传感器与检测技术2.1 应变式传感器-4复习

《传感器检测技术》复习提纲Chap. 1传感器的用途（非电量电量）传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。

现代信息产业的三大支柱随着科学技术的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业，分别充当信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。

应用领域传感器几乎渗透到所有的技术领域。

如工业生产、宇宙开发、海洋探索、环境保护、资源利用、医学诊断、生物工程、文物保护等等广泛领域，并逐渐深入到人们的生活中。

传感器命名规则传感器产品的名称，应由主题词及四级修饰语构成。

（1）主题词——传感器。

（2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。

（3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。

（4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。

（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。

本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。

例1 传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2 传感器，加速度，压电式，±20g。

在技术文件、产品样书、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。

例1 1～3500kPa 放大型应变式绝对压力传感器；例2 ±20g 压电式加速度传感器。

静态特性曲线优劣性比较传感器的静态性能指标：线性度、灵敏度、精确度、迟滞、重复性、零点漂移、温漂、分辨率和阈值灵敏度的定义：灵敏度是传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。

Chap. 2力的测量原理（静力效应，动力效应）力的计量单位为牛顿。

电桥（单臂、双臂、全桥，需要会推导输出表达式）如下图所示为恒压源供电的直流电桥测量电路。

其特点是，当被测量无变化时，电桥平衡时输出为零。

上海开大《传感器与测试基础》复习资料（参考答案）（注意：考试时，答题使用答题纸）一、填空题（20分）1.传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。

静态特性指标的有灵敏度、线性度、分辨力、迟滞误差、稳定性等。

P18—P202.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为模拟式测量和数字式测量。

P73.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以分为在线测量和离线式测量。

P74.对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以分为偏位式测量、微差式测量和零位式测量。

P75.某0. 1级电流表满度值x m =100mA ,测量60仇4的绝对误差为±0. 1mA。

6、服从正态分布的随机误差具有如下性质集中性、对称性、有界性。

P137.硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光电流在很大范围内与照度呈线性关系。

P2308、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据室压蚩的基本原理制成的，其次级绕绢.都用差动形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。

P679、霍尔传感器的霍尔电势U H为KNB 若改变I或—就能得到变化的霍尔电势。

P18310、电容式传感器中，变极距式一般用来测量微小的位移。

11、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量频率太低的被测量，特别是不能测量一静态值。

12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好灵感度提高二_____ 倍、测量精度高。

13.热电偶冷端温度有如下补偿方法：冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥补偿法、仪表机械零点调整法。

P21014.空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。

15.从原理来分，电容式传感器结构类型有：变面积式、变极距式、变介电常数式。

16.变极距式电容传感器的电容变化与极板间距之间的关系是成关系，为了减小这种关系带来的测量误差，常采用差动结构来解决。

一．填空题1．传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由灵敏元件和转换元件组成。

其中灵敏元件是指能够感受被测量的部分，转换元件是指将灵敏元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分。

2．传感器的分类:a.按输入量分类：位移传感器，速度传感器，温度传感器，压力传感器等b.按工作原理分类：应变式，电容式，电感式，压电式，热电式等c.按物理现象分类：结构型传感器，特性型传感器d.按能量关系分类：能量转换型，能量控制型e.按输出信号分类：模拟式传感器，数字式传感器3. 传感器技术的主要发展趋势：一是开展基础研究，发现新现象，开发传感器新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化和智能化。

4. 检测技术属于信息科学的范畴，与计算机技术、自动控制技术和通信技术构成完整的信息技术。

5. 传感器的静态特性的主要指标是：线性度，迟滞，重复性，分辨力，稳定性，温度稳定性和各种抗干扰稳定性等。

6. 电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示值的变化。

7. 电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置，可以用来测量位移、振动、压力流量、重量、力矩应变等物理量。

8. 自感式传感器中，调幅电路用得较多，调频、调相电路用得较少。

9. 当金属导体置于变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，称之为电涡流或涡流。

这种现象称为涡流效应。

10. 感应同步器是应用电磁感应原理来测量直线位移或转角位移的一种器件。

测量直线位移的称为直线感应同步器，测量转角位移的称为圆感应同步器。

11. 利用电容器的原理，将非电量转化为电容量，进而实现非电量到电量的转化的器件称为电容式传感器。

12. 在应用中电容式传感器可以有三种基本类型：变极距型，变面积型和变介电常数型。

而它们的电极形状又有平板型，圆柱形和球平面型三种。

13. 电容式传感器把被测量转化成电路参数C。

传感器知识点一、电阻式传感器1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。

2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 ● 应变电阻式传感器1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。

2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化a. 组成：弹性元件+电阻应变片b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。

c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等点的输出。

3) 电阻值：ALR ρ=(电阻率、长度、截面积)。

4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变)5) 应力与力和受力面积的关系：（面积）（力）（应力）A F =σ应注意的问题：a. R3=R4；b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值；c. 补偿片的材料一样，个参数相同；d. 工作环境一样；二、电感式传感器1) 电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L 或互感系数M的变化。

2) 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。

3) 主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。

● 变磁阻电感式传感器1) 原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。

2) 自感系数公式：)(2002气隙厚度（截面积）（磁导率）δμA L N=。

3) 种类：变气隙厚度、变气隙面积4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。

5) 测量电路：交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。

P56 6)应用：变气隙厚度电感式压力传感器（位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化）● 差动变压器电感式传感器1) 原理：把非电量的变化转化为互感量的变化。

2) 种类：变隙式、变面积式、螺线管式。

3) 测量电路：差动整流电路、相敏捡波电路。

● 电涡流电感式传感器1) 电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。

《传感器与检测技术》（传感器部分）知识点总结第一章 概述1.传感器的定义与组成（1）定义：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。

（2）共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量转换成电量。

（3）功能：检测和转换。

（4）组成：5.开展基础理论研究寻找新原理6.传感器的集成化第二章 传感器的基本特性1.线性度（传感器的静态特性之一）（1）定义：传感器的输入、输出间成线性关系的程度。

（2）非线性特性的线性化处理：Y FSy Y FSy Y FSyo（a ）切线或割线X mxo（b ）过零旋转X mxo（c ）端点平移X mx（3）非线性误差：γL = ± Δ L ma xY FS式中，γL ——非线性误差（线性度）；ΔL m a x ——输出平均值与拟合直线间的最大偏差绝对 值；Y F S ——满量程输出。

2.灵敏度（传感器的静态特性之二）传感器在稳态信号作用下输出量变化对输入量变化的比值。

0 S n ＝ y x xS n = dy dx (a) 线性测量系统(b) 非线性测量系统 0S n y = f x ) dy dx = C x 0 S n y = f ( )dy x 0 S n y = f (x ) dy dx(c) 灵敏度为常数(d) 灵敏度随输入增加而增加 (e) 灵敏度随输入增加而减小3.分辨率/分辨力（传感器的静态特性之三）分辨率是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。

分辨率可以用增量的绝对值 或增量与满量程的百分比来表示。

4.迟滞/回程误差（传感器的静态特性之四）（1）定义：在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正、反行程的输出信 号大小不相等的现象。

开发新材料 采用新工艺 探索新功能具有同样功能的传感器集成化，即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上 排列起来，形成一维的线性传感器，从而使一个点的测量变成对一个面和空间的测量。

电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考传感器与检测技术复习题基础知识自测题第一章传感器的通常特性1.传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。

2.传感器的基本特性通常用其特性和特性去叙述。

当传感器转换的被测量处在动态时，测出的输入一输出关系称作特性。

3.传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的特性，其主要技术指标有：、、和等。

4.传感器实际曲线与理论直线之间的称作传感器的非线性误差，其中的与输入满度值之比称作传感器的。

5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，变化量与化量的比值。

对传感器来说，其灵敏度是常数。

6.传感器的动态特性就是指传感器测量时，其输入对输出的特性。

7.传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。

8.只体会由敏感元件输入的，并且与成确认关系的另一种非电量，然后输入电量的元件，称作元件。

第二章电阻式传感器1.电阻应变片就是将被测试件上的转换成的传感元件。

2.电阻应变片由、、和等部分共同组成。

3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量的大小。

4.金属电阻应变片脆弱栅的形式和材料很多，其中形式以式用的最少，材料Infreville的最为广为。

5.电阻应变片的工作原理就是依据快速反应效应创建与变形之间的量值关系而工作的。

6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致，且受到一维形变时，应变片灵敏系数k就是应变片的与试件主应力的之比。

7.电阻应变片中，电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象，称为应变片的横向效应。

8.电阻应变片的温度补偿中，若使用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上时，则补偿应变片不。

9.用弹性元件和及一些附件可以共同组成快速反应式传感器.10.应变式传感器按用途划分有：应变式传感器、应变式传感器、应变式传感器等。

11.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以，同时还能起到的作用。

传感器与检测技术复习提纲兼答案第1章检测技术的基础知识1. 什么是检测技术？检测技术：以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。

2. 什么是传感器？举例说明。

画出传感器的组成框图。

传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置电位传感器、热丝传感器、电容传感器、电感传感器、压磁传感器传感器的组成框图3. 什么是自动检测系统？画出框图。

自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸系统的总称。

4. 什么叫测量？按测量手段分类有哪些？直接测量、间接测量、联立测量，各举例说明测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。

直接测量: 用弹簧管式压力表测量流体压力。

间接测量：导线电阻率ρ的测量。

联立测量：电阻器温度系数的测量。

5. 按测量方式分类有哪些？各举例说明偏差式测量、零位式测量和微差式测量偏差式测量：用磁电式电流表测量电路中某支路的电流。

零位式测量：利用惠斯登电桥测量电阻。

（解释图1.2.1）：在进行测量之前，应先调1R ,将回路工作电流I 校准；在测量时，要调整R 的活动触点，使检流计G 回零，这时0=g I ,即X R U U =，这样，标准电压R U 的值就表示被测未知电压值。

微差式测量：偏差式测量法和零位式测量法相结合，构成微差式测量法。

6. 为什么会产生测量误差？测量误差的基本概念及表示方式有哪些？测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都可能导致测量误差的产生。

7. 绝对误差、相对误差、引用误差，写出其公式绝对误差：o L －x ＝Δx相对误差：引用误差：8. 误差的分类与来源是什么？系统误差、随机误差、粗大误差 9. 系统误差、随机误差、粗大误差各是什么含意？各举例说明。

误差能否消除？能否修正？系统误差在相同的条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时，与某一个或几个因素成函数关系的有规律的误差，称为系统误差。

第一章byYYZ都是老师上课给的应该全都有了。

1.传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便与应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。

2.传感器的组成：信号从敏感元件到转换元件转换电路。

3.敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

4.转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成为电路参数。

5.转换电路：将电路参数接入转换电路，便可转换为电量输出。

6.误差的分类：系统误差（测量设备的缺陷），随机误差（满足正态分布），粗大误差。

7.系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，按一定规律变化的误差称为系统误差。

材料、零部件及工艺的缺陷，标准测量值，仪器刻度的标准温度，压力会引起系统误差。

8.随机误差：绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。

仪表中的转动部件的间隙和摩擦，连接件的弹性形变可引起随机误差，随机误具有随机变量的一切特点。

9.粗大误差：超出规定条件下的预期的误差。

粗大误差明显歪曲测量结果，应该舍去不用。

10.精度：反映测量结果与真值接近度的值。

11.精度可分为准确度、精密度、精确度。

12.准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。

13.精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。

14.精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可以用测量的不确定度（或极限误差）表示。

15.精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高，则精密度和准确度都高。

16.传感器的静态特性是指输入被测量不随时间变化，或随时间变化很缓慢时，传感器的输出与输入的关系。

17.衡量传感器静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度等18.线性度的计算例题：20.△Lmax为最大非线性绝对误差，Yfs为满量程输出。

21.传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间的线性程度。

22.灵敏度是指传感器在稳态下的输出变化量A Y与引起次变化的输入变化量A x之比，它表征传感器对输入量变化的反映能力。

第一章传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转化成便于处理和传输的另一种物理量(一般为电量)的装置。

传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术，是检测原理、材料科学,工艺加工等三个要素的最佳结合。

变送器是将非电量的信息转换成具有标准信号的装置。

凡能输出标准信号的传感器就称为变送器。

传感器一般有敏感元件、转换元件及测量电路组成，有时还要加辅助电源。

敏感元件：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：能将敏感元件感受的非电量直接转换为电量的器件。

测量电路：将转换元件输出的电量转换成便于记录、显示、控制和处理的电信号的电路。

结构型：主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化，将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测信号。

物性型：利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量，它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。

复合型：将中间转换环节与物性型敏感元件复合而成的传感器。

静态特性：当输入量是常量(稳定状态的信号或变化及其缓慢的信号)时，输入与输出间的关系。

动态特性：当输入量随时间变化时，输入与输出间的关系(动态量指周期信号、瞬变信号或随机信号) 。

线性度（非线性误差）：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（Full Scale)输出值的百分比称为线性度。

在标准工作状态下，利用一定精度等级的校准设备，对传感器进行往复循环测试，即可得到输出-输入数据。

将这些数据列成表格，再画出各被测量值对应输出平均值的连线，称为传感器的静态校准曲线。

灵敏度：传感器的灵敏度是指到达稳定工作状态时，输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。

精度的指标：精密度，正确度，精确度、精密度δ它说明测量结果的分散性(随即误差）。

正确度ε说明测量结果偏离真值大小的程度(系统误差)。

精确度τ它含有精密度和正确度之和的意思，即测量的综合优良程度。

填空：1.传感器是把外界输入的非电信号转换成(电信号)的装置。

2.传感器是能感受规定的(被测量)并按照一定规律转换成可用(输出信号)的器件或装置。

3.传感器一般由(敏感元件)与转换元件组成。

(敏感元件)是指传感器中能直接感受被测量的部分(转换元件)是指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。

4.半导体应变片使用半导体材料制成，其工作原理是基于半导体材料的(压阻效应)。

5.半导体应变片与金属丝式应变片相比较优点是(灵敏系数)比金属丝高50~80倍。

6.压阻效应是指半导体材料某一轴向受到外力作用时，其(电阻率ρ)发生变化的现象。

7.电阻应变片的工作原理是基于(应变效应), 即在导体产生机械变形时, 它的电阻值相应发生变化。

8.金属应变片由(敏感栅)、基片、覆盖层和引线等部分组成。

9.常用的应变片可分为两类: (金属电阻应变片)和(半导体电阻应变片)。

半导体应变片工作原理是基于半导体材料的 (压阻效应)。

金属电阻应变片的工作原理基于电阻的(应变效应)。

10.金属应变片有（丝式电阻应变片）、（箔式应变片）和薄膜式应变片三种。

11.弹性敏感元件及其基本特性:物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为(变形),而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为(弹性变形)。

12.直线电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变不同，园弧部分使灵敏系数K↓下降，这种现象称为(横向效应)。

13.为了减小横向效应产生的测量误差, 现在一般多采用(箔式应变片)。

14.电阻应变片的温度补偿方法1) 应变片的自补偿法这种温度补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的，应变片的自补偿法有（单丝自补偿）和（双丝组合式自补偿）。

15.产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。

1) (电阻温度系数)的影响2) 试件材料和电阻丝材料的(线膨胀系数不同)的影响16.写出三种能够测量加速度的传感器（ 电阻应变片式传感器 ）（电容传感器）（压电传感器）17.根据电容式传感器工作原理可以将电容传感器分成三类(变介电常数型)、变面积型和(变极距型)。

《传感器与检测技术》复习题适用班级物理与应物081一、填空题1.传感器静态特性的主要技术指标包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、零点漂移和温度漂移。

2.传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三大部分组成。

3.电阻应变片的工作原理基于应变效应。

应变效应指金属丝的电阻随着它所受的机械形变（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象。

4.在电桥测量电路中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥差动接法可以得到最大灵敏度。

5.光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件，它是一个大面积的PN结。

它的基本原理是利用光生伏特效应。

6.霍尔电压的大小与激励电流I、磁场的磁感应强度和半导体薄片厚度d有关。

7.热敏电阻是半导体测温元件。

按温度系数可分为正温度系数（PTC）、负温度系数（NTC）和临界温度系数。

8.衡量仪表测量能力的指标中，通常遇到较多的是精度的概念。

与精度有关的指标有三个：准确度、精密度和精确度。

9.传感器是能把外界＿＿被测量的信息（主要是非电量）＿转换成＿与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）＿＿的器件和装置。

10.金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称＿＿金属丝的电阻应变＿效应；直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为＿＿横向＿效应。

11.半导体或固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称＿压阻＿效应。

12.把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称＿＿＿＿＿＿霍尔＿效应，这个电动势称为＿霍尔＿电势。

13.某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为＿＿正压电＿＿效应；14.在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称＿＿光电＿＿效应；入射光强改变物质导电率的现象称＿＿光电导＿＿效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应称＿光生伏特＿效应。

传感器与检测技术复习试题一、填空题1．半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应；霍尔式传感器的工作原理是基于霍尔效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应。

2．传感器在结构上采用差动方式可以提高灵敏度，减小非线性。

3．根据霍尔元件的霍尔电势U H的表达式可知，霍尔元件一般可用于三种情况的测量，分别是测量电流I，测量磁感应强度B，功率测量。

4. 若将温度为T的圆环导体截断并接入一与其温度相同的另一段不同材质的导体，则回路中总的热电势为零5.丝式电阻应变片的金属丝的作用是感受机械试件的应变变化，称其为敏感栅。

6.压电式加速度传感器的频率范围广、动态范围宽、灵敏度高，故应用较为广泛。

7.传感器的响应特性必须在所测量范围内保持不失真的测量条件8.金属导体组成的热点偶，当引入第三导体时，只要保持其两端温度相同，则对总热电势无影响，这一结论称为中间导体定律。

9.码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。

码盘按结构可以分为接触式、__光电式____和_电磁式__三种。

10.当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及___波型转换_____现象。

11.应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、__阻值的选择__、尺寸的选择_等。

12.在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为_光电导效应_。

13.用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。

14.把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用反向串联形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

15.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1．5倍左右为宜。

16.传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。

二、填空题1、按能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，即自源型、带激励源型以及外源型，前两者属于能量转换型，后者是能量控制型。

2、将温度转换为电势大小的热电式传感器是热电偶传感器，而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是热电阻（金属材料）或热敏电阻（半导体材料）。

3、光纤传感器由光源、光纤和光探测器三部分组成，光纤传感器一般分为两大类，即传光型光纤传感器，也称为非功能性光纤传感器，另一类是传感性光纤传感器，也称为功能型光纤传感器，前者多使用多模光纤，而后者只能用单模光纤。

4、实际使用中的传感器，其特性要受到环境变化的影响，为消除环境干扰的影响，广泛采用的线路补偿法包括相同传感器补偿型、不同传感器补偿型、差动结构补偿型。

5、电感式传感器也称为变磁阻式传感器，它是利用电磁感应原理将被测物理量转换成线圈自感系数和忽感系数的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。

6、容栅传感器实际上是多个差动式变面积型电容传感器的并联，它具有误差平均效应，测量精度很高。

7、热电偶传感器的工作基础是热电效应，其产生的热电势包括接触电势和温差电势两部分。

热电偶的连接导体定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；中间温度定律为制定分度表奠定了理论基础；根据中间导体定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。

8、用于制作压电传感器的常用压电材料是石英晶体和压电陶瓷。

9、在磁敏式传感器中，霍尔传感器和磁敏电阻传感器属于体型磁敏传感器，磁敏二极管和磁敏三极管属于结型磁敏传感器。

10、为克服电容式传感器的边缘效应，可采用减小极板厚度方法和带保护环结构。

为消灭寄生电容的影响可采用驱动电缆法、整体屏蔽法以及采用组合式与集成技术方法。

11、基于外光电效应的器件有光电管和光电倍增管；基于内光电效应的器件有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管等。

12、传感器的输入输出特性指标可分为__静态_____和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的___静态________指标，而频率响应特性是传感器的动态指标。

《传感器与自动检测技术》习题解答第1章传感器的基本知识1. 简述传感器的概念、作用及组成。

答：传感器的定义是：“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。

作用：将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的电量。

组成：敏感元器件、转换元器件、转换电路及辅助电源。

2. 传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？答：传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，另一种是按传感器的工作原理来分。

3. 传感器是如何命名的？其代号包括哪几部分？在各种文件中如何应用？答：一种传感器产品的名称，应由主题词及4级修饰语构成。

（1）主题词——传感器。

（2）第1级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。

（3）第2级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。

（4）第3级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。

（5）第4级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。

第2章力、压力传感器1.电阻应变式传感器的工作原理是什么？它是如何测量试件的应变的？答：电阻应变片式传感器是利用了金属和半导体材料的“应变效应”的原理来工作的。

即金属和半导体材料的电阻值随它承受的机械变形大小而发生变化的现象。

测试时，将应变片用粘接剂牢固的粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻的变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定的测量线路将这种电阻的变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。

其原理图如图2-7所示。

2. 电阻应变式传感器的测量电路有哪些？各有何特点？根据电桥工作桥臂的不同，分为单臂电桥、差动双臂电桥（半桥）、差动全桥三种类型。

双臂电桥输出灵敏度是单臂电桥的两倍，全桥输出是双臂电桥的两倍。

并且采用双臂和全桥测量，可以补偿由于温度变化引起的测量误差。