传感器复习知识.docVIP

1. 简述电容传感器的工作原理，并举例说明电容传感器的应用。2. 使用超声波传感器时，为什么要用耦合剂？3. 简述霍尔电动势产生的原理。传感器技术思考题及其知识点1、传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。2、静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。3、压磁效应：某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变的现象。只有在一定条件下压磁效应才有单位特性，但不是线性关系。 4、应变效应：导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。在电阻丝拉伸比例极限内，电阻的相对变化与应变成正比。5、磁电式传感器：是通过磁电作用将被测量转换为电信号的一种传感器。 6、电感式传感器：是利用线圈自感或互感的变化来测量的一种装置。7、霍尔效应：半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流I流过半导体薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势的现象称为霍尔效应。8、正压电效应：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应9、热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A、B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。 10、接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。 11、温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。 12、热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的热电效应。13、热电效应：就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。 14、引用误差：检测仪表示值绝对误差与仪表量程L之比值，称之为仪表示值的引用误差，最大引用误差去掉百分号即为仪表精度。15、系统误差：对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。（即测量值的总体平均值A与测量值真值L的差）16、对传感器进行动态标定(或校准或测试) 的主要目的是什么？ 检测传感器的动态性能指标。17、什么是传感器的过载能力？指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。18、传感检测系统的发展方向是什么？ 由模拟式、数字式，向智能化方向发展。19、热电偶电动势哪几部分组成？ 温度差电动势和接触电动势20、确定静态标定系统的关键是什么？ 选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和标准测试系统。21、传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持什么条件？ 不失真测量22、红外图像传感器由什么组成？ 红外敏感元件和电子扫描电路23、SnO2型半导体气敏器件有何作用？ 非常适宜检测浓度较_低_的微量气体。24、有源滤波器由_组成？ 集成运放和RC网络25、在电阻应变片公式 =(1+2)+E中，的意义是什么？ 代表材料压阻系数。26、利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘必须是什么材料？ 金属。27、已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式是什么？rs=(K0/K0)100%。28、如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用的传感器是：ON-OFF型微动开关29、在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性?答：在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度，非线性度，回程误差。30、涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么?答：优点：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。31、简述电容式传感器的工作原理。两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 式中: 极板间介质的介电常数， 极板的遮盖面积； 极板间的距离。当被测量的变化使式中的 、 或 任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。32、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。传感器作为测试系统的第一环节，将被测量转化为人们所熟悉的各种信号，通常传感器将被测量转换成电信号；信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工，如信号的放大、滤波、补偿、校正、模数转换、数模转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、显示或记录；显示与记录部分将所测信号变为便于人们理解的形式，以供人们观测和分析。33、直线式感应同步器由哪两个绕组组成？鉴相式测量电路的作用是什么？答：直线式感应同步器由固定绕组和滑动绕组组成。 鉴相式测量电路的作用是检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。34、压磁式传感器的工作原理是什么？答：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。35、霍尔元件灵敏度的物理意义是什么？表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。36、测量系统的静态特性指标主要有哪些？线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。37、光电传感器的理论基础是什么？通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为哪几类？光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。38、热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab（T，To）= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。39、讲述传感器的作用与地位：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。40、电容传感器有哪几种类型?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。41、电阻温度计和热电偶温度计有何异同点？电阻温度计利用电阻随温度变化的特性来测量温度。热电偶温度计是根据热电效应原理设计而成的。前者将温度转换为电阻值的大小，后者将温度转换为电势大小。 相同点：都是测温传感器，精度及性能都与传感器材料特性有关。42、传感器的标定方法：首先是创造一个静态标准条件，其次是选择与被标定传感器的精度要求相适应的一定等级的标定用仪器设备。然后开始对传感器进行静态特性标定。43、传感器的动态标定主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一阶传感器为时间常数 二阶传感器为固有频率 和阻尼比 两个参数。44、中间导体定律： 热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。45 中间温度定律： 任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T，冷端为T 时的热电势等于该热电偶热端为T冷端为Tn时的热电势与同一热电偶热端为Tn，冷端为T0 时热电势的代数和。 46参考电极定律 ：如果A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体C （参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T，T0 ）时分别为和，那么受相同温度下，又A、B两热电极配对后的热电势为 实用价值：可大大简化热电偶的选配工作。在实际工作中，只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势，那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电