《传感器原理及应用》期末复习资料

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1、《传感器原理及应用》期末复习资料第一章概述1.广义的定义：i种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种口J用信号输出的器件和装置。狭义的定义：能把外界非电信号转换成屯信号输出的器件。以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。2.传感器一般由敏感元件、转换元件、基木电路三部分组成。筑一音传咸翌的某去站样1＞传感器的静态特性是什么？冇哪些主要的静态性能指标？传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。其主要

2、指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率、漂移和稳定性。其屮传感器的线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。灵敏度的定义是输出量增量与引起输出量增量的相应输入量增量AxZ比。2.传感器动态特性是什么？主要动态特性指标冇哪些？答：传感器的动态特性是指输入量随时间变化时传感器的响应特性。传感器动态特性主要有：频率响应特性。3、传感器的动态误差包括哪两个部分？稳态误差与暂态误差。第三章电阻式传感器1.何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因

3、变形而使其电阻值发生变化的现彖称为电阻应变效应。当外力作用时，导休的电阻率°、长度/、截面积S都会发生变化，从而引起电阻值的变化，通过测量电阻值的变化，检测出外界作用力的大小。2.什么是“横向效应”？为什么增加应变片两端电阻条的横截面积便能减小横向效应？横向效应：将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为应变传感器的横向效应。敏感栅越窄，基长越长的应变片，横向效应越小，因为结构上两端电阻条的横截面积大的应变片横向效应较小。3.应变片温度误差的主要來源有：一是应变片本身电阻温度系数a1的影响；二是试件

4、材料线膨胀系数趴的影响。常用的应变片温度误差补偿方法冇温度自补偿法、电桥线路补偿法等。4.比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路（电压灵敏度、温度补偿）。写出各电路输出电压灵敏度。电压灵敏度：半桥电路比单桥电路的灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵墩度提高4倍，而且两者均无线性误茅。5＞半导体电阻应变片的工作原理。第四章电容式传感器1、电容传感器冇哪些类型？答：类型：1）变面积型电容传感器：测量范围大，多用于测线位移、角位移；2）变极距型电容式传感器：适宜做小位移测量；3）变介质型电容传感器:普遍用于液面高度测量、介质厚度测量，可制成料位计等。电

5、容式传感器是将被测非电量（极板距离）变化成电容量的变化。2、叙述电容传感器的工作原理。3、为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式，差动结构形式的特点是什么？答：电感两端的电压与通过的电流的变化量成正比，流过电容的位移电流与其两端电压的变化量成止比，而羌分方式止好放大的是电压或电流的变化量，故一般采用这种结构。差动式电容或电感传感器比单个电容或电感灵敏度提高一倍；非线性误差减小，线性度明显改善；可以抵消温度、噪声干扰的影响。第五章电感式传感器1＞何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各冇何特点？答：电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实

6、现非电量电测的一种装置，传感器利用电磁感丿应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。电感式传感器根据工作原理口J以分为：自感式电感传感器和互感式电感传感器；根据结构可以分为：变磁阻式（自感式）、涡流式和差动变压器式（互感式）。2、叙述变磁阻式传感器（自感式传感器）的工作原理。答：由线性L,铁芯A,衔铁B组成。在铁芯和衔铁之间有间隙，间隙厚度为■传感器运动部分与衔铁相连，衔铁移动吋，间隙厚度变化，引起此路的磁阻变化,导致屯感线圈屯感量发生变化。（考虑当衔铁移近铁芯时或衔铁移动使空气缝隙的面积变大时，电感量的变化情况）2.比较自感式传感器与互感式传感器

7、的异同。答：电感传感器采用差动形式，转换电路采用相敏检波电路可有效改善线性度。3.什么是零位残余电压？说明产生差动电感式传感器零位残余电压的原因。答：差动变压器式传感器的铁芯处于中间位置时，在零点附近总冇一个最小的输出电压At/（）,将铁芯处于中间位置时，最小不为零的电压称为零点残余电压。产生零点残余电压的主要原因是由于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。4.什么叫电涡流效应？涡流的分布范围。说明电涡流式传感器的基本结构与工作原理。1）一个块状金屈导体置于变化的磁场中或在磁场中

8、切割磁力线运动时，导体内部会产生闭合的电流，这种现象称为涡流效应。2）由于趋肤效应，电涡流只存在于金属导体的表面薄层内。线