西华大学传感器原理与技术B试卷(含答案版)

西华大学传感器原理与技术B试卷(含答案版)
西华大学传感器原理与技术B试卷(含答案版)

西华大学课程考核试题卷 ( B 卷)

试卷编号:

( 2016 至 2017 学年 第__2__学期 )

课程名称:传感器原理与检测技术考试时间:110分钟 课程代码: 150106139 试卷总分:100分

考试形式: 闭卷 学生自带普通计算器: 不允许

一、选择题(在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案)(本大题共10小题,每

小题2分,总计20分)

1、分别属于传感器动,静态特性指标的是(D ) A.幅频特性,灵敏度B.阻尼比 ,相频特性

C.相频特性,幅频特性

D.阻尼比,灵敏度 2、差动电桥由环境温度变化引起的误差为 (D )

A.1121R R ? B 1121R R ? C.E

R R 11

21? D.0

3、电容式传感器通常用来测量( D )

A.压力

B.加速度

C.电场强度

D.位移

4、当变间隙式电容传感器两极板之间的初始距离d 增加时,将会引起传感器的(B ) A.灵敏度会增加 B.灵敏度会减少 C.非线性误差增加 D.非线性误差不变

5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有(C )

A.直流电桥

B.变压器式交流电桥

C.差动相敏电路

D.运算放大电路 6、压电式传感器的工作原理是基于(D )

应变效应 B.电磁效应 C.光电效应 D.压电效应 7、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( A )。

A 、实心轴

B 、弹簧管

C 、悬臂梁

D 、圆环 8、以下四种传感器中,属于四端元件的是 ( A )。

A 、霍尔元件

B 、压电晶体

C 、应变片

D 、热敏电阻 9、( D )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A 、热端直径 B 、热电极的电导率 C 、热端和冷端的温度 D 、热端和冷端的温差 10、按照工作原理分类,固体图象式传感器属于( A )

A.光电式传感器 B .电容式传感器 C .压电式传感器 D .磁电式传感器

二、填空题(本大题共10空,每空1分,总计10分)

1.传感器是能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 传感器通

常由直接响应于被测量的 敏感元件 和产生可用信号输出的 转换元件 组成。

2. 电容式传感器按其工作原理可分为 变介质型 、 变面积型 、和 变极距型 三种。

3. 电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿法两大类。

4. 按照光纤在传感器中的作用,把光纤传感器系统分为两种类型:传感型和传光型。

三、判断题(本大题共10小题,共10分)

1、光电式传感器是将光信号转换为正弦信号的传感器。(×)

2、压电式传感器更适用于静态测量。(×)

3、在对同一被测量的多次测量过程中,随机误差的变化是可预测的。(×)

4、气敏传感器是检测气体类别、浓度和成分的传感器。(√)

5、当光纤的数值孔径最大时,光纤的集光本领也最大。(√)

6、热电偶回路总电势主要是由温差电势贡献的。(×)

7、变极距型电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系是线性的。(×)

8、压电式传感器更适用于静态测量。(×)

9、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减小。(×)

10、电感式传感器的主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约。(√)

四、简答题(本大题共4小题,共20分)

1.解释压电效应。(5分)

答:某些电介质, 当沿着一定方向对其施力而使它变形时, 其内部就产生极化现象, 同时在它的两个表面上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,这种现象称压电效应。当作用力方向改变时, 电荷的极性也随之改变。把这种机械能转为电能的现象, 称为“正压电效应”。相反, 当在电介质极化方向施加电场, 这些电介质也会产生变形,外电场撤离,变形也随着消失,这种现象称为“逆压电效应”(电致伸缩效应)。

2.简述霍尔电动势产生的原理。(5分)

答:一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中,当有电流I流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子,因此后端面带负电,前端面带正电,在前后端面形成电场,该电场产生的力阻止电子继续偏转,当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场,相应的电势称为霍尔电势U H。

3.解释电涡流效应。(5分)

根据法拉第电磁感应原理, 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时, 导体内将产生呈旋涡状的感应电流, 此电流叫电涡流, 以上现象称为电涡流效应。

4.光电效应可分为几种类型,说明其原理并分别列出以之为基础的光电传感器。(5分)

答:光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。

在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类:

(1)光电导效应:在光线作用下,半导体材料的导电性增加,阻值减低,即电阻率发生改变,这种现象称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。

(2)光生伏特效应:在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。

五、分析计算题(本大题共4小题,共30分)

1、 如图为双弯曲杆结构示意图。杆的末端(右侧)被紧固,外力从另一端施加。应变电阻1和4沉

积在杆的凹面处,2和3沉积在杆的凸面处。

(1)试判断受力F 作用时四个应变电阻分别受何种应变(拉伸或压缩),其电阻值如何变化。(4分)

(2)画出将此四个电阻组成的差动全桥电路。(4分)

解:

i. 力F 作用时应变电阻1、4受压缩应变,其电阻值减小;2、3受拉伸应变。其电阻值变大。

ii. 由四个应变电阻组成的差动全桥电路如图:

3

R 4

R 2

R 1

R +

-

cd

U a

b

d

c

E

2、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R1=R2=R3=R4=R ,均是电阻应变片,工作时R1、R3受拉,R2、R4受压, ΔR 表示应变片发生应变后,电阻值的变化量。当应变片不受力,无应变时ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去了平衡,这时,就用桥路输出电压Ucd 表示应变片应变后的电阻值的变化量。

(2) 试证明:R

R

E

U cd ?-= (5分) (3) 若将R3与R4换为固定电阻R ,工作时R1受拉,R2受压,电阻值的变化量为ΔR ,求cd

U 的表达式。(5分)

解: (1)R R

E

E R R R E R R R E R R R E R R R U cd ?-=?+-?-=+-+=22433212

(2)R

R

E E R R E R R R E R R R E R R R U cd ?-

=-?-=+-+=222433212

3、光纤的数值孔径是如何定义的?当光纤的45.1,46.121==n n ,如光纤外部介质的10=n ,求光在光纤内产生全内反射时入射光的最大入射角的值。(10分) 解:

数值孔径(NA )定义为2

2

210

1sin n n n NA c -=

=θ,式中0n 为外部介质折射率,1n 为纤心折射率,2n 为包层折射率。

由2

2

210

1sin n n n NA c -=

=θ得,17.045.146.11

sin 2222210

=-=-=n n n c θ

所以光在光纤内产生全内反射时入射光的最大入射角的值为 82.917.0arcsin ==c θ

3

R 4

R 2

R 1R +

-

cd

U a

b

d

c

4

试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度(12分)

解: b kx y +=

)(b kx y i i i +-=?

2

2

)(i i i

i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=

2

2

2

)

()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=

代入数据求得68.0=k 25.0=b ∴25.068.0+=x y

238.01=?35.02-=?16.03-=? 11.04-=?126.05-=?194.06-=?

%97.81

.1535

.0%100max ±=-±=??±

=FS L y L γ 拟合直线灵敏度68.0=k ,线性度±8.97%

传感器技术原理试题库(包含答案)

一、填空题(每题3分) 1、传感器静态性是指 传感器在被测量的各个值处于稳定状态时 ,输出量和 输入量之间的关系称为传感器的静态特性。 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指 。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是 传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数 ,即A =ΔA/Y FS *100%。 5、最小检测量和分辨力的表达式是 。 6、我们把 叫传感器的迟滞。 7、传感器是重复性的物理含意是 。 8、传感器是零点漂移是指 。 9、传感器是温度漂移是指 。 10、 传感器对随时间变化的输入量的响应特性 叫传感器动态性。 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有 时间常数 。 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率 、阻尼比。 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、 阻尼比。 14、传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法 3种方法。 15、传感器确定拟合直线切线法是将 过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法 。 16、传感器确定拟合直线端基法是将 把传感器校准数据的零点输出的平均值a 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线a 0b 0作为传感器特性的拟合直线 。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是 用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜率从而确定拟全直线方程的方法 。 18、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数 ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段,即由B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2,从而确定ω,进而求出f=ω/(2π)。 Y K X ?=?CN M K =max max 100%100%H H F S F S H H Y Y δδ????=±?=±?2或23100%K F S Y δδδ?-=±????0F S 100% Y Y 零漂=max 100%F S T Y ???? max *100%L F S Y Y σ??=±

传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)

传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分.共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中,引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要()。 A、必须使用两种不同的金属材料; B、热电偶的两端温度必须不同; C、热电偶的冷端温度一定要是零; D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是()。 A、要想快速测温,应该选用利用PN结形成的集成温度传感器; B、要想快速测温,应该选用热电偶温度传感器; C、要想快速测温,应该选用热电阻式温度传感器; D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中,我们得出一阶传感器的实例,其中用到了()。 A、动量守恒; B、能量守恒; C、机械能守恒; D、电荷量守恒; 9、下列光电器件中,基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池

(完整word版)传感器原理及应用复习题.docx

《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2.传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比,采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统,两者之间通过电磁感应相互作用,因此,在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时,需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜,工业上被广泛用来测量中低温 区的温度,在测量温度要求不高且温度较低的场合,铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器,设计传送带上塑料零件的计数 系统时,应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度,已知其 范围是300~400℃,要求实现高精度测量,应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器,为了达到1″左右的分辨力,需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘,其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用,功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应,基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征,它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是一常数。

传感器原理及应用试题库(已做)

一:填空题(每空1分) 1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件, 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为:传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示k(x)=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是:能够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。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量,可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为:k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有:有一定的粘贴强度;能准确传递应变; 蠕变小;机械滞后小;耐疲劳性好;具有足够的稳定性能;对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用;有适当的储存期;应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园,可以将传感器分成三大类: 物理传感器,化学传感器,生物传感器。

传感器原理与应用复习题及答案【精选】

《传感器原理与应用》试题及答案 一、名词解释 1.传感器2.传感器的线性度3.传感器的灵敏度4.传感器的迟滞5.绝对误差6.系统误差7.弹性滞后8.弹性后效9.应变效应10.压电效应11.霍尔效应12.热电效应13.光电效应14.莫尔条纹15.细分 二、填空题 1.传感器通常由、、三部分组成。 2.按工作原理可以分为、、、。 3.按输出量形类可分为、、。 4.误差按出现的规律分、、。 5.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 6.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力。 7.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。 8.已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。 9.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用技术。 10.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,则表明扭矩。 11.电容式压力传感器是变型的。 12.一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。 13.图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。 14.热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。 15.若测量系统无接地点时,屏蔽导体应连接到信号源的。 16.目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。 17.根据电容式传感器的工作原理,电容式传感器有、、三种基本类型 18.热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。 19.光电效应根据产生结果的不同,通常可分为、、三种类型。 20.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入 的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是。 21.用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器,按用途划分用应变式传感器、应变式传感器等(任填两个)。 22.采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。23.单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、和可沿线圈轴向

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变:物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变:当外力去除后,物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件:具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理:当被测物理量作用于弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形,产生相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,引起应变片的电阻值变化,通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构:应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用:广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1.电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”。 2.电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4.电阻应变式传感器的应用 (1)应变式力传感器 被测物理量:荷重或力 一

二 主要用途:作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件:柱式、筒式、环式、悬臂式等 (2)应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 (3)应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 (4)应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据:a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时, 电容量C 也随之变化。 d S C ε=

《传感器原理及应用》试卷样题.

1、从不同角度,测量方法有不同的分类,根据测量方式可分为、与。 2、电阻应变片的工作原理是基于的电阻值相应发生变化。 3、电阻应变片的温度补偿方法通常有和两大类。是最常用的且效果较好的线路补偿方法。 4、当衔铁位于中心位置时,差动变压器输出电压并不等于零,我们把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压,其主要是由于传感器的两次级绕组的与不对称,以及磁性材料的非线性等问题引起的。 5、要满足交流电容电桥的平衡,除要满足条件外,还必须满足条件。 6、压电陶瓷与石英晶体相比, 7、磁电感应式传感器根据法拉第电磁感应定律,可以设计成两种磁电传感器结构:式和式。 8、在电荷耦合器件(CCD中,一个结构称为一个光敏元或一个像素。 9、氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解,发生变化而制成的测湿元件。 10、半导体陶瓷湿敏电阻根据其材料的电阻率随湿度增加而不同可以分为负特性湿敏半导体陶瓷和正特性湿敏半导体陶瓷。当相对湿度从0%RH 变化到100%RH 时, 湿敏半导体陶瓷的电阻值变化3个数量级,而湿敏半导体陶瓷的阻值仅变化1个数量级。 11、半导体色敏传感器相当于两只结构不同的的组合,故又称。 12、压电式超声波探头利用压电效应来产生超声波。 13、根据微波传感器的原理,微波传感器可以分为两类。

14、微波湿度传感器的工作原理是基于介质对微波的吸收与介质的成正比,水对微波的吸收作用最强。 15核辐射与物质间的相互作用主要有两种:电离作用,核辐射的。这些作用是核辐 射式传感器的工作基础。

16、辨向原理中为了得到相位差为4H B 间距的位置上放置两个 光电元件。 17、采用二进制编码器时,任何微小的制作误差,都可能造成读数的粗差,为了消除粗差,可采用码代替。它是一种码,从任何数变到相邻数时,仅有一位数码发生变化。 二、计算题(共30分) 1、(5分)测量电路的电流值mA I 5. 22=,电压V U 6. 12=,系统误差分别为mA I 5. 0+=?,V U 1. 0+=?,求修正后的功率。 2、(15分)用热电偶测量介质温度,设环境温度为25℃,将其投入300℃的被测介质中,热电偶的时间常数为s 1200=τ,试确定经过350s 后的动态误差。 (提示:热电偶测温属于一阶动态系统,即如果被测介质温度为1T ,传感器测量温度为2T 时,有下列方程成立:dt dT T T 2021τ+=)。 3、(10分)对于一阻值为120Ω的电阻应变片,其应变片灵敏度为05. 2=K ,将其贴在线膨胀系数为/10116-?=g β℃的试件上,电阻应变片敏感栅材质为康铜,其电阻温度系数/10156-?=α℃, 线膨胀系数/109. 146-?=s β℃。当传感器环境温度从10℃变化到50℃时,所引起的附加电阻相对变 化量/(R R ?为多少?折合附加应变t ε为多少? 三、论述题(共20分,每题5分)

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些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(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T

(完整word版)中北大学传感器原理与应用试题及答案

中北大学传感器原理与应用试题(一)

A . 60Ω B .120Ω C .200Ω D .350Ω 3.通常用应变式传感器测量( )。 A .温度 B .速度 C .加速度 D .压力 4.当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d 增加时,将引起传感器的( )。 A .灵敏度增加 B .灵敏度减小 C .非统性误差增加 D .非线性误差减小 5.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于( )。 A .外光电效应 B .内光电效应 C .光电发射 D .光导效应 四作图并说明以下问题(每题6分)

1)横向压电效应 2)差动变压器的工作原理 3)霍耳传感器的工作原理 4)涡流传感器的等效电路图 5)反射光纤位移传感器的工作原理 传感器原理与应用试题答案(一) 一填空(在下列括号中填入实适当的词汇,使其原理成立 5分) 1.用石英晶体制作的压电式传感器中,晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比,而与晶片几何尺寸和面积无关。 2.把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的,其次级绕组都用同名端反向形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。 3.闭磁路变隙式电感传感器工作时,衔铁与被测物体连接。当被测物体移动时,引起磁路中气隙尺寸发生相对变化,从而导致圈磁阻的变化。 4.电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。 5.影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。评分标准:每填一个空,2.5分,意思相近2分。 二选择题(在选择中挑选合适的答案,使其题意完善每题4分)

1.电阻应变片的线路温度补偿方法有( A.B.D )。 A.差动电桥补偿法 B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C.补偿线圈补偿法 D.恒流源温度补偿电路法 2.电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是(B)。 A. 60Ω B.120Ω C.200Ω D.350Ω 3.通常用应变式传感器测量(BCD)。 A.温度 B.速度 C.加速度 D.压力 4.当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时,将引起传感器的(B,D)。A.灵敏度增加 B.灵敏度减小 C.非统性误差增加 D.非线性误差减小 5.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于(BD)。 A.外光电效应 B.内光电效应 C.光电发射 D.光导效应 评分标准: 3\4\5题回答对一个2分,1题(A.B.D)回答对一个2分,两个3分,2题(B)不对没有得分。

《传感器原理》试卷及答案

第 1 页 共 3 页 铜陵学院继续教育学院 2009-2010学年第二学期 《传感器原理与应用》考试试卷 (适用班级:08级电气工程专升本) 一、 填空题(每小题2分,共20分): 1、传感器通常由 、 和 三部分组成。 2、根据测量误差出现的规律和产生的原因不同,误差可分为 、 和 三种类型。 3、电阻应变片由 、 、 和引线等部分组成。 4、单线圈变隙式电感传感器的结构主要由 、 、 三部分组成。 5、按照电涡流在导体内的贯穿情况,电涡流式传感器可分为 式和 式两类。 6、对于电容式传感器,改变 、 和 中任意一个参数都可以使电容量发生变化。 7、霍尔元件的零位误差主要由 、 、 和自激场零电势等原因产生。 8、热电偶测温回路的热电势由 和 两部分组成。 9、按测温转换原理的不同,接触式测温方法可分为 式、 式和 式等多种形式。 10、光栅式传感器一般由 、 和 组成。 二、简答题(每小题6分,共24分): 1、什么叫迟滞? 2、螺旋管式差动变压器由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 3、什么是霍尔效应? 4、热电偶的中间温度定律的内容是什么? 三、 论述题(每小题10分,共20分): 1、下图是单管液柱式压力计示意图,已知大容器直径为 D ,通入被测压力1p ,玻 璃管直径为d ,通入大气压2p ,且D 远大于d ,试论述该压力计测量被测压力的原理。 姓 班级 学号 ―――――――――装――――――――――订―――――――――线―――――――――――

2、利用光电靶测量弹丸飞行速度的结构原理如图所示,试论述其工作原理。 光源 光束 光电元件 测时仪 四、计算题(每小题9分,共36分): 1、已知被测电压范围为15~25V,现有(满量程)50V、0.5级和200V、0.1级两只电压表,应选用哪只电压表来进行测量? 2、有一金属应变片,其灵敏系数K=2.0,初始电阻值为120Ω,将应变片粘贴在悬臂梁上,悬臂梁受力后,使应变片阻值增加了1.2Ω,问悬臂梁感受到的应变是多少? 3、已知变面积式电容传感器的两极板间距离为10mm,极板间介质的介电常数为ε0=50μF/m,两极板几何尺寸一样,为30mm×20mm,在外力作用下,其中动极板在原位置上向外移动10mm,试求电容变化量△C和传感器灵敏度K各为多少? 4、用R型热电偶测某高炉温度时,测得参比端温度t1=30℃;测得测量端和参比端之间的热电动势E(t,30)=11.402mV,试求实际炉温(已知:E(30,0)=0.172mV;E(1080,0)=11.574mV)。 第 2 页共 3 页

传感器原理及其应用考试重点

传感器原理及其应用 第一章传感器的一般特性 1)信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,是现代信息产业的三大支柱。 2)传感器又称变换器、探测器或检测器,是获取信息的工具 广义:传感器是一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准(GB7665-87):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)传感器的组成: 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某一物理量的元件。 转换元件:将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。 基本转换电路:上述电路参数接入基本转换电路(简称转换电路),便可转换成电量输出。 4)传感器的静态性能指标 (1)灵敏度 定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量(输入量)的变化值之比, 传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。 ①纯线性传感器灵敏度为常数,与输入量大小无关;②非线性传感器灵敏度与x有关。(2)线性度 定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比,称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。 线性度又可分为: ①绝对线性度:为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。 ②端基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。 端基直线定义:实际平均输出特性首、末两端点的连线。 ③零基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。 ④独立线性度:以最佳直线作为参考直线的线性度。 ⑤最小二乘线性度:用最小二乘法求得校准数据的理论直线。 (3)迟滞 定义:对某一输入量,传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量,这一现象称为迟滞。 即:传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 (4)重复性 定义:在相同工作条件下,在一段短的时间间隔内,同一输入量值多次测量所得的输

传感器原理与应用期末试卷

盐城师范学院考试试卷 2006 - 2007 学年第一学期 物电院电子信息工程专业《传感器原理与应用》试卷A 班级学号姓名 一、填空题(本大题30空 ,每空1分,共30分) 1. 电容传感器的转换电路除可用谐振调幅和调频电路外,较多采用的 电路还有、、、。 2.将温度转换为电势大小的热电式传感器是传感器,而将温 度变化转换为电阻大小的热电式传感器是(金属材料)或(半导体材料)。 3.用于制作压电传感器的常用压电材料是和。 4.在磁敏式传感器中,传感器和传感器属于体型磁 敏传感器,和属于结型磁敏传感器。 5. 光纤传感器由光源、光纤和三部分组成,光纤传感器一般分 为两大类,即传光型光纤传感器,也称为非功能性光纤传感器,另一类是光纤传感器,也称为光纤传感器,前者多使用光纤,而后者只能用光纤。 6.基于外光电效应的器件有和;基于内光电效 应的器件有、、等。 7. 湿敏电阻是一种随环境变化而变化的敏感元件。 8. 目前常用的数字式传感器有、、、四 大类。 9. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上,将使截流子数目减少, 从而使材料的电阻率_ __。

二、选择题(本大题10小题 ,每小题2分,共20分) 1.目前,我国使用的铂热电阻的测量范围是()。 A. -200~850?C B. -50~850?C C. -200~150?C D. -200~50?C 2.通常用应变式传感器测量()。 A.温度 B.密度 C.加速度 D.电阻 3.在光线作用下,半导体电导率增加的现象属于()。 A. 外光电效应 B. 内光电效应 C. 光电发射 4.位置敏感器件的缩写为 ( )。 A.PSD B. CCD C.PZT 5. 常见的数显游标卡尺用( )作基准器件。 A.感应同步器 B. 光栅尺 C.容栅尺 6.气敏传感器中的加热器是为了( )。 A.去除吸附在表面的气体 B. 去除吸附在表面的油污和尘埃 C.去除传感器中的水分 D. 起温度补偿作用 7. 霍尔效应中,霍尔电势与()。 A.霍尔常数成正比B.霍尔常数成反比 C.霍尔元件的厚度成正比D.霍尔元件的厚度成反比 8.压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是()。 A.前者比后者灵敏度高得多B.后者比前者灵敏度高得多 C.前者比后者性能稳定性高得多D.后者比前者性能稳定性高得多9.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有()。 A.两块栅距相等的光栅叠在一起B.两块光栅的刻线之间有较大的夹角C.两块光栅的刻线之间有较小的夹角D.两块光栅刻线之间必须平行

传感器考试试题答案终极版 - 副本

传感器原理考试试题 1、有一温度计,它的量程范围为0--200℃,精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为__±1℃______,当测量100℃时的示值相对误差为_±%1_______。 2、传感器由___敏感元件___ 转换元件_、______测量电路_三部分组成 3、热电偶的回路电势由_接触电势、温差电势_两部分组成,热电偶产生回路电势的两个必要条件是_即热电偶必须用两种不同的热电极构成;热电偶的两接点必须具有不同的温度。。 4、电容式传感器有变面积型、变极板间距型、变介电常数型三种。 5.传感器的输入输出特性指标可分为_静态量_和____动态量_两大类,线性度和灵敏度是传感器的__静态_量_______指标,而频率响应特性是传感器的__动态量_指标。 6、传感器静态特性指标包括__线性度、__灵敏度、______重复性_______及迟滞现象。 7、金属应变片在金属丝拉伸极限内电阻的相对变化与_____应变____成正比。 8、当被测参数A、d或ε发生变化时,电容量C也随之变化,因此,电容式传感器可分为变面积型_、_变极距型_和_变介质型三种。 9、纵向压电效应与横向压电效应受拉力时产生电荷与拉力间关系分别为 F y。 和q y=?d11a b 10、外光电效应器件包括光电管和光电倍增管。 1、何为传感器的动态特性?动态特性主要的技术指标有哪些? (1)动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性; (2)动态指标:对一阶传感器:时间常数;对二阶传感器:固有频率、阻尼比。

2、传感器的线性度如何确定?拟合直线有几种方法? 传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度;。 四种方法:理论拟合,端基连线拟合、过零旋转拟合、最小二乘法拟合。 3、应变片进行测量时为什么要进行温度补偿?常用的温度补偿方法有哪些?(1)金属的电阻本身具有热效应,从而使其产生附加的热应变; (2)基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应,若它们各自的线膨胀系数不同,就会引起附加的由线膨胀引起的应变;常用的温度补偿法有单丝自补偿,双丝组合式自补偿和电路补偿法。 4、分布和寄生电容对电容传感器有什么影响?一般采取哪些措施可以减小其影 响? 寄生电容器不稳定,导致传感器特性不稳定,可采用静电屏蔽减小其影响,分布电容和传感器电容并联,使传感器发生相对变化量大为降低,导致传感器灵敏度下降,用静电屏蔽和电缆驱动技术可以消除分布电容的影响。 5、热电偶测温时为什么要进行冷端补偿?冷端补偿的方法有哪些? 答:热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。因此,常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响,如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。 三、计算题 1、下图为圆形实芯铜试件,四个应变片粘贴方向为R1、R4 轴向粘贴,R 2、R3 圆周向粘贴,应变片的初始值R1=R2=R3=R4=100Ω,灵敏系数k=2,铜试件的箔松系数μ= 0.285,不考虑应变片电阻率的变化,当试件受拉时测得R1 的变化ΔR1 = 0.2Ω。如电桥供压U = 2V,试写出ΔR2、ΔR 3、ΔR4 输出U0(15分)

传感器原理与应用试题答案(一)

传感器原理与应用试题答案(一) 一填空(在下列括号中填入实适当的词汇,使其原理成立5分) 1.用石英晶体制作的压电式传感器中,晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比,而与晶片几何尺寸和面积无关。 2.把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的,其次级绕组都用同名端反向形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。 3.闭磁路变隙式电感传感器工作时,衔铁与被测物体连接。当被测物体移动时,引起磁路中气隙尺寸发生相对变化,从而导致圈磁阻的变化。 4.电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。 5.影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。 评分标准:每填一个空,2.5分,意思相近2分。 二选择题(在选择中挑选合适的答案,使其题意完善每题4分) 1.电阻应变片的线路温度补偿方法有(A.B.D )。 A.差动电桥补偿法 B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C.补偿线圈补偿法 D.恒流源温度补偿电路法 2.电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是(B)。 A.60ΩB.120ΩC.200ΩD.350Ω 3.通常用应变式传感器测量(BCD)。 A.温度B.速度C.加速度D.压力 4.当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时,将引起传感器的(B,D)。A.灵敏度增加B.灵敏度减小 C.非统性误差增加D.非线性误差减小 5.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于(BD)。 A.外光电效应B.内光电效应 C.光电发射D.光导效应 评分标准:3\4\5题回答对一个2分,1题(A.B.D)回答对一个2分,两个3分,2题(B)不对没有得分。

传感器原理及典型应用

传感器(原理及典型应用) 编稿:张金虎审稿:李勇康 【学习目标】 1.知道什么是传感器,常见的传感器有哪些。 2.了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3.了解传感器的应用模式,能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4.了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。 【要点梳理】 要点一、传感器 1.现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2.传感器原理 传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后,再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3.传感器的分类 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同,可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质(如电阻、电压、电容、磁场等)发生明显变化的特性制成的,如光电传感器、力学传感器等。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器,生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等,分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。 要点二、光敏电阻 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量,一般随光照的增强电阻值减小。 要点诠释:光敏电阻是用半导体材料制成的,硫化镉在无光时,载流子(导电电荷)极少,导电性能不好,随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好。 要点三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻用半导体材料制成,其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。

传感器原理及应用期末考试试卷

传感器原理及应用 一、单项选择题(每题 2 分.共40 分) 1、热电偶的最基本组成部分是( )。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法C冷端恒温法D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中,引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要( )。 A、必须使用两种不同的金属材料; B、热电偶的两端温度必须不同; C、热电偶的冷端温度一定要是零; D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是( )。 A、要想快速测温,应该选用利用PN结形成的集成温度传感器; B、要想快速测温,应该选用热电偶温度传感器; C、要想快速测温,应该选用热电阻式温度传感器; D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中,我们得出一阶传感器的实例,其中用到了( ) A、动量守恒; B、能量守恒;C机械能守恒;D、电荷量守恒; 9、下列光电器件中,基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池 10、构成CCD的基本单元是()。 A、P型硅 B、PN结 C、光敏二极管 D、MOS电容器

传感器原理及应用试题库

传感器原理及应用试题 库 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

一:填空题(每空1分)1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部 分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,根据光电效应可以分 为外光电效应,内光电效应,热释电效应三种。 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系,在后坡区与 距离的平方成反比关系。 8.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感 器。 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式: U CE 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为: 传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示k(x)=Δy/Δx。

11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度 量。按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 12.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大类。 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过 程。 14.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补 偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 16.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 17.在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应,入射光 强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变 化的关系,与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。 多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr(f)=Sr。/(1+4π2f2τ2) 20.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21.国家标准GB7665--87对传感器下的定义是:能够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。 22.传感器按输出量是模拟量还是数字量,可分为模拟量传感器和数字量传感 器

传感器分类及常见传感器的应用

机电一体化技术常用传感器及其原理 班级:机械设计制造及其自动化姓名: 学号:

一、传感器的分类 传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2.磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的

测量。 3.光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5.电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。 6.半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成,主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7.谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成,主要用来测量压力。 8.电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成,根据其电特性的形成不同,电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外,根据传感器对信号的检测转换过程,传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出,如光敏电

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