传感器考试试题

传感器考试试题
传感器考试试题

一、判断题(正确打√标记,错误打×标记,每题1分,共10分)

1.(×)迟滞(或称迟环)特性表明传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间输出和输入特性曲线不重合的程度。

2.(×)由均质材料构成的热电偶,热电势的大小与导体材料及导体中间温度有关,与热电偶尺寸、形状及电极温度分布无关。

3.(×)对于压电晶体中的多晶体压电陶瓷当沿X轴的方向施加外作用力时,会在垂直于X轴和Y轴两个轴的表面出现电荷。

4.(×)造成电感传感器零点残余电压的原因是由于电感线圈受外界磁场的干扰。

5.(√)光纤是利用光的折射原理工作的,光纤由纤芯、包层

和套管组成,且纤芯的折射率小于包层的折射率。

量的。

7.(√)螺管型电感传感器采用差动结构也不能完全消

除非线性误差。

8.(×)光电器件的光谱特性就是指它们的输出电信

号与调制光频率变化的关系。

9.(×)在压电式传感器的测量线路中,电压放大器

能够测量静态量更换电缆后需要重新标定灵敏度。

10.(√)某光栅每毫米刻线100条,光学放大倍数为

1000,当光栅移动一个栅距时,就移动一个莫尔条纹,

产生的莫尔条纹宽度为10mm。

课程综合考试,合计分数70分

一、判断题(正确打√标记,错误打×标记,每题1

分,共5分)

1.(√)变间隙电感传感器采用差动结构也不能完全消除非线性误差。

2.(×)在压电式传感器的测量线路中,电荷放大器的低频特性要比电压放大器好的多。

3.(×)热电偶传感器的中间导体定律保证了接入热

电偶回路中的第三甚至第四种导体只要它们几端的温度

相同就一定不会影响回路的总电势。

4.(×)通常外光电效应有红限频率,而内光电效应无红限频率。

(√)一个均匀绕制的电位器式电阻式传感器,共100匝,两端输入电压为10V,则课程综合考试,合计分数70分

一、判断题(正确打√标记,错误打×标记,每题1分,共5

分)

1.(√)传感器是一种测量器件或装置,它将被测量按一定规律转换成可用输出,一般系统有输入和输出,所以均可看作传感

器。

2.(×)对变间隙的电容式传感器而言,即使采用差动结构

也不能完全消除非线性误差。

3.(×)压电晶体有三个互相垂直的轴,分别为X轴

(电轴)、Y轴(力轴)、Z轴(光轴),当沿某一轴的方

向施加外作用力时,会在另外两个轴的表面出现电荷。

4.(×)光电池和光敏二极管都是建立在内光电效应

基础上,工作电路也一样。

5.(√)自感式电感传感器改变空气隙等效截面积类

型变换器转换关系为非线形的,改变空气隙长度类型的

为线形的。

其视在分辨力为0.1V

课程综合考试,合计分数70分

一、判断题(正确打√标记,错误打×标记,每题1

分,共10分)

1.(√)传感器的阈值,实际上就是传感器在零点附近的分

辨力。

2.(×)某位移传感器的测量量程为1 mm,分辨力为0. 001 mm,这说明传感

器的灵敏度很高,其灵敏度为0.1%。

3.(×)传感器A采用最小二乘法拟合算得线性度为±0.6%,传感器B采用

端点直线法算得线性度为±0.8%,则可以肯定传感

器A的线性度优

于传感器B。

4.(×)无论何种传感器,若要提高灵敏度,必然会增加非线性误差。5.(×)幅频特性优良的传感器,其动态范围大,故可以用于高精度测量。6.(×)如果电容传感器的电缆丢失了,更换另一根电缆后,可以不必对测量

系统重新进行标定,也可直接使用。

7.(×)压电式力传感器既可以测量静态力,也可以测量动态力。8.(√)热电偶的工作机理是导体的热电效应,而热电势的产生必须具备两个

条件,即两种导体材质不同且两个节点的温度不同。

9.(×)由于光敏电阻的光照特性是非线性的,因此不宜用做测量元件。但由

于光敏电阻的响应时间很短,因此可以用做高速光电开关。10.(×)光纤是利用光的折射原理工作的,光纤由纤芯和包层构成,且纤芯

的折射率小于包层的折射率。

二、选择题(请选择一个适合的答案,每小题1分,本题共10分)1.( 1 )车间条件下测量大型机床工作台的位移(行程为20 m),可采用:

①光栅传感器;②电容传感器;③电涡流传感器。

2.( 2 )为一个旋转式机械分度装置增加数显系统,可采用的角度传感器为:

①增量式编码器;②绝对式编码器;③电容传感器。

3.( 1 )对生产流水线上的塑料零件进行自动计数,可采用的传感器为:

①光电传感器;②霍尔传感器;③电涡流传感器。

4.( 2 )在线测量高速回转零件的主轴径向偏摆量,可采用:

①差动变压器;②电涡流传感器;③压电式传感器。

5.( 2 )下列哪类传感器具有防水功能?

①电阻应变式传感器;②电涡流传感器;③电容式传感器。6.( 1 )为了在报纸印刷的高速生产流水线上监测印刷缺陷,可以采用哪一种传感器?

①面阵CCD传感器;②线阵CCD传感器;③硅光电池。7.( 3 )一个小型光学仪器中用于测量光斑二维位置变化(x-y)的传感器可采用:

①线阵CCD传感器;②面阵CCD传感器;③PSD传感器。

8.( 3 )绝对式编码器的码制绝大多数采用:

①二进制码;②十进制码;③格雷码(循环码)。9.( 2 )下列电感传感器中,哪种传感器的输出特性是线性的?

①变气隙型;②变面积型;③螺管型。

10.( 3 )电容式液位传感器属于下列哪种型式?

①变极距型;②变面积型;③变介质型。

传感器课程设计报告—小型气象监测系统

目录 摘要 (1) 一课程设计任务和功能要求 (1) 二设计应用背景 (1) 三系统分析 (1) 1.总体设计方案 (1) 2. 硬件设计 (2) … 3. 软件设计 (2) 4. 难点分析 (3) 四实施方案 (4) 1. 传感器模块设计 (4) 风速传感器模块 (4) 温度传感器模块 (5) 湿度传感器模块 (7) 2. 优缺点分析及成本 (9) > 五设计总结 (10) 六参考文献 (10) 七成员及分工情况 (10)

摘要 介绍一个小型多功能气象监测系统,该气象监测系统通过各类风速、风向、温度、湿度传感器将检测到的数据自动进行汇总分析并通过LCD显示。 关键词:风速风向传感器;单片机;温湿度传感器 一课程设计任务和功能要求 现通过传感器设计一款既能测量温湿度也可同时测量风速风向的设备,可服务于生产、生活的众多领域。 二设计应用背景 现在社会高度发达,气象状况变化万千,气象监测和灾害预警工程对于保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义,气候状况对经济活动的影响也越累越显著,人们需要实时了解当前的气象状况。风速、风向以及温度湿度测量是气象监测的一项重要内容。 该气象监测系统通过各类风速风向温度湿度传感器将检测到的数据自动进行汇总分析,并传输到终端平台。可以达到无人监管,数据自动传输,更加省时省力方便快捷。 三系统分析 1.总体设计方案 小型自动气象站主要由三大功能模块组成,分别为主控模块、信号采集模块、显示模块。小型自动气象站的组成框图如图1所示

图1 小型气象系统框图 2. 硬件设计 小型多功能气象监测系统其工作原理如图2所示,它以C8051F020单片机为 核心,通过风速、温度、湿度传感器将检测到的数据进行汇总分析,单片机驱动LCD 显示屏将风速、温度、湿度显示出来,以便于气象分析人员分析气象数据得出当前的气象特征,进而对气象可能影响到的事物做出规划,起到预防作用,减少不必要的损失。 图2 硬件连接图 3. 软件设计 单片机软件设计程序主要包括里初始化程序;输出实时风力风向、温度湿度 温度传感器 数 据 风速传感器 湿度传感器 单片机 电源电路 按键控制 LCD 显示

现代传感器检测技术实验-实验指导书doc

现代(传感器)检测技术实验 实验指导书 目录 1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验 3、实验二交流全桥振幅测量实验 4、实验三霍尔传感器转速测量实验 5、实验四光电传感器转速测量实验 6、实验五 E型热电偶测温实验 7、实验六 E型热电偶冷端温度补偿实验 西安交通大学自动化系 2008.11

THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 一、概述 “THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合,开发成功的新一代传感器系统实验设备。 实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理(模块)、数据采集卡组成。 1.主控台 (1)信号发生器:1k~10kHz 音频信号,Vp-p=0~17V连续可调; (2)1~30Hz低频信号,Vp-p=0~17V连续可调,有短路保护功能; (3)四组直流稳压电源:+24V,±15V、+5V、±2~±10V分五档输出、0~5V可调,有短路保护功能; (4)恒流源:0~20mA连续可调,最大输出电压12V; (5)数字式电压表:量程0~20V,分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级; (6)数字式毫安表:量程0~20mA,三位半数字显示、精度0.5级,有内侧外测功能; (7)频率/转速表:频率测量范围1~9999Hz,转速测量范围1~9999rpm; (8)计时器:0~9999s,精确到0.1s; (9)高精度温度调节仪:多种输入输出规格,人工智能调节以及参数自整定功能,先进控制算法,温度控制精度±0.50C。 2.检测源 加热源:0~220V交流电源加热,温度可控制在室温~1200C; 转动源:0~24V直流电源驱动,转速可调在0~3000rpm; 振动源:振动频率1Hz~30Hz(可调),共振频率12Hz左右。 3.各种传感器 包括应变传感器:金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器(酒精敏感,可燃气体敏感)、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、PSD位移传感器、CCD电荷耦合传感器:、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。 4.处理电路 包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、F/V转换电路、直流电机驱动等 5.数据采集 高速USB数据采集卡:含4路模拟量输入,2路模拟量输出,8路开关量输入输出,14位A/D 转换,A/D采样速率最大400kHz。 上位机软件:本软件配合USB数据采集卡使用,实时采集实验数据,对数据进行动态或静态处理和分析,双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。

传感器原理与检测技术复习题(DOC)

《传感器原理及检测技术》复习题 一、选择题 1、传感器中直接感受被测量的部分是(B) A.转换元件 B.敏感元件 C.转换电路 D.调理电路 2、属于传感器静态特性指标的是(D) A.幅频特性 B.阻尼比 C.相频特性 D.灵敏度 3、属于传感器时域动态特性指标的是(A) A.阶跃响应 B.固有频率 C.临界频率 D.阻尼比 4、属于传感器动态特性指标的是(C) A.量程 B.灵敏度 C.阻尼比 D.重复性 5、传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的(D) A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高 6、衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是(A) A.重复性 B.稳定性 C.线性度 D.灵敏度 7、一般以室温条件下经过一定的时间间隔后,传感器的输出与起始标定时输出的差异来表示传感器的(C) A.灵敏度 B.线性度 C.稳定性 D.重复性 8、传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(A) A.工作量程愈大 B.工作量程愈小 C.精确度愈高 D.精确度愈低 9、表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力的量为(B) A.线性度 B.灵敏度 C.重复性 D.稳定性 10、在明确传感器输入/输出变换关系的前提下,利用某种标准器具产生已知的标准非电量输入,确定其输出电量与输入量之间关系的过程,称为(C) A.校准 B.测量 C.标定 D.审核 11、按传感器能量源分类,以下传感器不属于能量转换型的是(D) A.压电式传感器 B.热电式传感器 C.光电式传感器 D.压阻式传感器 12、某温度计测量范围是-20℃~+200℃,其量程为(B) A. 200℃ B. 220℃ C. 180℃ D. 240℃ 13、某温度测量仪的输入—输出特性为线性,被测温度为20℃时,输出电压为10mV,被测温度为25℃时,输出电压为15mV,则该传感器的灵敏度为(D) A. 5mv/℃ B. 10mv/℃ C. 2mv/℃ D. 1mv//℃ 14、热电偶的T端称为(C) A.参考端 B.自由端 C.工作端 D.冷端 15、随着温度的升高,NTC型热敏电阻的电阻率会(B) A.迅速增加 B.迅速减小 C.缓慢增加 D.缓慢减小 16、有一温度计,测量范围为0~200o C,精度为0.5级,该表可能出现的最大绝对误差为(A) A.1 o C B.0.5 o C C.10 o C D.200 o C 17、热电偶式温度传感器的工作原理是基于(B) A.压电效应 B.热电效应 C.应变效应 D.光电效应

传感器力学综合实验

传感器力学综合实验 采用美国PASCO 公司生产的动力学实验系统,该系统利用传感器代替传统测量仪器,配以Datastudio 数据处理软件,用电脑采集和处理数据,满足各种力学物理量的测量需要,能够设计包括冲量,动量,动能,能量守恒,动量守恒,弹性碰撞,非弹性碰撞,简谐振动,摩擦力等多种动力学实验。 加速度和简谐振动实验利用运动传感器和力传感器,对不同倾角的斜面上的弹簧和物体系统的振动周期和运动受力情况进行电脑监控和数据采集,通过“Datastudio ”软件进行分析和处理,根据受力与弹簧形变情况可求出弹簧倔强系数k ,也能根据测量受力和物体运动加速度情况从而验证牛顿第二定律F=ma 。 冲量定理实验是利用运动传感器和力传感器,对光滑导轨上的小车的运动情况和碰撞受力情况进行电脑监控和数据采集,通过“Datastudio ”软件进行分析和处理,给出弹性碰撞前后速度及碰撞过程中力随时间的变化关系,从而在一定精度下验证了冲量定理。 实习1加速度和简谐振动 一、实验目的 本实验目的是测量不同倾角的斜面上的弹簧和物体系统的振动周期和运动受力情况,并验证牛顿第二定律F=ma 。 二、实验仪器 ScienceWorkshop 接口,50N 力传感器,运动传感器,带质量的动力车,弹簧,导轨,底座和支杆 三、实验原理 对于弹簧上的物体,振动的理论周期为 k m T π2= (1) 这里T 是一个周期运动的时间,m 是振动质量,k 是弹簧倔强系数。 根据虎克定律,弹簧产生的力与弹簧被压缩或伸长的距离成正比, F=-kx (2) 这里k 是弹簧倔强系数。这样在实验上,可以通过施加不同的力让弹簧压缩或伸长不同的距离来确定。作力—距离的图,直线的斜率就等于k 。

无线传感器网络节点介绍

基于系统集成技术的节点类型和特点 在节点的功能设计和实现方面,目前常用的节点均为采用分立元器件的系统集成技术。已出现的多种节点的设计和平台套件,在体系结构上有相似性,主要区别在于采用了不同的微处理器,如AVR系列和MSP430系列等;或者采用了不同的射频芯片或通信协议,比如采用自定义协议、802.11协议、ZigBee[1]协议、蓝牙协议以及UWB通信方式等。典型的节点包括Berkeley Motes [2,3], Sensoria WINS[4], MIT μAMPs [5], Intel iMote [6], Intel XScale nodes [7], CSRIO研究室的CSRIO节点[8]、Tmote [9]、ShockFish公司的TinyNode[10]、耶鲁大学的XYZ节点[11] 、smart-its BTNodes[12]等。国内也出现诸多研究开发平台套件,包括中科院计算所的EASI系列[13-14],中科院软件所、清华大学、中科大、哈工大、大连海事大学等单位也都已经开发出了节点平台支持网络研究和应用开发。 这些由不同公司以及研究机构研制的无线节点在硬件结构上基本相同,包括处理器单元、存储器单元、射频单元,扩展接口单元、传感器以及电源模块。其中,核心部分为处理器模块以及射频通信模块。处理器决定了节点的数据处理能力和运行速度等,射频通信模块决定了节点的工作频率和无线传输距离,它们的选型能在很大程度上影响节点的功能、整体能耗和工作寿命。 目前问世的传感节点(负责通过传感器采集数据的节点)大多使用如下几种处理器:ATMEL公司AVR系列的ATMega128L处理器,TI公司生产的MSP430系列处理器,而汇聚节点(负责会聚数据的节点)则采用了功能强大的ARM处理器、8051内核处理器、ML67Q500x系列或PXA270处理器。这些处理器的性能综合比较见表1。 表1、无线传感器网络节点中采用的处理器性能比较

传感器的原理及实用技术期末复习1

实用标准文案 精彩文档 3.简要说明电容式传感器的原理 电容式传感器能将被测量转换为传感器电容变化,传感器有动静两个极板,极板间的电容为C=ε0εr A/δ0 式中: ε0 真空介电常数8.854×10-12F/m εr 介质的相对介电常数 δ0 两极板间的距离 A 极板的有效面积 当动极板运动或几班见的介质变化就会引起传感器电容值的变化,从而构成变极距式,变面积式和变介质型的电容式传感器。 4.简述电涡流传感器工作原理及其主要用途。 电涡流式传感器就是基于涡流效应工作的。电涡流式传感器具有结构简单、频率响应快、灵敏度高、抗干扰能力强、体积小、能进行非接触测量等特点,因此被广泛用于测量位移、振动、厚度、转速、表面温度等参数,以及用于无损探伤或作为接近开关,是一种很有发展前途的传感器。 6.简述光敏电阻的工作原理。 光敏电阻是一种基于光电导效应(内光电效应)工作的元件,即在光的照射下,半导体电导率发生变化的现象。光照时使半导体中载流子浓度增加,从而增大了导电性,电阻值减小。照射光线愈强,电阻值下降愈多,光照停止,自由电子与空穴逐渐复合,电阻又恢复原值。 7.什么叫零点残余电压?产生的原因有哪些? 当衔铁处于差动电感的中间位置时,无论怎样调节衔铁的位置,均无法使测量转换电路输出为零,总有一个很小的输出电压,这种微小误差电压称为零点残余电压。产生零点残余电压的具体原因有:① 差动电感两个线圈的电气参数、几何尺寸或磁路参数不完全对称;② 存在寄生参数,如线圈间的寄生电容及线圈、引线与外壳间的分布电容;③ 电源电压含有高次谐波;④ 磁路的磁化曲线存在非线性。 8.简述霍尔传感器的工作原理。 金属或半导体薄片两端通控制电流 ,并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为 的磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势 (称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。霍尔电势的大小正比于控制电流和磁感应强度, 称为霍尔元件的灵敏度,它与元件材料的性质与几何尺寸有关。 9.什么叫纵向应变效应?什么叫横向应变效应? 应变片在受到外力变形时,其截面积变化引起的电阻变化,称为横向效应。应变片在收到外力变形时,其长度变化引起的电阻变化,称为纵向效应。也就是说,导体在长度上发生变化时,截面积也会随之变化,所以应变效应包含纵向效应和横向效应。 10.简述利用面型CCD 摄像传感器实现二位图像识别的基本原理。 物体成像聚焦在CCD 图像传感器上,视频处理器对输出信号进行存储和数据处理,整个过程由微机控制完成,根据几何光学原理,可推导出被测物体尺寸计算公式: 式中:n 为物体成像覆盖的光敏像素数;p 为像素间距;M 为成像倍率。 微机可对多次测量求平均值,精确的到被测物体的尺寸。任何能够用光学成像的零件都可以用这种方法实现不接触的在线自动检测的目的。 11.变压器电桥电路和带相敏检波电桥电路哪个能更好的起到测量转换电路?为什么? 采用相敏整流电路,得到的输出信号既能反映位移的大小,又能反映位移的方向;而变压器电桥电路的输出电压随位移方向不同而反相1800,由于桥路电源是交流电,若在转换电路的输出端接上普通仪表时,无法判别输出的极性和衔铁位移的方向。此外,当衔铁处于差动电感的中间位置时,还存在零点残余电压。所以相敏整流的电桥电路能更好地起到测量转换作用。 12.常见的压电材料有哪些?各有什么特点? 常见的压电材料可分为三大类:压电晶体、压电陶瓷与高分子压电材料。 石英晶体还具有机械强度高、绝缘性能好、动态响应快、线性范围宽、迟滞小等优点。但石英晶体压电系数较小,灵敏度较低,且价格较贵。 压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。与石英晶体相比,压电陶瓷的压电系数很高,制造成本很低。因此,在实际中使用的压电传感器,大都采用压电陶瓷材料。

传感器综合的实验报告

传感器综合实验报告( 2012-2013年度第二学期) 名称:传感器综合实验报告 题目: 利用传感器测量重物质量院系:自动化系 班级:测控1201 班 小组成员:加桑扎西,黄承德 学生:加桑扎西 指导教师:仝卫国 实验周数:1周 成绩:

日期:2015 年7 月12日

传感器综合实验报告 一、实验目的 1、了解各种传感器的工作原理与工作特性。 2、掌握多种传感器应用于电子称的原理。 3、根据不同传感器的特性,选择不同的传感器测给定物体的重量。 4、能根据原理特性分析结果,加深对传感器的认识与应用。 5、测量精度要求达到1%。 二、实验设备、器材 1、金属箔式应变片传感器用到的设备: 直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表。 2、电容式传感器用到的设备: 电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、电压表、示波器。 3、电涡流式传感器用到的设备: 电涡流式传感器、测微器、铝测片、铁测片、铜测片、电压表、示波器。 三、传感器工作原理 1、电容式传感器的工作原理: 电容器的电容量C是的函数,当被测量变化使S、d或 任意一个参数发生变化时,电容量也随之而变,从而可实现由被测量到电容量的转换。电容式传感器的工作原理就是建立在上述关系上的,若保持两个参数不变,仅改变另一参数,

就可以把该参数的变化转换为电容量的变化,通过测量电路再转换为电量输出。 差动平行变面积式传感器是由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置,与两组静片之间的相对面积发生变化,极间电容也发生相应变化,成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为C X1,下层定片与动片形成的电容定为C X2,当将C X1和C X2接入双T型桥路作为相邻两臂时,桥路的输出电压与电容量的变化有关,即与振动台的位移有关。依据该原理,在振动台上加上砝码可测定重量与桥路输出电压的对应关系,称未知重量物体时只要测得桥路的输出电压即可得出该重物的重量。 2、电涡流式传感器的工作原理: 电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成,当线圈中通以高频交变电流后,与其平行的金属片上感应产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源已确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出,则输出电压是距离X的单值函数。依据该原理可制成电涡流式传感器电子称。3、金属箔式应变片传感器工作原理: 应变片应用于测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。 实验中,通过旋转测微器可使双平梁的自由端上、下移动,从而使应变片的受力情况不同,将应变片接于电桥中即可使双平衡的位移转换为电压输出。电桥的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4,电阻的相对变化率分别为△R1/R1、△

传感器原理及检测技术部分课后作业答案

部分课后作业答案 2-8. 标称电阻为100Ω的应变计贴在弹性试件上。设试件的截面积 S=1×10-5m 2,弹性模量E=2×1011 N /m 2,若由1.0×104N 的拉力作用,使应变计的电阻相对变化为1%,试求此应变计的灵敏度系数。 解:∵灵敏度系数ε R R K /?= ,又已知 %1=?R R ,F=1.0×104 N ,S=1×10-5m 2, ∴ )/(101101100.129254m N m N S F ?=??==-σ 由εσ?=E ,可得3 2 1129105) /(102)/(101-?=??==m N m N E σ ε 所以,灵敏度系数2105% 1/3 =?= ?= -ε R R K 2-9. 将4片相同的金属丝应变片贴在实心圆柱形测力弹性元件上,如题2.9图所示。设应变片的灵敏度系数K=2,作用力F=1 000kg 。圆柱形横截面半径r=1cm ,弹性元件的杨氏模量E=2×107N /cm 2,泊松比μ=0.285。求: (1)画出应变片贴在圆柱上的位置图及相应测量电桥的原理图; (2)各应变片的应变ε; (3)若测量电路采用电桥电路,设供电桥电压E =6V ,桥路输出电压U o 为多少? (4)这种测量方法对环境温度的变化能否具有补偿作用?试说明原因。 解:⑴将R 1~R 4四片应变片按图2-9(a )所示粘贴,其中R 1、R 3沿轴向粘贴,测量轴向应变,R 2、R 4沿径向粘贴,测量径向应变。 测量电桥为全桥测量电路, R 1与R 3置于电桥的一对角线上,R 2与R 4置于电桥的另一对角线上,如右图2-9(b )所示。 题2.9 图 ⑵∵ ) (1500105.1) /(102)01.0(14.3/8.9100032 722 μεπσ ε=?=???=== = -cm N m N E r F E A F E

无线传感器网络节点硬件

1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台,由若干传感器节点,具有无线接收功能的汇聚节点,以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求,节点的设计主要包括如下几个基本部分:传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据,提供给处理器单元进行处理;处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作;射频天线单元负责与其他节点进行无线通信,交换控制信息和相关数据;供电单元负责为节点提供运行所需的能量;扩展接口可以实现节点平台的功能拓展,以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计: 2-1电源模块设计: 电源是设计中的关键部分,电源稳定工作是整个节点正常工作的保证,设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件,模拟器件的抗干扰能力较差,且数字器件常常为模拟器件的噪声源,故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力,模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池,电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片,分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压,电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计: 温度传感器设 计:本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器,这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式,允许读入当前温度,并可配置器件。它是数字型温度传感器,直接从

寄存器读出温度参数,并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图,因为设计中只是简单的监测环境的温度,故只需一片 LM75,所以地址线A0、A1、A2置地,INT/CMPTR悬空,设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块,也可采用温度传感器AD590测量温度,其接口电路如图2-2-3。

传感器原理与检测技术

河南工程学院 2017年秋《传感器原理与检测技术》试卷 批次专业:2016年春季-电气工程及其自动化(专升本)课程:传感器原理与检测技术(专升本)总时长:180分钟 1. ( 单选题 ) 仪表的精度等级是用仪表的( )来表示的。(本题分) A、相对误差 B、绝对误差 C、引用误差 D、使用误差 学生答案: 标准答案:C 解析: 得分:0 2. ( 单选题 ) 下列不是电感式传感器的是( )。(本题分) A、变磁阻式自感传感器 B、电涡流式传感器 C、差动变压器式互感传感器 D、霍尔元件式传感器 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 3. ( 单选题 ) 常用于制作超声波探头的材料是( )(本题分)

A、应变片 B、热电偶 C、压电晶体 D、霍尔元件 学生答案: 标准答案:C 解析: 得分:0 4. ( 单选题 ) 下列不可以直接测量温度的传感器是( )。(本题分) A、金属应变片式传感器 B、红外线传感器 C、光纤传感器 D、热电偶传感器 学生答案: 标准答案:A 解析: 得分:0 5. ( 单选题 ) 压电式传感器目前多用于测量( )。(本题分) A、静态的力或压力 B、动态的力或压力 C、速度 D、加速度 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0

6. ( 单选题 ) 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量( )。(本题分) A、增加 B、减小 C、不变 D、不能判断 学生答案: 标准答案:A 解析: 得分:0 7. ( 单选题 ) 在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时,应采用( ) 较为妥当。(本题分) A、计算修正法 B、仪表机械零点调整法 C、冰浴法 D、冷端补偿器法(电桥补偿法) 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 8. ( 单选题 ) 下列几种误差中,属于随机误差的有( )。(本题分) A、仪表未校零所引起的误差 B、测频时的量化误差 C、测频时的标准频率误差 D、读数错误

液位检测光纤传感器系统设计

液位检测光纤传感器系 统设计 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

北京化工大学 检测技术及仪器 题目:液位检测光纤传感器系统设计 专业:测控技术与仪器 班级:测控1303 姓名:孙应贵 学号: 1检测系统构成 光纤液位传感器的结构如图所示传感器的主要组成部分有:双膜盒光纤位移探头和防水支撑结构。双膜盒是水压变化的敏感组件膜盒中央为光滑平面近似反射平面,为提高反射光强度可以在膜盒中央粘贴一个小反射镜水压变化时双膜盒的1个膜片均发生形变 : 状态。在实验装置中,光纤采用多光束光纤。光纤分布呈半圆状、投射光纤输出端和接受光纤接收端纤芯直径为1mm膜盒内部为低真空状态。测量时调整探头位置,将探头

位置设置在输出特性曲线中较为灵敏的位置上。当水面升高引起压力增加时,膜盒压缩、间隔增大,若压力减小时,膜盒膨胀,间隔减小。 光纤液位传感器的系统框如图3所示。主要包括:光纤位移探头、双膜盒检测器、 LED的光功率进行控制. 由脉冲发生模块产生较为稳定的脉冲信号通过比较放大模块和激光管驱动电路驱动 LD背向光检测器接收的光功率并将其转化为电信号。此信号通过调理电路处理后送到比较放大模块,与脉冲信号进行比较放大,并再次送入激光管驱动电路,完成对LD 光功率的稳定控制,使LD的光功率在一个很小的范围内波动。 激光器的驱动电路采用射极偏置电路。它是交流放大电路中最常见的一种基本电路。电路设计如图5所示。 信号调理电路 信号调理电路包括光电流的IV及前置放大电路(图7).带通滤波电路真值转换电路和后置放大电路.从出射光纤接受的信号中含有背景光噪声.经过前置放大后,需要从其中得到可用信号.所以在前置放大后需要带通滤波电路将其中有用信号提取出来.考虑到前置放大器工作的稳定性,放大器的电流电压转换系数不宜太大.在光信号较弱的情况下,前置输出的信号较小.因此,调理电路中的带通滤波器采用带增益的有源滤波器.如图8所示.

传感器心得体会

传感器心得体会

传感器心得体会 【篇一:传感器实验总结】 《传感器及检测技术》教学实践工作总结 本学期,担任《传感器及检测技术》课程的理论和实践教学内容。本课程的实践教学主要是教学实验,在全体同学的大力配合下,比较圆满的完成了实践教学任务,达到了实验的预期目的。现将此课程的实践教学工作总结如下: 1、实验计划的制定 为更好的完成实践教学环节,使学生能够真正的在实践环节学到更多的东西,在学期初我就认真研究教材内容和教学大纲要求,针对教学内容和学生特点制定了详细的实验安排,并与实验室老师进行了认真的沟通,充分做好教学实践前的各项准备工作。 2、注重理论和实践的结合 每讲授一段内容,就组织同学们做一次实验,让学生把课堂上获得的理论知识及时的得到验证和应用,从而加深对所学内容的理解。同时鼓励同学们利用课余时间多到实验室做一些创造性的实验,提高他们的知识迁移能力和思维能力。 3、实验过程的安排 (1)每次实验前,提前下达实验任务,让学生做好实验前的各种准备工作。由班长做好分组工作,每组指定一名组长,实行组长负责制,负责本组的组织和协调工作,。 (2)进实验室时,讲清实验室纪律,不得随意摆弄实验用品,要严格遵守实验章程,在老师的指导下进行各种实验。

(3)实验过程中,认真抓好学生的纪律,不得无故迟到、早退,杜绝做与实验无关的事情。实验过程中教师要不断巡 视及时发现学生们遇到的各种问题,并给与指导或启发。尽量多鼓励、少批评,培养学生的自信心,提高学生学习的积极性。 (4)实验完毕,及时清查实验物品,并督促学生摆放好实验物品,做到物归原位。另外,每组展示实验成果,并派代表做出总结,谈谈实验中遇到的各种问题,并说明做出了怎样的处理,有哪些收获。小组成员之间先进行互评,然后由教师作出补充,并适当给与鼓励。同时督促同学课下认真完成实验报告。 4、反思改进 在每次实验完毕后,我都把实验中发现的问题进行归纳整理,进行反思,同时向有经验的教师请教,争取在下次实践课中加以改进。 总之,这一个学期的实践教学,总的来说基本上能够按照要求保质保量的完成教学任务,但从中我也发现了一些问题,在今后的教学工作中,我会努力的改进不足的地方,争取把以后的实践教学工作做得更好。 【篇二:实验心得体会】 实验心得体会 在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样, 做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅. 在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.比如做应变片的实验,你要清楚电桥的各种接法,如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄

传感器与检测技术试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、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。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.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 )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。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。 5.压磁式传感器的工作原理是: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。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。(2分) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输 出信号的器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件

无线传感器网络的特点

无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,传感器节点数量可能达到成千上万,甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在一个面积不是很大的空间内,密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传

感器网络使用过程中,部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效,也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中,这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少,从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,传感器节点可能工作在露天环境中,遭受太阳的暴晒或风吹雨淋,甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署,如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固,不易损坏,适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大,不可能人工“照顾每个传感器节点,网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要,要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此,传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。 应用相关的网络

自动化监测系统

自动化监测系统 SL3-1型降水传感器 技术指标 (1)测量范围: 0~1000 mm (2)测量准确度:±1 mm (3)电源电压: DC 15V (4)传感器尺寸:φ210×520 mm (7)传感器材料:不锈钢 (8)使用环境温度:0 ~ 60 ℃ YZY4-3型温盐传感器 技术指标 1.测量范围和准确度: 温度:0℃~ 40℃±0.5℃ 盐度: 8 ~ 36 ±0.5 2.电源电压:12V DC 工作电流:≤60 mA 3.传感器壳体材料: ABS和聚甲醛塑料。 4.传感器尺寸和重量: 尺寸:Φ56 X 330mm 重量: 1.7Kg(空气中) 5.使用水深:≤50m 6.信号输出: RS232接口 7.数据格式[[[[SST¦WT=±XX.XX¦SL=XX.XX]]]] WT—温度数据 SL—盐度数据 8.传输速率:9600 9.工作方式: 上位机向传感器供电后10秒, 传感器向上位 机连续传输数据,每秒一组,断电停止传输。 10.信号电缆:五芯水密电缆线 1号线—12V DC 2号线—GND 3号线—TXD 4号线—RXD 5号线—GND

YZY5-1型温湿度传感器 技术指标 (1)测量范围和准确度 温度:-50 ~ 50 ℃±0.5 ℃ 相对湿度: 0 ~ 100 %±5 % (2)电源电压:DC 12V (3)电源功耗:20Ma (4)传感器探头部分尺寸:190×150×90 mm 储水盒尺寸:Ф80×100 mm 储水量:70ml (5)电路板尺寸:155×90 mm (6)电路板信号输出: 温度:DC 0 ~ 2 V 相对湿度: DC0 ~ 2 V (7)材料:塑料 (8)使用环境温度:0 ~ 60 ℃ 手机模块 型号:ETPROⅢ GSM MODEM 供电:5V/700MA DC 接口:RS232、 485及TTL电平 状态:状态指示灯使您便于了解模块工作状态 命令:标准的AT命令界面,方便程序设计 (0 360)° 10° 0.5 ℃ (0 100) (850 1050)hPa (0 360)° 10°(主波向)

传感器综合实验仿真报告

综合实验报告 ( 2015 -- 2016年度第一学期) 名称:传感器原理与应用题目:综合实验—仿真部分院系:控制与计算机工程班级:测控1303 学号:1131160318 学生姓名:魏更 指导教师: 设计周数:一周 成绩: 日期:2016 年1月15日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1、本实验的目的是配合《传感器原理与应用》课程的传感器静态特性与动态特性相关部分的内容,利用Matlab/Simulink 进行仿真验证。培养学生利用计算机进行数据处理和模型仿真的能力,为今后从事相关领域的工作打下基础。 2、要求学生了解传感器静态和动态特性的基础知识,掌握Matlab/Simulink 进行数据分析和仿真的基本方法。具体要求为:掌握基于最小二乘法的数据处理方法,能够进行简单的数据处理;掌握传感器动态特性的分析手段,了解不同阶次特性的基本性质,并能够进行相应的仿真实验,对传感器动态特性有感性认识。 二、实验正文 1、学习使用Matlab 进行最小二乘法数据处理,分别通过自己编写函数和使用Matlab 提供的函数实现相同功能。 ①按照最小二乘法原理编写Matlab 程序。 程序如下: x=(-200:100:1300); y=[-5.8914,-3.5536,0,4.0962,8.1385,12.2086,16.3971,20.6443,24.9055,29.129,33.2754,37.3259,41.2756,45. 1187,48.8382,52.4103]; z1=sum(x); z2=z1^2; z3=sum(power(x,2)); z4=sum(x.*y); z5=sum(y); n=length(x); k=(n*z4-z1*z5)/(n*z3-z2); a0=(z3*z5-z1*z4)/(n*z3-z2); fprintf('k=%f\n',k); fprintf('a0=%f',a0); y1=k*x+a0; plot(x,y1,'-b',x,y,'*r'); 输出结果: k=0.040274 a0=0.619114 拟合直线和各点的分布图见下图:

无线传感器网络复习总结

复习 题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多 (1)选择题15’ (2)填空题10’ (3)名词解释3’x5 (4)作图题10’x1 (5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答) 第1章 1.P3 图1.1无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户; 无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。

3.P4 图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输; 对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5P6 ★图1.3无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么?

无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么?---作图、简单

微传感器原理与技术

一、名词解释: MEMS:其英文全称为Micro-Electro-Mechanical System,是用微电子,即microelectronic 的技术手段制备的微型机械系统。第一个M也代表器件的特征尺寸为微米量级,如果是纳米量级,相应的M这个词头就有nano来替代,变为NEMS,纳机电。MEMS及NEMS是在微电子技术的基础上发展起来的,融合了硅微加工、LIGA技术等的多种精密机械微加工方法,用于制作微型的梁、隔膜、凹槽、孔、反射镜、密封洞、锥、针尖、弹簧及所构成的复杂机械结构。(点击)它继承了微电子技术中的光刻、掺杂、薄膜沉积等加工工艺,进而发展出刻蚀、牺牲层技术、键合、LIGA、纳米压印、甚至包括最新的3D打印技术SOI: SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上的硅)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜,SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点:可以实现集成电路中元器件的介质隔离,彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应;采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势,因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。 SOC:SOC-System on Chip,高级的MEMS是集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统,这样的系统也称为SOC,即在一个芯片上实现传感、信号处理、直至运动反馈的整个过程。 LIGA:LIGA是德文光刻、电镀和模铸三个词的缩写。它是在一个导电的基板上旋涂厚的光刻胶,然后利用x射线曝光,显影后形成光刻胶的模具,再用电镀的方法在模具的空腔中生长金属,脱模后形成金属的微结构。特点:该工艺最显著的特点是高深宽比,若用于加工一个细长杆,杆的直径只有1微米,而高度可达500微米,深宽比大于500,这是其他技术无法比拟的。其次,它还具有材料广泛的特点,可加工金属、陶瓷、聚合物和玻璃。但传统的LIGA采用的x射线曝光工艺极其昂贵,近年来采用SU-8光刻胶替代PMMA光刻胶,紫外曝光代替x射线曝光的准LIGA技术获得了更广泛的发展和应用。 DRIE:反应离子深刻蚀(Deep RIE)。干法刻蚀的典型工艺是DRIE深槽刻蚀。刻蚀分为两步,第一步,通入SF6刻蚀气体进行反应离子刻蚀,刻蚀是各向同性的,即槽底不仅要被刻蚀,槽壁也会被刻蚀。如果就一直这样刻下去,刻蚀的图形和掩模定义的图形将完全不一样,很难控制微结构的尺寸。解决此问题的方法是分步刻蚀,逐次推进。在刻蚀进行10多秒钟转入第二步,快速地将刻蚀气体切换成保护气体C4F8,C4F8在等离子的作用下进行聚合,生成类似于特氟龙这种不粘锅材料,沉积在槽底和槽壁上。10多秒钟后,又切换成SF6刻蚀气体,等离子体中的正离子在电场加速作用下只轰击槽底,而不怎么轰击槽壁,优先将槽底的聚合物保护膜打掉,暴露出硅片表面,从而使得化学刻蚀反应能够再次进行。刻蚀时,由于槽壁上仍然保留有保护膜,而不会被刻蚀。重复这样的刻蚀-保护过程,就能在硅片上刻蚀出垂直的深槽。深槽在宏观上的垂直度能达到88-92°,但微观上其侧壁是有多段小弧形连接而成。干法刻蚀不再象湿法腐蚀那样需要晶向的对准,因此可以制备出齿轮、弹簧等复杂的图形。 二、多项选择题 第一章、 1、MEMS器件的尺寸范围是:(1) (1)从1um到1mm (2)从1nm到1um (3)从1mm到1cm 3、微系统部件的“深宽比”被定义为(1)之比 (1)高度方向尺寸和表面方向尺寸(2)表面方向尺寸和高度方向尺寸(3)宽度方向尺寸和长度方向尺寸 4、目前为止,商品化最好的MEMS器件是(2)

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