现代传感技术复习思考题 2

合集下载

传感技术与信息处理复习题

传感技术与信息处理复习题

传感技术与信息处理复习题传感技术与信息处理复习题随着科技的不断发展,传感技术在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

无论是智能手机上的指纹识别,还是汽车上的倒车雷达,传感技术都在为我们提供更加便捷和安全的生活方式。

本文将围绕传感技术与信息处理展开讨论,帮助读者复习相关知识。

一、传感技术的基础原理传感技术的基础原理是将物理量转化为电信号,以便于我们对其进行测量和处理。

最常见的传感技术包括温度传感器、压力传感器和光传感器等。

温度传感器通过测量物体的热量来确定其温度,压力传感器则通过测量物体受到的压力来确定其压力值。

光传感器则利用光电效应将光信号转化为电信号,以便于我们对光的强度进行测量。

二、传感技术在智能手机中的应用智能手机作为我们日常生活中不可或缺的工具,其中融入了大量的传感技术。

例如,加速度传感器可以感知手机的倾斜和晃动,从而实现自动旋转屏幕的功能。

光传感器则可以根据环境光的强度自动调节屏幕的亮度。

此外,近距离传感器可以感知手机与人体的距离,以便于在通话时自动关闭屏幕,避免误触。

三、传感技术在汽车领域中的应用传感技术在汽车领域中的应用也是非常广泛的。

倒车雷达是一个常见的例子,它通过超声波传感器来检测汽车周围的障碍物,以帮助驾驶员进行倒车时的安全操作。

此外,气压传感器可以监测轮胎的气压,当气压异常时发出警报,提醒驾驶员及时进行维修。

而雨量传感器则可以感知雨水的强度,从而自动控制雨刷器的工作。

四、传感技术在医疗领域中的应用传感技术在医疗领域中的应用也是非常重要的。

例如,心电图传感器可以监测人体心脏的电活动,帮助医生进行心脏病的诊断。

血糖传感器可以监测糖尿病患者的血糖水平,帮助他们进行及时的调整。

此外,体温传感器可以监测患者的体温,及时发现发热症状,以便于进行治疗。

五、信息处理在传感技术中的作用传感技术获取到的信号需要经过信息处理才能得到有用的信息。

信息处理可以包括信号滤波、特征提取和数据分析等步骤。

传感与检测技术复习题与解答

传感与检测技术复习题与解答

第1章传感与检测技术基础1、电感式传感器有哪些种类?它们的工作原理分别是什么?2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关?怎样改善其非线性?怎样提高其灵敏度?答:根据变气隙自感式传感器的计算式:00022l S W L μ=,线圈自感的大小,即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关,还与磁路上空气隙的长度l 0有关;传感器的非线性误差:%100])([200⨯+∆+∆=Λl ll l r 。

由此可见,要改善非线性,必须使l l∆要小,一般控制在0.1~0.2。

(因要求传感器的灵敏度不能太小,即初始间隙l 0应尽量小,故l ∆不能过大。

)传感器的灵敏度:20022l S W dl dLl L K l ⨯-=≈∆∆≈μ,由此式可以看出,为提高灵敏度可增加线圈匝数W ,增大等效截面积S 0,但这样都会增加传感器的尺寸;同时也可以减小初始间隙l 0,效果最明显。

4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过 11、互感式12、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?答:在差动式自感传感器和差动变压器中,衔铁位于零点位置时,理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。

但实际输出并不为零,这个电压就是零点残余电压。

残差产生原因:①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称,如几何尺寸不对称、电气参数不对称。

②存在寄生参数;③供电电源中有高次谐波,而电桥只能对基波较好地预平衡。

④供电电源很好,但磁路本身存在非线性。

⑤工频干扰。

差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除:①设计时,尽量使上、下磁路对称;并提高线圈的品质因素Q=ωL/R;②制造时,上、下磁性材料性能一致,线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。

在桥臂上串/并电位器,或并联电容等进行调整,调试使零残最小后,再接入阻止相同的固定电阻和电容。

现代传感技术复习思考题

现代传感技术复习思考题

现代传感技术复习思考题1.传感器的基本概念是什么?一般情况下由哪几部分组成?答: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。

通常由敏感元件,转换元件和转换电路组成。

2.传感器有几种分类形式,各种分类之间有什么不同?答:根据传感器的工作机理(包括物理,化学,生物传感器等);根据传感器的构成原理(结构型,物性型传感器);根据传感器的能量转换情况(能量控制,能量转换传感器)。

3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。

答:结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的,包括动力场的运动定律,电磁场的电磁定律等。

物理学中的定律一般是以方程式给出的。

特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础,而不是以材料特性变化为基础。

物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。

定律、法则大多数是以物质本身的常数形式给出。

这些常数的大小,决定了传感器的主要性能。

4.电阻传感器(应变式(电位器式)、热电式、光电式)工作原理、测量电路及应用。

答: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。

电位器式(应变式):工作原理是将物体的位移转换为电阻的变化。

测量电路即为桥式电路。

主要用于测量压力、高度、加速度、航面角等各种参数。

热电式:通过温度的变化转换为电压的变化,接入测量电路。

主要用于测温装置。

光电式:通过被测量的变化转换为光信号的变化最后转换为电信号的变化。

应用:能转换成光量变化的其他非电量。

5.电容传感器、电感传感器工作原理、测量电路及应用。

(差动机构)。

6.压电式传感器工作原理、测量电路及应用。

7.磁电式传感器(霍尔传感器、变磁阻式传感器)工作原理、测量电路及应用。

8.热电偶工作原理、测量电路及应用。

9.光电传感器工作原理、测量电路及应用。

10.光栅的工作原理、测量电路及应用。

11.传感器与传感技术概念有什么不同?答:传感器是获取信息的工具。

《现代传感技术与不确定度理论》思考题

《现代传感技术与不确定度理论》思考题

《现代传感技术与不确定度理论》思考题1.何谓传感器、转换元件、传感技术?传感器(transducer/sensor):能感受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,通常由敏感元件和转换元件组成。

其中敏感元件(sensing element)是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件(transduction element)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分。

传感技术:由于传感器从技术角度而言发展迅速,已经逐渐形成一门新兴的学科。

以传感器为核心逐渐外延,和测量学、微电子学、材料科学、信息处理以及计算机技术互相结合而形成一种新的综合、密集型技术。

这种发展趋势的特点表现在以传感器为核心,同时结合了各种先进技术和方法,从而形成了一个新的技术领域,我们称之为“传感技术”。

2.如果按工作原理分类,传感器可以分成哪几类?物理传感器结构型传感器传感器按工作原理可分为:化学传感器生物传感器①、物理型传感器:是利用某些变换元件的物理性质以及某些功能材料的特殊物理性能制成的传感器。

如:利用金属半导体在被测量作用下引起的电阻值的变化的电阻传感器;利用电晶体在被测力作用下产生的压电反应制成的压电传感器。

物理型传感器又分为物性型和结构型传感器。

物性型传感器:利用某些功能材料本身所具有的内在的特性及效应把被测量信号直接转换为电量的传感器。

结构型传感器:以结构为基础,通过机械结构的几何形状或尺寸的变化,利用某些物理规律,将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变化,从而检测出被测信号。

这种传感器目前应用的最为普遍,如:气隙型电感式传感器。

②、化学型传感器:是利用电化学反应原理,把无机和有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。

例如离子传感器、湿度传感器、气敏传感器。

离子传感器是一种电化学敏感器件,它能在复杂的被测物质中迅速、灵敏定量地测出分子或中性分子的浓度,在化学医药食品以及生物工程中有着重要的用途。

传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案精选全文完整版

传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版思考题与习题参考答案第1章1-1 什么叫传感器?它由哪几部分组成?它们的相互作用及相互关系如何? 答:传感器是把被测量转换成电化学量的装置,由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分;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分。

由于传感器输出信号一般都很微弱,需要信号调理与转换电路进行放大、运算调制等,此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助电源,因此信号调理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 什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?分别说明这些指标的含义?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入与输出的关系。

衡量静态特性的重要指标是线性度、 灵敏度,迟滞和重复性等。

灵敏度是输入量∆y 与引起输入量增量∆y 的相应输入量增量∆x 之比。

传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。

迟滞是指传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。

重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。

漂移是指在输入量不变的情况下,传感器输出量随时间变化的现象。

精度是用来评价系统的优良程度。

1-3 某线性位移测量仪,当被测位移X 由3.0mm 变到4.0mm 时,位移测量仪的输出电压V 由3.0V 减至2.0V ,求该仪器的灵敏度。

解:该仪器的灵敏度为10.30.40.30.2X V -=--=∆∆=S (V/mm )1-4 用测量范围为-50~150KPa 的压力传感器测量140KPa 压力时,传感器测得示值为142KPa ,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解:绝对误差:X L ∆=-=142-140=2相对误差100%L δ∆=⨯=2100% 1.4285%140⨯= 标称相对误差即%100⨯∆=x ξ=2100% 1.4084%142⨯= 引用误差100%-γ∆=⨯测量范围上限测量范围下限 =22100%1%150(50)200=⨯=--1-5 某传感器给定精度为2%F·S ,满度值为50mV ,零位值为10mV ,求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。

《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题

《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题

《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题2013.6.21第一章传感器概述1.列出你身边的传感器汽车传感器。

主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等传感器在现代家庭中的应用比比皆是:数码相机、数码摄像机:红外测距传感器冰箱、电饭煲:温度检测(热敏电阻)2.试述传感器的定义,传感检测的地位和作用定义:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

地位:传感器技术是现代工业技术的一项重要的标志,传感器技术应用的水准是一个国家国力强弱的指标之一。

作用:传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的收集。

3.测量的定义及分类是什么?定义:测量是利用合适的工具,确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程。

分类:直接测量,间接测量,接触测量,不接触测量,组合测量,比较测量,零位法,偏位法,替代法,累积法。

4.传感器静态特性和动态特性的定义及技术指标是什么?静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。

(线性度,迟滞,重复灵敏度,分辨力和阈值,稳定性和温度稳定性,漂移,静态误差[精度])动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性(固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等)第二章温度传感器1.温标的定义和温标的分类温度的数值表示法华氏温标,列氏温标,摄氏温标,开氏温标2.测温方法分类及其特点接触法:测温准确度较高,对感温元件的结构、性能要求苛刻,测量热容量小的物体有困难;测量移动物体有困难;可测量任何部位的温度;便于多点集中测量和自动控制。

非接触法:不与被测物体接触,也不改变被测物体的温度分布,热惯性小,法测温上限很高,可测量移动物件的温度,通常测量表面温度。

3.什么叫热电阻效应?阐述热电阻式传感器的概念、功能及分类及测量范围。

现代传感技术复习题

现代传感技术复习题

直接测量又分为接触测量和非接触测量。

(2)比较测量法:将被测表面与标准粗糙度样板作比较,评定粗糙度等级。

粗糙度样板(又称粗糙度标准块),是以不同的加工方法(车、刨、平铣、立铣、磨等)制成的一组金属块。

(3)印模法:此种方法多用于不能用仪器直接测量的或内表面,可用塑性材料作成块状的印模,贴合在被测表面上,待取下后贴合面上即复制出被测表面的轮廓状况,然后对此印模进行测量,确定其粗糙度等级。

(4)综合测量法:它是利用被测表面的某种特征来间接评定表面粗糙度的级别,而不能测峰谷不平高度的具体数值。

测量方法主要分接触式和非接触式:接触式接触式 电感式传感器压电式传感器 激光式传感器激光式传感器像散法像散法测量物体表面粗糙度是用一束光经过一柱面透镜,透射光束经过一物镜聚焦为光点,聚焦光点照射在被测表面上。

射在被测表面上。

物体表面上被照射着的光点通过物镜成像于一特定位置。

物体表面上被照射着的光点通过物镜成像于一特定位置。

物体表面上被照射着的光点通过物镜成像于一特定位置。

当光点与物镜距离当光点与物镜距离(光轴方向)前后变化时,则成像位置也会移动。

若从处于中间并垂直于光轴的面上来观察其光束,就可发现光束的直径也随之变化,也就是可以检测光束直径的变化量来判定成像位置。

也就是可以检测光束直径的变化量来判定成像位置。

在物镜后面插入一块只能在垂在物镜后面插入一块只能在垂直于光轴的平面上、竖直方向聚焦的柱面透镜,则竖直方向的成像将往前移动,以后光束便发散。

由于在垂直于光轴方向的平面上2个垂直方向上(水平方向和竖直方向)成像位置的不同,光束呈椭圆状。

光点远离物镜时,则为长轴在竖直方向的椭圆;相反,靠近物镜时,则为长轴在水平方向的椭圆。

用光电探测器(四等分光电二极管)作为传感器,光束经光电转换后,再经放大和计算,可获得与被测表面微小变位量相对应的精确输出信号。

对应的精确输出信号。

用光学传感器产生激光,利用激光方向性好的特性和反射光束的光强变化测量表面粗糙度和表面缺陷等。

现代测试技术《传感器》复习题

现代测试技术《传感器》复习题

现代测试技术《传感器》复习题一、选择题1.下列器件不能够检测温度的是()。

A. 红外探测器B. 热电偶C.热电阻D.CCD2.下列传感器不能测量位移的是()。

A.迈克尔逊干涉仪B.电阻应变式传感器C.差动变压器式传感器D.催化传感器3.下列属于物性型传感器的是()。

A. 热电偶B. 电容式传感器C.直线位移变阻器传感器D.磁电式速度传感器4.下列适合用作加速度传感器的是()。

A. 压电晶体传感器B. 电容式传感器C.差动变压器式传感器D.电涡流传感器5.下列适合用作生物传感器的是()。

A. 压电晶体传感器B. 电容式传感器C.应变电阻式传感器D.酶传感器二、判断题1.无论采用何种测量仪器和方法,都不能测量出被测对象的真值。

()2.由于测量肯定存在误差,所以粗大误差不能消除。

()3.任何信号都可以用数学关系式来描述。

()4.测量仪器经过正确严格的标定后可以得到与标定系统相同的精度。

()5.应变片式位移传感器不适合直接测量大位移。

()6.电涡流传感器可以实现非接触距离测量。

()7.一型系统能够消除速度误差。

()8.磁电式速度计可以实现非接触式振动测量。

()9.声波在空气中传播时,随着温度降低,速度升高。

()10.设备表面粗糙程度不影响涡流位移传感器测量其振动幅值。

()11.分贝数相同的噪声,人耳感觉到的响度也是一样的。

()12.桥式电路能够提高测量灵敏度。

()13.压电式传感器是能量控制型传感器。

()14.电容式气体压力传感器可以用来间接测量流量。

()15.虚拟仪器测量系统除了计算机,可以完全不依赖于其它硬件。

()三、名词解释1.灵敏度:传感器在稳定工作条件下,输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变量的比值。

2.线性度:是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。

3.结构型传感器:是利用物理学中的场的定律和运动规律等构成的,其被测参数变化引起传感器结构变化,从而使输出电量变化。

如:光栅式,电容式,电感式等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

现代传感技术复习思考题1.传感器的基本概念是什么?一般情况下由哪几部分组成?答:根据国标,传感器的定义为: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或装置,通常由敏感元件和转换器件构成。

2.传感器有几种分类形式,各种分类之间有什么不同?答:按基本效应分类、按构成原理分类、按作用原理分类、按能量关系分类、按敏感材料分类、按输入量分类、按输出信号分类、按与某种高新技术结合分类。

各种分类方法都具有相对的合理性,从学习的角度来看,按传感器的工作原理分类,对理解传感器的工作原理、。

工作机理十分有利;从使用的角度分析,按被测量分类,为正确选择传感器提供了方便。

3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。

答:结构型:以转换元件结构参数变化实现信号转换。

如:电容传感器、硅光电池、电涡流传感器。

物性型:以转换元件物理特性变化实现信号转换。

如:光栅传感器、应变片。

4.传感器与传感技术概念有什么不同?答:联系与区别:1、传感器是获取信息的工具,是一种能够反特定的实测量信息按一定规律转化成可用信号输出的器件或装置;2、传感器技术是关于传感器设计、制造和开发应用的综合技术;3、传感技术是以传感器为核心逐渐外延,与物理学、测量学、光学、机械学、材料学、计算机科学等多门学科密切相关,多种技术相互渗透、相互结合而形成的一种新技术密集型前沿学科;传感技术是信息获取技术,是信息技术的三大支柱之一。

5.物质、能量和信息三者之间的关系是什么?答:1、信息是由能量或物质形态表示的;2、信息是载于能量流传播的;3、信息在传播过程中要消耗能量,维持信息传播必须供给能量;4、信息传播的方面与携带信息的能量流的方向是一致的;5、测量过程中,被测对象应具有足够的负熵才能保证有效测量。

6.传感器所依据的自然定律、规律有哪些?答:1、守恒定律:能量守恒、动量守恒、质量守恒、角动量守恒、电荷守恒和信息守恒定律。

2、场的定律——关于物质作用的定律。

3、物质定律:热平衡现象、传输现象和量子现象。

4、统计物理学法则。

7.简述各类基础效应的含义以及与传感器的关系。

(如法拉弟磁光效应、光的多普勒效应)答:物性型传感器是利用某些物质的物理性质随外界待测量的作用的原理制作而成的。

而新原理、新效应的发现和利用,新型材料的的开发和应用,使传感器得到了很大的发展,并逐步成为传感器发展的主流。

主要的基础效应有:1、光电效应:外光电效应、内光电效应(又分为光电导效应及光升伏特效应);2、电光效应:泡克耳斯效应、克尔效应、光弹效应、电致发光效应、电致变色效应;3、磁光效应:法拉弟效应、磁光克尔效应、科顿-穆顿效应、塞曼效应、光磁效应;4、磁电效应:霍尔效应、磁阻效应、巨磁阻效应;5、热电效应:塞贝克效应、珀尔贴效应、汤姆逊效应6、热释电效应:7、压电:压电效应、逆压电效应;8、压阻;9、磁致伸缩效应:磁致伸缩效应、逆磁致伸缩效应、威德曼效应10、约瑟夫逊效应和核磁共振:隧道效应、直流约瑟夫逊效应、交流约瑟夫逊效应、核磁共振;11、光的多谱勒效应和萨古纳克效应;12、声的多谱勒效应及声电、声光效应;13、与化学相关的效应:科顿效应、中性盐效应、彼德效应、贝克 纳赞效应、饱和效应、努森效应;14、纳米效应:表面效应和界面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应。

8.光纤传感器的工作原理?有哪些类型?考察光纤性能的主要参数是什么?答:光在光纤内部传播时,发生全反射,不断反射,到达别一端,这是光纤的传光原理。

光在传输过程中,光纤易受到外界环境影响,从而导致传输光的强度、相位、频率、偏振态等光波量发生变化。

通过监测这些量的变化可以获得相应的物理量。

研究光纤传感原理实际上是研究光在调制区与外界被测参数的相互关系,即研究光被外界参量调制的原理,外界参量可以引起不同光波量的变化,从而形成不同的调制方法。

根据不同的调制方法,分别有强度调制、频率调制、波长调制等不同的调制方法。

根据光纤在传感器中的作用,分为:功能型、非功能型、拾光型。

数值孔径NA是衡量光纤集光性能的主要参数,其意义是,无论光源发θ内的光线才能被光纤吸收,并在光纤内射功率多大,只有入射角处于张角部发生全反射,NA越大表示光纤的集光能力越强。

9.传感器一般包括哪些部分,各部分的作用是什么?答:敏感元件:直接感受或响应被测量;转换元件:将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输或测量的电信号;转换电路:将电路参数量(如电阻、电容、电感等)转换成便于测量的量(如:电压、电流、频率等)。

10.传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?答:指输入信号不随时间变化(或变化很缓慢)时,输出-输入特性。

主要性能指标有:量程与测量范围,线性度、滞后、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移及精度等。

11.传感器的动态特性主要技术指标有哪些?它们的意义是什么?答:时域指标:时间常数τ,指输出值由零上升到稳定值)y的63.2%(∞所需的时间;它越短,表示传感器响应越快。

上升时间t T ,指输出值从稳态值)(∞y 的10%上升到90%所需的时间。

响应时间s T ,指响应曲线衰减到与稳态值之差不超过%∆±(2%或5%)所需的时间。

超调量m δ,响应曲线第一次超过稳态值之峰高。

峰值时间p T ,响应超过稳态值,达到第一个峰值所需的时间。

延滞时间d T ,响应曲线达到稳态值50%所需的时间。

衰减率ψ,相邻两个波峰(或波谷)高度下降的百分比。

稳态误差,无限长时间后传感器的稳态输出值与目标值之间的偏差相对δ的相对值。

频域指标:截止频率、通频带和工作频带。

幅频特性曲线越出确定的公差带所对应的频率,分别称为下截止频率和上截止频率,相应的频率区间称为传感器的通频带。

一般取幅值误差为%10~%5±±时所对应的频率范围,称为工作频带。

谐振频率和固有频率,幅频曲线在某一频率处有峰值,这个工作频率称为谐振频率r ω。

固有频率0ω是指在无阻尼时,传感器的自由谐振频率,r ω表征瞬态响应的速度,r ω越大,时间响应速度越快。

幅值频率误差δ和相位频率误差ϕ。

当传感器测量随时间变化的周期信号时,则必须求出传感器所能测量周期信号的最高频率p ω,以保证在p ω范围内,幅值频率误差δ和相位频率误差ϕ不超过给定值。

12. 什么叫测量?什么叫计量?它们之间有什么异同?答:测量以确定被测量值为目的的一系列操作,是人们对于客观事物取得定量认识的一种手段。

测量是个比较过程:将被测量同已知量相比较,以确定被测量同选定单位的比值。

计量是规范测量的测量。

计量依法监督测量工具的准确性和测量行为的规范性。

两者的区别在于工作对象的不同,测量的直接目的是得到测量值,计量的目的是保证测量的准确。

相信测量工具的是测量,检查测量工具的是计量。

13.说明差动技术的原理及?技术环节。

答:结构上采用两个或以上性能完全相同的敏感元件,同时感受相同的环境影响量和方向相反的被测量。

测量时加到原理相同,性能一致的两个敏感元件上,但对于输入信号,两个敏感元件的参数变化是成相反方向的;对于环境变化,两个敏感元件的变化是相同方向的,通过变换电路,使有用输出相加,干扰相減便可消除环境变动的影响。

14.说明传感器标定与校准的概念及标定的基本方法。

答:标定:是指用标准量来定义被测量的过程。

利用标准器具对传感器性能进行定度的过程称标定;校准:传感器使用一段时间以后或经过修理,需要利用标准器具对其性能指标重新进行确认,看其是否可以继续使用或仍符合原先技术指标所规定的要求,这一性能复测过程称为校准。

标定的基本方法:利用标准设备或装置产生已知的标准量,作为输入量输入到待标定的传感器,然后将得到的传感器输出量与输入的标准量作比较,从而得到一系列的标定数据或曲线。

15.常见的传感器噪声有哪些?如何抑制这些噪声?答:机械噪声:主要采取减振措施来解决。

热噪声:主要采取热屏蔽、恒温措施、对称平衡结构、温度补偿技术来抑制。

光噪声:对半导体可采用光屏蔽来抑制。

音响噪声:其防护可采用消音、隔音器材隔离,或放在真空容器中,或远离声源,或改变噪音指向等。

湿度噪声:通常采用防潮措施。

化学噪声:一般采用密封或保持传感器清洁等。

电磁噪声:一般通过屏蔽、隔离、使用双绞线、正确且良好的接地等方式来抑制。

射线辐射噪声:主要进行射线防护。

电路噪声:对于以“路”的形式侵入的干扰,可以采用阻截或给予低阻通路的办法,使干扰不能进入接收电路。

16. 在实际应用中如何改善传感器的技术性能?答:1、结构、材料与参数的合理选择;2、差动技术;3、平均技术;4、补偿与校正;5、稳定性处理;6、屏蔽、隔离与干扰抑制;7、零示法、微差法与闭环技术;8、集成化与智能化。

17. 选择传感器时应注意哪些问题?答:一般原则:1、根据测量目的、对象与测量环境确定传感器的类型;2、根据传感器的性能指标确定传感器的种类;3、概括测试系统要求确定传感器的种类;4、传感器的商品环境;5、购买与自制。

18. 热电偶工作原理、测量电路及应用。

答:两种不同导体A 和B 串接成一闭合回路,如果两结合点1和2出现温差,在回路中就有电流产生。

这种由于温度不同而产生电动势的现象称为热电效应或塞贝克效应。

这两种不同导体的组合称为热电偶。

接点1通常用焊接的方法连接在一起,测温时,置于被测温场中,称为测温端、热端或工作端。

接点2一般要求恒定在某一温度,称为参考端、冷端或自由端。

热电偶产生的热电势),(0T T E AB 是由两种导体的接触电势,和单一导体的温差电势所组成的。

测量电路:应用:主要应用于测量精度不高的场所,进行测温。

19. 磁电式传感器(霍尔传感器、变磁阻式传感器)工作原理、测量电路及应用。

答:磁电式传感器原理:磁电感应式传感器又称电动势式传感器,是利用电磁感应原理将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。

它是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感应电动势的。

由电磁感应定律,当W 匝线圈在均恒磁场中运动时,设穿过线圈的磁通为φ,则线圈的感应电动势e 为:线圈在恒定磁场中作直线运动,并切割磁力线,感生电势为:其中:B :磁场磁感应强度; l :每匝线圈的有效长度θ:运动方向与磁场方向之间的夹角;v :线圈与磁场之间的相对运动速度,m/sdt d W e φ-=θθsin sin ⋅==WBlv dtdx WBl e线圈相对磁场作旋转运动并切割磁力线,感生电势为:其中:S :每匝线圈的围成的面积; θ:线圈平面法线方向与磁场方向之间的夹角;ω:线圈与磁场之间的相对运动角速度测量电路:应用:1、磁电式传感器主要用于振动测量。

其中惯性式传感器不需要静止的基座作为参考基准,它直接安装在振动体上进行测量,因而在地面振动测量及机载振动监视系统中获得了广泛的应用。

相关文档
最新文档