传感器应用考试必备复习资料131226

图示为霍尔式压力传感器原理，试分析其工作原理，霍尔电势（UH=KHIB）与压力P的关系。

答：首先，霍尔元件的位移X与压力P成正比：即X=KP•P；其次，由图可知，在一定范围内，磁场B与霍尔元件的位移位移X也成正比，即B=KBX；因此霍尔电势UH与压力P的关系就可表示为UH=KHIB=KHI KBX= KHI KB KP•P=KP，即测出 即可知P 如图，是带有等位环的平板电容器结构原理图，请问等位环的作用是什么？答：平板电容器的极板间存在边缘效应，边缘效应不仅是电容传感器的灵敏度降低，而且产生非线性，增加等位环后，使电极板的边缘电力线平直，保持边缘部分两极板间的电场均匀，消除和减少边缘效应，提高传感器的灵敏度和线性度。

把光电池当作传感器时，应把它看作（电流源 ）。

变间隙式电容传感器的在工作范围内，电容变化量与极板间距离变化量之间的关系是 ( 近似正比关系 )传感器的 精确度 是指输出指示值与被约定真值的一致程度。

传感器的 灵敏度 是指达到稳定状态时，输出变化量与引起输出变化量的输入变化量之比差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是( 螺线管式 )对于一个线性仪表，其线性度为（ 不等于零的常数 ）电阻应变片的线路温度补偿方法中有（差动电桥补偿法 ）电涡流传感器的工作原理是基于( 电磁效应 )。

电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是( 120Ω )单线圈螺线管式电感传感器广泛应用于测量（ 大量程直线位移 ）热电偶中产生热电势的条件是（ 两热电极材料不同 ）反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是（高频交流 ）固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的( 电阻率 )光敏电阻的性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下( 暗电阻与亮电阻差值大 )霍尔效应中，霍尔灵敏度与 （ 霍尔元件的厚度成反比 ）霍尔效应中，霍尔电势与( 霍尔常数成正比 )金属应变片承受应力时,其阻值会发生变化,这是由于该电阻(几何尺寸 )的变化而引起的。

铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为( -50~150 )Xl、X2.. .........Xn为测量值，指出下列哪个式子表示残差(Vi=Xi一算术平均值 )用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( 减小引线电阻变化产生的测量误差 )压电式传感器的工作原理是基于( 压电效应 )压电传感器的信号处理有电荷放大器、电压放大器，二者在应用方面最主要区别是（ 电缆线长度变化影响记入 ）压电式传感器目前主要用于测量( 动态的力或压力 )应变片的灵敏度比其应变材料的灵敏度 （ 小 ）应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的 ( 引线与被测试件 )之间的电阻值。

通常用热敏电阻测量( 温度 )在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫(外光电效应 )。

在工程技术中，通常用电容式传感器测量( 位移 )转子流量计使用时，流体流入方向为 ( 自下而上 )转子流量计安装时，必须（ 垂直）安装转子流量计锥形管必须（ 上大下小 ）简述电容式传感器工作原理，并简述其有何优点。

答：电容器的电容量C=εS/d 。

如果设法使某一被测量的变化引起电容器的面积S、间隙d、介电常数ε中的任何一个参数发生变化，那么就可以将被测量的变化变换成电容量的变化。

这就是电容式传感器的基本原理。

主要优点有：温度稳定性好，灵敏度高，动态响应好，结构简单，价格便宜，适应性强。

简述电涡流传感器工作原理及其主要用途。

答：电涡流传感器工作原理是：利用金属置于变化的磁场或者在磁场中运动，金属表面会产生电涡流，从而检测被测参数。

主要用途：可以测量 位移、振动、转速、温度、硬度、厚度、无损探伤等。

热电偶测温时，为什么冷端温度要补偿，常用有哪几种冷端温度补偿方法?答：热电偶测温时，之所以冷端温度要补偿,是为了消除冷端温度变化和不为零度给测量带来的误差；常用补偿办法主要有四种，分别是：补偿导线（延长导线）、恒温法、计算修正法、补偿电桥法。

热电阻传感器在工业生产应用时，常用几线制接线方式，这是什么原因？答：常用三线制接线方式，主要原因是从热电阻接线盒处引出三根导线，使导线电阻分别加在电桥相邻两臂以及供电线路上，可避免引线电阻R受环境温度影响而引起输出变化，也就是说三线制可以有效的避免引入测量误差。

光电传感器可以测量哪些物理量？（写出五种以上）答；光电传感器可以测量：位移、振动、速度、加速度、转速、压力、工件尺寸、工件表面质量、检测溶液浓度等简述霍尔传感器的工作原理及其四种主要用途。

答:霍尔传感器的工作原理是：在霍尔元件长度方向通以控制电流I，在垂直于霍尔元件的法线方向施加磁感应强度为B的磁场，那么由于洛伦兹力的作用，在霍尔元件的宽度方向上就会感应出霍尔电势UH，UH=KHIB。

主要用途可以测量位移、角度、振动、压力、速度、转速等试问光纤传感器具有哪些优点？（写出四个以上），可广泛应用检测哪些物理参数（写出四个以上）。

答：光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。

它可用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量的测量。

图示为热电偶冷端补偿电桥，试分析其工作原理（冷端温度变化时，桥路怎么实现补偿）答：当冷端温度变化，假设冷端温度升高，则补偿电桥中铜电阻Rcu 会增加，使得Uba增加。

另外，当冷端温度升高时Ex 会减少，由于EAB=Ex+Uba，而Uba增加、Ex 减少，这样使得总的EAB基本保持不变。

达到了冷端温度补偿的目的。

图示为传感器流量计示意图，试分析其工作原理。

答：流体至下而上通过锥形管时，若作用于浮子上升力大于浮子的重力，浮子便会上升，由于浮子与锥形管的间隙逐渐增大，介质流速会下降，作用于浮子的上升力会逐渐减少，直到上升力与浮子的重力相同时，浮子稳定在某一高度，读出相应刻度，便可知流量值。

图示为双金属电接点传感器，图（a）为正常工作，图（b）为过电流时融点断开，试分析该传感器工作原理及如何应用。

答：如何应用：该传感器可用作冰箱过电流保护。

工作原理：电热丝与被保护的冰箱压缩机相连，当压缩机正常工作时，触点闭合、电路接通。

如果电流过大，电热丝对双金属片加热，热量会使双金属片由中央凸起变为中央凹陷状，触点断开，电路被切断，从而保护了压缩机。

图示为气敏传感器的原理图，试分析其工作原理。

（在清洁空气和有害气体中气敏传感器阻值怎么变化，输出又怎么变？)答：在清洁空气中，气敏传感器阻值很高，所以输出端输出低电平。

当有害气体进入气敏传感器，气敏传感器的阻值迅速下降，则输出端变为高电平。

输出电压由 低电平 变为 高电平 就可控制排风扇打开、发出声光报警等相应控制与操作。

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 变压器 的基本原理制成的，其次级绕组都用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

常见的旋转式变阻器和滑线式变阻器,可作为线 位移和角位移测量的电阻式传感器差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 好 灵感度提高 一 倍测量精度高传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 变化量 与输入 变化量 的比值。

对线性传感器来说，其灵敏度是 常数 。

传感器的基本特性通常用其 静态 特性 和 动态 特性来描述。

传感器变换的被测量的数值处在 恒定或缓慢变化 时，传感器输出与输入的关系称传感器的静特性，其主要技术指标有： 灵敏度、精确度 、测量范围与量程和线性度等传感器静态特性主要技术指标有： 灵敏度 、 精确度 、测量范围与量程和线性度电容式传感器中，变介电常数式多用于 液位或片状材料厚度 的测量。

电容式传感器中，变间隙式一般用来测量 微小 的位移。

电容式传感器可广泛应用于测量 位移 、 角度、振动 、压力 、力 、 液位等参数电容式传感器的三种工作方式是 变间隙式 、 变面积式 、和 变介电常数式。

对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的 灵敏度 度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的 厚 度。

热电偶冷端温度有那些补偿方法补偿导线法,计算修正法,冷端恒温法（冰浴法）和补偿电桥法光电式传感器主要用于测量 转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量 。

光敏二极管的结构与普通二级管类似。

它是在 反 向电压下工作的。

光纤传感器具有那些优点 灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。

光纤传感器可广泛应用于测量 位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量 。

硅光电池的光电特性中，光照度与其 短路电流 呈线性关系。

霍尔传感器的霍尔电势UH为 KH I B 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。

霍尔效应的定义是 霍尔元件置于磁场中，元件二端通以电流，其垂直方向二端有霍尔电势输出。

霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。

一对叫激励电极用于引入 激励电流 ；另一对叫霍尔电极，用于引出 霍尔电势金属丝电阻应变片与半导体应变片其工作原理主要区别在于前者利用 导体形变引起电阻变化 、后者利用 半导体电阻率变化引起电阻变化 。

绝对误差是测量值减 约定真值 ，某次残差是某次测量值减 算术平均值 。

检测仪表中常用测试方法有 直接比较测量法 、 微差法 和 零位法 。

空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用 差动 式电容传感器。

硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的 最大灵敏度 波长与人类正常视觉也相近，因而应用较广。

气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是 金属氧化物 材料。

引用误差的定义为 最大绝对误差除以测量范围的百分数压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量 频率太低 的被测量，特别是不能测量 静态值 。

压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的 压电效应,它是典型的 有源传感器用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。

工业测量中通常采用 三 线 制接法正态分布随机误差具有如下性质 单峰性 、 对称性 、 有界性 和抵偿性。

自感式电感传感器是将被测量的变化转换为 自感量L 的变化。

差动变压器是将被测量的变化转换为 互感量M 的变化。

差动变压器主要优点是 输出幅度大。