传感器复习资料
传感器复习提纲
传感器原理及应用复习资料第一章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。
（1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：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。
以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。
（2）特征：由传统的分立式朝着集成化。
数字化、多动能化、微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和无源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。
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学习要点1.传感器是能以一定精确度把某种被测量（主要为各种非电的物理量，化学量，生物量等）按一定规律转化为（便于人们应用，处理）另一参量（通常为电参量）的器件或测量装置。
2.传感器通常由敏感器件和转换器件组合而成。
3.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。
只考虑传感器的静态特性是，出入量与输出量之间的关系式中不含有时间变量。
4.传感器的动态特性是指输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
5.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。
6.传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量增量的比值。
S=△X/△Y。
7.在相同测量条件下多次测量同一物理量，其误差大小和符号保持或按某一确定规律变化，此类误差称作系统误差。
8.检测是指利用传感器把被测信息检取出来，并转换成测量仪表或以其所能接受的信号，再进行测量以确定量值的过程。
9.传感器标定就是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定标的过程。
从而确定传感器输出量和输入量的对应关系。
同时也确定不同使用条件下的误差关系。
电阻式应变传感器：1.导体或半导体在受到外界力的作用时，产生机械形，机械变形导致其阻值变化，这种因形变而使阻值发生变化的现象称为应变效应。
2.应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时，在室温下测定的电阻值，即初始电阻值。
3.测量电桥的作用是将应变片的电阻的变化转换成为电压或电流的变化。
电感式传感器及电容式传感器：1.电感式传感器是利用线圈的自感，互感或阻抗的变化来实现非电量检测的一种装置。
2.一种利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的装置叫做电感式传感器。
3.变磁阻式传感器即自感式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。
4.在实际使用中，常采用两个相同的传感线圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器。
5.利用金属导体在在交流磁场中的电涡流效应为原理的传感器称为电涡流式传感器。
6.电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
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传感器复习资料第一章1、检测系统：由相关的器件、仪器和测试装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。
2、检测技术的组成部分：一般由信息的获取、转换、处理、输出几部分组成。
3、自动检测系统的组成：4、传感器的定义：一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
5、传感器包含的含义：①检测装置②输入量是某一被测量③输出量是某一物理量④输出输入有对应关系。
6、传感器的组成：通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件以及相应的转换电路组成。
7、误差分类：（1）系统误差（2）随机误差（3）粗大误差。
8、精度：反映测量结果与真值接近程度的量。
准确度，反应测量结果中系统误差的影响程度。
精密度，反应测量结果中随机误差的影响程度。
精确度，反应测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度。
9、传感器的静态特性：是指传感器被测输入量为不随时间变化时，系统的输入和输出之间的关系，包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、零点漂移、温度漂移；动态特性是指传感器的输入为随时间变化的信号时，系统的输入与输出之间的关系。
10、线性度表示传感器的输入、输出间成线性关系的程度。
线性度是检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度，亦称非线性误差。
直线拟合：理论拟合；过零旋转拟合；端点连线拟合；端点平移拟合；最小二乘法精确度最高。
11、灵敏度：表征的是测试系统对输入信号变化的一种反应能力。
计算：分线性和非线性。
γ=γL+γR+γH 零漂= 温漂= 12、动态特性分析法：瞬态响应法和频率响应发。
13、响应特性指标：（a ）瞬态响应特性指标：一阶：时间常数t ；二阶：①上升时间②响应时间③峰值时间④超调量。
（b ）频率响应特性指标：①频带，传感器增益保持在一定值内的频率范围②时间常数t （表征了一阶传感器动态特征）③固有频率（表征了二阶传感器动态特征）。
14、传感器的标定：通过实验以建立传感器输入量与输出量之间的关系，同时确定出不同使用条件下的误差关系。
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传感器原理复习资料关键信息项：1、复习资料的涵盖范围2、资料的使用方式3、资料的更新频率4、资料的版权归属5、资料的获取途径6、资料的保密要求7、违反协议的责任11 复习资料涵盖范围本协议所涉及的传感器原理复习资料将涵盖各类常见传感器的工作原理、特性、应用场景以及相关的数学模型和计算公式。
具体包括但不限于电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
111 每种传感器的原理讲解将包括其基本物理原理、结构组成、输出信号特点以及影响其性能的主要因素。
112 特性方面将着重阐述灵敏度、分辨率、线性度、重复性、稳定性等重要指标的定义和计算方法。
113 应用场景部分将列举实际工程和生活中该传感器的具体应用案例，并分析其优势和局限性。
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一、填空：1.现代信息技术的三大支柱是信息采集、信息传输、信息处理。
2.传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成.3.随机误差可以通过多次重复测量消除。
4.当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，流过光敏电阻的电流增大。
5.人的耳朵能够分辨的声音频率范围为：20HZ~20kHZ6.超声波的波速C、波长λ、频率f之间有下列关系：c=f λ。
7.如果超声波斜着射入固有特性阻抗不同的交界面时，超声波会发生折射，令入射角为θi，折射角为θt，C1为入射前的波速，C2为折射后的波速，其关系可以下式表示：8.常见红外传感器可以分为：热传感器和光子传感器。
9.热传感器主要类型有：热敏电阻型、热电偶型和热释电型等。
10.红外线是位于可见光中红光外谱的光线，故称为红外线。
它的波长范围大致在0.75 μm到1000 μm的频谱范围之内。
11.等多种。
12.当前，基于各种原理的颜色识别传感器有两种基本类型，即色差传感器和RGB颜色传感器。
13.用于制作压电传感器的常用压电材料是压电晶体、压电陶瓷。
14.光电效应可分为: 外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
15.色彩的测定由色的测定仪完成。
色的测定仪中有和RGB的值。
二、名词解释(理解)：敏感元件：能够灵敏的感受被测量并做出响应的元件。
转换元件：是将敏感元件的输入转换成电参量输出的元件。
转换电路：将电路参数量转换成便于测量的量。
真值：真值即真实值，在一定条件下，被测量客观存在的实际值。
理论真值：一个量具有严格定义的理论值通常称为理论真值约定真值（又称指定值）：约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。
实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。
相对真值：相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。
测量误差：测量值与被测量的真值之间产生的差异。
绝对误差：绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。
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传感器复习资料一.名词解释测量：测量就是通过专用的手段和技术工具，通过实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，求出两者的比值，从而得到被测量数值大小的过程。
传感器：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。
动态特性：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。
静态特性：传感器的静态特性是指传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时，传感器的输出与输入的关系。
灵敏度：传感器在稳态标准条件下，输出变化对输入变化的比值称为灵敏度。
线性度：在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度迟滞：迟滞是指在相同的工作条件下，传感器正行程特性和反行程特性的不一致程度。
直接测量：在使用仪表或者传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法称为直接测量。
间接测量：在使用仪表或传感器进行测量时，首先要对与测量有确定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量方法称为间接测量。
压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力使它变形，其内部就产生极化现象，同时在它的表面便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，其又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
热电效应：当受热物体中的电子，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。
霍尔元件：霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。
用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
光电耦合器：光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
二.填空题大部分组成。
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《传感器技术》复习资料一．填空题1. 热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象，称为热释电效应。
2.传感器的发展方向：①新材料将不断被开发②集成化、多功能③智能化④微加工技术和新工艺⑤高稳定、高可靠、高精度。
3. 湿度: 空气中含有水分的多少，即空气的干湿程度叫湿度。
4.热敏电阻的非线性问题解决办法：线性化网络；利用其他器件综合修正；计算修正法。
5. 磁阻效应：将一载流导体置于外磁场中，除了产生霍尔效应，其电阻也会随磁场而变化。
这种现象称为磁电阻效应，简称磁阻效应。
二．简答题1. 压电陶瓷为什么会有压电效应？答：压电陶瓷是一种多晶铁电体，它是具有电畴结构的压电材料。
电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向。
在无外电场作用时，各个电畴在晶体中无规则排列，它们的极化效应互相抵消。
因此，在原始状态压电陶瓷呈现中性，不具有压电效应。
当在一定的温度条件下，对压电陶瓷进行极化处理，即以强电场使电畴规则排列，这时压电陶瓷就具有了压电性，在极化电场去除后，电畴基本上保持不变，留下了很强的剩余极化。
此时，当有压力作用时，压电陶瓷就会有压电效应。
2. .画出微处理器引入传感器构成智能传感器的框图。
三．单项选择题1、在使用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿。
下面哪种方法能用来进行补偿（ B ）（A）线性化网络法（B）恒温法（C）利用温度——频率转换电路进行修正（D）计算修正法2、AD590是那种类型的集成温度传感器（ C ）（A）频率输出型（B）电荷输出型（C）电流输出型（D）电压输出型3、传感器在正向行程和反向行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度是（ A ）（A）迟滞（B）重复性（C）精度（D）分辨力4、磁敏二极管进行磁电转换所利用的效应是（ B ）（A）霍尔效应（B）磁阻效应 C）形状效应（D）压电效应5、传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变量叫（ A ）（A ）分辨力 （B ）灵敏度 （C ）阈值 （D ）效应6、光纤的纤芯折射率n 1与包层折射率n 2 的关系为 （ B ）（A ）n 1< n 2 （B ）n 1> n 2 （C ）n 1=n 2 （D ）n 1≤n 27、在压电传感器测量电路中前置放大器的作用是（ D ）（A ）放大和频率变换 （B ）放大和整流 （C ）放大和相位调整 （D ）放大和阻抗变换8、若对压电陶瓷施加力，得到的压电常数为d 31，则此时的力应为（ A ）（A ）沿X 轴施加力 （B ）沿Y 轴施加力（C ）沿Z 轴施加力 （D ）在XY 平面的剪切应力四．原理叙述1、简述电阻应变式传感器工作原理答：对于长为L ，横截面为S 的均匀材料（金属或半导体），两端的电阻值为其中 为材料的电阻率。
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(2)开发新材料；(3)提高传感器性*表示转换原理。
电容式压力传感器压电式加速度传感器电位器式压力传感器④端点连线平移拟合；⑤最小二1、目前传感器总的发展趋势(1) 发展、利用新效应;能和检测范围；(4 )微型化与微功耗；(5 )集成化与多功能化；(6 )传感器的智能化；(7 )传感器的数字化和网络化。
2、传感器的定义：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。
3、传感器图用图形符号表示方法：正方形表示转换元件，. ----------三角形表示敏感元件；7X表示被测量符号，* *J g g4、传感器的组成:敏感元件、转换元件、基本转换电路5、静态特性技术指标：线性度、灵敏度、重复性、分辨率、退滞、稳定性、漂移(需了解含义)6、直线拟合线性化拟合方法：①理论拟合；②过零旋转拟合；③端点连线拟合；(了解) 乘拟合；7、压电效应:当沿着一定方向施加力变形时，内部产生极化现象，同时在它表面会产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新灰复不带电状态；当作用力方向改变后,电荷的极性也随之改变；这种现象称压电效应。
8、压电材料有哪些？压电晶体、压电陶瓷、聚偏氯乙烯9、电偶极矩分析a当晶体不受力时F=0 ,正负离子分布在六边形顶角,电偶极矩，晶体呈中性；b. 当晶体受沿X轴方向的应力时,X方向压缩形变,电偶极矩在X轴的正方向出现正电荷；c. 当晶体受沿丫轴方向的应力时，丫方向压缩形变，电偶极矩在X轴的正方向出现负电荷；(a) F^=Q。
)安)(c) E10、压电元件结构形式电路并联：C并=2C , U并=U , Q并=2Q电路串联：C串=。
2, U串=2U,Q『Q& = * = _!11、压电传感器适合测量高频交变力：灵敏度与电缆电容无关q c12、压磁效应：在外力作用下，引起铁磁材料内部发生应变，则产生应力或应力的变化,是各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴化强度也发生相应的变化，这种由于应力使磁铁材料磁化强度变化的现象称之为压磁效应。
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1、目前传感器总的发展趋势（1）发展、利用新效应；（2）开发新材料；（3）提高传感器性能和检测范围；（4）微型化与微功耗；（5）集成化与多功能化；（6）传感器的智能化；（7）传感器的数字化和网络化。
2、传感器的定义：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。
3、传感器图用图形符号表示方法：4、传感器的组成：敏感元件、转换元件、基本转换电路5、静态特性技术指标：线性度、灵敏度、重复性、分辨率、迟滞、稳定性、漂移（需了解含义）6、直线拟合线性化拟合方法：①理论拟合；②过零旋转拟合；③端点连线拟合；（了解）④端点连线平移拟合；⑤最小二乘拟合；7、压电效应：当沿着一定方向施加力变形时，内部产生极化现象，同时在它表面会产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态；当作用力方向改变后，电荷的极性也随之改变；这种现象称压电效应。
8、压电材料有哪些？压电晶体、压电陶瓷、聚偏氯乙烯9、电偶极矩分析a.当晶体不受力时F=0，正负离子分布在六边形顶角，电偶极矩，晶体呈中性；b.当晶体受沿X轴方向的应力时，X方向压缩形变，电偶极矩在X轴的正方向出现正电荷；c.当晶体受沿Y轴方向的应力时，Y方向压缩形变，电偶极矩在X轴的正方向出现负电荷；10、压电元件结构形式电路并联：C 并=2C ，U 并=U ，Q 并=2Q电路串联：C 串=C/2，U 串=2U ，Q 串=Q11、压电传感器适合测量高频交变力：灵敏度与电缆电容无关f C q U K 10-==12、压磁效应：在外力作用下，引起铁磁材料内部发生应变，则产生应力或应力的变化，是各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴化强度也发生相应的变化，这种由于应力使磁铁材料磁化强度变化的现象称之为压磁效应。
13、压磁元件的工作原理：利用铁磁材料的压磁效应，在受外力作用时，铁磁材料内部产生应力或应力变化，引起铁磁材料导磁率的变化而制成的传感器。
14、两个方向上磁导率的改变 （理解）在不受外力作用时，这四个部分的导磁率相同，磁力线呈轴对称分布，合成磁场强度H 平行于测量绕组n 34的平面，磁力线不与测量绕组n 34交链，故不会产生电势。
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1、传感器从广义上说是指在测量装置和控制系统输入部分中起信号检测作用的器件。
线性传感器的校准线的斜率就是灵敏度，它是传感器的输出量变化和输入量变化之比。
2、各种传感器的工作原理。
a光电池是基于光生伏特（内光电）效应制成的光电元件。
b单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象被称为压阻效应。
c结露传感器具有良好的开关特性，在结露点形成阻值的开关状态。
d科宾诺元件采用的原理是霍尔电势被全部短路而不在外部出现，电场呈放射形，电磁在半径方向形成涡旋形流动，这是可以获得最大磁阻效应的一种形状。
e集成温度传感器的工作原理是利用半导体PN结的电流电压特性随温度升高而近乎线性下降的特性。
3、科学家高锟被誉为世界“光纤之父”，获得了2009年诺贝尔物理学奖，同年分享这一奖项的是W.S.Boyle 和G.E.Smith ，他们于1970年发明了图像传感器CCD，CCD是指固态图像传感器，它的基本功能是进行光电转换电荷的存储和电荷的转移输出。
（能进行图像信息光电转换、存储、延时和按顺序传送）4、非线绕电位器是电位器式传感器未来的发展方向。
5、变磁阻式传感器的磁阻由和决定。
6、在光源一定的条件下，物体的颜色取决于反射的光谱。
7、氯化锂湿敏元件的供电使用交流电源，当空气中湿度增加时，感湿膜吸湿，溶液电导率升高。
8、半导体气敏传感器的敏感元件大多是金属氧化物为基础材料，利用半导体气敏元件同气体接触，造成原件电导率随温度升高发生变化，借此检测特定气体的成分及其浓度，可分为电阻式和非电阻式两种。
9、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：电压放大器和电荷放大器，其中后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
10、磁敏二极管在互补使用时, 其磁电特性的正向特性与反向特性曲线基本对称。
11、传感器是指能感受规定的被测量并按一定的规律转换成某种可用信号输出的装置或器件，通常由敏感元件和转换元件组成。
12、各种传感器的工作原理。
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1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、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。
（2分）2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势的大小。
（2分） 3. 热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A TT BA 0d )(N N ln)T T (ek 0σ-σ⎰+-。
在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。
4. 压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。
相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。
（2分） 5. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量增加（2分） 6. 仪表的精度等级是用仪表的引用误差来表示的。
（2分） 7. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。
（2分）3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成反比，与副方线圈的匝数成正比，与回路中磁阻成不成比例。
8. 偏差式测量是指在测量过程中，用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的方法；零位测量是指在测量过程中，用指零仪表的零位指示，检测测量系统的平衡状态；在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量的方法；微差式测量是综合了偏差式测量法与零位式测量法的优点而提出的方法。
2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属_材料和②半导体_材料。
它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应_形成的，而②的电阻变化主要是由_____ 造成的。
材料传感器的灵敏度较大。
9. 在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 _ 表示。
10. 测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为 绝对误差_、 相对误差 、和 引用误差三类，其中 绝对误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
11. 电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。
线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的线性关系。
假定电位器全长为Xmax ，其总电阻为Rmax ，它的滑臂间的阻值可以用Rx=max R maxX X ⋅来计算。
假定加在电位器A 、B 之间的电压为Vmax ，则输出电压为Vx=max V maxX X ⋅。
其电阻灵敏度R I =At)h b (2+ρ。
电压灵敏度R U =At)h b (2I +ρ⋅。
12. 磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的。
而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。
霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。
13. 测量过程中存在着测量误差。
绝对误差是指测量值与被测量真实值之间的差值其表达式为L X -=∆；相对误差是指绝对误差与被测量真实值的比值其表达式为%100X⋅∆=δ；引用误差是指绝对误差与测量仪表的上量限（满度）值A 的百分比其表达式为%100Ar ⋅∆=。
14. 光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。
如果两个光栅距相等，即W=0.02mm ，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.43㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。
15. 测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系 来表征。
1. 什么是金属应变片的灵敏系数？请解释它与金属丝灵敏系数的区别。
答： 应变片一般做成丝栅状，测量应变时，将应变片贴在试件表面上，试件的变形很容易传到应变片上。
金属应变片的灵敏系数与金属丝灵敏系数是不同的。
第一，零件的变形是通过剪力传到金属丝上的。
第二，丝沿长度方向承受应变时，应变片弯角部分也承受应变，其截面积变大，则应变片直线部分电阻增加时，弯角部分的电阻值减少，也使变化的灵敏度下降。
因此，应变片的灵敏系数比金属丝灵敏系数低。
2. 什 么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪几种方法？答：当我们对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。
原因：①工具误差：指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。
②方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。
③定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。
④理论误差：是由于测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。
⑤环境误差：是由于测量仪表工作的环境（温度、气压、湿度等）不是仪表校验时的标准状态，而是随时间在变化，从而引起的误差。
⑥安装误差：是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。
⑦个人误差：是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。
发现系统误差的方法：实验对比法：这种方法是通过改变产生系统误差的条件从而进行不同条件的测量，以发现系统误差。
这种方法适用于发现不变的系统误差。
剩余误差观察法：是根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。
这种方法适用于发现有规律变化的系统误差。
计算数据比较法：对同一量测量得到多组数据，通过计算比较数据比较，判断是否满足偶然误差条件，以发现系统误差。
减小系统误差的方法：①引入更正值法②替换法 ③差值法④正负误差相消法⑤选择最佳测量方案3. 简述热电偶的工作原理。
答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。
所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。
两点间的温差越大，产生的电动势就越大。
引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。
4. 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。
答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。
石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
5. 简述电阻应变片式传感器的工作原理答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。
6. 什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。
静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。
在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。
7. 绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。
答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。
测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。
当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。
在生产过程中测量金属板的厚度，非金属板材的镀层厚度时常用涡流传感器。
试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理及实现工艺。
8. 寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。
试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。
9. 什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。
分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法 答：①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A 、B 串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。
因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。
②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。
它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。
③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。
④热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。
所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产输入 输出相对真值 测量误差测量值生电动势的现象。
两点间的温差越大，产生的电动势就越大。
引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。
⑤热电偶三定律a 中间导体定律热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。
在用热电偶测温时，连接导线及显示一起等均可看成中间导体。
b 中间温度定律 任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T ，冷端为0T 时的热电势等于该热电偶热端为T 冷端为n T 时的热电势与同一热电偶热端为n T ，冷端为0T 时热电势的代数和。
应用：对热电偶冷端不为C 00时，可用中间温度定律加以修正。
热电偶的长度不够时，可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。
c 参考电极定律 如果A 、B 两种导体（热电极）分别与第三种导体C （参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T ，0T ）时分别为()0,T T E AC ，()0,T T E BC ，那么爱相同温度下，又A 、B 两热电极配对后的热电势为()()()000,,,T T E T T E T T E BC AC AB -=实用价值：可大大简化热电偶的选配工作。
在实际工作中，只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势，那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得，而不需逐个进行测定。
⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a C 00恒温法b 计算修正法（冷端温度修正法）c 仪表机械零点调整法d 热电偶补偿法e 电桥补偿法f 冷端延长线法 10. 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？请详细推导分流法。
答：可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。
它的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。