传感器重点题目

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一、判断题

传感器的传感元件通常情况下直接感受被测量;√

对于所有的二阶传感器,总是希望其固有频率越高越好;×一般情况下,设计弹性敏感元件时,若提高灵敏度,则会使其线性变差、固有频率提高;×

应变片的基长越长,则应变片的动态特性越好;×

变磁阻式电感传感器属于互感型的电感传感器;×

压电式传感器不能测量恒定不变的信号;√

惯性式振幅计,在设计时尽量使其固有频率低。√

传感器的重复性误差是属于系统误差;×

传感器的敏感元件通常情况下不直接感受被测量;×

传感器实现波形测试不失真的条件是:传感器的幅频特性和相频特性均是常数;×

传感器弹性敏感元件的固有频率越高,则传感器的灵敏度越低,线性度越差;×

应变式传感器采用半桥连接时,若供桥电源波动的误差为2%,则由此引起的电桥信号输出波动的误差为1% 。×

压电片采用并联连接后,更适合于测量快速变化的信号;×

圆柱形弹性元件受力产生的应变大小与圆柱的长度无关;√

驱动电缆法实际上是一种等电位屏蔽法;√

差动变压器采用差动整流电路后,次级电压的相位和零点残余电压都不必考虑;√

希望压电传感器的电阻率高,介电常数小;×

半导体光吸收型光纤温度传感器是属于传光型光纤传感器;√

传感器的动态灵敏度就是传感器静态特性曲线的斜率;×

按照能量关系分类传感器可分为结构型传感器和物性型传感器;×

激波管产生激波压力的恒定时间越长,则可标定的下限频率越低;√

压阻效应中由于几何形状改变引起的电阻变化很小;√

光导摄像管是一种固态图像传感器;×

热释电型红外传感器必须进行调制。√

传感器的幅频特性为常数,则传感器进行信号的波形测量时就不会失真。×

等截面梁的不同部位所产生的应变是不相等的。√

一般来说,螺管型差动变压器的线性范围约为线圈骨架长度的二分之一。×

压电常数d32所表示的含义是:沿着z轴方向受力,在垂直于y 轴的表面产生电荷;×

涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器;×

金属丝的电阻应变效应中,引起电阻改变的主要原因是电阻率的改变;×

压电常数dij中的下标i表示晶体的极化方向,j表示晶体受力的性质;√

压电常数dij中的下标i的取值范围是1~6。×

时间常数τ越小越好。×

红外传感器在使用时必须进行调制。×

电容式传感器采用差动结构可以提高灵敏度、减小非线性。√

涡流渗透的深度与所加的信号频率成正比。×

IEEE1451定义了智能化网络传感器的相关内容。√

为了改善一阶传感器的动态特性,可以增大其时间常数。×

等强度梁的不同部位所产生的应变是不相等的。×

感应同步器中,感应正弦信号的绕组称为余弦绕组。√

对于所有的二阶传感器,总是希望其固有频率越高越好。×

压电式传感器不能测量静态信号。√

金属丝的灵敏度Ks恒小于同一材料金属应变片的灵敏系数K。×

透射式涡流传感器所加激励电源的频率越高越好。×

热电偶的热接点尺寸越大,则其动态响应特性越好。×

传感器的非线性误差属于随机误差。×

热电偶回路热电势的大小只与材料和端点温度有关,与热电偶的尺寸形状无关。√

红外探测器是红外传感器的核心,常见两大类:热探测器和光子探测器√

把两种相同导体或半导体两端相接组成闭合回路,则回路产生热电势,这种现象称热电效应。×

功能型光纤传感器,光纤不是敏感元件。×

将温度变化转为热电势变化的传感器称为热电阻传感器。

×

红外线与可见光、紫外线、X射线、微波以及无线电波一起构成了完整的无限连续的电磁波谱。(√)

红外辐射在大气中传播时,由于大气中的气体分子、水蒸气等物质的吸收和散射作用,使辐射在传播过程中逐渐衰减。(×)热敏电阻型红外探测器的热敏电阻是由锰、镍、钴等氧化物混合烧结而制成的,热敏电阻一般制成圆柱状,当红外辐射照射在热敏电阻上时,其温度升高,内部粒子的无规则运动加剧,自由电子的数目随温度升高而增加,所以其电阻增大。(×)当光辐射照在某些材料的表面上时,若入射光的光子能量足够大,就能使材料的电子逸出表面,向外发射出电子,这种现象叫内光电效应或光电子发射效应。(×)

辐射出射度表征辐射源单位面积所发出的辐射功率。(√)

当恒定的红外辐射照射在热释电传感器上时,传感器才有电信号输出。(×)

使用光电导传感器时,需要制冷和加上一定的偏压,否则会使

响应率降低,噪声大.响应波段窄,以致使红外传感器损坏。

(√)

当红外辐射照射在某些半导体材料的pn结上时,在结内电场的

作用下,自由电子移向P区.空穴移向n区。如果pn结开路,

则在pn结两端便产生一个附加电势,称为光生电动势。(×)

光磁电传感器不需要致冷,响应波段可达7μm左右,时间常数

小,响应速度快。(√)

二、选择题

1.通常意义上说的传感器包括了敏感元件在内的两个组成部分,

另外一个是:

A:放大电路B:数据采集电路C:转换电路D:滤波电路

答:C:转换电路

2.传感技术,同计算机技术和_____ ,被列为现代信息技术的

三大支柱。

A:汽车制造技术B:建筑技术C:通信技术D:测量技术

答案C:通信技术

3.传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和

_____三大类。

A:生物型B:电子型C:材料型D:薄膜型

答案A:生物型

4.随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高,传感器也

朝向智能化方面发展,其中,典型的传感器智能化结构模式是:

A:传感器+通信技术 B:传感器+微处理器C:传感器+计算机

D:传感器+多媒体技术

答案B:传感器+微处理器

5.近年来,仿生传感器的研究越来越热,其主要就是模仿人的

_____的传感器。

A:视觉器官B:听觉器官C:嗅觉器官D:感觉器官

答案D:感觉器官

6.若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为 .

A:眼睛B:感觉器官C:手D:皮肤

答:B: 感觉器官

7.精度,传感器的精度表征了给出值与_____ 相符合的程度。

A:估计值B:被测值C:相对值D:理论值

答:B: 被测值

8.示值稳定性是指在_____ 条件下仪器的示值保持不变的能力。

A:恒定输出B:随机输出C:随机输入D:恒定输入

答:D: 恒定输入

9.传感器的静态特性,是指当传感器输入、输出不随____变化

时,其输出-输入的特性。

A: 时间B: 被测量C: 环境D: 地理位置

答:A: 时间

10.非线性度是测量装置的输出和输入是否保持_____ 关系的

一种度量。

A: 相等B: 相似C: 理想比例D: 近似比例

答:C: 理想比例

11.回程误差表明的是在_____ 期间输出-输入特性曲线不重合

的程度。

A: 多次测量B: 同次测量C: 正反行程D: 不同测量

答:C: 正反行程

12.金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小

而发生相应的变化的现象称为金属的_______ 。

A: 电阻形变效应 B: 电阻应变效应C: 压电效应 D: 压阻效应

答:B: 电阻应变效应

13.箔式应变片的箔材厚度多在______之间。

A:0.001—0.01mm B:0.01—0.1mm C:0.01—0.1μm

D:0.0001—0.001μm

答:A:0.001—0.01mm

14. _____是采用真空蒸发或真空沉积等方法,将电阻材料在基

底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏

系数高,易实现工业化生产,是一种很有前途的新型应变片。

A:箔式应变片 B:半导体应变片C:沉积膜应变片 D:薄膜应变片

答:D:薄膜应变片

15.目前,薄膜应变片在实际使用中的主要问题是较难控制其电

阻对_____的变化关系。

A:电流和时间 B:电压和时间C:温度和时间 D:温度和电流

答:C:温度和时间

16.绝缘电阻,即敏感栅与基底间的电阻值,一般应大于_____。

A:10×e+10 Ω B:10×e+12 Ω C:10×e+9 Ω D:10×

e+11 Ω

答:A:10×e+10 Ω

17.应变片的应变极限是指在温度一定时,指示应变值和真实应

变的相对差值不超过一定数值时的最大真实应变数值,一般差

值规定为_____,当指示应变值大于真实应变的该比例值时,真

实应变值称为应变片的极限应变。

A:15% B :20%C:8%D:10%

答:D:10%

18.蠕变是指已粘贴好的应变片,在温度一定并承受一定的机械

应变时,指示应变值随____的变化。

A:位移B:压强C:时间D:外力作用

答:C:时间

19.由_____和应变片.以及一些附件( 补偿元件、保护罩等) 组

成的装置称为应变式传感器。

A:弹性元件B:调理电路C:信号采集电路D:敏感元件

答:A:弹性元件

20.红外线是位于可见光中红色光以外的光线,故称红外线。它

的波长范围大致在____到1000μm的频谱范围之内。

A:0.76nm B:1.76nm C:0.76μmD:1.76μm

答:C:0.76μm

21.在红外技术中,一般将红外辐射分为四个区域,即近红外区、

中红外区、远红外区和____。这里所说的“远近”是相对红

外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。

A:微波区B:微红外区C:X 射线区D:极远红外区

答:D:极远红外区

22.红外辐射在通过大气层时,有三个波段透过率高,它们是

0.2~2.6μm、3~5μm 和____, 统称它们为“大气窗口”。

A:8~14μmB:7~15μmC:8~18μmD:7~14.5μm

答:A:8~14μm

23.红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据。其中响应

波长范围(或称光谱响应),是表示探测器的____相应率与入射

的红外辐射波长之间的关系。

A:电流B:电压C:功率D:电阻

答:B:电压

24.光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下,产生

___ 。使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性质的变化,

可以知道红外辐射的强弱。光子效应所制成的红外探测器。

A:光子效应B:霍尔效应C:热电效应D:压电效应

答:A:光子效应

25.当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时,半导体材料中

有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自

由状态,使半导体的导电率增加,这种现象叫___ 。

A:光电效应B:光电导现象C:热电效应D:光生伏特现象

答:B:光电导现象

26.研究发现.太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光

是逐渐增大的,而且最大的热效应出现在___ 的频率范围内。

A:紫外线区域 B:X 射线区域C:红外辐射区域D:可见光区域

答:C:红外辐射区域

27.实验表明,波长在____μm 之间的电磁波被物体吸收时,可

以显著地转变为热能。

A:8~14μm B:7~15μm C:2.6~14 D:1 ~1000

答:D:1 ~1000

28.利用温差电势现象制成的红外传感器称为____红外传感器,

因其时间常数较大,响应时间较长,动态特性较差,调制频率

应限制在10Hz以下。

A:热电偶型B:热释电型C:热敏电阻型D:热电动型

答:A:热电偶型

29._____传感器是利用气体吸收红外辐射后,温度升高,体积

增大的特性,来反映红外辐射的强弱。

A:热电动型B:热释电型C:高莱气动型D:气热型

答:C:高莱气动型

30.温度传感器是一种将温度变化转换为____变化的装置。

A:电流B:电阻C:电压D:电量

答:D:电量

31.自19世纪发现热电效应以来,热电偶被越来越广泛地用来

测量______ 范围内的温度,根据需要还可以用来测量更高或更

低的温度。

A:100 一1300℃ B:100 一1200℃ C:100 一1100℃

D:100一1000℃

答:A:100 一1300℃

32.下面对热电极极性阐明正确的是()。

A:测量端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极。

B:输出端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。

C:测量端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。

D:输出端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极。

答:C:测量端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负

极。

33.对于热电偶冷端温度不等于_____ 但能保持恒定不变的情

况,可采用修正法。

A:20℃B:0℃C:10℃D:5℃

答:B:0 ℃

34.采用热电偶测温与其它感温元件一样,是通过热电偶与被测

介质之间的______ 。

A:热量交换B:温度交换C:电流传递D:电压传递

答:A:热量交换

35.随着科学技术的发展,热电阻的应用范围已扩展到的_____

超低温领域。同时在1000-1200℃温度范围内也有足够好的特性。

A:1—10K B:1 —15K C:1—5K D:1—20K

答:C:1—5K

36.气体传感器是指能将被测气体的___转换为与其成一定关系

的电量输出的装置或器件。

A:成分B:体积C:浓度D:压强

答:A:成分

37.半导体气体传感器,是利用半导体气敏元件同气体接触,造

成_____发生变化,借此检测特定气体的成分及其浓度。

A:半导体电阻 B:半导体上电流C:半导体上电压D:半导体性质

答:D:半导体性质

38.气敏传感器按设计规定的电压值使加热丝通电加热之后,敏

感元件电阻值首先是急剧地下降,一般约经2一10分钟过渡过

程后达到稳定的电阻值输出状态,称这一状态为()。

A:静态B:初始稳定状态C:最终稳定状态D:工作状态

答:B:初始稳定状态

39.一般说来,如果半导体表面吸附有气体,则半导体和吸附的

气体之间会有电子的施受发生,造成电子迁移,从而形成

______ 。

A:电流B:电势差C:表面电荷层D:深层电荷

答:C:表面电荷层

40.多孔质烧结体敏感元件与厚膜敏感元件都是_____。

A:多晶体结构 B:单晶体结构C:非晶体结构 D:金属氧化物结构

答:A:多晶体结构

41. MOS场效应晶体管传感器是一种二氧化硅层做得比普通的

MOS场效应晶体管薄____.而且金属栅采用钯薄膜____的钯一

MOS场效应晶体管。

A:0.01μm 和0.01μm B:0.01μm 和0.001 μm

C:0.001 μm 和0.001 μm D:0.001 μm 和0.01μm

答:A:0.01μm 和0.01μm

42.热导率变化式气敏传感器因为不用催化剂,所以不存在催化

剂影响而使特性变坏的问题,它除用于测量可燃性气体外.也

可用于_____的测量。

A:有机气体及其浓度 B:有机气体及其成分

C:惰性气体及其浓度 D:无机气体及其浓度答:D:

无机气体及其浓度

43.绝对湿度表示单位体积空气里所含水汽的_____。

A:质量B:体积C:程度D:浓度

答:A:质量

44.相对湿度是气体的绝对湿度与同一_____下水蒸汽达到饱和

时的气体的绝对湿度之比。

A:体积B:温度C:环境D:质量

答:B:温度

45.湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一定比例关系的

_____输出的器件式装置。

A:电流B:电压C:电量D:电阻答:C:电量

46.响应时间反映湿敏元件在相对____变化时输出特征量随相对湿度变化的快慢程度。

A:时间B:温度C:空间D:湿度答:D:湿度

47.酶是生物体产生的具有催化作用的__,它与生命活动息息相关。

A:细胞组织B:维生素C:蛋白质D:基因组织答:C:蛋白质

48.自养微生物以_____作为主要碳源,无机氮化物作为氮源,通过细菌的光合作用或化能合成作用获得能量。

A:CO B:CO2 C:CH4 D:碳水化合物答:B:CO2

49. _____是能够剌激动物机体产生免疫反应的物质。

A:抗体B:免疫体C:免疫细胞D:抗原答:D:抗原

50.微生物的呼吸可用氧电极或______电极来测定结构。

A:二氧化碳B:二氧化氮C:二氧化硫D:一氧化碳答:A:二氧化碳

51.在标定传感器时,所用的测量仪器的精度( ) A:至少要比被标定的传感器的精度属同一等级

B:至少要比被标定的传感器的精度高一个等级

C:在实际操作时,可以比被标定的传感器的精度稍低

D:至少要比被标定的传感器的精度高两个等级

答:B:至少要比被标定的传感器的精度高一个等级

52.利用法拉第效应引起的光偏振面旋转可以测量()

A:应变B:温度C:电流D:振动答:C:电流

53.无论被测量是对光波的何种参量进行调制,最后一般转换为()进行探测

A:光波振幅B:光波相位C:光强D:光波偏振答:C:光强

54.被动式光电系统的光发射机由()构成

A:激光器 B:被测物体的热辐射发射 C:发光二极管 D:光源和调制器

答:B:被测物体的热辐射发射

55.光电导效应发生在——。

A:金属材料B:半导体材料C:有机聚合物D:光学玻璃答:B:半导体材料

56.在光电倍增管中,产生光电效应的是——。

A:阴极B:阳极C:二次发射级D:玻璃窗答:A:阴极

57.光电二极管产生光电流的大小主要取决于——。

A:反向偏压大小B:负载电阻C:光照强度D:温度答:C:光照强度

58.发光二极管的工作条件是——。

A:加正向偏压B:发热C:加反向偏压D:光照答:A:加正向偏压

三、填空题

1、单位应变引起的称为电阻丝的灵敏度系数。

答案:电阻值变化量

2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有的影响和的影响。

答案:电阻温度系数;试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数

3、直流电桥平衡条件是。答案:相邻两臂电阻的比值相等

4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是关系。答案:正比

5、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时,粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上,且补偿应变片。答案:工作应变片;补偿块;不承受应变

6、半导体应变片工作原理是基于效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数。答案:压阻;大

7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除同时还能起

到的作用。答案:非线性误差;提高灵敏度

8、电阻应变式传感器的核心元件是,其工作原理是基于。

答案:电阻应变片;电阻-应变效应

9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的转换成的变化,以便方便地显示被测非电量的大小。答案:电阻变化量;电量

10、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除,同时还能起到的作用。答案:非线性误差;温度补偿

11、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于位置时,输出电压应该为

零。实际不为零,称它为答案:中间;零点残余电压

12、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时,实际输出仍然存在一个微小的非零电压,该电压称为。答案:零点残余电压

13、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的或的变化,并通过测量电路将或的变化转换为或的变化,从而将非电量转换成电信号的输出,实现对非电量的测量。

答案:自感系数L;互感系数M;自感系数L;互感系数M;电压;电流

14、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的,其次级绕组都用形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。

答案:变压器;顺向串接

15、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与成正比,与成正比,与磁回路中成反比

答案:绕组匝数;穿过线圈的磁通;磁阻

16、电感式传感器根据工作原理的不同可分为、和等种类。答案:变磁阻式(自感式);变压器式;涡流式(互感式)

17、电感式传感器是建立在基础上的,电感式传感器可以

把输入的物理量转换为或的变化,并通过测量电路进

一步转换为电量的变化,进而实现对非电量的测量。

答案:电磁感应;线圈的自感系数;互感系数

18、对变隙式差动变压器,当衔铁上移时,变压器的输出电压

与输入电压的关系是。

答案:反相

19、产生电涡流效应后,由于电涡流的影响,线圈的等效机械

品质因数。

答案:下降

20、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、和等三部分

组成。

答案:铁芯;衔铁

21、变间距电容传感器的灵敏度与成反比,所以适合于微

小位移的测量。变面积式电容传感器的灵敏度与成正比,

所以不适合微小位移的测量。

答案:电容极板初始距离;位移量

22、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为电容式传

感器、电容

式传感器和电容式传感器。

答案:变极距型;变面积型;变介质型

23、电容式传感器信号转换电路中,和用于单个电容

量变化的测量,

和用于差动电容量变化的测量。

答案:频电路;运算放大电路;二极管双T型交流电桥;脉冲宽

度调制电路

24、电容式传感器可分为、和的变介质型3种。

答案:变极板间距离的变极距型;变极板覆盖面积的变面积型;

变介质介电常数

25、移动电容式传感器动极板,导致两极板有效覆盖面积A发

生变化时,将导致电容量变化,传感器电容改变量与动极板水

平位移成关系、与动极板角位移成关系。

答案:线性;线性

26、电容式传感器将非电量变化转换为的变化来实现对物

理量的测量,广泛应用与、、角度、等机械量

的精密测量。

答案:电容量;位移;振动;加速度

27、电容式传感器利用了将的变化转化为的变化来实现

对物理量的测量。

答案:非电量;电容量

28、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两

极板初始间距成关系。

答案:反比

29、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为的变化来

实现对物理量的测量。

答案:电容量

30、变极距型电容传感器做成差动结构后,灵敏度提高了

倍,而非线性误

差转化为关系而得以大大降低。

答案:1;平方

31、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化

现象,同时在它的表面产生符号相反的电荷,当外力去掉后又

恢复不带电的状态,这种现象称为效应;在介质极化方向

施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称效应。

答案: 正压电效应;逆压电效应

32、压电式传感器可等效为一个和一个并联,也可等

效为一个与

相串联的电压源。答案:电荷源 Q;

电容器C;电容

33、压电式传感器使用放大器时,输出电压几乎不受联接

电缆长度变化的影响。

答案:电荷

34、压电式传感器是以某些介质的作为工作基础的。

答案:压电效应

35、压电式传感器是一种典型的传感器(或发电型传感器),

其以某些电介质的为基础,来实现非电量电测的目的。

答案:有源;压电效应

36、将电能转变为机械能的压电效应称为。

答案:逆压电效应

37、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不能测量

的被测量。

特别是不能测量。答案: 随时间

变化缓慢;静态量

38、压电陶瓷是人工制造的多晶体,是由无数细微的电畴组成。

电畴具有自己

方向,经过的压电陶瓷才具有压电效应。

答案: 自发的极化;极化处理

39、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理,此放大电

路有和

两种形式。答案: 电荷放

大器;电压放大器

40、压电式传感器在使用电压前置放大器时,连接电缆长度会

影响系统而使用电荷放大器时,其输出电压与传感器的

成正比。

答案: 输出电压;压电系数

41、磁电式传感器有温度误差,通常用分路进行补偿。

答案:热磁

42、霍尔元件的零位误差主要包括和

答案:不等位电势;寄生直流电动势

43、磁电感应式传感器是以原理为基础的。答

案:电磁感应

44、磁电式传感器是利用原理将运动速度转换成信

号输出。

答案:电磁感应;电

45、磁电式传感器是利用而在产生感应电势的原理

进行工作的。

答案:导体和磁场发生相对运动;导体两端

46、霍尔效应的产生是由于运动电荷受作用的结果

答案:磁场中洛伦兹力

47、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受作用发生

的结果。

答案:洛伦兹力;运动

48、霍尔元件的灵敏度与和有关。答案:元件的厚

度;载流子的浓度

49、磁电式传感器是半导体传感器,是基于的一类传感器。

答案:电磁感应

50、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。

答案:霍尔片厚度

51、热电偶是将温度变化转换为的测温元件;热电阻和热

敏电阻是将

温度变化转换为变化的测温元件。答案:

热电动势;电阻值

52、热电阻引线方式有3种,其中适用于工业测量,一般

精度要求场合;

适用于引线补偿,精度要求较低场合;适用于实验室测量,

精度要求高的

场合。答案:三线制;

两线制;四线制

53、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,如果两端温

度不同,电路中会产生电动势,这种现象称效应;若两金

属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E = 。

答案: 热电;0

54、当热交换达到平衡状态时,热电偶的测量端也就达到一个

稳定的温度。但由于热量的散失,热电偶测量端的温度低于被

测介质的温度,这时热电偶的显示误差称为。

答案:传热误差

55、热电组丝通常采用双线并绕法的目的是为了。

56、答案:防止电阻体出现电感

56、在各种热电式传感器中,以将温度转换为或的

方法最为普遍,例如热电偶是将温度变化转换为的测温元

件,热电阻和热敏电阻是将温度转

换为变化的测温元件。答案:电势;电阻;

热电动势;电阻值

57、工业和计量部门常用的热电阻,我国统一设计的定型产品

是热电阻和热电阻。

答案:铂;铜

58、采用热电阻作为测量元件是将的测量转换为的测

量。

答案:温度;电阻值

59、热敏电阻的阻值与之间的关系称热敏电阻的热电特性,

它是热敏电阻测温的基础。

答案:温度

60、热电动势来源于两个方面,一部分由两种导体的构成,

另一部分是单一导体的。

答案:接触电动势;温差电动势

61、光电池与光敏二极管、光敏三极管都是PN界,主要区别在

于后

者的PN结。答

案:处于反向偏置

62、光纤传感器技术是本世纪70年代末发展起来的一门崭新的

技术,是传

感器技术的新成就,光纤传感器技术是随着和的发

展而形成的。

答案: 光导纤维;光通信技术

63、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效应, 这类元件有;第二

类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应,这

类元件有;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。

答案:外光电;光电管、光电倍增管;内光电;光敏电阻

64、CCD的突出特点是以作为信号。

答案:电荷

65、一般来说,固体激光器可以分为四个主要部分:工作物

质、、

谐振,冷却系统以及。答案: 泵

浦系统;滤光系统

66、热释电型红外探测器是由具有极化现象的或称“铁电

体”制作的,铁电体的极化强度(单位表面积的束缚电荷)与

温度有关。通常其表面俘获大气中的浮游电荷而保持电平衡状

态。答案:热晶体

67、光敏电阻与之差称为光电流。答案:

亮电流;暗电流

68、光电式传感器由及两大部分组成。答

案:光路;电路

69、按照工作原理的不同,可将光电式传感器分为、红外

热释传感器、固体图像传感器和。答

案:光电效应传感器;光纤传感器

70、按照测量光路组成来看,光电式传感器可以分

为、、辐射式和开

关式光电传感器。答案:

透射式;反射式

传感器的应用实例

传感器的应用实例 学习目标: 1、知道传感器应用的一般模式. 2、理解电子秤的原理----力传感器的应用. 3、理解话筒的原理----声传感器的应用. 4、理解电熨斗的原理----温度传感器的应用. 5、会设计简单的有关传感器应用的控制电路. 自主学习: 一、力传感器的应用-----电子秤 1.电子秤理有______片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件.电阻应变片受到力的作用时,它的____会发生变化,把应变片放在合适的电路中,他能够把物体____这个力学量转换为____这个电学量,因而电子秤是____的应用. 2.工作原理:如图6-2-1所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的 电阻___,下表面应变片的电阻变小.F越大, 弯曲形变___, 应变片的阻值变化就越大. 如果让应变片中通过的电流保持恒定,那末上面应变片两端的电压 变大, 下面应变片两端的电压变小. 传感器把这两个电压的差值输 出.外力越大, 输出的电压差值也就, ___ 6-2-1 二、声传感器的应用----话筒 1、话筒是一种常用的____,其作用是把____转换成____. 话筒分为____,____,____等几种. 2、电容式话筒:原理:是绝缘支架,薄金属膜和固定电极形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压. 3.驻极体话筒:它的特点是____,____,____,____.其工作原理同电容式话筒,只是其内部感受声波的是____. 三、温度传感器的应用-----电熨斗 1.在电熨斗中,装有双金属片温度传感器,其作用是____,当温度发生变化时, 双金属片的____不同,从而能控制电路的通断 2.电熨斗的自动控温原理: 常温下,上、下触点是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀____,下部金属膨胀___,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后, 双金属片恢复原状,重新接通电源,从而保持温度不变. 典型例题: 例1 用如图6-2-2所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个有力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0㎏的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b 上其压力大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上, 传感器b在前,a在后.汽车静止时, 传感器a、b的 示数均为10N(取g=10m/s2) 若传感器a示数为14N,b的示数为6.0N,求此时 汽车的加速度和方向?

传感器与检测技术(重点知识点总结)

传感器与检测技术知识总结 1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。 (2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型; (2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF); (2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节; ③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用:计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、计算机辅助制造系统(CAM)。 五、基本特性的评价 1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围; 量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度:是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度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。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。K值越大,对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y(=ymax—ymin)的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性:是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;(分散范围

传感器考试试题答案终极版

传感器原理考试试题 1、有一温度计,它的量程范围为0--200℃,精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为__±1℃______,当测量100℃时的示值相对误差为_±%1_______。 2、传感器由___敏感元件___ 转换元件_、______测量电路_三部分组成 3、热电偶的回路电势由_接触电势、温差电势_两部分组成,热电偶产生回路电势的两个必要条件是_即热电偶必须用两种不同的热电极构成;热电偶的两接点必须具有不同的温度。。 4、电容式传感器有变面积型、变极板间距型、变介电常数型三种。 5.传感器的输入输出特性指标可分为_静态量_和____动态量_两大类,线性度和灵敏度是传感器的__静态_量_______指标,而频率响应特性是传感器的__动态量_指标。 6、传感器静态特性指标包括__线性度、__灵敏度、______重复性_______及迟滞现象。 7、金属应变片在金属丝拉伸极限内电阻的相对变化与_____应变____成正比。 8、当被测参数A、d或ε发生变化时,电容量C也随之变化,因此,电容式传感器可分为变面积型_、_变极距型_和_变介质型三种。 9、纵向压电效应与横向压电效应受拉力时产生电荷与拉力间关系分别为 F y。 和q y=?d11a b 10、外光电效应器件包括光电管和光电倍增管。 1、何为传感器的动态特性?动态特性主要的技术指标有哪些? (1)动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性; (2)动态指标:对一阶传感器:时间常数;对二阶传感器:固有频率、阻尼比。

2、传感器的线性度如何确定?拟合直线有几种方法? 传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度;。 四种方法:理论拟合,端基连线拟合、过零旋转拟合、最小二乘法拟合。 3、应变片进行测量时为什么要进行温度补偿?常用的温度补偿方法有哪些? (1)金属的电阻本身具有热效应,从而使其产生附加的热应变; (2)基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应,若它们各自的线膨胀系数不同,就会引起附加的由线膨胀引起的应变;常用的温度补偿法有单丝自补偿,双丝组合式自补偿和电路补偿法。 4、分布和寄生电容对电容传感器有什么影响?一般采取哪些措施可以减小其影响? 寄生电容器不稳定,导致传感器特性不稳定,可采用静电屏蔽减小其影响,分布电容和传感器电容并联,使传感器发生相对变化量大为降低,导致传感器灵敏度下降,用静电屏蔽和电缆驱动技术可以消除分布电容的影响。 5、热电偶测温时为什么要进行冷端补偿?冷端补偿的方法有哪些? 答:热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。因此,常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响,如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。 三、计算题 1、下图为圆形实芯铜试件,四个应变片粘贴方向为R1、R4 轴向粘贴,R 2、R3 圆周向粘贴,应变片的初始值R1=R2=R3=R4=100Ω,灵敏系数k=2,铜试件的箔 松系数μ= 0.285,不考虑应变片电阻率的变化,当试件受拉时测得R1 的变化Δ R1 = 0.2Ω。如电桥供压U = 2V,试写出ΔR2、ΔR3、ΔR4 输出U0(15分)

传感器课程设计报告

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名:齐文华学号:12L0751265 专业班级:电子信息工程L126班 课程名称:传感器原理及应用 学年学期:2 014 —2 015 学年第一学期 指导教师:陈书旺 2 0 1 4 年12月

课程设计成绩评定表

目录 一、引言----------------------4 二、设计电路及原理------------4 三、元件清单------------------5 四、相关元器件的说明和介绍----6 五、课设步骤------------------11 六、实物图--------------------11 七、发现问题并解决问题--------13 八、心得与体会----------------13 九、参考文献------------------14

一、引言 1.课程设计的目的 1)使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能,加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解,为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2)锻炼学生自主独立完成课程设计的能力,培养学生积极动手创新的精神。3)通过课程设计提高我们动手实践能力,为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础,使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源 随着科学技术的发展,许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多,遍及人们生活的各个方面,给人们的生产和生活带来极大的方便。 本设计选用光敏传感器,对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯,当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。 二、实际电路及原理 1.电路图

传感器重点总结

一、名词解释 1.偏差式测量用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的量值,这种测量方法称为偏差式测量。 2.零位式测量用指零仪表的零位反应测量系统的平衡状态,在测量系统平衡时,用已知的标准量决定被测量的量值,这种测量方法称为零位式测量。 3.微差式测量将被测量与已知的标准量相比较,取得差值后,再用偏差法测得此差值。 4.静态测量被测量在测量过程中是固定不变的,对这种被测量进行的测量称为静态测量。静态测量不需要考虑时间因素对测量的影响。 5.动态测量被测量在测量过程中是随时间不断变化的,对这种被测量进行的测量称为动态测量。 6.测量误差是测得值减去被测量的真值。 7.随机误差在同一测量条件下,多次测量被测量时,其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。 8.迟滞传感器在相同工作条件下,输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出曲线不重合的现象。 9.电阻应变效应即导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时,其电阻值相应发生变化。 10.正压电效应机械能转换为电能的现象 11.逆压电效应当在电介质极化方向施加电场,这些电介质会产生几何变形,这种现象称为逆压电效应。 12.通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”。把沿机械轴y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”。 13.在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。 14.光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。 15.绝对湿度是指在一定温度和压力条件下,每单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量。相对湿度是指气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对湿度之比。 二、填空/选择 1.测量误差的表示方法有绝对误差、实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差。 2.传感器的静态特性性能指标有灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移等。 3.传感器的时域动态性能指标有时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、衰减比。 4.半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理基于半导体材料的压阻效应。半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。 5.自感式电感传感器是利用线圈的变化来实现测量的,它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。 6. 变面积型电容式传感器(88页) 7.石英晶体纵向轴z称为光轴,经过六面体棱线并垂直于光轴的x称为电轴,与x和z同时垂直的轴y称为机械轴。 8.气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。 9.半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。 10.图9-3、9-4直热式和旁热式气敏器件的符号(153页) 11.湿度是指大气中的水蒸气含量,通常采用绝对湿度和相对湿度两种表示方法。 12.频率在16~2×Hz之间,能为人耳所闻的机械波,称为声波;低于16Hz的机械波,称为次声波;高于2×Hz的机械波,称为超声波。 三、简答分析计算 1.迟滞的定义、原因、公式、曲线(30页) 2.习题9-7,ppt. 结构、Rp作用、测试过程、测量丝加热丝、旁热式优点等。(163页) 3.(171页)图10-5、10-6工作原理、公式计算

传感器课程设计

哈尔滨远东理工学院传感器课程设计小型称重系统设计 姓名: 专业:电子信息工程 学号: 指导教师: 机器人学院 二0一七年六月二十五日

目录 第1章绪论............................................... 错误!未定义书签。 选题背景............................................... 错误!未定义书签。 目的和意义............................................. 错误!未定义书签。第2章设计方案及其论述..................................... 错误!未定义书签。 模型建立及电路原理..................................... 错误!未定义书签。 电路图 (4) 第3章数据图表及分析 (6) 数据图表 (6) 数据分析 (7) 结论 (8)

第1章绪论 选题背景 称重技术自古以来就被人们所重视,作为一种计量手段,广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域,与人民的生活紧密相连。电子称重器是电子称重器中的一种,称重器是国家法定计量器具,是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备,称重器产品技术水平的高低,将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此,称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。工业生产中,称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域,可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。硬件部分是在Multisim中仿真设计,使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。 目的和意义 1)掌握金属箔式应变片的应变效应,单臂、全桥电桥工作原理和性能。 2)学会建立仿真模型。 3)比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。 4)学会使用全桥电路。 5)了解物体重量与电压的关系效应。 6)了解电路原理。

传感器与检测技术第二知识点总结

、电阻式传感器 1) 电阻式传感器的 原理:将被测量转化为传感器 电阻值的变化,并加上测量电路。 2) 主要的种类:电位器式、 应变式、热电阻、热敏电阻 应变电阻式传感器 1) 应变:在外部作用力下发生形变的现象。 2) 应变电阻式传感器:利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化 a. 组成:弹性元件+电阻应变片 b. 主要测量对象:力、力矩、压力、加速度、重量。 c. 原理:作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等 点的输出。 PL 3) 电阻值:R (电阻率、长度、截面积)。 A 4) 应力与应变的关系: 打二E ;(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量 *轴向应变) 应注意的问题: a. R3=R4; b. R1与 R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值; c. 补偿片的材料一样,个参数相同; d. 工作环境一样; 、电感式传感器 1) 电感式传感器的 原理:将输入物理量的变化转化为线圈 自感系数L 或互感系数 M 的变化 2) 种类:变磁阻式、变压器式、电涡流式。 3) 主要测量 物理量:位移、振动、压力、流量、比重。 变磁阻电感式传感器 1) 原理:衔铁移动导致气隙变化导致 电感量变化,从而得知位移量的大小方向。 点 八、、 5) 应力与力和受力面积的关系: 二(应力) F (力)

2)自感系数公式: 2 N 4 (( 磁导率)Ao (截面积) L 二2;(气隙厚度) 3) 种类:变气隙厚度、变气隙面积 4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得 当前厚度。 5) 测量电路:交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。 P56 6) 应用:变气隙厚度电感式压力传感器(位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化) 差动变压器电感式传感器 1) 原理:把非电量的变化转化为互感量的变化。 2) 种类:变隙式、变面积式、螺线管式。 3) 测量电路:差动整流电路、相敏捡波电路。 电涡流电感式传感器 1) 电涡流效应:块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动,磁通变化,产生电动 势,电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。 Z W 「,r ,f ,x ) 等效阻抗 (电阻率、磁导率、尺寸 、励磁电流的频率、距 离) 2) 趋肤效应:电涡流只集中在导体表面的现象。 3) 原理:产生的感应电流产生新的交变磁场来反抗原磁场,式传感器的等效阻抗变化 4) 测量电路:调频式测量电路、调幅式测量电路。 5) 测量对象:位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤、振幅、转速。 三、电容式传感器 1) 原理:将非电量的变化转化为电容量的变化。 2) 特点:结构简单、体积小、分辨率高、动态响应好、温度稳定性好、电容量小、负载能力差、易受外 界环境的影响。 3) 测量对象:位移、振动、角度、加速度、压力,差压,液面、成分含量。 结构分类:平板和圆筒电容式传感器 1) 公式: >0 zr A d 2) 平板式电容器可分为三类:变极板覆盖面积的 的变极距型。 变面积型,变介质介电常数的 变介质型、变极板间距离 3) 测量电路:调频电路、运算放大器、变压器是交流电桥、二极管双 T 型交流电路、脉冲宽度调制电路 4) 典型应用 四、压电式传感器(有源) 1) 正压电效应:对某些电介质沿一定方向加外力使之形变,其内部产生极化而在表面产生 电荷聚集的现

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义? 依次为主称(传感器)被测量—转换原理—序号 主称——传感器,代号C; 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2; 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3; 序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变,仅在局部有改动或变动时,其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等,(其中I、Q不用)。 例:应变式位移传感器:C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时,应当采用何种测量方法? 如何进行? 答:测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时,最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0,U0=U+△U,其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量,相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U,这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示: 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计,R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势,凡表示稳压电源的负载,E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后,使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点,使毫伏表指示为零,这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后,只需增加或减小负载电阻R L的值,负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU,即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU,稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快,测量精度高,特别适合于在线控制参数的测量。

传感器课程设计 电感式位移传感器

东北石油大学 课程设计 2015年7 月 8日

任务书 课程传感器课程设计 题目电感式位移传感器应用电路设计 专业测控技术与仪器姓名祖景瑞学号 主要内容: 本设计要完成电感式位移传感器应用电路的设计,通过学习和掌握电感式传感器的原理、工作方式及应用来设计一个电路。电路要能够检测一定范围内位移的测量,并且能够通过LED进行数字显示。位移传感器又称为线性传感器,常用的有电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器等技术。 基本要求: 1、能够检测 0~20cm 的位移; 2、电压输出为 1~5V; 3、电流输出为 4~20mA; 主要参考资料: [1] 贾伯年,俞朴.传感器技术[M].南京:东南大学出版社,2006:68-69. [2]王煜东. 传感器及应用[M].北京:机械工业出版社,2005:5-9. [3] 唐文彦.传感器[M].北京:机械工业出版社,2007: 48-50. [4] 谢志萍.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2002:80-90.完成期限—

指导教师 专业负责人 2015年 7 月 1 日

摘要 测量位移的方法很多,现已形成多种位移传感器,而且有向小型化、数字化、智能化方向发展的趋势。位移传感器又称为线性传感器,常用的有电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器,磁致伸缩位移传感器以及基于光学的干涉测量法,光外差法,电镜法,激光三角测量法和光谱共焦位移传感器等技术。电感式位移传感器具有无滑动触点,工作时不受灰尘等非金属因素的影响,并且低功耗,长寿命,可使用在各种恶劣条件下。电感式位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制方面。针对目前电感式位移传感器的应用现状,本文提出了一种电感式位移传感器的设计方法,具有控制及数据处理等功能,结构简单、成本低等优点,可以广泛应用于机械位移的测量与控制。 关键词:电感式传感器;自感式传感器;测量位移;位移传感器

传感器知识点总结

小知识点总结: 1.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,通常由敏感元件和转换元件组 成。其中,敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分,转换元件是指传感器能将敏感元件输出转换为适于传输 和测量的电信号部分。 2.传感器的静态特性:线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳 定性、温度稳定性和多种抗干扰能力 3.电阻式传感器的种类繁多,应用广泛,其基本原理是将被 测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电 路而最后显示被测量值的变化。 4.电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用 的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。 5.电阻丝要求电阻系数高,电阻温度系数小,强度高和延 展性好,对铜的热电动势要小,耐磨耐腐蚀,焊接性好。 6.电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产 生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 7.金属电阻应变片分金属丝式和箔式。箔式应变片横向效应 小。 8.电阻应变片除直接用来测量机械仪器等应变外,还可以与 某种形式的弹性敏感元件相配合,组成其他物理量的测试 传感器。 9.电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量 的一种装置。可以用来测量位移、振动、压力、流量、重 量、力矩、应变等多种物理量。 10.电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感。 11.变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感M的一种磁 电机构,很像变压器的工作原理,因此常称变压器式传感 器。这种传感器多采用差分形式。 12.金属导体置于变化着的磁场中,导体内就会产生感应电 流,称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应。涡流 式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。13.电容式传感器是利用电容器原理,将非电量转换成电容 量,进而实现非电量到电量的转化的一种传感器。 14.电容式传感器可以有三种基本类型,即变极距型(非线 性)、变面积型(线性)和变介电常数型(线性)。 15.霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被 测量、如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的 一种传感器。 16.热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置,它利 用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到 测量目的。 17.热电阻测温的基础:电阻率随温度升高而增大,具有正的 温度系数 18.目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。 19.热电阻温度计最常用的测量电路是电桥电路(三线连接法 和四线连接法)。 20.工业用标准铂电阻100Ω和50Ω两种。分度号分别为 Pt100和Pt50. 21.热电偶产生的热电动势是由两种导体的接触电动势(珀尔 贴电动势)和单一导体的温差电动势(汤姆逊电动势)组 成的。 22.热敏电阻是用一种半导体材料制成的敏感元件,其特点是 电阻随温度变化而显著变化,能直接将温度的变化转换为 能量的变化。 23.测量方法按测量手段分有:直接测量、间接测量和联立测 量;按测量方式分有:偏差式测量、零位式测量和微差式 测量。 24.偏差式测量的标准量具不装在仪表内,而零位式测量和微 差式测量的标准量具装在仪表内。 25.测量误差的表示方法有以下3种:绝对误差、相对误差、 引用误差; 26.误差按其规律性分为三种,即系统误差、偶然误差和疏失 误差。 27.形成干扰的三要素:干扰源、耦合通道和对干扰敏感的接 收电路 28.为了抑制干扰,常用的电路隔离方法:光电隔离法、变压 器隔离法 简答: 1、什么是霍尔效应? 答:一块长为l、宽为b、厚为d的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势U h。这种现象称为霍尔效应。 2、简述热电偶的工作原理。 答:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应,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。两点间的温差越大,产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小。 3、什么是引用误差? 答:人们将测量的绝对误差与测量仪表的上量限(满度)值的百分比定义为引用误差。 4、如何消除和减小边缘效应? 答:1、适当减小极间距,使电极直径或边长与间距比很大,可减小边缘效应的影响,但易产生击穿并有可能限制测量范围。2、电极应做得极薄使之与极间距相比很小,这样也可减小边缘电场的影响。3、在结构上增设等位环也可以用来消除边缘效应。论述:电容式传感器的设计要点 答:电容式传感器的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的加工工艺分不开的。在设计传感器的过程中,在所要求的量程、温度和压力等范围内,应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨率、稳定可靠和高的频率响应等。对于电容式传感器,设计时可以从下面几个方面予以考虑:1、保证绝缘材料的绝缘性能。必须从选材、结构、加工工艺等方面来减小温度等误差和保证绝缘材料具有高的绝缘性能。2、消

传感器试题(答案)

《传感器及应用技术》期末考试试题(C套)答案 1、填空题(每空1分,共30分): 1、现代信息技术的三大支柱是指:传感器技术、通信技术、计算机技术 2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义:能够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。 3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。 4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代,来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。 5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。 6、对测量结果评价的三个概念(1)精密度、(2)准确度、(3)精确度 7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述--称为传感器的特性。 8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上,使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化,从而变成电阻值变化。 9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。 10、电感式传感器是利用电磁感应原理,将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。 11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面产生电荷,从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器,主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I,并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势,这种现象就是霍尔效应。

传感器课程设计

传感器课程设计

摘要 本文介绍了红外线感应开关的原理,采用热释电红外探头(PT8A2621)将接收到的微弱信号加以放大,然后驱动继电器,制成红外热释电感应开关。本开关能探测来自移动人体的红外辐射,只要人体进入探测区域,开关会自动开启。该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关,起到“人来灯自亮,人走灯自灭”的作用,既新颖方便,又节约用电,在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。本设计结构简单,本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,价格低廉,隐蔽性好,应用范围广,所以可以通过扩展而达到实际的应用。 关键词:红外线感应开关红外辐射探测区域

目录 第1章:总体方案概要 (1) 1.1意义及研究现状 (1) 1.2设计思路 (2) 第2章:设计方案各部分介绍 (3) 2.1热电是传感器的构成及工作原理 (3) 2.2低通滤波器 (4) 2.3信号放大器 (6) 第3章:仿真电路的建立与分析 (8) 3.1仿真电路建立 (8) 3.2仿真结果的分析 (8) 第4章:设计体会 (10) 参考文献 (10)

第1章:总体方案概要 1.1 意义及研究现状 电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用于我们的生活与生产方面,因此电能的节能尤为重要,要节能首先就要做到节约能源,其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年,有人提出过利用热释电效应探测红外辐射,但并未受到重视,直到六十年代,随着激光、红外技术的迅速发展,才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器,它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。 (1)红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势: 我国照明缺乏独创产品,模仿产品居多,基础加工落后,只顾外表,轻视功能,产品的品种比较单一,性能差。尤其是在“智能”照明方面,缺乏创新,与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线,提供照明灯回路用电,由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制,灯只有开和关两种状态,无逻辑时序及亮、暗调光控制,因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出,节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%~15%,作为能源消耗的大户,必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势,诸如较低的功率需求、较快的响应速度、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等,成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势,尤其是能源紧缺,智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利,改善家庭环境,不仅为建筑照明提供多种的艺术效果,而且使灯具控制和维护变得更为简单,而且具有可靠性高、安装布线容易。 (2)红外线感应灯控制系统的优点: 智能化已经成为当今建筑发展的主流技术,涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下:

最新无线传感器网络知识点归纳

一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义,无线传感器网络三要素,无线传感器网络的任务,无线传感器网 络的体系结构示意图,组成部分(P1-2) 定义:无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息,并发送给观察者或者用户 另一种定义: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 三要素:传感器,感知对象和观察者 任务:利用传感器节点来监测节点周围的环境,收集相关的数据,然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点,再通过汇聚节点将数据传送到用户端,从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图: 组成部分:传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点(P2-4) (1)大规模性且具有自适应性 (2)无中心和自组织 (3)网络动态性强 (4)以数据为中心的网络 (5)应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构(P4-6) 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。

4、常见的无线传感器节点产品,几种Crossbow公司的Mica系列节点(Mica2、Telosb) 的硬件组成(P6) 5、无线传感器网络的协议栈体系结构(P7) 1.各层协议的功能 应用层:主要任务是获取数据并进行初步处理,包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层:负责数据流的传输控制 网络层:主要负责路由生成与路由选择 数据链路层:负责数据成帧,帧检测,媒体访问和差错控制 物理层:实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 (1)能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 (2)移动管理平台检测并注册传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 (3)任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域(P8-9) (1)军事应用 (2)智能农业和环境监测 (3)医疗健康 (4)紧急和临时场合 (5)家庭应用 (6)空间探索

(完整版)传感器考试试题及答案

传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由__敏感元件__、__转换元件____、_转换电路____三部分组成,是能把外界_非电量_转换成___电量___的器件和装置。 3、传感器的__标定___是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类,其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。 A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是(D ) A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C )。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是() A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器?由几部分组成?试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化,这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度下降了,这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有_电阻温度系数的影响、_试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响_。 3、应变片温度补偿的措施有___电桥补偿法_、_应变片的自补偿法、_、。 4. 在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出电压的灵敏度也不同,_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍

传感器课程设计

传感器课程设计半导体吸收式光纤温度传感器

2010年12月30日 目录 序言 (3) 方案设计及论证 (4) 部件图纸 (6) 心得体会 (6)

主要参考文献 (7) 序言 1、简介 光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面,使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出,由于这种新型温敏材料受温度影响,折射率发生变化,因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量,如振幅、相位、偏振态、波长和模式等,对外界环境因素,如温度,压力,辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。 2、特点

光纤传感器是一种新型传感器,它用光信号传感和传递被测量,具有动态范围大,频响宽,不受电磁干扰等优点。由于光纤可被拉至距测量点几十米以外,能使信号处理的电子线路远离干扰源,固而可较少受到空间电磁干扰。另外光纤传感器均为可控有源传感器,这使得在硬件和软件设计中可采用一些特殊手段来完成某些较复杂的功能。 3、现状 随着工业自动化程度的提高及连续生产规模的扩大, 对温度参数测量的快速性提出了更高的要求。目前, 普遍采用的热电偶很难实现对温度快速、准确地测量。这种接触式测量也难以保证温度场的原有特征, 易引起误差。在较高温度的测量中, 价格昂贵的金属热电偶必须接触被测高温物体, 所以损坏快, 增加了成本。光纤温度检测技术是近些年发展起来的一项新技术,由于光纤本身具有电绝缘性好、不受电磁干扰、无火花、能在易燃易爆的环境中使用等优点而越来越受到人们的重视,各种光纤温度传感器发展极为迅速。目前研究的光纤温度传感器主要利用相位调制、热辐射探测、荧光衰变、半导体吸收、光纤光栅等原理。其中半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型光纤传感器,除了具有光纤传感器的一般优点之外,还具有成本低、结构简单、可靠性高等优点,非常适合于输电设备和石油以及井下等现场的温度监测,近年来获得了广泛的研究 原理分析 1、本征吸收原理 当一定波长的光通过半导体材料时,主要引起的吸收是本征吸收,即电子从价带激发到导带引起的吸收。对直接跃迁型材料,能够引起这种吸收的光子能量hv必须大于或等于材料的禁带宽度Eg,即 式中,h为普朗克常数:v是频率。从式(1)可看出,本征吸收光谱在低频方向必然存在一个频率界限vg,当频率低于vg时不可能产生本征吸收。一定的频率vg对应一个特定的波长,λg=c/vg,称为本征吸收波长。 2、半导体测温原理 λ,半导体材料对信号光的透过率随温度变化,但对参考光的透过率不变。设信号光的透过率为()T 参考光的透过率为rλ。光纤定向耦合器的分光比为α,光纤传输损耗和探头与光纤的联接损耗为β。令

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