传感器与检测技术-1

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1、习题一概论p161.测试系统一般是怎样构成的？被测量观测传感器显示、记录信号变换①传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号；②信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工；③显示与记录部分将所测信号变为一种能为人们所理解的形式，以供人们观测和分析。2.什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？测量误差：人们在进行各种实际测量时，尽管被测量在理论上存在真值，但由于客观实验条件的限制，被测量的真值实际上是测不到的，因而测量结果只能是真值的近似值，这就不可避免地存在着测量误差。测量误差有：绝对误差、相对误差、引用误差。3.测量误差按出现规律可分为几种？它们与准确度与精密度

2、有什么关系？①按出现规律可分为：系统误差、随机误差、粗大误差②准确度表示测量结果中系统误差的大小。系统误差越小，准确度越高，即真一民实际值符合的程度越高。精密度表示测量结果中随机误差大小的程度。随机误差越小，测量值越集中，表示精密度越高。精确度是测量结果系统误差与随机误差的综合。表示测量结果与真值的一致程度。精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高，表示正确度和精密度越高，意味着系统误差和随机误差都小。141.产生系统误差的常见原因有哪些？常用的减小系统误差的方法有哪些？①产生系统误差的主要原因：l仪器的制造、安装或使用方法不正确；l环境因素影响（温度、湿

3、度、电源等）；l测量原理中使用近似计算公式；l测量人员不良读数习惯②减小系统误差的方法：l发现判断：实验对比、残余误差观察、准则检测l减少消除：修正、特殊测量法（替代、差值、误差补偿、对称观察）2.传感器有哪些几部分组成？敏感元件、转换元件、转换电路3.按传感器的工作机理、能量转换方式、输入量及测量原理四种方法，传感器分别是如何分类的？①按工作机理分：l电参数式传感器（如电阻式、电感式和电容式）；l压电式传感器；l光电式传感器；l热电式传感器。②按能量转换方式分：l能量控制型传感器（如电阻、电感、电容式）l能量转换型传感器（如基于压电效应、热电效应传感器）③按输入量分：

4、力传感器、位移传感器、温度传感器④按测量原理分：l电路参量式传感器（包括电阻式、电感式、电容式）l电动势式传感器（包括磁电感应式、霍尔式、压电式）l光电式传感器（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式）l半导体式传感器14习题二温度检测p351.温度检测主要有哪几种方法及它们是怎样分类的？温度检测方法分为：接触测量法，非接触测量法。接触式包括：热膨胀式（如水银、双金属、液体或气体压力）；热电偶；热电阻（铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻）。非接触式包括：辐射式2.热电偶传感器的特点是什么？热电偶是由热电功率差别较大的两种金属材料构成的，当红外辐射入射到这两种

5、金属材料构成的闭合回路的接点上时，该接点温度升高。而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，在闭合回路中将产生温差电流，同时回路中产生温差电势，温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。3.常见的红外温度传感器有哪几种？各有什么样特点？常见的红外温度传感器有：热敏电阻型、热电偶型、高莱气动型、热释电型热敏电阻型：热敏电阻是由锰、镍、钴等稀有金属氧化物混合后烧结而成的。热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻上时，其温度升高，电阻值减小。测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射的红外辐射的强弱，以判断产生红外辐射物体的温度。热电偶型：利用温差电热现象制成的

6、红外传感器称为热电偶型红外传感器，其时间常数较大，响应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10Hz以下。高莱气动型：灵敏度高，性能稳定，但响应时间长，结构复杂，强度较差，只适合于实验室内使用。热释电型：其电压响应率正比于入射辐射变化的速率。当恒定的红外辐射照射在热电传感器上时，传感器没有电信号输出。只有铁电体温度处于变化过程中，才有电信号输出。所以，必须对红外辐射进行调，使恒定的辐射变成交变辐射，不断地传感器的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变的信号。141.简述高莱气动型传感器的工作原理。红外辐射通过窗口入射到吸收膜上，吸收膜将吸收的热能传给气体，使气体温度

7、升高，气压增大，从而使柔镜移动。在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生改变，这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。14习题三压力检测p691.什么是金属导体的应变效应？电阻应变片由哪几部分组成？各部分的作用是什么？金属导体的应变效应：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生的变化，叫电阻应变效应。金属丝式电阻应变片包括：应变丝、基底、引线箔式电阻应变片包括：金