传感器简答

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传感器简答题

传感器简答题

1-2 什么是测量误差?测量误差有几种表达方式?它们通常应用在什么场合?测量误差是测得值减去被测值的真值。

测量误差有五种表达方式分别是:(1)绝对误差:当被测量大小相同时,常用绝对误差来评定准确度。

(2)实际相对误差:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。

(3)引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。

(4)基本误差(5)附加误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。

1-6 什么是随机误差?系统误差可以分为哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差?在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。

系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统误差。

误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。

检验方法:实验对比法;残余误差观察法;准则检查法系统误差的消除:1. 从产生误差根源上消除系统误差;2.用修正方法消除系统误差的影响;3. 在测量系统中采用补偿措施;4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂的变化系统误差。

1-8什么是粗大误差?如何判断监测数据中存在的粗大误差?超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差,粗大误差又称为疏忽误差。

判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布,要对测量数据进行必要的检验。

通常用来判断粗大误差的准则有:3准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。

2-1什么叫传感器?它由哪几部分组成?他们的作用及相互关系如何?答:传感器是能感受(或响应)规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

通常传感器有敏感元件和转换元件组成。

其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部份;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部份。

传感器简答题及答案

传感器简答题及答案

1.用频域描述分析设备故障有何突出优点? 答:频域描述反映了信号的频率组成及其幅值。

2.信号调理阶段的放大滤波、调制。

解调的作用分别是什么?什么是采样定理?采样频率是不是越高越好?放大:提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。

调制:将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去,然后利用交流放大器进行放大。

解调:从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。

滤波:使信号中特定的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。

3.在设备故障诊断时,为什么要对测试信号进行频域分析?频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析,确定信号是由哪些成分所组成,以及这些频率成分幅值的大小。

通过对故障特征频率及故障特征频率幅值的分析,就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。

4.什么是功率信号?什么是能量信号?什么是随机信号?什么是模拟信号?什么是数字信号?功率信号:若信号在区间(-∞,+∞)的能量是无限的。

即dt t x )(2⎰+∞∞-,但它在有限区间(t t,2t )的平均功率是有限的,即dt t x t t t t )(121212⎰-这种信号称功率信号。

能量信号:当满足时,认为信号的能量是有限的,称为能量有限信号,简称能量信号。

随机信号:是一种不能准确预测且未来瞬时值,也无法用数学关系式来描述的信号。

模拟信号:在所讨论的时间间隔内,对任意时间值,除第一类间断点外都可以给出确定的函数的信号。

数字信号:时间离散而幅值量化,称为数字信号(幅值和时间上都离散的信号)。

5. 试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别。

信号的幅值谱表征信号的幅值随频率的分布情况,幅值特性指方法电路的电压放大倍数与频率的关系。

前者描述信号各频率分量得幅度后者是系统对输入各频率分量得幅度怎么样变化。

6. 周期信号的频谱图有何特点?其傅里叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式的频谱有何特点?(1)1.离散性2.谐波性3.收敛性。

(2)周期信号的傅里叶级数三角函数展开式频率谱是位于频率右侧的离散谱,谱线间隔为整数个ω。

传感器简答题及答案

传感器简答题及答案

传感器简答题及答案传感器是一种能将物理量转换成电信号的装置。

在现代技术中,传感器作为一种重要的物联网设备,广泛应用于测量、监测、控制等领域。

下面是一些常见的传感器和相关问题的简答题及答案。

1. 什么是温度传感器?答:温度传感器是一种能够通过测量物体的温度将其转换成电信号的传感器。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。

2. 什么是光学传感器?答:光学传感器是一种基于光学原理来检测物体位置和运动的传感器。

它通常由光源、物体、光学系统和光电检测器组成。

光学传感器主要用于工业自动化、机器人视觉等领域。

3. 什么是压力传感器?答:压力传感器是一种能够将物体所受的压力或力转换成电信号的传感器。

它广泛应用于机械、仪器、汽车、航空等领域中的压力测量与控制。

4. 什么是气体传感器?答:气体传感器是一种能够检测空气中各种气体浓度的传感器。

它可以检测到可燃气体、有毒气体、温室气体等,主要用于民用和工业领域中气体泄漏的监测与预警。

5. 什么是湿度传感器?答:湿度传感器是一种能够检测空气中相对湿度的传感器。

它通常是由感湿元件、信号转换电路和显示或输出装置组成,主要用于气象观测、养殖、工业生产和环境监测等领域。

6. 什么是加速度传感器?答:加速度传感器是一种能够检测物体加速度的传感器。

它能够检测到物体在三个轴向上的加速度并将其转换成电压信号输出,主要用于运动测量、汽车安全、健康监测等领域。

7. 什么是声音传感器?答:声音传感器是一种能够检测周围声音信号并将其转换成电信号的设备。

它通常由声波传感器、前置放大电路、信号处理电路和输出接口等组成,主要用于声音检测、音频信号处理等领域。

8. 什么是电容传感器?答:电容传感器是一种基于电容原理来测量物体位置、距离和变形的传感器。

它通常由电极、介质和静电容量测量电路组成,在工业自动化、机器人视觉、汽车安全等领域有广泛应用。

9. 什么是霍尔传感器?答:霍尔传感器是一种能够检测磁场信号并将其转换成电信号的传感器。

传感器 简答题

传感器 简答题

1.简述压电式加速度传感器和压电式力传感器在基本结构上的不同点。

答:压电式加速度传感器有一惯性质量块,并通过弹簧压在压电元件上,感受了被测振动的质量块产生的惯性力,使得压电元件受力变形。

压电式力传感器,被测力通过传力元件实现测量,不需要惯性质量块。

2.涡流式位移传感器的涡流大小与哪些参数有关?答:(1)线圈激励电源的频率与幅值。

(2)线圈的几何参数,如匝数、半径等。

(3)金属导体的电阻率、磁导率、厚度等。

(4)线圈与金属导体的距离。

3.图示为电感式压力传感器原理图,图中p为被测压力试说明其工作原理。

答:(1)压力p作用时,膜片变形产生位移,且位移与压力成正比。

(2)膜片与铁芯的距离变化,导致线圈的电感发生变化,电感变化量与输入压力成正比。

4.简述金属热电阻的测温机理。

答:金属导体通过自由电子导电,而导电的实质是电子的定向运动过程。

当温度升高时,金属导体中的自由电子获得了更多的能量,因此使自由电子进行定向运动所需要的电能将增大,导电率减弱,电阻率增大。

反之当温度降低时,导电率增强,电阻率减小。

5.人工视觉系统图像输出装置大致分为哪两类?(1)一类是软拷贝。

(2)另一类是硬拷贝。

6.试回答与干扰有关的下列问题(1)什么是噪声?(2)形成干扰的条件是什么?答:(1)噪声定义为:在一有用频带内任何不希望的干扰或任何不希望的信号。

(2)形成干扰的三个条件为:干扰源、干扰的耦合通道、干扰的接收通道。

7.用框图表示传感器的组成原理,并简要说明各部分的作用。

答:框图如下所示:敏感元件感受被测物理量,且以确定关系输出另一个物理量;转换元件是将敏感元件输出的非电量转换为电路参数及电流或电压信号;基本转换电路将电信号转换为便于传输、处理的电量。

8.在光栅式位移传感器中,光路系统选择的依据是什么?有哪几种光路系统?答:光路系统应根据传感器中所采用的光栅的形式来选择。

光路系统有透射式光路和反射式光路。

9.说明人工视觉系统中图像处理部分的作用。

传感器简答总结

传感器简答总结

1:何为传感器的静态特性?主要技术指标是什么?答:传感器在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性;其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

2:何为传感器的动态特性?主要技术指标是什么?答:(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;描述动态特性的指标:对一阶传感器:时间常数;对二阶传感器:固有频率、阻尼比。

3:什么是金属材料的应变效应?什么是半导体材料的压阻效应?答:①金属材料在受到外力作用时,产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

(②半导体材料在受到应力作用后,其电阻率发生明显变化,这种现象称为压阻效应。

4:比较金属丝应变片和半导体应变片的相同和不同点。

答:相同点:它们都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化;不同点:金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反,其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。

5:什么事金属应变片的灵敏度系数?答:金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数;(它与金属丝应变灵敏度函数不同,应变片由于由金属丝弯折而成,具有横向效应,使其灵敏度小于金属丝的灵敏度)6:采用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿?常用温补方法有哪些?答:①因为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。

7:固态压阻器件的结构特点是什么?受温度影响会产生那些温度漂移?如何进行补偿?答:(1)固态压阻器件的特点是:属于物性型传感器,是利用硅的压阻效应和微电子技术制成的压阻式传感器,具有灵敏度高、动态响应好、精度高易于集成化、微型化等特点。

传感器考试题简答题

传感器考试题简答题

三、简答题(每题10分)301、试述传感器的定义、共性及组成。

301答:①传感器的定义:能感受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;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。

302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。

302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。

静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。

303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。

实现不失真测量的条件是幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)(线性)相频特性:Φ(ω) = -ωto304、什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。

应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。

输出的电量大小反映了被测物理量的大小。

305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因,并说明有哪几种补偿方法。

305答:温度误差产生原因包括两方面:温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变,试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。

温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。

传感器简答

传感器简答

1、什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标? 如何用公式表征这些性能指标?2、什么是传感器的动态特性? 其分析方法有哪几种?3、什么是传感器的静特性?主要指标有哪些?有何实际意义?4、什么是传感器的基本特性?传感器的基本特性主要包括哪两大类?解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。

(要求每种特性至少列出2种常用指标)1、 答:传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系。

静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

传感器的静态特性的性能指标主要有: ① 线性度:非线性误差maxL ∆ ④ 重复性:maxRFSR 100%Y γ∆=±⨯⑤ 漂移:传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

2、答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。

知识点:传感器的动态特性 3、答:传感器的静态特性是当其输入量为常数或变化极慢时,传感器的输入输出特性,其主要指标有线性度、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。

传感器的静特性由静特性曲线反映出有:线性度(非线性误差)、灵敏度、迟滞、重复性和漂移;动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性,主要描述指标有:时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量、幅频特性和相频特性。

1、什么叫应变效应? 利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因,并说明有哪几种补偿方法。

1、 答:材料的电阻变化由尺寸变化引起的,称为应变效应。

应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,4、差动变压器式传感器有几种结构形式? 各有什么特点?5、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?2、答:变隙式电感传感器的输出特性与衔铁的活动位置、供电电源、线圈匝数、铁芯间隙有关。

传感器-简答题

传感器-简答题

第1章传感器与检测技术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。

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1、什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标? 如何用公式表征这些性能指标?2、什么是传感器的动态特性? 其分析方法有哪几种?3、什么是传感器的静特性?主要指标有哪些?有何实际意义?4、什么是传感器的基本特性?传感器的基本特性主要包括哪两大类?解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。

(要求每种特性至少列出2种常用指标)1、 答:传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系。

静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

传感器的静态特性的性能指标主要有: ① 线性度:非线性误差maxL FSL 100%Y γ∆=±⨯ ② 灵敏度:yn xd S=d③ 迟滞:max HFSH 100%Y γ∆=⨯ ④ 重复性:max RFSR 100%Y γ∆=±⨯⑤ 漂移:传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

2、答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。

知识点:传感器的动态特性3、答:传感器的静态特性是当其输入量为常数或变化极慢时,传感器的输入输出特性,其主要指标有线性度、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。

传感器的静特性由静特性曲线反映出来,静特性曲线由实际测绘中获得。

通常人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。

知识点:传感器的静态特性4、答:传感器的基本特性是指传感器的输入-输出关系特性。

传感器的基本特性主要包括静态特性和动态特性。

其中,静态特性是指传感器在稳态信号作用下的输入-输出关系,描述指标有:线性度(非线性误差)、灵敏度、迟滞、重复性和漂移;动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性,主要描述指标有:时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量、幅频特性和相频特性。

1、什么叫应变效应? 利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因,并说明有哪几种补偿方法。

1、 答:材料的电阻变化由尺寸变化引起的,称为应变效应。

应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。

输出的电量大小反映了被测物理量的大小。

2、答: 温度误差产生原因包括两方面:温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变,试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。

温度补偿方法,基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。

3、什么是直流电桥?若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种?各自的输出电压如何计算?4、为什么应变式传感器大多采用交流不平衡电桥为测量电路?该电桥为什么又都采用半桥和全桥两种方式?5、应用应变片进行测量为什么要进行温度补偿?常采用的温度补偿方法有哪几种?6、应变式传感器的基本工作原理是什么?3、答:桥臂的供电电源是直流电的称为直流电桥。

按桥臂工作方式不同,可分为单臂直流电桥、半桥差动直流电桥、全桥差动直流电桥。

单臂直流电桥输出电压为: 半桥差动直流电桥输出电压为: 全桥差动直流电桥输出电压为:4、答:由于应变电桥的输出电压很小,一般要加放大器,但直流放大器易产生零漂, 所以应变电桥多采用交流电桥。

又由于交流电桥的供电电源是交流,为了消除应变片引线寄生电容的影响,同时也为了满足交流电桥的平衡条件,常采用不平衡电桥测量电路。

交流不平衡电桥采用半桥和全桥的方式是为了消除非线性误差和提高系统灵敏度。

5、答:由于电阻温度系数的影响以及试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响,会给电阻应变片的测量带来误差,因此需要进行温度补偿。

常采用的温度补偿法有电桥补偿法和应变片自补偿法。

6、答:应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。

输出的电量大小反映了被测物理量的大小。

2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关?3、怎样改善变隙式电感传感器非线性?怎样提高其灵敏度?4、差动变压器式传感器有几种结构形式? 各有什么特点?5、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?2、答:变隙式电感传感器的输出特性与衔铁的活动位置、供电电源、线圈匝数、铁芯间隙有关。

3、答:为改善变隙式电感传感器的非线性可采用差动结构。

如果变压器的供电电源稳定,则传感器具有稳定的输出特性;另外,电源幅值的适当提高可以提高灵敏度,但要以变压器铁芯不饱和以及允许温升为条件。

增加次级线圈和初级线圈的匝数比值和减小铁芯间隙都能使灵敏度提高。

知识点:变隙式电感传感器4、答:差动变压器式传感器主要有变隙式差动传感器和螺线管式差动变压器两种结构形式。

差动变压器式传感器根据输出电压的大小和极性可以反映出被测物体位移的大小和方向。

螺线管式差动变压器如采用差动整流电路,可消除零点残余电压,根据输出电压的符号可判断衔铁的位置,但不能判断运动的方向;如配用相敏检波电路,可判断位移的大小和方向。

5、答:零点残余电压的产生原因:传感器的两次极绕组的电气参数与几何尺寸不对称,导致它们产生的感应电势幅值不等、相位不同,构成了零点残余电压的基波;由于磁性材料磁化曲线的非线性(磁饱和,磁滞),产生了零点残余电压的高次谐波(主要是三次谐波)。

为了减小和消除零点残余电压,可采用差动整流电路。

6、保证相敏检波电路可靠工作的条件是什么? 6、答:保证相敏检波电路可靠工作的条件是检波器的参考信号u o 的幅值远大于变压器的输出信号u 的幅值,以便控制四个二极管的导通状态,且u o 和差动变压器式传感器的激励电压共用同一电源。

1、根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合?2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性?3、电容式传感器有哪几种类型?4、差动结构的电容传感器有什么优点?5、电容式传感器主要有哪几种类型的信号调节电路?各有些什么特点?6、简述电容式传感器的工作原理与分类。

1、 答:根据电容式传感器的工作原理,可将其分为3种:变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。

变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比,适合测量位移量。

变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比,适合测量线位移和角位移。

变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同,通过介质的改变来实现对被测量的检测,并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。

适合于介质的介电常数发生改变的场合。

2、答:单极式变极距电容传感器的灵敏度和非线性对极板初始间隙的要求是相反的,要改善其非线性,要求应增大初始间隙,但这样会造成灵敏度的下降,因此通常采用差动结构来改善非线性。

3、答:电容式传感器其分为3种:变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。

4、答:差动结构的电容传感器的优点是灵敏度得到提高,非线性误差大大降低。

5、答:电容式传感器的电容值及电容变化值都十分微小,因此必须借助于信号调节电路才能将其微小的电容值转换成与其成正比的电压、电流或频率,从而实现显示、记录和传输。

相应的转换电路有调频电路、运算放大器、二极管双T 型交流电桥、脉冲宽度调制电路等。

调频电路的特点:灵敏度高,可测量0.01μm 级位移变化量;抗干扰能力强;特性稳定;能取得高电平的直流信号(伏特级),易于用数字仪器测量和与计算机通讯。

运算放大器的特点:能够克服变极距型电容式传感器的非线性,使其输出电压与输入位移间存在线性关系。

二极管双T 型交流电桥的特点:线路简单,不须附加相敏整流电路,便可直接得到较高的直流输出电压(因为电源频率f 很高)。

脉冲宽度调制电路的特点:适用于变极板距离和变面积式差动电容传感器,且为线性特性。

6、答:电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。

当被测参数变化引起A 、εr 或d 变化时,将导致电容量C 随之发生变化。

在实际使用中,通常保持其中两个参数不变,而只变其中一个参数,把该参数的变化转换成电容量的变化,通过策略电路转换为电量输出。

因此,电容式传感器可分为3种:变极板间距离的变极距型、变极板覆盖面积大变面积型和变介质介电常数的变介质型。

8、提高其灵敏度可以采取哪些措施,带来什么后果?8.答:要提高灵敏度,应减小初始间隙d 0,但这使得非线性误差增大,即灵敏度和非线性误差对d 0的要求是矛盾的。

在实际应用中,为了既提高灵敏度,又减小非线性误差,通常采用岔洞结构。

1、什么叫正压电效应? 2、什么是逆压电效应? 3、什么叫纵向压电效应?ERRn n U o 112)1(∆+=112R R E U o ∆=11R R E U o ∆=4、什么叫横向压电效应?5、石英晶体x 、y 、z 轴的名称及其特点是什么?6、简述压电陶瓷的结构及其特性? 1、 答:正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。

知识点:压电效应 2、答:当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压,那么压电片将产生机械振动,即压电片在电极方向上产生伸缩变形,压电材料的这种现象称为电致伸缩效应,也称为逆压电效应。

知识点:压电效应 3、答:沿石英晶体的x 轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为“纵向压电效应”。

知识点:压电材料 4、答:沿石英晶体的y 轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为“横向压电效应”。

知识点:压电材料 5、答:石英晶体的z 轴:是纵向轴,称为光轴,沿该方向受力不会产生压电效应。

石英晶体的x 轴:称为电轴,压电效应只在该轴的两个表面产生电荷集聚。

沿电轴方向的力作用于晶体时所产生的电荷量的大小与切片的几何尺寸无关。

石英晶体的y 轴:是机械轴,沿机械轴方向的力作用于晶体时产生的电荷量大小q ,与晶体切片的几何尺寸有关。

知识点:压电材料 6、答:压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。

材料内部的晶粒有许多自发极化的电畴,它有一定的极化方向,从而存在电场。

在无外电场作用时,电畴在晶体中杂乱分布,它们各自的极化效应被相互抵消,压电陶瓷内极化强度为零。

因此原始的压电陶瓷呈中性,不具有压电性质。

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