传感器答案(部分)

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1、第一章1.衡量传感器静态特性主要指标有哪些？说明它们的含义。答：线性度、回差（滞后）、重复性、灵敏度、分辨力、阀值、稳定性、漂移、静态误差（精度）2.计算传感器线性度的方法有哪几种？差别何在？答：理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，它与实际测试值无关。端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正、负偏差相等并且最小。最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。

2、3.分析改善传感器性能的技术途径和措施。答：（1）结构、材料与参数的合理选择（2）差动技术（3）平均技术（4）稳定性处理（5）屏蔽、隔离与干扰抑制（6）零示法、微差法与闭环技术（7）补偿、校正与“有源化”（8）集成化、智能化与信息融合第二章：1.金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。答：金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主；半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。3.试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。答：原因：无论是输出电压还是电

3、流，实际上都与△/呈非线性关系。措施：差动电桥补偿法、恒流源补偿法4.如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？答：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。要求：非线性误差要小（<0.05%~0.1%F.S），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。第三章2.变间隙式、变截面式和螺管式三种电感式传感器各适用于何场合？各有什么优缺点？答：变气隙式灵敏度较高，但测量范围小，一般用

4、于测量几微米到几百微米的位移。变面积式灵敏度较低，但线性范围较大，除E型与四极型外，还常做成八极、十六极型，一般可分辨零点几角秒以下的微小角位移，线性范围达±10°.螺管式可测量几纳米到一米的位移，但灵敏度较前两种低。5.试述造成自感式传感器和差动变压器温度误差的原因及其减小措施。答：（1）环境温度的变化会引起自感传感器的零点温度漂移、灵敏度温度漂移以及线性度和相位的变化，造成温度误差。应注意线膨胀系数的大小与匹配，采用弱磁不锈钢等材料作线圈骨架，或采用脱胎线圈。（2）当温度变化时，差动变压器初级线圈的参

5、数尤其铜阻的变化影响较大。应提高初级线圈的品质因数，或采用稳定激励电流的方法减小温度误差。6.比较恒频调幅式、变频调幅式和调频式三种测量电路的优缺点，并指出它们的应用场合。答：第四章1.电容式传感器可分为哪几类？各自的主要用途是什么？答：变极距型电容传感器：在微位移检测中应用最广。变面积型电容传感器：适合测量较大的直线位移和角位移。变介质型电容传感器：可用于非导电散材物料的物位测量。2.试述变极距型电容传感器产生非线性误差的原因及在设计中如何减小这一误差。答：原因：灵敏度S与初始极距的平方成反比，用减少的

6、办法来提高灵敏度，但的减小会导致非线性误差增大。措施：采用差动式结构3.为什么电容式传感器的绝缘、屏蔽和电缆问题特重要？设计应用中如何解决这些问题？答：电容式传感器由于受结构与尺寸的限制，其电容量都很小，属于小功率、高阻抗器，因此极易受外界干扰，尤其是受大于它几倍、几十倍的、且具有随机性的电缆寄生电容的干扰，它与传感器电容相并联，严重影响传感器的输出特性，甚至会淹没没有用信号而不能使用。解决：驱动电缆法、整体屏蔽法、采用组合式与集成技术5.为什么高频工作的电容式传感器连接电缆的长度不能任意变动？答：在实际

7、应用中，特别在高频激励时，尤需考虑电容器及引线电感L的存在，会使传感器有效电容变化，从而引起传感器有效灵敏度的变化，在这种情况下，每当改变激励频率或者更换传输电缆时都必须对测量系统重新进行标定。6.简述电容测厚仪的工作原理及测试步骤。答：第五章1.为什么磁电式传感器要考虑温度误差？用什么方法可减小温度误差？答：温度的变化，将导致线圈匝长及导线电阻率的变化、磁阻的变化及磁导率的变化等。采用热磁补偿合金来实现温度补偿。第六章1.何谓压电效应？何谓正压电效应和逆压电效应？答：压电效应：某些电介质在沿一定方向上受

8、到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机