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文档简介
第一章1传感器一般组成。((被测量)敏感元件、(物理量)转换元件、(电参量)转换电路(电量))2传感器静态特性涉及到的重要指标(线性度、灵敏度、迟滞、重复性)的定义。(线性度:指传感器的输出与输入之间的线性程度;灵敏度:传感器在稳定状态输出变化量与引起此变化的输入变化量之间的比;迟滞:传感器在正反行程期间,其输出-输入特性曲线不重合的现象;重复性:传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向全程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的现象)3. 传感器静态输入-输出特性存在着非线性,通常用一条直线近逼似,该直线称为拟合直线。例举几种直线拟合方法(理论拟合、过零旋转拟合、端点连线拟合、端点平移拟合)。其中存在非线性误差最小的是哪种?(最小二乘法)4书后作业题。5.希望静态时输出与输入具有确定的对应关系,且最好呈线性关系。第二章1.金属电阻的应变效应(金属丝的电阻值随着它所受机械形变的大小而发生相应变化的现象)、灵敏系数的定义(单位应变所引起的电阻值的相对变化)及公式表示。2.电阻应变式传感器组成。(应变片、弹性梁、电桥)3.例举你所知电阻式传感器。(包括其它章节的)(电阻应变片式传感器;热电阻式传感器:金属热电阻、半导体热电阻;光敏电阻式传感器)4.常用的弹性梁有哪些。(等截面悬臂梁;等强度悬臂梁、双端固定梁)5.应变电阻的标准规格有:60、120、200、350、500、1000。6.应变片灵敏度小于金属电阻灵敏系数的原因:(1)粘接层的应变传递会出现失真;(2)敏感栅存在横向效应。什么是横向效应?(应变片横栅部分将纵向丝栅部分电阻值变化抵消了一部分,从而降低了整个电阻应变片的灵敏度)如何减小横向效应:敏感栅的纵栅越窄、越长;横栅越宽、越短,则横向效应的影响越小。7.应变电阻传感器的温度误差(由于测量现场环境温度改变而给测量带来的附加误差;产生温度误差的原因:(1)电阻温度系数的影响(2)试件材料和电阻丝材料线膨胀系数的影响)及其补偿方法。(电桥补偿;应变片自补偿:单丝补偿法、双丝补偿法(两种不同的电阻丝材料,正温度系数,负温度系数);热敏电阻补偿法) 8. 应变电阻传感器的测量电路的构成。(相邻电阻应变符号相反,相对电阻应变符号相同)单臂、半桥、全桥性能的对比。9.电阻变化、应变、输出电压的计算。;10.何谓压阻效应(单晶半导体材料延某一轴向受外力作用时,其电阻率发生很大变化的现象),哪种材料的压阻效应明显?(半导体的压阻效应)11.半导体电阻应变片的特点。(灵敏度高、线性度差、温度稳定性差) 12. 扩散型压阻式压力传感器是在半导体基片的一定位置上扩散杂质形成的4个应变电阻。扩散型压阻式压力传感器测量电路的组成?(4个应变片和弹性元件组成)13.我们实验用来测量气体压力用的是哪种传感器?(压阻式传感器)14.压阻传感器的供电电路(恒压源、恒流源)14.书后作业。第三章1.自感传感器的类型。(变气隙式自感传感器;变面积式自感传感器;螺线管式自感传感器)2.三种自感传感器性能的比较。试述自感传感器的相敏检波电路的工作原理。3.差动变压器电路的连接方式。(至少三个线圈,一个初级线圈,两个次级线圈,次级线圈同名端反向串联,若初级线圈有两个,则初级线圈同名端顺向串联)4.何谓零点残余误差。(把差动变压器零位移时的输出电压称为零点残余电压)危害(使输出特性在零点附近不灵敏,限制了分辨率的提高)及消除方法(1)在工艺和设计上,力求做到磁路对称和线圈对称;(2)使用拆圈的方法减小零点残余电压(3)在电路上进行补偿:加串联电阻、加并联电容、加反馈电阻或反馈电容)。5.我们做的差动变压器实验测量了什么物理量?(微小位移)6.电容传感器的种类。(变极距型电容传感器;变面积型电容传感器;变介电常数型电容传感器)7.举例说明电容传感器的应用。(电容式差压传感器;电容式加速度传感器;电容式振动位移传感器;容栅式传感器)8.差动结构的传感器较单一结构的有什么优点?(灵敏度提高1倍;提高线性度)9.电容传感器的测量电路(调频电路;运算放大器电路;双T型电桥电路;脉宽调制电路)之一:脉宽调制电路其输出电压反映的是什么量的大小。10.何为电涡流。在导体材料一定的情况下,电涡流在导体内的深度与什么有关?(交变磁场的频率f)11.反射式、透射式涡流传感器的组成。(高频反射式:线圈、被测导体;低频透射式:发射线圈、接收线圈、被测导体)12. 例举电涡流传感器能测那些物理量?(位移测量、振幅测量、厚度测量、转速测量、涡流探伤)13. 电涡流传感器的特点。(测量范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强、可以非接触测量)14. 何为压磁效应(铁磁性材料受到机械力的作用时,它的内部产生应变,导致导磁率发生变化,产生压磁效应)。15书后作业第四章1. 光电效应(外光电效应光电管(强光)、光电倍增管(弱光);内光电效应光敏电阻;光生伏特效应光电池、光敏晶体管)。各种类型光电效应对应产生的器件,其中测弱光用的器件是哪种?使用该器件需注意的事项(遮光)。2. 光敏电阻的主要参数(暗电阻、暗电流;亮电阻、亮电流;光电流=亮电流-暗电流)。光敏电阻通常用于测量光的强度还是作为光开关来使用?(作为光电开关)3.光敏二极管、光敏三极管的符号,两者性能上的主要区别。(光敏二极管:只有一个PN结;在电路中反向偏置、光敏晶体管:有两个PN结,又将信号电流放大的作用;无需反向偏置于电路中)4.画出光敏二极管、光敏晶体管测光量电路。P101、p1025.选择和使用光电器件时,需要考虑器件的哪些特性。(光谱特性、伏安特性、光照特性、温度特性、响应时间和频率特性)6.从硅和锗二极管的光谱特性、硒和硅光电池的光谱特性,可以看出他们分别适合测什么波长范围的光信号。(硅二极(晶体)管适合测可见光、锗二极(晶体)管适合测红外光;硅光电池适合测红外光、硒光电池适合测可见光)7.光电码盘的组成(光源、柱面镜、码盘、狭缝、接收元件)。8. 二进制码盘、循环码码盘的优缺点。(二进制码会产生粗大误差,循环码不会)9.消除粗大误差的办法。(1)双读数头法;(2)用循环吗代替二进制码)10电荷耦合器件的最小单元的构成。(光敏单元即MOS电容器)电子势阱是怎样产生的?势阱下的电荷如何实现定向转移的。(在MOS管电容阵列上加满足一定相位要求的驱动时钟脉冲电压)11.CCD:线器件列图像器件和面型图像。12.光栅传感器的结构。(光源、透镜、主光栅、指示光栅、光电接收元件)13.莫尔条纹的特点。14.为了判别光栅的移动方向需要怎样设置光电元件。(p131)15.采用细分技术的原因(提高分辨率)。四细分的最小分辨力是多少。()16.光纤传感器的分类。(1)根据光纤在传感器中的作用分类:功能型光纤传感器、非功能型光纤传感器;(2)根据光受被测对象的调制分类:强度调制型、偏振调制型、频率调制型、相位调制型)16.书后作业。第五章1.磁电式传感器的理论依据是什么?(法拉第电磁感应定律)2.霍尔效应。(将半导体置于磁场中,当它的电流方向和磁场方向不一致时,半导体薄膜片上平行于电流和磁场的两个面之间产生电动势,这种现象称为霍尔效应)依据霍尔效应制作的传感器是什么传感器?(霍尔元件)霍尔元件的符号、电极名称。3.霍尔电势的表达式。(p141)4.例举霍尔元件可测量的物理量。(微位移和电压的测量、磁场的测量)5.试述电流钳的工作原理。(穿过铁心的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈,其中通过电流便在二次线圈中感应出电流。从而使二次线圈相连接的电流表便有指示-测出被测线路的电流。)6.霍尔传感器测量位移的工作原理。P1457.不等位电势的产生(由于两个霍尔电极安装时不在同一个位置上)及其补偿(将霍尔元件视作四臂电阻桥,在通过调节电桥的平衡p143)。8.何为压电效应。(正压电效应与逆压电效应p146)常用的压电材料有哪些? (天然的、人造的-极化处理)(石英、陶瓷)9. 压电传感器对测量电路的要求。(由于压电传感器要求负载电阻R必须有很大的数值,才能使测量误差小到一定数值以内,所以要在输出端后面先接一个高阻抗的前置放大器,然后再接一般的放大电路和其他电路)10.压电传感器测量电路有:(电压放大电路、电荷放大电路)。电压放大电路在测量时存在什么问题?(不能测量静态物理量;优点:高频响应好)11. 书后作业第六章1.常用的金属热电阻有哪些?(铂热电阻、铜热电阻(-50150摄氏度) 它们各自的优缺点。(p159)2.半导体热敏电阻的种类,(正温度系数PTC、负温度系数NTC、临界温度系数CTR)它们的用途。(PTC:彩电消磁、过热保护、热源的定温控制、限流元件;NTC:点温、温差、温场的测量,电子线路的热补偿;CTR:温度开关)3热电阻的三线制、四限制接法。其目的何在。(消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成的测量误差)4. 何为热电效应。何为热电偶。热电偶中的热电势包括哪些电势?(温差电势、接触电势)5.热电偶的基本定律。(均匀导体定律、中间导体定律、连接导体定律)这些定律分别解决了什么问题?(均匀导体定律:衡量热电偶质量的重要指标之一;中间导体定律:(1)用仪表测量回路的热电势,(
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