传感器问答题

问答题：1、传感器一般由哪几部分组成试说明各部分的作用答：通常由敏感元件、转换元件及基本转换电路组成。

敏感元件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。

转换元件：将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压信号。

基本转换电路：将电信号转换成便于传输、处理的电量。

2、内部传感器与外部传感器的作用有何区别答：内部主要是检测系统内部的位置、速度、力、力矩、温度及异常变化。

外部主要是检测外部环境状态如：触觉，压觉等。

3、按传感器输出信号的性质可将传感器分几类答：开关型、模拟型、数字型三种。

4、在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线何以确定哪些静态特性答：当传感器的输入量为常量或随时间做缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系称为静态特性。

5、对传感器的主要性能要求是什么答：高精度、低成本、高灵敏度、工作可靠、稳定性好，抗干扰性好、动态特性良好.6、传感器的稳定性表示了传感器的何种能力答：在相同条件、相当长的时间内，其输入、输出特性不能发生变化的能力7、传感器的静态特性有哪几种简述之答：主要有线性度、灵敏度、重复性、稳定性。

8、选用位移传感器应考滤哪些问题答：环境因素、基本指标、可靠性、使用条件、经济性。

9、简述投射式涡流位移传感器的工作原理。

答：在被测金属板的上方设有发射传感器线圈L1，在被测金属板的下方设有接收传感器线圈L2。

当给L1上加音频电压U1时，线圈上产生交变磁通，若两线圈间无金属板，则交变磁通直接耦合至线圈中，线圈产生感应电压。

如果将被测金属板放入两线圈之间，则线圈产生的磁场将导至在金属板中产生涡流，并将惯穿金属板，此时磁场能量受到损耗，使到达线圈的磁通将减弱，从而使线圈产生的感应电压下降。

金属板越厚，涡流损失越大，电压就越小。

10、简述电容式位移传感器测量的物理参量答：改娈介质、改变面积、改变间距。

11、请回答下列直线式感应同步器有关的问题：它由哪两个绕组组成鉴相式测量电路的作用是什么答：固定绕组和可动绕组组成。

检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。

12、电容式位移传感器选用的绝缘材料应具有哪些特点答：高的绝缘电阻、低的彭胀系数、几何尺寸的长期稳定性和低的吸潮性。

13、激光式位移传感器的优点有那些答优点有精度高、测量范围大、测试时间短、非接触、易数字化、效率高。

14、感应同步器位移传感器的特点有那些有精度高、对环境要求低、可测大位移工作可靠，抗干扰能力强，维护方便，寿命长。

15、简述压电力传感器的选用原则。

答：1、量程和频带的选择：对被测力的大小加以估算，选择量程适宜的传感器，使所测力的大小不超过额定量程。

所选择传感器的工作频带能覆盖待测力的频带。

2、电荷放大器的选择：测量准静态力信号，要求电荷放大器输入阻抗高于，低频响应为。

16、与丝式电阻应变片相比，箔式电阻应变片有那些优点答：⑴、金属箔很薄，因而感受的应力状态与试件表面的应力状态更接近。

⑵、箔式敏感栅面积大，散热条件好，允许流过较大的电流，因此灵敏度比较高，输出信号的功率比较大，可为丝式电阻应变片的100－400倍。

⑶、箔式敏感栅的尺寸可以做得比较准确，基长可能很短，并能做成任意形状，从而可能扩大使用范围。

⑷、便于批量生产。

17、简述什么是压磁效应答：在机械外力作用下，铁磁材料内部产生应力或应力变化，使磁导率发生变化，磁阻相应也发生变化的现象是压磁效应。

18、什么是逆压电效应答：在某些晶体的极公方向施加外力电场，晶体本身将产生机械变形，妆外力撤去后，变形也随之消失。

19、压磁式传感器主要是由什么组成答：主要是由压磁原件、弹性机架、基座和传力钢球等组成。

20、集流环的关键零件是什么并说明制作的材料是什么答：关键是电刷和滑环。

制作的材料是紫铜和石墨。

21、压电式力感器的原理是什么压电式力传感器与电压放大器配套使用应注意什么问题答：原理是：利用压电效应将力的变化转化为电信号。

应注意的是：电缆接线的屏蔽，更换电缆需重新标定，放大器的输入阻抗尽可能的高。

22、简述光电式扭矩的原理答：是通过轴上透光窗口的转动改变信号的强弱，然后利用光电效应将光电信号转换成电信号进行测量，在微安表上显示。

23、简述半导体应变片有什么优点答：灵敏度高，机械滞后性小，横向效应小24、为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量答：若作用在压电组件上的力是静态力，则电荷会泄露，无法进行测量，所以压电传感器通常都用来没量动态或瞬态参量。

25、机电一体化系统对测速发电机的主要要求有哪些答：⑴、输出电压对转速应保持精确的正比关系。

⑵、转动惯性要小⑶、灵敏度要高。

26、直流测速发电机产生误差的原因是什么答：有负载时，电枢反映去磁作用的影响，使输出电压不再与转速成正比电刷接触压降的影响。

这是因为电刷接触电阻是非线性的。

温度的影响，这是因为励磁绕组中长期流过的电流易发热。

27、压电式加速传感器与压电放大器和电荷放大器相连时分别有什么特点答：增益高，输入阻抗大。

与压电式传感器相连时，其输出电压与压电元件的输出电荷成正比，电缆电容的影响小。

28、说明人工视觉传感器的硬件构成答：由图像输入、图像处理、图像存储和图像输出办个子系统构成。

29、图像前处理答：将全部像素的集合进行再处理，以构成为线段或区域等有效的像素组合，从所需要的物体图像中去掉不必要的像素。

30、工皮肤的构成答：是由电橡胶两面夹以电极构成，上面电极由具有金属镀膜的柔软材料构成，下面则有许多规则分布的屏蔽环，电极分别置于环中心。

31、体图像的识别答：首先是输入被识别物体的图像模型，并抽出其几何形状特征，然后用视觉传感器输入物体的图像并抽出其几何形状的特征，用比较判断程序比较两者的异同。

如果各几何形状特征相同，则该物体就是所需要的物体。

32、么是热电效应答：两种不同金属导体两端相互紧密地连接在一起组成一个闭合电路时，由于两个接触点温度不同，回路中将产生热电动势，并有电流流过。

33、的方法有哪些他们的原理有什么不同答：有接触式和非接触式接触式：是感温元件与被测对象直接接触，进行热传导；非接触式：感温元件与被测对象不直接接触，而是通过热辐射进行传递。

34、要对热电偶的参考端温度要采用一定的方法进行处理一般有哪些处理的方法答：因为热电偶的输出电动势仅反应出两个结点之间的温度差，为了使输出电动势能正确反映被测温度的真实价值，要求参考温度恒为零度，但实际热电偶的使用环境不能保证，所以必须对参考端温度采用一定方法进行处理。

常用的方法有：恒温法、温度修正法、电桥补偿法、冷端补偿法、电位补偿法。

35、明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点答：热容量小，时间常数小，反应速度快。

36、简述热敏电阻式温度传感器的特点答：温度系数比金属热电阻大，而且体积小，重量轻，很适合用于小空间温度测量，又由于它的热惯性小，反应速度快，故适用于测量快速变化的温度。

37、什么金属电阻式传感器要采用双线无感绕制法答：因为热电阻的结构主要是由不同材料的电阻丝绕制成的，为了避免通过交流电时产生感抗，或有交流磁场时产生感应电动势，所以，在绕制时要采用双线无感绕制法。

38、比较电阻温度计与热电偶温度计的异同答：不同点：电阻温度计是利用电阻随温度变化的特性来测量温度。

热电偶是根据热电效应原理设计而成的。

前者是将温度转换为电阻值的大小，后温度转换为电动势大小。

相同点：都是测温传感器，精度及性能都与传感器材料特性有关。

39常用的气敏元件有哪些答：烧结型，薄膜型、厚膜型三种。

40、简述半导体陶瓷湿敏元件的特点答：具有良好的热稳定性，较强的抗污能力，能在恶劣易污染的环境中测得准确的湿度数据，而具有响应快使用温度范围宽，可加热清洗等优点41、半导瓷气敏传感器为何都附有加热器答：半导瓷气敏电阻工作时都需要加热，器件在加热到稳定状态的情况下，当有气体吸附时，昅附分子首首先在表面自由扩散，其间一部分分子蒸发，一部分分子固定在吸附处。

此时，如果材料的功函数小于吸附分子的电子亲和力，则吸附分子将从材料夺取电子而变成负离子吸附；如果材料的功函数大于吸附分子的离解能，则吸附分子将向材料释施工电子而成为正离子吸附，实用时，加热器能使附在探测部分的雾、尘埃等烧掉，同时加速气体的吸附，从而提高了器件的灵敏度和响应速度。

42、说明氧化型和还原型气敏元件的工作原理及其输出特性答：氧化型气体吸附到N型半导体上，将使载流子减少，从而使材料的电阻率增大。

还原型气体吸附到N型半导全上，将使载流子增多，材料电阻率下降。

输出特性是大气进入气敏元件4分钟内，电阻急剧下降恢复到原有值，当有氧化型气体时，电阻值增大，当有还原型气体时，电阻急剧下降。

43、利用湿敏元件进行测量和控制具有哪些优点答：灵敏度高、体积小、寿命长、可以进行遥测和集中控制等优点。

44、什么中绝对湿度、相对湿度答：绝对湿度：指一定大小空间中水蒸气的绝对含量。

相对湿度：指某一被测蒸气压与相同湿度下饱和蒸气压比的百分数。

45、比较烧结型、薄膜型、厚膜型气敏原件的优缺点答：烧结型器件的一致性比较差，机械强度也不高。

但它价格便宜，工作寿命长。

薄膜型为物理性附着系统，器件之间的性能差异较大。

厚膜型一致性能好，机械强度高，适于批量生产，是一种有前途的器件。

46、氯化锂湿敏电阻是利用什么原理制成的答：利用吸湿性盐类潮解，离子导电率发生变化而制成的测湿元件。

38、涂覆膜型FE3O4湿敏元件电阻的阻值是怎样变化的答：氧化铁微粒之间仪式靠分子力和磁力的作用构成接触型结合虽然氧化铁微料本身的体电阻较小，但微粒之间的接触电阻却较大，导致氧化铁感湿膜的整体电阻很高。

当水分子透过松散结构的感湿膜而吸附在微粒表面上时，将扩大微粒间的面接触，人而导致接触电阻变小。

47、常用的湿敏元件有哪些答：氯化锂、半导体陶瓷元件、热敏电阻元件、高分子膜元件、金属氧化物陶瓷元件48、金属氧化物湿敏传感器元件有何特点答：可以连续测量5％――99％RH，不确定度在2％RH以内、反应讯速、工作温度在－10―――100度之间、不影响环境气体的流速、滞后现象少、抗机械冲击强、加热清洗周期长，不易污垢、小型传感器电阻比一般的低一个数量级，较容易在电路上使用、环境适应性强49、列述检测传感器系统组成内容及其具有的功能答：传感器、中间转换电路、微杨接口电路、分析处理及控缈显示电路等部分组成。

是完成信息获取、转换传输、分析处理、显示记录功能。

50、电桥的零测量法与偏差测量法有什么不同它们各适于在什么场合下应用答：不同：零测量法是通过调节可变电阻使电桥重新回到平衡状态，根据调节的电阻计算电阻的变化。

偏差测量法不需调平衡，根据检流计发生偏转的数值计算电阻变化。

零测量法适用于测量静态；偏差法适用于测量动态和静态51、电桥的灵敏度与非线性误差如何定义答：电桥的灵敏度是指单位输入量时的输出的变化量。