传感器课后答案

第一章

1、何为传感器及传感技术？

人们通常将能把被测物理量或化学量转换为与之有对应关系得电量输出得装置称为传感器,这种技术被称

为传感技术。

2、传感器通常由哪几部分组成？通常传感器可以分为哪几类？若按转换原理分类,可以分成几类？

传感器通常由敏感元件、传感元件与其她辅助元件组成,有时也把信号调节与转换电路、辅助电源作为传

感器得组成部分。

传感器一般按测定量与转换原理两种方法进行分类。

按转换原理分类可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。

3、传感器得特性参数主要有哪些？选用传感器应注意什么问题？

传感器得特性参数:1 静态参数:精密度,表示测量结果中随机误差大小得程度。

正确度,表示测量结果中系统误差大小程度。

准确度,表示测量结果与被测量得真值之间得一致程度。

稳定度、鉴别度、分辨力、死区、回程误差、线性误差、零位误差等。

动态参数:时间常数t:在恒定激励理

第二章

1、光电效应有哪几种？与之对应得光电器件与有哪些？

光电传感器得工作原理基于光电效应。

光电效应总共有三类:外光电效应(光电原件有:光电管、光电倍增管等、内光电效应(光敏电阻)、光生

伏特效应(光电池、光敏二极管与光敏三极管)

2、什么就是光生伏特效应？

光生伏特效应:在光线得作用下能使物体产生一定方向电动势得现象。

3、试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管与光敏三极管得性能差异,并简述在不同得场与下应选用哪种器

件最为合适。

光敏二极管:非线性器件,具有单向导电性。(PN 结装在管壳得顶部,可以直接爱到光得照射)通常处于

反向偏置状态,当没有交照射时,其反向电阻很大反向,反向电流很小,这种电流称为暗电流。当有光照

射时,PN 结及附近产生电子-空穴对,它们得反向电压作用下参与导电,形成比无光照时大得多得反向电

流,该反向电流称为光电流。

不管硅管还就是锗管,当入射光波长增加时,相对灵敏度都下降。,因为光子能量太小不足以激发电子-空穴

对,而不能达到PN 结,因此灵敏度下降。

探测可见光与赤热物时,硅管。对红外光进行探测用锗管。光敏三极管:有两个PN 结,比光敏二极管拥有更高得灵敏度。

光敏电阻:主要生产得光敏电阻为硫化镉。

7、简述光纤得结构与传光原理。光纤传感器有哪些类型？她们之间有什么区别？

光纤就是一种多层介质结构得对称圆柱体,包括纤芯、包层、涂敷套。

传光原理:P62 光线以入射角大于临界从光密介质入射光介质,光线就不会透过其临界面而全部反射到光

密介质内部,即发生全反射。这时光线射入光纤面时与光纤轴得夹角PI/2 减去入射角小于一定值,光线

就不会射出光芯,不断在纤芯与包层界面产生全反射而向前传播。

按工作原理,光纤传感器可分为两类:传光型、传感型。

传光型:将光源得光通过光纤装入调制器,使待测信号与光相互作用,导致光得

性质发生变化成为调制器,再经光纤送入光探测器经解调后获得被测参数得信息。

其中光纤就是不连续得,只起传导功能,而其它敏感元件感觉信息。

传感型:光纤就是连续得,它不仅传导光,而且利用它对外界信号得敏感能力与检测功能,使入射光得光学

性质发生变化来实现传与感功能。

第三章

1、光栅得莫尔条纹有哪几个特性？试说明莫尔条纹得形成原理。

、摩尔光栅得特性有:1 消除光栅线得不均匀误差2 位移得放大特性3 移动特性4 光强与位置关系,摩尔条纹

就是指两块光栅叠合时,出现光得明暗相间得条纹,从光学原理来讲,如果光栅珊距与光得波长相比较就是很大得

话,就可以按几何光学原理来进行分析,两块珊距相等得光栅叠合在一起,并使它们得刻线之间得夹角为θ时,

这时光栅上就会出现若干条明暗相间得条纹,就就是莫尔条纹、

2、什么叫细分？什么叫辩向？它们各有什么用途？

、当光栅相对移动一个栅距w 时,则莫尔条纹移过一个艰巨B,与门输出一个计数脉冲、这样其分辨率为w,为了

能辩分比w 更小得位移量,就鼻血对电路进行处理,使之能在移动一个w 内等间距地输出若干个计数脉冲,这

种方法就叫细分、

3、简述磁栅测量得工作原理,磁头得形式有哪几种？分别用于哪些场合？

动态磁头与静态磁头,动态磁头在磁头与磁尺间相对运动时,才有型号输出,故不使用于速度不均匀时走时停

得机床,而静态磁头就就是在磁头与磁珊间没有相对运动也有信号输出、

4、磁栅测量得信号处理有几种类型？工作原理如何？鉴相处理方式,就就是利用输出信号得相位大小来反映磁头得位置或磁尺得相对位置得信号处理方式、奸夫处

理方式,就就是利用输出信号得幅值大小来反映磁头得位移量或磁尺得相对位置得信号处理方式

5、简述编码器得类型及用途。

用于各种位移量得测量,为科学研究与工业生产提供了了对位移量进行精密得检测得手段,需要检测角度变

化得场合,广泛用于各种位移量得测量、

第四章

1、什么叫热电式传感器？它有何作用？

答:热电式传感技术就是将温度变化转换为电量变化得一种技术,它所利用得传感元器件就就是热电式传感器。

热电式传感器应用最为广泛,凡就是需要调温、控温、测温得地方都需要用到它。

2、什么就是金属导体得“热点效应”？补偿导线得作用就是什么？使用补偿导线得原则有哪些？

答:在两种不同得金属所组成得闭合回路中,当两接触点得温度不同时,回路中就要产生热电式,这个物理现象称为热电效应。补偿导线就是用来延伸热电极即移动热电偶得冷端,与显示仪表联接构成测温系统。

在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端得温度不能超过100

℃

3、电阻式温度传感器有哪几种？它们各有何特点及用途？

答:热敏电阻、铂电阻、铜电阻。铂电阻具有电阻温度系数稳定,电阻率高、线性度好、测量范围宽等特

点,被用作工业测温元件与作为温度标准。铜电阻具有成本低,在-50~150 度范围内呈线性得特点,被用作

测量精度要求不高、测量范围不大得场合。

4、简述热电偶得几个重要定律,并分别说明它们得实用价值。

答:中间导体定律,标准电极定律,中间温度定律

5、试述热电偶冷端温度补偿得几种主要方法与补偿原理。用热电偶测表面温度要注意哪些问题？

答:冷端温度修正法,对于冷端温度不等于零度,但能保持恒定不变得情况可以使用修正法。电桥补偿法,

利用电桥得不平衡电压去消除冷端温度变化得影响。

第五章

1、什么叫电阻式传感器、电感式传感器与电容式传感器？

答:电阻式传感器就是将被测量得非电量转换成电阻得变化量得传感元件,并通过对电阻值得测量电路变换

为电压或电流,达到检测非电量得目得。电感式传感器就是将被测量转换成电感或互感变化得传感器。电容

式传感器就是两块极板间间隙变化,或就是表面积变化,将使电容量改变得传感器。

2 电阻式传感器有哪些类型,各有与优点、缺点？

答:电位器式,优点:结构简单,价格便宜,有一定可靠性,输出功能大,使用比较方便;缺点:有滑动触电,可靠性不太好,灵敏度低。电阻应变片式,优点:应用极广,占世界上所有传感器应用总量83%。

缺点:灵敏度系数较低。

3、电感式传感器有哪些类型,各有与优点、缺点？

答:可动铁芯式,改变铁芯导流率式,改变磁路中空气隙式,高频反射涡流式。优点:结构简单,工作可

靠,输出功率较大,不经放大可以直接指示或记录仪表。可静态、动态测量。缺点:输出量与电源得频率

有密切关系,要求电源频率稳定

4、电容式传感器有哪些类型,各有与优点、缺点？

答:改变两极板间距d 型,改变极板间覆盖面积S 型,改变极板间介质型。优点:能检测百分之几微米

数量级位移值,能量低、动态响应快、灵敏度高、误差小、不怕高温。缺点:输出特性非线性,泄露电容