传感器 课后题及答案
传感器与检测技术课后题答案

第1章 概述1.1 什么是传感器?传感器定义为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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么?传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
1.3 传感器由哪几部分组成的?由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4 传感器如何进行分类?(1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。
(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。
(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。
1.5 传感器技术的发展趋势有哪些?(1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化 (5)传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些?(1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4) 屏蔽、隔离与干扰抑制 (5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答:传感器的静态特性是指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。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2 传感器输入-输出特性的线性化有什么意义?如何实现其线性化?答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
传感器 课后题及答案

传感器课后题及答案第1章传感器特性1.什么是传感器?(传感器定义)2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语:1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
5.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?6.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。
7.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比ε=0.7时,,又为多少?,相角各为多少?8.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。
9. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
10. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。
11.测得某检测装置的一组输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。
12.某温度传感器为时间常数T=3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。
13.某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
14.某一阶压力传感器的时间常数为0.5s,若阶跃压力从25MPa,试求二倍时间常数的压力和2s 后的压力。
15.某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后。
《传感器与检测技术》课后习题:第八章(含答案)

第八章习题答案1.什么是光电效应,依其表现形式如何分类,并予以解释。
解:光电效应首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电转换元件变换成电信号,光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类:a)在光线作用下,能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应;b)受光照的物体导电率1R发生变化,或产生光生电动势的效应叫内光电效应。
2.分别列举属于内光电效应和外光电效应的光电器件。
解:外光电效应,如光电管、光电倍增管等。
内光电效应,如光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。
3.简述CCD 的工作原理。
解:CCD 的工作原理如下:首先构成CCD 的基本单元是MOS 电容器,如果MOS 电容器中的半导体是P 型硅,当在金属电极上施加一个正电压时,在其电极下形成所谓耗尽层,由于电子在那里势能较低,形成了电子的势阱,成为蓄积电荷的场所。
CCD 的最基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS 电容器,这些电容器用同一半导体衬底制成,衬底上面覆盖一层氧化层,并在其上制作许多金属电极,各电极按三相(也有二相和四相)配线方式连接。
CCD 的基本功能是存储与转移信息电荷,为了实现信号电荷的转换:必须使MOS 电容阵列的排列足够紧密,以致相邻MOS 电容的势阱相互沟通,即相互耦合;控制相邻MOC 电容栅极电压高低来调节势阱深浅,使信号电荷由势阱浅的地方流向势阱深处;在CCD 中电荷的转移必须按照确定的方向。
4.说明光纤传输的原理。
解:光在空间是直线传播的。
在光纤中,光的传输限制在光纤中,并随光纤能传送到很远的距离,光纤的传输是基于光的全内反射。
当光纤的直径比光的波长大很多时,可以用几何光学的方法来说明光在光纤内的传播。
设有一段圆柱形光纤,它的两个端面均为光滑的平面。
当光线射入一个端面并与圆柱的轴线成θi 角时,根据斯涅耳(Snell )光的折射定律,在光纤内折射成θj ,然后以θk 角入射至纤芯与包层的界面。
若要在界面上发生全反射,则纤芯与界面的光线入射角θk 应大于临界角φc (处于临界状态时,θr =90º),即:21arcsin k c n n θϕ≥=且在光纤内部以同样的角度反复逐次反射,直至传播到另一端面。
(完整版)传感器课后题答案

第一章1.何为准确度、精密度、精确度?并阐述其与系统误差和随机误差的关系。
答:准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度。
精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度。
精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的的影响程度,其定量特征可用测量的不确定度表示。
4.为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用?答:选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好,为了充分利用仪表的准确度,选用仪表前要对被测量有所了解,其被测量的值应大于其测量上限的2/3。
14.何为传感器的静态标定和动态标定?试述传感器的静态标定过程。
答:静态标定:确定传感器的静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。
动态标定:确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
静态标定过程:①将传感器全量程分成如干等间距点。
②根据传感器量程分点情况,由小到大一点一点地输入标准量值,并记录与各输入值相应的输出值。
③将输入值由大到小一点一点减小,同时记录与各输入值相对应的输出值。
④按②、③所述过程,对传感器进行正反行程往复循环多次测试,将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线。
⑤对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。
第二章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。
答:应变效应:金属丝的电阻随着它所受的机械形变的大小而发生相应的变化的现象称为金属应变效应。
工作原理:在电阻丝拉伸极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即:∆R=K0ε(K0:电阻丝的灵敏系数、ε:导体的纵向应变)R2.金属电阻应变片与的工作原理有何区别?各有何优缺点?答:区别:金属电阻变化主要是由机械形变引起的;半导体的阻值主要由电阻率变化引起的。
优缺点:金属电阻应变片的主要缺点是应变灵敏系数较小,半导体应变片的灵敏度是金属电阻应变片50倍左右。
传感器课后习题答案

习题1 传感器及其特性1-1 什么叫传感器?它由哪几部分组成?并说出各部分的作用及其相互间的关系。
答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中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分。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外,信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源,因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。
答:传感器位于信息采集系统之首,属于感知、获取及检测信息的窗口,并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。
没有传感技术,整个信息技术的发展就成了一句空话。
科学技术越发达,自动化程度越高,信息控制技术对传感器的依赖性就越大。
发展方向:开发新材料,采用微细加工技术,多功能集成传感器的研究,智能传感器研究,航天传感器的研究,仿生传感器的研究等。
1-3 传感器的静态特性指什么?衡量它的性能指标主要有哪些?答:传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有:线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1-4 传感器的动态特性指什么?常用的分析方法有哪几种?答:传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
常用的分析方法有时域分析和频域分析。
时域分析采用阶跃信号做输入,频域分析采用正弦信号做输入。
1-5 解释传感器的无失真测试条件。
答:对于任何一个传感器(或测试装置),总是希望它们具有良好的响应特性,精度高、灵敏度高,输出波形无失真的复现输入波形等。
传感器课后习题答案

、厚度等
•
•返
•上
•下
•图
第4章
| 4.4 总结电容式传感器的优缺点,主要应用场合 以及使用中应注意的问题。
• 4.4
• 答:①优点:a温度稳定性好
•
b结构简单、适应性强
•
c动响应好
• ②缺点:a可以实现非接触测量,具有平均效应
•
b输出阻抗高、负载能力差
•
c寄生电容影响大
•返
•上
•下
•图
第4章
| 4.4
•
拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%
•返
•上
•下
•图
第1章
| 1.4 某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统 ,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示 出温差的1/3和1/2所需的时间。
• 解:设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响 应为(动态方程不考虑初态)
•返
•上
•下
•图
第1章
| 1.5 某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在
t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时, 输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
• 解:此题与炉温实验的测飞升曲线类似:
•返
•上
•下
•图
第1章
| 1.8 什么是传感器的静特性?有哪些主要指标?
• 答:静特性是当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。
。而电感式传感器存在交流零位信号,不宜于高频
动态信号检测;其响应速度较慢,也不宜做快速动
态测量。
•
磁电式传感器测量的物理参数有:磁场、电流
传感器部分课后习题答案1

《传感器与检测技术》部分习题(共37题)(信阳师范学院周胜海,2015)第二章温度检测2-1.在有些热电阻传感器测温实践中,热电阻测量电桥须用三线(四线)连接法(不能用二线连接法)。
请给出三线(四线)连接法示意图,并请简要说明采用三线(四线)连接法的理由和连线注意事项。
2-2.请给出一款由NTC型热敏电阻传感器、晶体管、二极管、继电器等元器件,构成的温度控制器原理图,并简要说明控制原理。
2-3.请给出一款由NTC热敏电阻传感器、电阻器、电压表、电池等元器件,构成的温度计原理图,并简要说明测量原理。
2-4.请定量说明热电偶传感器测量温度的原理。
2-5.请给出一款由半导体集成温度传感器AD590构成的摄氏温度计的原理电路,并简要说明测量原理。
2-6.给出一款用两个半导体集成温度传感器AD590测量两点温差的原理电路,并定量说明测量原理。
2-7.请选用半导体集成温度传感器AD590、电压比较器、晶体管、二极管、继电器、交流接触器等元器件,为某型电热锅炉设计一款温度自动控制(温控)电路,加热器功率为9 kW,使用三相交流电源。
要求:①给出温控电路原理图;②简要说明温控原理;③说明温控灵敏度调节方法;④说明抑制在临界点附近干扰引起抖动的措施。
2-8. 请给出由半导体集成温度传感器AD590构成的智能多点温度巡检系统的构成框图,并简要说明巡检原理。
第三章压力检测3-1.请定量说明金属丝式应变片传感器测量应变的原理,给出半桥(全桥)差动测量电桥示意图,说明半桥(全桥)差动测量电桥较单臂测量电桥的两个主要优点。
3-2. 压电传感器测量电路之一是电荷放大器。
请给出该放大器的原理电路,并证明该放大器的输出不受传感器与放大器连接电缆寄生电容(分布电容)的影响。
3-3. 请给出变极距式电容传感器结构示意图(不计边缘效应),并定量说明其测位移原理(设0d d <<∆)。
*3-4. 请证明非差动变极距式电容传感器测量微小线位移(即0d d <<∆)时,其特性近似是线性的。
《传感器与自动检测技术》第3版 课后习题解答

选用。其缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异,不便于使用者掌握其基本原理及分析 方法。
较大的载荷,便于加工,实心圆柱形可测量大于 10kN 的力,空心圆柱形可测量 1~10kN 的力,应力变化 均匀。
(2) 圆环式弹性敏感元件比圆柱式输出的位移量大,因而具有较高的灵敏度,适用于测量较小的力。 但它的工艺性较差,加工时不易得到较高的精度。
2
传感器的分辩力是在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量 ∆min 。有时也用该值相对满量程
输入值的百分数表示,称为分辨率。阈值通常又称为死区、失灵区、灵敏限、灵敏阈、钝感区,是输入量 由零变化到使输出量开始发生可观变化的输入量的值。
稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。传感器常用长期稳定性表示,它是指在室温条件下,经过相 当长的时间间隔,如一天、一月或一年,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。通常又用其不稳 定度来表征其输出的稳定度。
1
例 4: ±20g 压电式加速度传感器。 在侧重传感器科学研究的文献、报告及有关教材中,为方便对传感器进行原理及其分类 的研究,允许只采用第 2 级修饰语,省略其他各级修饰语。 传感器代号的标记方法:一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。传感器完 整代号应包括以下 4 个部分:(1)主称(传感器);(2)被测量;(3)转换原理;(4)序号。4 部分 代号格式为:
(4)序号 (3)转换原理 (2)被测量 (1)主称
在被测量、转换原理、序号 3 部分代号之间有连字符“-”连接。 例 5:应变式位移传感器,代号为:CWY-YB-10; 例 6:光纤压力传感器,代号为:CY-GQ-1; 例 7:温度传感器,代号为:CW-01A; 例 8:电容式加速度传感器,代号为:CA-DR-2。 有少数代号用其英文的第一个字母表示,如加速度用“A”表示。 4. 传感器的静态性能指标有哪些?其含义是什么? 答:传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨力和阈值、稳定性、漂移及量程 范围等几种性能指标来描述。 含义:线性度是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离理论拟合直线的程度,又称非线性误 差。通常用相对误差表示其大小; 灵敏度是指传感器在稳态下,输出增量与输入增量的比值。对于线性传感器,其灵敏度就是它的静态 特性曲线的斜率,对于非线性传感器,其灵敏度是一个随工作点而变的变量,它是特性曲线上某一点切线 的斜率。 重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度。 迟滞是传感器在正向行程(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间,输出—输入特性曲线不一致的 程度。
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第1章传感器特性1.什么是传感器?(传感器定义)2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语:1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
5.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?6.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。
7.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比,相角各为多少?ε=0.7时,,又为多少?8.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。
9. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
10. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。
11.测得某检测装置的一组输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。
12.某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。
13.某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
14.某一阶压力传感器的时间常数为0.5s,若阶跃压力从25MPa,试求二倍时间常数的压力和2s后的压力。
15.某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后。
16.已知某压力传感器的测定范围为0~10000Pa,输入特性表示为:y=10(x-0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗?17.某CO2气体传感器在20。
C,浓度范围为0~100ppm时的输入特性表示为Rx=x+250(kΩ),用差动法回答以下问题(其中R1=10MΩ,E=2V):⑴利用最简单的电阻-电压变换电路,绘出X,V0的关系图。
⑵利用电桥进行电阻-电压变换电路,绘出20 。
C时X,V0的关系图。
另外,当30。
C时,Rx=x+500(kΩ),在同一张图上再加上X,V0的关系图,然后进行比较。
⑶采用两个差动法的传感器电路绘出20。
C,30。
C时X,V0的关系,然后与(2)中的图形进行比较。
18.设阻抗Rs为1 kΩ俄信号源与100V的动力线有50m的并行走线距离,静电感应所产生的噪声电压为多少?分布电容设为10pF/m。
第3章电感式传感器1.叙述变磁阻式传感器的工作原理。
2.说明差动变压器(螺线管式)传感器的结构形式与输出特性。
3.什么是零点残余电压,有哪些方法可以进行残余电压补偿?4.用差动变压器进行位移测量时采用那种电路形式可以直接由输出电压区别位移的大小和方向?5.什么是电涡流效应?电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量?分别利用哪些物理量进行检测,由哪个电参量转换进行电量输出的?6.差动电感结构有什么优点,采用什么电路可有线形输出?7.电感式传感器有哪些种类?它们的工作原理是什么?8.试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。
9.分析电感传感器出现非线性的原因,并说明如何改善?10.图所示一简单电感式传感器。
尺寸已示于图中。
磁路取为中心磁路,不记漏磁,设铁心及衔铁的相对磁导率为104,空气的相对磁导率为1,真空的磁导率为4π×10-7H﹒m-1,试计算气隙长度为零及为2mm 时的电感量。
图中所注尺寸单位均为mm.11.简述电涡流效应及构成电涡流传感器的可能的应用场合。
电感:12.问振幅是5V,频率是1000Hz的正弦波交流的有效值为多少?周期为多少?13.在膜厚传感器上,厚度l 越大,线圈的自感系数是变大还是变小?第4章电容式传感器1.电容传感器有哪些类型?2.叙述电容传感器的工作原理,输出特性。
3.为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式,差动结构形式的特点是什么?4.电容传感器的测量电路有哪些?叙述二极管双T型交流电桥工作原理。
5.说明P100图5-17差动式电容压力传感器结构和工作原理。
6.P90图5-6,已知变面积型电容传感器的两极板间距离为d=10mm;ε=50μF/m;两极板几何尺寸一样为30mm*20mm*5mm(长*宽*厚);在外力作用下动极板在原位置向外移动10mm(宽);试求ΔC=?。
7.差动式电容测厚传感器系统的工作原理?8.如图:电容传感器的双T电桥测量电路,已知R1=R2=R=40K,RL=20K,E=10V,f=1MHz,C1=10pF,C1=1 Pf。
求UL的表达试,带入参数求UL的值。
9.推导差动式电容传感器的灵敏度,并与单极式电容传感器相比较。
10.根据电容传感器的工作原理说明它的分类,电容传感器能够测量哪些物理参量?11.有一个直径为2m、高5m的铁桶,往桶内连续注水,当注水数量达到桶容量的80%时就应当停止,试分析用应变片式或电容式传感器系统来解决该问题的途径和方法。
12.总结电容式传感器的优缺点,主要应用场合以及使用中应注意的问题。
13.试推导图F1-8所示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f(x)。
设真空的介电系数为ε0, ε2>ε 1 ,以及极板宽度为W。
其他参数如图F1-8所示。
14. 在上题中,设δ=d=1mm,极板为正方形(边长50mm)。
ε 1 =1,ε2=4试在x=0到50mm范围内,输出磁位移传感器的特性曲线,并给以适当说明。
15. 简述电容式传感器用差动脉冲调宽电路的工作原理及特点第5章磁电式传感器1.为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器?2.变磁阻式传感器有哪几种结构形式?可以检测哪些非电量?3.磁电式传感器是速度传感器,它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号?4.什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?影响霍尔电势的因素有哪些?5.集成霍尔器件有哪几种类型?试画出其输出特性曲线。
6.有一测量转速装置,调制盘上有100对永久磁极,N、S极交替放置,调制盘由转轴带动旋转,在磁极上方固定一个霍尔元件,每通过一对磁极霍尔元件产生一个方脉冲送到计数器。
假定t=5min采样时间内,计数器收到N=15万个脉冲,求转速n=?转/分。
7.磁敏元件有哪些?(磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏晶体管)什么是磁阻效应?简述磁敏二极管、晶体管工作原理。
8.磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同?与霍尔元件在本质上的区别是什么?9.磁敏晶体管与普通晶体管的区别是什么?10.试证明霍尔式位移传感器的输出与位移成正比。
11.磁电式传感器与电感式传感器有哪些不同?磁电式传感器主要用于测量哪些物理参数?12. 霍尔元件能够测量哪些物理参数?霍尔元件的不等位电势的概念是什么?温度补偿的方法有哪几种?13. 简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应用场合。
14.发电机是利用导线在永久磁铁的磁场中作旋转运动而发电的。
无论负载怎样消耗这个电能,永久磁铁不会变弱,这是什么道理?第6章压电式传感器1.什么是正压电效应?什么是逆压电效应?压电效应有哪些种类?压电传感器的结构和应用特点是什么?能否用压电传感器测量静态压力?2.石英晶体X、Y、Z轴的名称是什么?有哪些特征?3.简述压电陶瓷特性,作为压电元件比较他与石英晶体有哪些特点?4.说明电压放大器与电荷放大器的优缺点,各自要解决什么问题?5.用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动,已知,加速度计灵敏度为5pc/g;电荷放大器灵敏度为50mv/p,最大加速度时输出幅值2v,试求机器振动加速度。
6.超声波传感器利用压电材料制成发射器和接收器,说明它们各利用哪种压电效应?7.电荷放大器所要解决的核心问题是什么?试推导其输入输出关系。
8.简述电压试加速传感器的工作原理?9.为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量?10. 设计压电式传感器检测电路的基本考虑点是什么?为什么?11.画出(111)晶面和<110>晶向。
并计算(111)晶面内, <110>晶向的纵向压阻系数和横向压阻系数。
第7章光电式传感器1.什么是外光电效应?内光电效应?光生伏特效应?光电导效应?2.光电器件中的光照特性、光谱特性分别描述的是光电器件的什么性能?3.试述光敏电阻、光敏晶体管、光电池的器件结构和工作原理。
4.当光源波长为0.8—0.9μm时宜采用哪种材料的光敏元件进行测量?5.叙述电荷耦合器件(CCD)的结构和存储电荷与转移电荷的工作过程。
6.光电传感器应用电路分析P144图8—29 ;P145图8—31 。
7.光纤传感器在位移测量中有哪些特点?反射光的光强弱对测量有哪些影响?8.求光纤n1=1.46, n2=1.45的NA值;外部n0=1时,求最大入射角θ=?。
9.功能型光纤传感器与非功能型光纤传感器有什么区别?各有哪些功能?10.使用光电耦合器组成下面的逻辑运算电路:A=B+C,A=B C11.求光纤n1=1.46n2=1.45的值。
如光纤外部介质的n0=1,求最大入射角=?12. 光纤损耗是如何产生的?它对光纤传感器有哪些影响?13. 光导纤维为什么能够导光?光导纤维有哪些优点?光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些?14.作为光波5μm红外线的传感器材料有哪些?15.作光电管的CdS材料和InSb晶体的性质差异是什么?16.在用光开关检测物体的系统中,指出输出电压的时间波形。
17.在用光开关检测物体的系统中,由受光器的受光次数,可计算通过输送带上物体的个数,那么,用输送带搬运两种高度的物体时,画出能分别计算两种高度的物体个数的系统组成图。
18.由光电二极管二维阵列组成面型传感器进行图像检测,对图像的分辨率由光电二极管的个数决定,试说明理由。
第8章温度传感器1.热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响?为消除冷端温度影响可采用哪些措施?半导体热敏电阻的主要优缺点是什么?在电路中是怎样克服的?2.PN结为什么可以用来作为温敏元件?3.集成温度传感器的测温原理,有何特点?4.如果需要测量1000℃和20℃温度时,分别宜采用哪种类型的温度传感器?5.采用一只温度传感器能否实现绝对温度、摄氏温度、华氏温度的测量?怎样做?6.热电阻传感器主要分为几种类型?它们应用在什么不同场合?7.什么叫热电动势、接触电动势和温差电动势?说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。