传感器综合题答案

10-1 （1）传感器静态特性指标主要有【线性度、灵敏度、精确度、零点漂移、温漂、重复性、最小检测量、分辨率】等.而其动态特性指标主要有【频域分析】和【时域分析

】两部分.

(2) 传感器的精度A含义是【在规定范围内，其允许的最大绝对误差值相对与测量范围的百分数】根据精度等级概念,若测得某传感器A=0.48%,则该传感器应定为【0.5】级精度 .

(3) 传感器线度 A含义是【在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程（F.S）输出值的百分比】,拟合刻度直线方法有【切线法、端基法、最小二乘法】

三种。

(4) 某电容式位移传感器,当被测位移变化量△X=50 ,相应输出电容变化量△C=25PF,其平均灵敏度为【0.5PF/um】;用切线法求得线性度为1%.若现采用差动式电容结构,其灵敏

度应为【1PF/um】,用切线法求得线性度应为【2%】. (5) 传感器的最小检测量是指【传感器能确切反应被测量的最低限量】而言,最小检测量愈小则表示传感器【检测微量的能力】愈高.

10-2 (1) 金属应变片工作原理是【应变效应】,半导体应变片工作原理是【压阻效应】.二者应变灵敏度系数主要区别是-------------------------- -----------------

---------------------- ---------------------------------------..

(2) 为提高应变片动态测量精度,当被测应变片波长一定时同岁有基长一定时,现有基长分别为10mm和20mm两种应变片,则应选用基长为 【15mm】的应变片,方可减小动态误差,

(3) 应变式传感器产生温度误差的原因为 【电阻丝有一定温度系数】和【电阻丝材料与测试材料膨胀系数不同】，通常采用的温度补偿方法有【但私自补偿、双丝组合式自补

偿、电路补偿】等.

(4)应变片灵敏度系数K的测试条件是【受一维应力作用、应变片轴向与主应力方向一致、试件材料的泊松比为0.285的钢材】.测得的K值大小比应变丝的应变灵敏度系数KS【小 】。其原因是【横向效应和胶层效应传递变形失真】.

(5) 为减小温度误差,压阻器件一般采用【恒流】源供电.而器件本身受温度影响要产生【零点温度漂移】和【灵敏度温度漂移】.因此要采用温度补偿措施,方法有【零点温度

补偿法、灵敏度温度补偿法】等. 10-3 (1) 电容式传感器分布电容的存在对测量的危害性是: 【降低测量灵敏度、引起非线性输出】.通常采用消除和减小颁布电容的方法有【增加原始电容、接地和屏蔽、驱

动电缆】 等.

(2) 平等板式电容传感器,变面积型可用于检测【位移】,变间距型可用于检测【微小位移】,而变介质型可用于检测【厚度】等参数.

(3) 当差动式电容测量电路输出电压为U= E的形式时(E为电源电压,C1和C2为差动电容),则其具有的特点是【具有温度补偿功能、灵敏度高、非线性误差小】。

(4) 运算法测量电容传感器电路具有的特点是:【减小环境温度对测量的影响】 。

(5) 电容式差压变送器的敏感电容结构是【张紧式】,其主要特点是【精度高、稳定性高】。 10-4 (1) 差动电感及差动变压器的位移—电压特性均为关于【原点对称线性输出】-特性,因而测位移存在【移动方向判断】问题,解决此问题的方法是采用【相敏检波】电路.

(2) 提高差动变压器输出信号电压的措施有: 【增大匝数比、增加初级线圈电压、增加激磁电压的频率】等。

(3) 差动变压器零点残余电压产生的原因是: 【基波分量、高次谐波、电磁干扰】等,消除和减小的方法有: 【保证结构对称性、、选选用合适的测量电容、采用补偿电路】等 .

(4) 电涡流检测线圈结构特点是采用------------------线圈,当被测------------------材料靠近它时,利用线圈变化------------------进行测量.

(5) 电涡流传感器应用方式可分为两大类:即按【测量电路】不同可分为【变频反射式和低频透射式】，它主要用于检测【位移、振幅、厚度】等参数. 10-5 (1) 压电元件的原理是【压电】效应,它的主要特点是【灵敏度高、工作可靠、质量轻】.目前常使用的压电材料有【石英晶体、压电陶瓷、锆钛酸铅】等.

(2) 压电式传感器对测量------------------信号无响应,其被测信号频带上限取决于------------------,频带下限取决于------------------.

(3) 压电元件测量电路采用前置放大器的目的是: 【把电压是传感器的高输出阻抗变换成低阻抗输出、放大压电式传感器输出的弱信号】.目前经常应用的前置放大器有【电压

放大器、电荷放大器】两种.

(4) 若单片压电片等效电容为C,输出电荷为q,输出电压为U.则将相同两片串接后其总参数C′为c/2,q′为q,U′为2U;若改为两片并接后,其总参数C′为2C,q′为2q,U′为U.

(5) 石英压电元件的纵向压电效应是X方向的作用力,在垂直于x轴的 电极面上产生电荷;而横向压电效应是y方向的作用力在垂直于x轴的电极面上产生电荷.

10-6 (1) 编码器按组成原理可分为-【电触式、电容式、感应式、光电式】等。编码器按用途不同可分【码盘 码尺】，分别用于检测【角度 长度】参数。

（2） 光栅传感器是根据【莫尔条纹】原理制成的。是由-【照明系统、光栅副、光电接收元件】组成的，主要用于-【速度、震动、质量】-检测等参数。

（3） 莫尔条纹的宽度BH由-【光栅常数和光栅夹角@】决定。一般调节莫尔条纹宽度主要采用的方法是【调节光栅夹角】。

（4） 振弦式传感器采用------------------系统，其输出为-【频率】-信号。主要用于检测-【力、温度、距离】-等参数。

（5） 振弦传感器的固有频率f0与弦线的【张力、有效长度】-等参数有关。为改善其输出f-T特性的非线性，可采用------------------ ------------------等方法。

10-7 （1） 热电偶的工作原理是-【热电】-效应，热电势包括-【两种导体的接触电势-和-单一导体的温差电势】两种，能产生热电势的必要条件是-【组成热电极的必须是不

同材料、两个接触点必须处于不同的温度场中】。

（2） 热电偶补偿导线的作用是【是热电偶的冷端温度保持恒定】，对选择补偿导线的要求是【0~100`C范围内和所连接的热电偶有相同的热点性、价格便宜】。 （3）热电阻测温的原理是【热点效应】，一般目前常用的热电阻有【铂、铜、半导体】等。 （4）热敏电阻按温度系数分为＿＿、 ＿＿、 ＿＿三种，热敏电阻本身温度取决于＿＿、 ＿

＿两个因素。

（5）热敏电阻用于测温元件时，其工作电流要求为【很小】，应该工作在伏——安曲线的＿＿区域，原因是＿＿＿＿。

10-8（1）霍尔元件由于采用了【半导体材料】，元件才有实用价值，它是一个【四】端元件，一般可用于检测【磁场；电流或电压；功率】等参数。

（2）霍尔元件的不等位误差是指【不等位电势】而言。其产生的原因为＿＿、＿＿等，减小不等位电势的方法有【机械修磨、化学腐蚀】等。 （3）光电效应分为三类即：【外光电效应】，相应的器件有【光电管】；【光电导效应】，相应的器件有【光敏电阻】；【光生伏特】效应，相应的器件有【光电池、光敏晶

体管】。

（4）光电池的原理是利用【光生伏特效应】。从光照特性可以看出其开路电压与照度为【非线性】关系，而短路电流与照度成【线性】效应，所以光电池作为检测元件时应取

【短路电流】的输出形式。

（5）湿敏元件工作电源要求采用＿＿信号源，其原因是＿＿＿＿。此外其测量电路还要采取＿＿和＿＿等措施。 10-9（1）光纤传光的原理是【利用光在纤芯与包层之间界面的全反射来传光的】。光纤由【玻璃纤维芯】和【玻璃包层】组成，其传光的必要条件是【入射光线的入射角的正

弦值必须小于光纤的数值孔径，即sinθi

（2）光纤传感器可分为【功能型、非功能型、拾光型】类。其检测原理是＿＿＿＿。 （3）光纤的数值孔径NA是【衡量光纤聚光能力的】参数，对于光纤传感器而言一般要求NA值在【0.2~0.4】范围。

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