本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳感器簡答題1-2什么是測量誤差？測量誤差有幾種表達方式？它們尋常應(yīng)用在什么場合？測量誤差是測得值減去被測值的真值。測量誤差有五種表達方式分別是：

（1）絕對誤差:當被測量大小一致時，常用絕對誤差來評定確鑿度。（2）實際相對誤差:相對誤差常用來表示和比較測量的確鑿度。（3）引用誤差:引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法。（4）基本誤差

（5）附加誤差:基本誤差和附加誤差常用于儀表和傳感器中。

1-6什么是隨機誤差？系統(tǒng)誤差可以分為哪幾類？系統(tǒng)誤差有哪些檢驗方法？如何減小和消除系統(tǒng)誤差？

在同一測量條件下，屢屢測量同一量值時，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差可分為恒值（定值）系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。誤差的絕對值和符號已確定的系統(tǒng)誤差稱為恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對值和符號變化的系統(tǒng)誤差稱為變值系統(tǒng)誤差，變值系統(tǒng)誤差又可分為線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和繁雜規(guī)律系統(tǒng)誤差等。檢驗方法：試驗對比法；剩余誤差觀測法；準則檢查法系統(tǒng)誤差的消除：

1.從產(chǎn)生誤差根源上消除系統(tǒng)誤差；2.用修正方法消除系統(tǒng)誤差的影響；3.在測量系統(tǒng)中采用補償措施；

4.可用實時反饋修正的方法，來消除繁雜的變化系統(tǒng)誤差。1-8什么是粗大誤差？如何判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)中存在的粗大誤差？

超出在規(guī)定條件下的預(yù)期的誤差成為粗大誤差，粗大誤差又稱為疏忽誤差。

判斷粗大誤差的原則是看測量值是否滿足正態(tài)分布，要對測量數(shù)據(jù)進行必要的檢驗。尋常用來判斷粗大誤差的準則有：3?準則（萊以特準則）；肖維勒準則；格拉布斯準則。2-1什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？他們的作用及相互關(guān)系如何？

答：傳感器是能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測量并依照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。

尋常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部份；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測

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量的電信號部份。由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進行放大、運算調(diào)制等，此外信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必需要有輔助的電源，因此信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部份。

2-2什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標？分別說明這些性能指標的含義。傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出輸入關(guān)系。

傳感器的靜態(tài)特性可以用一組性能指標來描述，有靈敏度、遲滯、線性度、重復(fù)性和漂移。①靈敏度是指傳感器輸出量增量△y與引起輸出量增量△y的相應(yīng)輸入量增量△x的之比。用S表示靈敏度，即S=△y/△x

②傳感器的線性度是指在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值?Lmax與滿量程輸出值YFS之比。線性度也稱為非線性誤差，用?L表示，即?L???Lmax?100%YFS③遲滯是指傳感器在一致的條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值

?Hmax與滿量程輸出值YFS之比稱為遲滯誤差，用?H表示，

即：?H??Hmax?100%YFS④重復(fù)性是指傳感器在一致的工作條件下，輸入量按同一方向作全量程連續(xù)屢屢變化時，所得特性曲線不一致的程度。重復(fù)性誤差屬于隨機誤差，常用標準差?計算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值?Rmax計算，

?R??即:

(2~3)??100%YFS

?R???Rmax?100%YFS⑤漂移是指輸入量不變的狀況下，傳感器輸出量會隨著時間變化的現(xiàn)象。最常見的是溫度漂移，即周邊環(huán)境溫度變化而引起的輸出變化。

3-1什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)和壓阻效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。

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答：在外力作用下，導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料產(chǎn)活力械變形，從而引起材料電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象，稱為應(yīng)變效應(yīng)。半導(dǎo)體的電阻率隨作用應(yīng)力的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為壓阻效應(yīng)。

dR?K*R工作原理：應(yīng)變效應(yīng)表達式為ε，式中K為材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)，當應(yīng)變材料為dR金屬或合金時，在彈性極限內(nèi)K為常數(shù)。金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對變化量R與金屬材料

的軸向應(yīng)變ε成正比，因此，利用電阻應(yīng)變片，可以將被測物體的應(yīng)變ε轉(zhuǎn)換成與之成正比關(guān)系的電阻相對變化量，這就是金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。

dR?壓阻效應(yīng)表達式為RπEε，在外力作用下，被測對象產(chǎn)生應(yīng)變時，應(yīng)變片隨之發(fā)生相

同的變化，同時應(yīng)變片電阻也發(fā)生相應(yīng)的變化。當測得的應(yīng)變片電阻值變化量為△R時，便可得到被測對象的應(yīng)變值，根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，得到應(yīng)力值正比于應(yīng)變，而試件應(yīng)變正比于電阻值的變化，所以應(yīng)力正比于電阻值的變化，這就是利用應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理4-1說明差動變隙電壓傳感器的主要組成，工作原理和基本特性答：主要組成：主要由鐵芯，銜鐵，線圈三部分組成。

工作原理：傳感器由兩個完全一致的電壓線圈合用一個銜鐵和相應(yīng)磁路。工作時，銜鐵與被測件相連，當被測體上下移動時，帶動銜鐵也以一致的位移上下移動，使兩個磁回路中磁阻發(fā)生大小相等方向相反的變化。導(dǎo)致一個線圈的電感量增加，另一個線圈的電感量減小，形成差動形式。輸出特性：

???????1???L??L1??L2?2L0?0?????022???????????????...????0??

?L???2L?0

若忽略上式中的高次項，可得0為了使輸出特性能得到有效改善，構(gòu)成差動的兩個變隙式電感傳感器在結(jié)構(gòu)尺寸、材料、電氣參數(shù)等方面均應(yīng)完全一致.

4-3差動變壓器式傳感器有幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點？

答：結(jié)構(gòu)形式：差動變壓器式傳感器有變氣隙式差動變壓器式和螺線管式差動變壓器式傳感器二種結(jié)構(gòu)形式。

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U0?-特點：變隙式差動變壓器傳感器的輸出特性為

W2UiW1????W1?0W，輸出電壓與2比值

W1U與?0W成正比，然而2比值與變壓器的體積與零點剩余電壓有關(guān)。應(yīng)綜合考慮；0成反比關(guān)系.因此要求

?0越小越好，但較小的?0使測量范圍受到約束，尋常在0.5mm左右。

螺線管式差動變壓器式傳感器的輸出特性是鼓舞電壓U和激磁頻率f的函數(shù)，理論上，靈敏度K與U、f成正比關(guān)系，而實際上由于傳感器結(jié)構(gòu)的不對稱、鐵損、磁漏等因素影響，K與f不成正比關(guān)系，一般在400Hz～10KHz范圍內(nèi)K有較大的穩(wěn)定值，K與U不管在理論上和實際上都保持較好的線性關(guān)系。一般差動變壓器的功率控制在1瓦左右圍為線圈骨架長度

11的10到4因此可以測量大位移圍。

4-10何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效應(yīng)進行位移測量？

答：塊狀金屬導(dǎo)體置于變化著的磁物中，或在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，所產(chǎn)生電渦流的現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。

電渦流式傳感器的測試系統(tǒng)由電渦流式傳感器和被測金屬兩部分組成。當線圈中通以交變電流?1時,其周邊產(chǎn)生交變磁物H1，置于此磁物中的導(dǎo)體將感應(yīng)出交變電渦流?2，?2又產(chǎn)生新的交變磁物H2,H2的作用將抵擋原磁物H1，導(dǎo)致線圈阻抗Z發(fā)生變化，Z的變化完全取決于導(dǎo)體中的電渦流效應(yīng)，而電渦流效應(yīng)既與導(dǎo)體的電阻率

?，磁導(dǎo)率?，幾何尺寸有關(guān)，

又與線圈的幾何參數(shù)、線圈中的激磁電流頻率f有關(guān)，還與線圈和導(dǎo)體間的距離x有關(guān)，因此，可得等效阻抗Z的函數(shù)差系式為Z=F（

?、?、r、f、x）

式中r為線圈與被測體的尺寸因子。以上分析可知，若保持

?，?，r，f參數(shù)不變，而只改變x參數(shù)。則Z就僅僅是關(guān)于x單值

函數(shù)。測量出等效阻抗Z，就可實現(xiàn)對位移量x的測量。

5-1根據(jù)工作原理可將電容式傳感器分為那幾種類型？每種類型各有什么特點？各適用于什么場合？

答：類型：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型（又稱變間隙型）、變面積(A)型和變介電常數(shù)(ε)型。

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場合：變間隙型可測量位移，變面積型可測量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數(shù)型可測量液體液位、材料厚度。

特點：電容式傳感器具有以下特點：功率小，阻抗高，由于電容式傳感器中帶電極板之間的靜電引力很小，因此，在信號檢測過程中，只需要施加較小的作用力，就可以獲得較大的電容變化量及高阻抗的輸出；動態(tài)特性良好，具有較高的固有頻率和良好的動態(tài)響應(yīng)特性；本身的發(fā)熱對傳感器的影響實際上可以不加考慮；可獲取比較大的相對變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；可進行非接觸測量；結(jié)構(gòu)簡單、易于制造；輸出阻抗較高，負載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。

6.1什么叫做正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)？什么叫做縱向電壓效應(yīng)和橫向電壓效應(yīng)？答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向上受到外力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在其表面上產(chǎn)生電荷，當外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。這種機械能轉(zhuǎn)化成電能的現(xiàn)象，稱為“順壓電效應(yīng)〞。反之，在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場或電壓，它會產(chǎn)活力械變形，當去掉外加電場時，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)〞。在石英晶體中，尋常把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)〞，而把沿機械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)〞。

6.6簡述壓電式加速度傳感器的工作原理。

答：其原理利用壓電晶體的電荷輸出與所受的力成正比，而所受的力在敏感質(zhì)量一定的狀況下與加速度值成正比。在一定條件下，壓電晶體受力后產(chǎn)生的電荷量與所感受到的加速度值成正比。

7.1簡述變磁通式和恒磁通式傳感器的工作原理。

答1.變磁通式傳感器工作原理：產(chǎn)生磁場的永久磁鐵和線圈都固定不動，通過磁通Φ的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e。變磁通式又稱磁阻式常用