《傳感器復習題》第一題填空題1.傳感器通常由敏感元件、轉換原件、接口電路和關心電源組成。輸出增量與輸入增量的比值。一倍，而全橋電路電壓靈敏度又比半橋雙臂電壓靈敏度提高一倍。壓電效應來實現(xiàn)由力至電量的轉換，屬于有源傳感器。電阻、電容、頻率。電阻值隨溫度變化這一特征來測定溫度。測溫范圍要求不很高的場合，且他適應的工作溫度較高。半導體氣敏傳感器主要以氧化物〔比方：氧化錫、氧化鋅等〕半導體為根本材料制成，半導體氣體傳感器大體上分為電阻式和非電阻式兩種。光電管、光電倍增管等。光敏電阻的電阻有亮電阻、暗電阻之分，暗電阻的阻值一般在兆歐數(shù)量級，亮電阻在幾千歐以下。硅管，但對紅外線進展的探測時，則承受鍺管較適宜。光的放射、光的接收、信號放大。光導纖維。CCD的中文名字是：電荷耦合器件，它具有光電轉換、電荷存儲、電荷轉移和掃描讀取等功能。洛倫茲力作用的效果。20HZ20HZ又稱為超聲波，超聲波對液體和固體的穿透本領大。敏感柵、基底、蓋層、粘合劑、引線組成。18.電感傳感器是利用線圈自感或互感的變化來實現(xiàn)測量的一種裝置，它的核心局部是可變自感或可變互感。來實現(xiàn)由力至電量的轉換，屬于有源傳感器。全都性和互換性差。熱敏電阻一般可以分為三類，電阻值P隨溫度的上升而下降的負溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值P隨溫度的上升而上升的正溫度系數(shù)熱敏電阻。對于一個環(huán)境來說，假設溫度過高要進展除濕，反之溫度過低要進展加濕。轉換為電壓、電流或頻率等信號的輸出，從而實現(xiàn)對立的測量。冷卻除濕、吸附除濕、吸取除濕等。其次題選擇題以下被測物理量適合于使用紅外傳感器進展測量的是〔C溫度〕屆于傳感器動態(tài)特性指標的是〔D固有頻率〕CCD是一種〔CMOS型晶體管開關集成電路〕以下不屬于壓電材料的是〔D電阻應變片〕以下不屬于溫度的表示方法的是〔D水蒸氣〕將電阻應變片貼在彈性元件上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。封裝在光電隔離耦合器內部的是〔D一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管〕8.〔C半導體三極管〕傳感器可用于醫(yī)療上—50攝氏度~150攝氏度之間的溫度測量。開關型集成霍爾傳感器輸出的是〔A凹凸電平數(shù)字信號〕以下哪個裝置時利用傳感器把光信號轉化為電信號的過程〔A紅外報警裝置〕熱電阻測量轉換電路承受三線制是為了〔D減小引線電阻的影響〕在以下幾種傳感器當中〔C壓電式〕屬于自發(fā)電型傳感器13.〔C熱端和冷端的溫差〕數(shù)值越大，熱電偶的輸出熱電勢就越大將超聲波/機械振動波轉換成電信號是利用壓電材料的〔C壓電效應〕工業(yè)上應用金屬熱電阻傳感器進展溫度測量時，為了消退或削減引線電阻的影響，通常承受〔C、三線制連接法。在熱電偶傳感器中，熱電偶回路的主要性質不包括C、歐姆定律)在以下元件中不屬于光電元件的是〔A、光纖〕在有源濾波器的組成中，把〔B、無源的BEF〕接入運放的正反響回路中，即可組成有源BEF。隨著集成技術的進展，常常把傳感器和一局部處理電路集成在一起，其中〔〕電路中。第三題推斷題1.〔〕黑體是指對輻射到它上面的能量全部吸取的物體2.〔〕當熱電偶兩個接點的濕度一樣時，不管電極材料是否一樣，回路總熱電勢均為零3.〔√〕微波傳感器就是利用微波特征來檢測一些物理量的器件或裝置4.〔〕光纖傳感器所承受的光纖一般多承受同軸分布(發(fā)送光纖在外)方式的光纖5.〔〕熱回路的熱電動勢的大小不僅與熱端溫度有關，而且與冷端溫度有關第四題簡答題個節(jié)點的溫度不同，那么點在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，小。2.光電效應可分為哪三種類型；簡潔的說明傳感器的原理并分別列出以之為根底的光電傳感器 答：分為效應、內光電效應、光生伏特效應；外光電效應：指在光的照耀下，材料中的電子逸出外表的現(xiàn)象，光電管及光電倍增管等均屬這一類，它們的光電放射極，即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。內光電效應：指在光的照耀下，材料的電阻率發(fā)生轉變的現(xiàn)象，光敏電阻即屬此類。光生伏特效應：利用光勢壘效應，光勢壘效應指在光的照耀下，物體內部產(chǎn)生肯定方向的電勢，光電池是基于光生伏特效應制成的，是自發(fā)電式有源器件。答：基于電阻應變效應，即在導體產(chǎn)生氣械變形時，它的電阻值應發(fā)生變化B結果在半導體的后端面上電子有所積存，而前端面缺少電子，因此后帶負電，前帶正電，在前形成電場光電池的工作原理，指出它應工作在電流源還是電壓源狀態(tài)答：光電池是基于光伏特效應制成的什么叫做接觸電動勢和溫差電動勢？在接觸處形成的熱電勢；b,溫差電動勢：是在同一根導體中，電子兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢A是顯示驅動器；問：a,TGS-812是什么傳感器？b，2.5腳是傳感器哪個局部，有什么作用？c,RP有什么意義？氣敏傳感器；bc,調整測量系統(tǒng)的測量范圍和滿度值。以下圖為光電傳感器電路，GP-ISO1是光電斷路器；問：a,VT狀態(tài)是導通還是截止？b,c,假設二極管反相連接晶體管VT狀態(tài)如何？答：a,截止；b,紅外放射會起掌握作用；c,截止簡述傳感器信號的預處理方法。2〕34〕5〕6〕電荷放7〕8〕9〕10〕對數(shù)壓縮電路金屬熱電阻為什么要進展三線制接線？并畫出其接線圖常承受三線制接法，如以下圖所示：簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。響；傳感器與電荷放大器連接的電路，其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比，電纜電容的影響小承受逐次靠近法的模/數(shù)轉換器主要由哪幾局部組成？答：由電壓比較器、數(shù)/模轉換器、挨次脈沖發(fā)生器、數(shù)碼存放器和逐次靠近存放器組成。名詞解釋〔一般為電信號〕的器件或裝置。2、應變效應：導體或半導體材料在外界力作用下產(chǎn)生氣械形變，其電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應變效應。3、熱電效應：將兩種不同材料的導體構成一閉合回路，假設兩個接點處溫度不同，則回路中會產(chǎn)生電動勢，從而形成電流，這個物理現(xiàn)象稱為熱電勢效應，簡稱熱電效應。：將傳感器與微型計算機組裝在一塊芯片上，并具有“感知”和“認知”被測量的功能，把傳感器技術和信息處理技術進展完善結合的裝置。三、簡答題〔10分〕301、試述傳感器的定義、共性及組成。答：①傳感器的定義：能感受被測量并依據(jù)肯定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置；②傳感器的共性：利用物理定律和物質的物理、化學或生物特性，將非電量()轉換為電量()；③傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。?簡述在什么條件下只爭論靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。(輸入)的響應(輸出)輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。(靜態(tài)或準靜態(tài))信號作用下的輸入－輸出關系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關系式中不含有時間變量。當輸入量為常量或變化極慢時只爭論靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。303?實現(xiàn)不失真測量的條件是什么?實現(xiàn)不失真測量的條件是幅頻特性A(ω|H(jω|=A(常數(shù))相頻特性:Φ(ω)ωto(線性)304、什么叫應變效應？利用應變效應解釋金屬電阻應變片的工作原理。答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應變效應。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。償方法。答：溫度誤差產(chǎn)生緣由包括兩方面：線膨脹系數(shù)不同，使應變片產(chǎn)生附加應變。溫度補償方法根本上分為橋路補償和應變片自補償兩大類。311?每種類型各有什么特點?各適用于什么場合?距型、變極板掩蓋面積的變面積型和變介質介電常數(shù)的變介質型。變極板間距型電容式傳感器的特點是電容量與極板間距成反比，適合測量位移量。位移和角位移。的介電常數(shù)實現(xiàn)對被測量的檢測，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質的介電常數(shù)發(fā)生轉變的場合。313、試說明什么電容電場的邊緣效應？如何消退？313答：抱負條件下，平行板電容器的電場均勻分布于兩極板所圍成的空間，這僅是簡化電容量計算的一種假定。當考慮電場的邊緣效應時，狀況要簡單得多，非線性增加。為了抑制邊緣效應，首先應增大初始電容量Co。即增大極板面積，減小極板間距。此外，加裝等位環(huán)是消退邊緣效應的有效方法。315、電渦流式傳感器有何特點？以及可以非接觸測量等特點；316、何謂電渦流效應?怎樣利用電渦流效應進展位移測量?生變化，產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢在導體內產(chǎn)生電流，并形成閉合曲線，狀似水中的渦流，通常稱為電渦流。測出的傳感器線圈的阻抗變化，可以反響被測物位移的變化。317、試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。317(1)不同點：1自感式傳感器把被測非電量的變化轉換成自感系數(shù)的變化；2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉換成互感系數(shù)的變化。一樣點：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。318、簡述電感式傳感器的根本工作原理和主要類型。(如位移、振動、壓力、流量、比重等)轉換為線圈的自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再通過測量電路將L或M的變化轉換為電壓或電流的變化，從而將非電量轉換成電信號輸出，實現(xiàn)對非電量的測量。(自感式)、變壓器式和(互感式)等種類。323、什么是正壓電效應?什么是逆壓電效應?什么是縱向壓電效應?什么是橫向壓電效應?將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其消滅電荷集聚的現(xiàn)象。應，也稱為逆壓電效應。沿石英晶體的x軸(電軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應稱為“縱向壓電效應“。沿y軸(機械軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應稱為“橫向壓電效應“。324n片串聯(lián)或并聯(lián)的構造形式。試述在不同聯(lián)接下輸出電壓、電荷、電容的關系，它們分別適用于何種應用場合?答：并聯(lián)接法在外力作用下正負電極上的電荷量增加了n倍，電容量也增加n倍，輸出電壓與單片時一樣。適宜測量慢變信號且以電荷作為輸出量的場合。1/n，輸出電n倍。適宜以電壓作輸出信號且測量電路輸入阻抗很高的場合。325、簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。比，但簡潔受電纜電容的影響。電纜電容的影響小。328、試從材料特性、靈敏度、穩(wěn)定性等角度比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應。力作用而變形時，產(chǎn)生壓電效應。必需在肯定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。壓電陶瓷的壓電系數(shù)比石英晶體大得多(即壓電效應更明顯)，因此用它做成的329：假設地面下一均勻的自來水直管道某處O發(fā)生漏水，則在管道上A、B兩點放兩只壓電傳感器，應能檢測到漏水處的位置。試說明其工作原理。OO點向管道兩端傳播，在管道上A、BLALB。兩者時間差為Δt=tA－tB=〔LA－LB〕/v又L=LA+LB，所L LtvA 2L LtvB 2330、試說明壓電傳感器電荷放大器中所說的“密勒效應”是什么意思？答：“密勒效應”CF、RFA0CF將增大〔1＋A0〕1/RF也增大了〔1＋A0〕倍。331、簡述熱電偶的幾個重要定律，并分別說明其有用價值。3律332、熱電偶測溫時，為什么要進展冷端溫度補償？常用的補償方法有哪些？量的真實溫度，所以要進展冷端補償。BCD：補償電橋法。335、熱電阻傳感器主要分為哪兩種類型?它們分別應用在什么場合?答:(l)鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能牢靠。主要作為標準標準的傳遞，是目前測溫復現(xiàn)性最好的一種。(2)銅電阻傳感器：價錢較鉛金屬廉價。在測溫范圍比較小的狀況下，有很好的格廉價。缺乏之處是測量精度較鉛電阻稍低、電阻率小。其原理，指出這兩種方式各自的優(yōu)缺點是什么?答：在并聯(lián)方式中，伏特表得到的電動勢為2個熱電偶的熱電動勢的平均電動勢，即它已經(jīng)自動得到了22:當其中有一個熱電偶損壞后，可以馬上覺察；可獲得較大的熱電動勢并提高靈敏度。缺點：過程較簡單，時效性低，在計算中，易引入誤差，精度不高。337、請簡潔闡述一下熱電偶與熱電阻的異同。答：熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫，作用一樣，都是測量體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電接觸電動勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質以及它們接觸點的溫度。另線，而且比熱電偶廉價。338?試述這幾種引線方式各自的特點及適用場合。答：熱電阻常用的引線方式主要有：兩線制、三線制和四線制。主要適用于引線不長、測溫精度要求較低的場合。場合。室等高精度測量場合。339、什么是光電效應和光電器件?常用的光電器件有哪幾大類?依據(jù)光電效應原理工作的光電轉換器件稱為光電器件。常用的光電器件主要有外光電效應器件和內光電效應器件兩大類。340、試解釋外光電效應器件和內光電效應器件各自的工作根底并舉例。管。應和光生伏特效應。內光電效應器件主要有光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏晶體管。341、什么是光電式傳感器?光電式傳感器的根本工作原理是什么?(或稱光敏傳感器)(電壓、電流、電阻等)的裝置。而轉變的現(xiàn)象。342、霍爾電動勢與哪些因素有關?如何提高霍爾傳感器的靈敏度?答：霍爾電動勢與霍爾電場EH、載流導體或半導體的寬度b、載流導體或半duBI有關。H霍爾傳感器的靈敏度K =K HH

RdH

1ned

。為了提高霍爾傳感器的靈敏度，承受自由電子濃度較低的材料作霍爾元件。349、何謂光電池的開路電壓及短路電流?為什么作為檢測元件時要承受短路電流輸出形式?路電流，指外接負載相對于光電池內阻而言是很小的。路電流的形式。352、試說明相位調制傳感器的工作原理、應用及特點。352答：其根本原理是利用被測對象對敏感元件的作用，使敏感元件的折射率或Sagnac效應的旋轉角速度傳感器(光纖陀螺)等。這類傳感器的靈敏度很高，但由于需用特別光纖及高精度檢測系統(tǒng)，因此本錢高。傳感器的定義和組成框圖.畫出自動掌握系統(tǒng)原理框圖并指明傳感器在系統(tǒng)號輸出的轉換元件以及相應的信號調整轉換電路組成。傳感器處于爭論對象與轉換成簡潔傳輸與處理的電信號。從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。頻率響應特性。直流電橋和溝通電橋有何區(qū)分？直流電橋的平衡條件是什么？應變片式電阻渦流式、電容式、熱電