桂林理工大学传感器考试试题.doc

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1、1.1什么是传感器答：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。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。1.2传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；作用与关系：敏感元件：感知被测量，并将其传送给转换元件；转换元件：将这个被感知的量转换为电参数；基本电路：将感知元件感知的电参数转换为易测量的电信号；3对于传感器的静态特性。传感器的静态特性是：当输入信号稳定，或输入量为常数，或变化极慢且传感器已处于稳定状态时

2、，传感器的输入输出特性。传感器输入量X、输出量Y、则静态灵敏度：Sn=ΔyΔx；若传感器是线性的，则Sn为一个常数4.霍尔传感器：利用霍尔效应制作的传感器，可以用于检测磁场B、电流I，或者B×I。5.差动电压传感器：是互感型传感器，通过将被测量的位移量转换为传感器线圈互感的变化来实现非电量点的电测量。6.磁阻效应：某些金属和半导体材料的电阻，在外磁场作用下其阻值随磁场强度的变化而变化的现象。7.压电效应：某些电介质材料，当沿着一定方向对其施加力而使其变形，在介质的内部将产生极化现象，从而在介质的两个表面会产生数量相等、符号相反的

3、电荷，形成电场；当歪理去掉后，又重新回到不带电状态；当外力方向改变时，电场的极性也随着改变8.相敏检波电路的作用：输出信号的幅值与交流信号幅值相关联，输出信号的极性反映交流信号的相位。注：当参考电压与输入电压相位差位00或1800具有最高灵敏度。9.电涡流效应的概念：块状金属导体置于变化的磁场中做切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流（电涡流）的现象10.磁电感应概念：线圈与磁场相对运动，或者通过线圈的磁通发生变化，在线圈中产生感应电势。11.磁电传感器的工作原理：线圈与磁场相对运动，或者通过线圈的磁通发生变化，将在线

4、圈中产生感应电势，将运动速度、位移转换为线圈中的感应电势输出。12.差动变压器的残余电压产生的原因，消除办法。原因：两个次级线圈绕组电气系数（互感M、电感L、内阻R）不完全相同，几何尺寸也不完全相同，工艺上很难保证完全一致。消除方法：（一）提高差动变压器结构的对称性和电磁特性的对称性（二）电路进行补偿：①串联电阻；②并联电阻、电容，消除基波分量的相位差异，减小谐波分量；③加反馈支路，初、次级间加入反馈，减小谐波分量；④相敏检波电路对零点残余误差有很好的抑制作用。13.压电陶瓷压电晶体的异同点，压电陶瓷的纵向压电系数、压电晶体的压

5、电系数？（1）石英晶体是中性的，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压电陶瓷的压电系数比压电晶体的大。压电陶瓷和石英晶体不同，前者是人工制造的多晶体压电材料，而后者是单晶体。压电陶瓷在未进行极化处理时，不具有压电效应；经过极化处理后，它的压电效应非常明显，具有很高的压电系数，为石英晶体的几百倍。因此，压电陶瓷比石英晶体的压电灵敏度高得多。14.能简述霍尔效应的概念、掌握霍尔传感器的输出电压计算公式答：是指被约束在霍尔元件中的运动带电粒子(电子或空穴),在磁场中因受洛伦兹力作用产生偏转,

6、在霍尔元件两侧会产生电势差的现象输出电压公式：15.简述热电偶的工作原理，冷端补偿公式和补偿方法原理：两种不同类型的金属导体两端分别接在一起组成闭合回路，当两个结点温度不相等时，导体回路里有电路流动，会产生热电势的现象。ET，T0=ET，T1+E（T1，T0)热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥16.简述什么是光电效应？答：光射在某种物质上，使该物质吸收光能后，电子的能量和电特性发生变化的现象。17.简述传感器的定义和传感器在电子信息系统中的作用，举出3~5个例子定义：将非电信号量转换为电信号的器件或装置。作

7、用：自然领域中信息的主要途径与手段例子：1自动化系统2机器人技术中的关键部件3.光控开关4.报警装置中的红外传感器5.全自动照相机中的光电传感器保证在不同的光线下适度曝光18.变气隙型自感传感器进行位移量∆δ测量的原理答：铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。19.变面积型自感传感器进行位移量∆δ测量的原理答：L

8、1、L2结构对称，Δδ变化绝对值相同符号相反，电感变化的绝对值也相同符号相反,导致I1，I2变化的绝对值相同符号相反19.温度误差影响传感器对被测信号的检测，对于电阻应变传感器的温度误差，你认为一下四个描述最合理的是（）A.使用差动半桥和差动全桥电路可以消除温度