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传感器复习提纲整理-川农

来源:用户分享 时间:2025/8/22 12:30:18 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1. 传感器的主要组成部分,各个部分的作用。

传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。敏感元件指传感器中能直接感受和响应被测量的部分;转换元件是传感器中能将敏感元件的感受或响应的被测量转换成适合传输和处理的电信号部分。

注:(PPT上面的)传感器的基本组成分为敏感元件,转换元件,基本转换电路三部分。 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:敏感元件的输出就是它的输入,它把输入转换成电路参量。

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),便可转换电

量输出。

2. 霍尔效应产生的原因,怎样消除不等位电势。

霍尔效应产生的原因:当电流垂直于外磁场通过导体或半导体薄片时,在垂直于电流和磁场方向的两侧产生电势差的现象,这一现象便是霍尔效应。霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。

消除不等位电势:常采用两种补偿方法。第一,在电桥阻值较大的桥臂上并联电阻,这种补偿方式相对简单,被称为不对称补偿。第二,在两个桥臂上,同时并联电阻,这种补偿方式被称为对称补偿,其补偿的温度稳定性较好。 3. 何为系统误差,系统误差产生的原因,怎样减小系统误差。

由于测量系统本身的性能不完善、测量方法不完善、测量者对仪器的使用不当、环境条件的变化等原因所引起的测量误差称为系统误差

系统误差可以通过实验或分析的方法查明其变化的规律和产生的原因,通过对测量值的修正,或采取一定的预防措施,就能消除或减少它对测量结果的影响。 4. 电容传感器的工作原理,有哪些测量参数。

电容传感器利用利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。 压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中。 5. 如何判别一个光敏电阻是正常的。

用万用表电阻档测量,测量中改变一下光照强度(手遮挡即可),电阻有明显变化说明基本正常。

6. 一个传感器是怎样标定的。

传感器的标定是利用某种标准仪器对新研制或生产的传感器进行技术检定和标度;它是通过实验建立传感器输入量与输出量之间的关系,并确定出不同使用条件下的误差关系或测量精度。

7. 给出3种测量振动的传感器,简述其测量原理。

电涡流式振动传感器:电涡流式振动传感器是一种相对式的非接触式的传感器,是以涡

流效应作为工作原理的振动式传感器。它主要是通过被测物体和传感器顶端的距离变化来测量物体的振动。

电感式振动传感器:是依据电磁感应原理设计的一种振动传感器。电感式振动传感器设

置有磁铁和导磁体,对物体进行振动测量时,能将机械振动参数转化为电参量信号

压电式振动传感器:是利用晶体的压电效应来完成振动测量的,当被测物体的振动对压

电式振动传感器形成压力后,晶体元件就会产生相应的电荷,电荷数即可换算为振动参数。

8. 传感器的发展趋势有哪些。

总体上说,传感器技术的发展趋势表现为六个方面:一是提高与改善传感器的技术性能;二是开展基础研究,寻找新原理、新材料、新工艺或新功能等;三是传感器的集成化;四是传感器的智能化;五是传感器的网络化;六是传感器的微型化。 9. 何为智能传感器。

智能传感器是基于人工智能、信息处理技术实现的具有分析、判断,量程自动转换,漂移、非线性和频率响应等自动补偿,对环境影响量的自适应,自学习以及超限报警、故障诊断等功能的传感器。

10. 给出3种测量位移的传感器,简述其测量原理。

变极距型电容传感器:把被测位移的变化转变为电容量的变比,再用转换电路把电容量

的变比转换成电流或电压的变比。

霍尔位移传感器:使霍尔元件在一个均匀的梯度磁场中沿x 方向移动。此时,霍尔电势

与位移成正比,电势的极性表明了元件的位移方向。

螺旋管式差动变压器传感器:把被测位移量的变化转变为两个次级线圈感应电动势之差,

输出电压的变化反映了被测物体的移动量。 11. 电感传感器的工作原理,有哪些测量参数。

电感传感器可以把输入的物理量转换为线圈自感系数L或互感系数M的变化,并通过测量电路将L或M的变化转换为电压或电流的变化,从而将非电量转换成电信号输出,实现对非电量的测量。

感测量:位移、振动、压力、应变、流量、比重等 12. 相敏检波电路的工作原理。

相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向,即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后,便能输出既反映位移大小,又反映位移极性的测量信号。经过相敏检波电路,正位移输出正电压,负位移输出负电压,电压值的大小表明位移的大小,电压的正负表明位移的方向。

图为二极管相敏检波电路。图中UR为参考电压,其频率与U0相同,相位与U0同相或反相,并且UR>> U0,即二极管的导通与否取决于UR,工作原理:

(1)衔铁在中间位置时,U0= 0,电流表中无读数。 (2)若衔铁向上移动:

信号电压U0上正下负为正半周,假定参考电压UR极性为左正右负,此时D1、D2截止,而D3、D4导通,信号电流方向为

电流表的极性是上正下负 ,同理负半周结果相同

(3)当被测量方向变化使衔铁下移时,输出电压U0 的相位与衔铁上移时相反。 13. CCD图像传感器的工作原理。

电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。 所以CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。它存储由光或电激励产生的信

号电荷,当对它施加特定时序的脉冲时,其存储的信号电荷便能在CCD内作定向传输。CCD的基本功能是信号电荷的产生,存储,传输,和输出。

注:(我的是这个答案,你看看)

由一列光敏元件与一列CCD并行且对应的构成一个主体,在它们之间设有一个转移控制栅。当入射光照射在光敏元件阵列上,梳状电极施加高电压时,光敏元件聚集光电荷,进行光积分,光电荷与光照强度和光积分时间成正比。在光积分时间结束时,转移栅上的电压提高(平时低电压),与CCD对应的电极也同时处于高电压状态。然后,降低梳状电极电压,各光敏元件中所积累的光电电荷并行地转移到移位寄存器中。当转移完毕,转移栅电压降低,梳妆电极电压回复原来的高电压状态,准备下一次光积分周期。同时,在电荷耦合移位寄存器上加上时钟脉冲,将存储的电荷从CCD中转移,由输出端输出,从而读出电荷图形。

14. 热电偶利用冷端补偿器法进行冷端处理及补偿的工作原理。

为消除冷端温度影响,常用的措施有:

① 补偿导线法:将热电偶配接与其具有相同热电特性的补偿导线,使自由端远离工作 端,放置到恒温或温度波动较小的地方。

② 冷端恒温法:把热电偶的冷端置于某些温度不变的装置中,以保证冷端温度不受热

端测量温度的影响。

③ 冷端温度校正法。如果热电偶的冷端温度偏离 0℃,但稳定在 0 t ℃,则按中间温

度定律对仪表指示值进行修正。

④ 自动补偿法。也称为电桥补偿法,它是在热电偶与仪表间加上一个补偿电桥,当热

电偶冷端温度升高,导致回路总电动势降低时,这个电桥感受自由端温度的变化,产生一个电位差,其数值刚好与热电偶降低的电动势相同,两者互相补偿。

15. 涡流式传感器的测量对象。

电涡流传感器目前主要应用于测位移、振动、转速、测厚度、测材料、测温度、电涡流探伤

16. 传感器的静态特性、动态特性指标参数。

传感器的静态特性是它在稳定信号作用下的输入—输出关系。传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。 传感器的动态特性是指传感器对动态激励的响应特性。传感器动态特征的主要指标有时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量 17. 我国使用的铂热电阻的测量范围。

-200℃-850℃

18. 光敏电阻适于作为何种元件。

一般在自动控制系统中用作光电开关

19. 莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用。

放大

20. 误差分类等。

系统误差:重复条件下,对同一物理量无限多次测量结果的平均值减去该被测量的真值。

系统误差大小、方向恒定一致或按一定规律变化。

随机误差:测量示值减去在重复条件下同一被测量无限多次测量的平均值。随机误差具

有抵偿特性。产生原因主要是温度波动、振动、电磁场扰动等不可预料和控制的微小变量。

粗大误差:明显超出规定条件下预期的误差,它是统计异常值。应剔除含有粗大误差的

测量值。产生原因主要是读数错误、仪器有缺陷或测量条件突变等。

21. 上课ppt中的计算题。

22. 各类传感器的工作原理、基本结构等等。

注:结合上课用的PPT和课本去复习。

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