传感器复习资料
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学习要点1.传感器是能以一定精确度把某种被测量(主要为各种非电的物理量,化学量,生物量等)按一定规律转化为(便于人们应用,处理)另一参量(通常为电参量)的器件或测量装置。
2.传感器通常由敏感器件和转换器件组合而成。
3.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-输入关系。
只考虑传感器的静态特性是,出入量与输出量之间的关系式中不含有时间变量。
4.传感器的动态特性是指输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
5.传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
6.传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量增量的比值。
S=△X/△Y。
7.在相同测量条件下多次测量同一物理量,其误差大小和符号保持或按某一确定规律变化,此类误差称作系统误差。
8.检测是指利用传感器把被测信息检取出来,并转换成测量仪表或以其所能接受的信号,再进行测量以确定量值的过程。
9.传感器标定就是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定标的过程。
从而确定传感器输出量和输入量的对应关系。
同时也确定不同使用条件下的误差关系。
电阻式应变传感器:1.导体或半导体在受到外界力的作用时,产生机械形,机械变形导致其阻值变化,这种因形变而使阻值发生变化的现象称为应变效应。
2.应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时,在室温下测定的电阻值,即初始电阻值。
3.测量电桥的作用是将应变片的电阻的变化转换成为电压或电流的变化。
电感式传感器及电容式传感器:1.电感式传感器是利用线圈的自感,互感或阻抗的变化来实现非电量检测的一种装置。
2.一种利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的装置叫做电感式传感器。
3.变磁阻式传感器即自感式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。
4.在实际使用中,常采用两个相同的传感线圈共用一个衔铁,构成差动式自感传感器。
5.利用金属导体在在交流磁场中的电涡流效应为原理的传感器称为电涡流式传感器。
6.电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
传感器复习资料第一章1、检测系统:由相关的器件、仪器和测试装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。
2、检测技术的组成部分:一般由信息的获取、转换、处理、输出几部分组成。
3、自动检测系统的组成:4、传感器的定义: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。
5、传感器包含的含义:①检测装置②输入量是某一被测量③输出量是某一物理量④输出输入有对应关系。
6、传感器的组成:通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件以及相应的转换电路组成。
7、误差分类:(1)系统误差(2)随机误差(3)粗大误差。
8、精度:反映测量结果与真值接近程度的量。
准确度,反应测量结果中系统误差的影响程度。
精密度,反应测量结果中随机误差的影响程度。
精确度,反应测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度。
9、传感器的静态特性:是指传感器被测输入量为不随时间变化时,系统的输入和输出之间的关系,包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、零点漂移、温度漂移;动态特性是指传感器的输入为随时间变化的信号时,系统的输入与输出之间的关系。
10、线性度表示传感器的输入、输出间成线性关系的程度。
线性度是检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度,亦称非线性误差。
直线拟合:理论拟合;过零旋转拟合;端点连线拟合;端点平移拟合;最小二乘法精确度最高。
11、灵敏度:表征的是测试系统对输入信号变化的一种反应能力。
计算:分线性和非线性。
γ=γL+γR+γH 零漂= 温漂= 12、动态特性分析法:瞬态响应法和频率响应发。
13、响应特性指标:(a )瞬态响应特性指标:一阶:时间常数t ;二阶:①上升时间②响应时间③峰值时间④超调量。
(b )频率响应特性指标:①频带,传感器增益保持在一定值内的频率范围②时间常数t (表征了一阶传感器动态特征)③固有频率(表征了二阶传感器动态特征)。
14、传感器的标定:通过实验以建立传感器输入量与输出量之间的关系,同时确定出不同使用条件下的误差关系。
传感器复习资料传感器复习一、填空1.若测量系统输入量为位移,输出量为电压,则其灵敏度的单位为 v/m ,分辩力的单位为 m 。
2.常用的电阻式传感器有应变片、热电阻、热敏电阻等,其中阻值随温度变化的传感器件称热敏电阻电阻,阻值随光照变化的传感器件称光敏电阻电阻,阻值随湿度变化的传感器件称湿敏电阻电阻。
3.压阻效应就是指应变引起电阻率变化,从而引起电阻变化的现象,而压电效应是指某些材料在一定方向受力后产生电荷的现象。
4.超声波的频率范围是20k Hz以上,并且在气体(固体、液体、气体)介质中传播时衰减最快。
5.基于外光电效应的组件有光电管 , 光电倍增管 ,工作时应将它们的(阴,阳) 阳极极接电源的正极,并且光源的频率还应高 (高,低)于阴极材料的红限频率.。
6.压电片两片并联后Cˊ=2 C,Uˊ= 1 U,Qˊ= 2 Q.7.电涡流传感器,超声波传感器和光电式传感器都能实现非接触式的测量,所不同的是涡流传感器要求被测体材料必须是金属且测距范围比较小(大,小)。
8.通常霍尔组件为四端组件,霍尔集成电路有开关型, 线性型两大类。
9.热电偶用于感温的一端称为热 (热,冷)端,自由端是指冷端。
10.光敏电阻受光照时的电阻变小 (大,小),其回应较慢 (快,慢)。
11.在微光测量时通常采用硅 (硅管,锗管)。
12.当要求快速响应时采用硅光敏二(硅光敏二极管,锗光敏二极管,硅光敏三极管,锗光敏三极管)。
13.光电池的短路电流 (开路电压,短路电流)特性是线性的。
14.金属热电阻常用材料有铜、铂,其测量电路应考虑导线电阻不能忽略。
15.在实际测量中使用差动自感传感器,不但提高了灵敏度,同时也改善了非线性,还能实现温度补偿。
16.压电传感器不能用于静态测量是因为:压电芯片受外力作用时有电荷产生,当外力消失,电荷也随之消失(2分)。
17.光电效应通常可分为三种类型:内光电、外光电、光生伏特,光电传感器的光谱特性是指相对灵敏度和入射光波长之间的关系曲线。
传感器复习资料一.名词解释测量:测量就是通过专用的手段和技术工具,通过实验的方法,把被测量与同性质的标准量进行比较,求出两者的比值,从而得到被测量数值大小的过程。
传感器:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
动态特性:传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
静态特性:传感器的静态特性是指传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时,传感器的输出与输入的关系。
灵敏度:传感器在稳态标准条件下,输出变化对输入变化的比值称为灵敏度。
线性度:在规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差(ΔYmax)与满量程输出(Y)的百分比,称为线性度迟滞:迟滞是指在相同的工作条件下,传感器正行程特性和反行程特性的不一致程度。
直接测量:在使用仪表或者传感器进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法称为直接测量。
间接测量:在使用仪表或传感器进行测量时,首先要对与测量有确定函数关系的几个量进行测量,将被测量代入函数关系式,经过计算得到所需要的结果,这种测量方法称为间接测量。
压电效应:某些电介质,当沿着一定方向对其施力使它变形,其内部就产生极化现象,同时在它的表面便产生符号相反的电荷,当外力去掉后,其又重新恢复到不带电状态,这种现象称为压电效应。
热电效应:当受热物体中的电子,因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。
霍尔元件:霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。
用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。
光电耦合器:光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
二.填空题大部分组成。
《传感器技术》复习资料一.填空题1. 热释电效应:当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷,这种由于热变化而产生的电极化现象,称为热释电效应。
2.传感器的发展方向:①新材料将不断被开发②集成化、多功能③智能化④微加工技术和新工艺⑤高稳定、高可靠、高精度。
3. 湿度: 空气中含有水分的多少,即空气的干湿程度叫湿度。
4.热敏电阻的非线性问题解决办法:线性化网络;利用其他器件综合修正;计算修正法。
5. 磁阻效应:将一载流导体置于外磁场中,除了产生霍尔效应,其电阻也会随磁场而变化。
这种现象称为磁电阻效应,简称磁阻效应。
二.简答题1. 压电陶瓷为什么会有压电效应?答:压电陶瓷是一种多晶铁电体,它是具有电畴结构的压电材料。
电畴是分子自发形成的区域,它有一定的极化方向。
在无外电场作用时,各个电畴在晶体中无规则排列,它们的极化效应互相抵消。
因此,在原始状态压电陶瓷呈现中性,不具有压电效应。
当在一定的温度条件下,对压电陶瓷进行极化处理,即以强电场使电畴规则排列,这时压电陶瓷就具有了压电性,在极化电场去除后,电畴基本上保持不变,留下了很强的剩余极化。
此时,当有压力作用时,压电陶瓷就会有压电效应。
2. .画出微处理器引入传感器构成智能传感器的框图。
三.单项选择题1、在使用热电偶测温时,要进行冷端温度补偿。
下面哪种方法能用来进行补偿( B )(A)线性化网络法(B)恒温法(C)利用温度——频率转换电路进行修正(D)计算修正法2、AD590是那种类型的集成温度传感器( C )(A)频率输出型(B)电荷输出型(C)电流输出型(D)电压输出型3、传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入特性曲线不重合的程度是( A )(A)迟滞(B)重复性(C)精度(D)分辨力4、磁敏二极管进行磁电转换所利用的效应是( B )(A)霍尔效应(B)磁阻效应 C)形状效应(D)压电效应5、传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变量叫( A )(A )分辨力 (B )灵敏度 (C )阈值 (D )效应6、光纤的纤芯折射率n 1与包层折射率n 2 的关系为 ( B )(A )n 1< n 2 (B )n 1> n 2 (C )n 1=n 2 (D )n 1≤n 27、在压电传感器测量电路中前置放大器的作用是( D )(A )放大和频率变换 (B )放大和整流 (C )放大和相位调整 (D )放大和阻抗变换8、若对压电陶瓷施加力,得到的压电常数为d 31,则此时的力应为( A )(A )沿X 轴施加力 (B )沿Y 轴施加力(C )沿Z 轴施加力 (D )在XY 平面的剪切应力四.原理叙述1、简述电阻应变式传感器工作原理答:对于长为L ,横截面为S 的均匀材料(金属或半导体),两端的电阻值为其中 为材料的电阻率。
一、填空:1.传感器位于系统之首,其作用相当于人的五官,直接敏感外界信息。
2.非电量一般有两种形式:一种是稳定的,即不随时间变化或变化极其缓慢,称为静态信号;另一种是随时间变化而变化,称为动态信号。
3.传感器在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系称为静态特性。
4.传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。
5.迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间,辅出-输入特性曲线不重合的程度。
6.重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度。
7.传感器的漂移是指在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。
8.常用的电阻应变片可分为两类:金属电阻应变片和半导体电阻应变片。
前者主要分为丝式、箔式和膜式等。
9.敏感栅是应变片最重要的组成部分。
10.用应变片构成应变式传感器,如何将应变敏感栅粘贴在基片上是能否应用于测量的关键之一。
11.压阻传感器零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的,灵敏度温度漂移是因为压阻系数随温度变化引起的。
12.电位计(器)式电阻传感器分为线绕式和非线绕式两种,它们主要用于非电量变化较大的测量场合。
13.光电电位器与其它形式电位器最显著区别是:它是一种非接触式电位器。
14.电感式传感器从磁路上可分为闭磁路和开磁路两种。
螺管式属于开磁路。
15.最基本的闭磁路自感式变磁阻电感传感器,由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。
16.螺管型电感传感器是开磁路自感式变磁阻电感传感器。
17.自感式传感器是基于将电感线圈的自感变化代替被测量的变化,互感式传感器则是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。
18.差动变压器在铁芯位于中心位置时,输出电压并不是零电位,而是U x,U x被称为零点残余电压。
19.电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
20.变极距电容式传感器的最大位移应该小于极板间距的1/10。
21.圆筒形电容器不能用作改变极距的传感器。
传感器复习资料(含答案)填空题(10分)1、传感器是指在电⼦检测控制社诶输⼊部分中起检测信号作⽤的器件,它是⼀种将被测的⾮电量转换为电量的装置。
2、传感器检测的被测变量信号需经过变换单元进⾏转换和传输,其转换结果必须符合国际标准的信号制式,即(1-5VDC )或(4-20maDC)模拟信号或各种仪表需要的数字信号。
3、在实际使⽤检测仪表时,由于测量要求或测量条件的变化引起的零点变化称为零点迁移。
4、在实际⼯作中,由于热电偶⾃由端靠近设备或管道,使得测量温度会受到环境温度及设备或管道中介质温度的影响,为避免这种测量误差出现,应对热电偶配⽤不同的(补偿导线 )。
5、相对误差是指测量的绝对误差与被测量量真值的⽐值,常⽤百分数表⽰。
6、按照误差出现的根源可分为系统误差、粗⼤误差和随机误差。
7、阻半导体应变⽚在应⼒作⽤下电率发⽣变化,这种现象为(半导体的压阻)效应。
8、导电丝材的截⾯尺⼨发⽣变化后其电阻会发⽣变化,⽤这⼀原理可制成的传感器称为电阻应变式传感器,利⽤半导体材料受压会改变内部晶格这⼀磁致伸缩效应可制成的压磁式传感器也可⽤以测量⼒。
9、光电效应分为外光电效应、内光电效应和光⽣伏特效应三⼤类,分别对应的常见光敏元件有光电管、光敏电阻和光电池。
10、已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= K0*△K0。
11、热电式传感器中,能将温度变化转换为电阻变化的⼀类称为热电阻,⽽能将温度变化转换为电势的称为热点偶。
12、对于不可压缩的液体其密度不变,液柱的⾼度与液体的差压成正⽐,基于此原理制作成差压式液位传感器。
13、⽤来测量流体流量的仪表叫做瞬时流量,测量流体总量的仪表叫累计流量。
14、执⾏器是构成⾃动控制系统的重要组成部分,是⼯业⾃动化的“⼿脚”。
根据所使⽤的能源分,执⾏器可以分为⽓动、液动和电动执⾏器三类。
15、磁场检测的⽅法较多,主要有霍尔效应法、磁光效应法和磁阻效应法。
传感器期末复习资料1.1 什么是传感器?按照国标定义,“传感器”应该如何说明含义?1.2 传感器由哪几部分组成?试述它们的作用及相互关系。
1.1答:从广义的角度来说,感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。
我们对传感器定义是:一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
从狭义角度对传感器定义是:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
我国国家标准(GB7665—87)对传感器(Sensor/transducer )的定义是:“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和装置”。
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。
按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。
1.2答:组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成;关系,作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。
2.1传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般可用哪些公式表示?2.2传感器的线性度是如何确定的?确定拟合直线有哪些方法?传感器的线性度L γ表征了什么含义?为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。
2.3传感器动态特性的主要技术指标有哪些?它们的意义是什么?2.1答:静特性是当输入量为常数或变化极慢时,传感器的输入输出特性,其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。
传感器的静特性由静特性曲线反映出来,静特性曲线由实际测绘中获得。
人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
2.2答:1)实际传感器有非线性存在,线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较,其中存在偏差,这个最大偏差称为传感器的非线性误差,即线性度,2)选取拟合的方法很多,主要有:理论线性度(理论拟合);端基线性度(端点连线拟合);独立线性度(端点平移拟合);最小二乘法线性度。
选择题1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。
CA、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
CA、热端直径B、热端和冷端的温度C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率3、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的 D 。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应4、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中 B 。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量,电感保持不变C、电感是变量,电容保持不变D、电容和电感均保持不变5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入,可测得最大的容CA、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C 。
A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 C 。
A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为 C 。
A、20dBB、1 dBC、0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取 B 措施。
A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸,该加工检测装置是采了B 测量方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用 C 。
A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法3、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中 B 。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量,电感保持不变C、电感是变量,电容保持不变D、电容和电感均保持不变4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸,该加工检测装置是采用了测量方法。
BA、微差式B、零位式C、偏差式5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。
传感器复习资料传感器是一种能够感知和测量物理量的设备,它可以将检测到的信号转化为电信号或其他形式的信号,用于实时监测、控制和反馈系统。
在实际应用中,传感器被广泛用于工业生产、自动化控制、环境监测、医疗诊断等领域。
本文将对常见的传感器类型、工作原理以及应用进行详细介绍。
一、传感器类型1. 温度传感器:温度传感器用于测量物体的温度变化,常见的温度传感器有热电偶、热电阻、红外线传感器等。
2. 湿度传感器:湿度传感器用于测量空气中的湿度,常见的湿度传感器有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。
3. 压力传感器:压力传感器用于测量气体或液体的压力变化,常见的压力传感器有压阻式传感器、压电式传感器、压力开关等。
4. 光敏传感器:光敏传感器用于测量光线的强弱变化,常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。
5. 加速度传感器:加速度传感器用于测量物体的加速度变化,常见的加速度传感器有压阻式传感器、压电式传感器、MEMS加速度传感器等。
6. 气体传感器:气体传感器用于测量空气中各种气体的浓度变化,常见的气体传感器有氧气传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器等。
7. 液位传感器:液位传感器用于测量容器内液体的高度或压力变化,常见的液位传感器有浮子式传感器、电容式传感器、超声波传感器等。
二、传感器工作原理不同类型的传感器有不同的工作原理,下面以几种常见的传感器为例进行介绍:1. 温度传感器:热电偶是通过两种不同材料的热电效应来测量物体的温度变化的。
热电偶的工作原理是根据两种不同材料的热电效应产生的电势差来判断温度的变化。
2. 湿度传感器:电容式湿度传感器是通过测量两个电极之间的电容变化来测量空气中的湿度变化的。
湿度变化会导致电极之间电介质的介电常数发生变化,从而改变电容值。
3. 压力传感器:压力传感器通常通过感应器件与被测物体产生压力的力或变形来测量压力变化。
压力传感器根据不同的原理可分为电阻式传感器、压电式传感器等。
练习一一、选择与填空题:1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。
2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。
3、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)4、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(①变面积型②变极距型③变介电常数型)外是线性的。
5、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,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
5、热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。
7、光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应,这类元件有光敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元件有光电池。
5.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下使其产生形变,继而形成电荷(场),这种现象称为正压电效应。
相反,某些物质在外界电场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。
二、简答题:1、简述霍尔电动势产生的原理。
答:一块长为l、宽为d的半导体薄片置于磁感应强度为磁场(磁场方向垂直于薄片)中,当有电流I流过时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势Uh。
这种现象称为霍尔效应,也是霍尔电动势的产生原理。
2、简述热电偶的工作原理。
答:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。
所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象。
两点间的温差越大,产生的电动势就越大。
复习1. 传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的 D 。
A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高2. 下列被测物理量适合于使用涡流传感器进行测量的是 D 。
A.压力 B.力矩C.温度 D.厚度3. 霍尔元件一般采用 B 材料?A. 高分子B. 半导体C. 绝缘体D. 导体4.半导体应变片与金属应变片比较,其具有 A 的优点。
A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复5.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了 B 。
A.加长线圈从而增加线性范围B.提高灵敏度,减小温漂C.降低成本D.增加线圈对衔铁的吸引力6.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 C 。
A.人体重量 B.车刀的压紧力C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量D.自来水管中水的压力7.在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时,应采用 D 较为妥当。
A.计算修正法 B.仪表机械零点调整法C.冰浴法 D.冷端补偿器法(电桥补偿法)8.光栅传感器利用莫尔条纹来达到 A 。
A. 提高光栅的分辨力B. 辨向的目的C. 使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化D. 细分的目的9.若要求线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨率为1 m左右,应选择 A 自感传感器为宜。
A.变隙式 B.变面积式 C.螺线管式10. 非线性度是表示校准曲线( B )的程度。
A.真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性11.属于传感器动态特性指标的是( D )A.重复性B.线性度C.灵敏度D.上升时间12. 在下列传感器中,将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是( A )。
A.压电式传感器B.电容式传感器C.自感式传感器D.电阻式传感器13. 全电桥式传感器电路由环境温度变化引起的误差为( D )A. B.C. D. 0 14. 压电式加速度传感器是 ( D ) 信号的传感器。
A. 适于测量任意B. 适于测量直流C. 适于测量缓变D. 适于测量动态15. 属于四端元件的是( C )。
一:填空题1、压电材料有、。
2、传感器有、、组成。
3、电容传感器的测量转换电路有多种,分别写出其中是__________、__________、__________等三种。
4、电感传感器的基本原理是原理。
是将被测(如压力、位移等)转换成的变化输出。
5、灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。
其定义是与引起能的相应之比。
6、光电元件的理论基础是光电效应,光电效应有、、、等。
7、电容传感器的测量转换电路有三种,分别是__________、__________、__________。
8、噪声的抑制方法有选用质量好的传感器和其他元器件、、、和滤波9、热敏电阻可分为三种类型,即:、、。
10、热电偶是将温度变化转换为的测温元件;热电阻和热敏电阻是将温度变化转换为变化的测温元件。
11、热电动势来源于两个方面,一部分由两种导体的构成,另一部分是单一导体的。
12、由于两种导体不同,而在其形成的电动势称为接触电动势。
13、接触电动势的大小与导体的、有关,而与导体的直径、长度、几何形状等无关。
14、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿,它的理论依据是定律。
15、单位应变引起的称为电阻丝的灵敏度系数。
16、产生电阻应变片温度误差的主要因素有的影响和的影响。
17、直流电桥平衡条件是。
18、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是关系。
19、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时,粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上,且补偿应变片。
20半导体应变片工作原理是基于效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数。
21、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除同时还能起到的作用。
22、电阻应变式传感器的核心元件是,其工作原理是基于。
23、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的转换成的变化,以便方便地显示被测非电量的大小。
24、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除,同时还能起到的作用。
《传感器技术》复习资料一、名词解释1.电阻应变效应导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时,其电阻值相应发生变化。
2.压阻效应半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。
3.变形物体在外力作用下面而改变原来尺寸或形状的现象称为变形。
4.弹性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。
★5.涡流效应根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将生产呈旋涡状的感应电流,叫电涡流效应。
★6.热电效应所谓的热电效应,是两种不同材料的导体组成一个闭合回路,当两接点温度T和T0不同时,则在该回路中就会产生电动势。
★7.压电效应、正压电效应、逆压电效应某些电介质,当沿着一定方向对其施力而使它变形时,内部就产生极化现象,同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷,当外力去掉后,又重新恢复到不带点状态。
这种现象称压电效应。
当作用力方向改变时,电荷的极性也随之改变。
有时人们把这种机械能转换为电能的现象,称为“正压电效应”。
相反,当在电介质极化方向施加电场,这些电介质也会产生几何变形,这种现象称为“逆压电效应”(电致伸缩效应)。
★8.霍尔效应置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,称为霍尔效应。
★9.测量目的及测量过程测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。
测量过程就是传感器从被测对象获取被测量的信息,建立起测量信号,经过变换,传输,处理,从而获得被测量量值的过程。
★10.灵敏度灵敏度是输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的相应输入量增量Δx 之比。
S=Δy/Δx★11.线性度传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。
线性度是指在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值ΔLmax与满量程输出值Yfs之比。
一、填空:
1.现代信息技术的三大支柱是信息采集、信息传输、信息处理。
2.传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成.
3.随机误差可以通过多次重复测量消除。
4.当光敏电阻受到光照时,光生电子—空穴对增加,阻值减小,流过光敏电阻的电流增大。
5.人的耳朵能够分辨的声音频率范围为:20HZ~20kHZ
6.超声波的波速C、波长λ、频率f之间有下列关系:c=f λ。
7.如果超声波斜着射入固有特性阻抗不同的交界面时,超声波会发生折射,令入射角为θi,折射角为θt,C1为入射前的波速,C2为折射后的波速,其关系可以下式表示:
8.常见红外传感器可以分为:热传感器和光子传感器。
9.热传感器主要类型有:热敏电阻型、热电偶型和热释电型等。
10.红外线是位于可见光中红光外谱的光线,故称为红外线。
它的波长范围大致在0.75 μm到1000 μm的频谱范围之内。
11.
等多种。
12.当前,基于各种原理的颜色识别传感器有两种基本类型,即色差传感器和RGB颜色传感器。
13.用于制作压电传感器的常用压电材料是压电晶体、压电陶瓷。
14.光电效应可分为: 外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
15.色彩的测定由色的测定仪完成。
色的测定仪中有和RGB的值。
二、名词解释(理解):
敏感元件:能够灵敏的感受被测量并做出响应的元件。
转换元件:是将敏感元件的输入转换成电参量输出的元件。
转换电路:将电路参数量转换成便于测量的量。
真值:真值即真实值,在一定条件下,被测量客观存在的实际值。
理论真值:一个量具有严格定义的理论值通常称为理论真值
约定真值(又称指定值):约定真值是一个接近真值的值,它与真值之差可忽略不计。
实际测量中以在没有系统误差的情况下,足够多次的测量值之平均值作为约定真值。
相对真值:相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的时,可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。
测量误差:测量值与被测量的真值之间产生的差异。
绝对误差:绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差
值。
相对误差:相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量〔约定〕真值之比。
乘以100%
所得的数值,以百分数表示。
一般来说,相对误差更能反映测量的可信程度。
相对误差等于测量值减去真值的差的绝对值除以真值,再乘以百分之一百
引用误差:引用误差是仪表中常用的一种误差表示方法,它是相对于仪表满量程的一种
随机误差:当多次重复测量同一被测量时,若测量误差的大小和符号均以不可预知的方式变化,则该误差称为随机误差。
系统误差:在相同条件下,多次重复测量同一被测量时,其测量误差的大小和符号保持不变,或在条件改变时,误差按某一确定的规律变化,这种测量误差称为系统误差。
光电效应:当用光照射在某一物体上时,可以看作是物体受到一连串能量为hf的光子轰击,组成这种物体的材料吸收了光子能量而发生相应电效应的现象称为光电效应。
外光电效应:外光电效应是指在光线的作用下使电子逸出物体表面的光电效应。
内光电效应:内光电效应是指在光线的作用下使物体的电阻率发生改变的光电效应。
多普勒效应:多普勒效应是指波源在向观察者移动时接收频率变高,波源远离观察者时接收频率变低。
红外辐射:红外线是一种电磁波,位于可见光红光外端,在绝对零度(-273℃) 以上的物体都辐射红外能量,是红外测温技术的基础。
压电效应:正压电效应又称为顺压电效应,是指某些电介质,当沿着一定方向对其施加压力而使其变形时,它的内部就会产生极化的现
象,同时在它的两个表面上会产生极性相反的电荷,当施加的压力去掉后,它又重新恢复不带电的状态;当压力的作用方向改变时,它内部的极性也随着改变。
三、简答:
1.试举例简述传感器技术的应用领域(6种以上)。
2.试述国家标准GB7665-87对传感器的定义。
3.简述传感器技术发展趋势
当前,传感器技术的主要发展动向,一是开展基础研究,发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化与智能化。
4.光敏电阻的主要特性参数有哪些?
(1)光电流、亮电阻。
光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用100LX表示。
(2)暗电流、暗电阻。
光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,流过的电流称为暗电流。
外加电压与暗电流之比称为暗电阻,常用0LX表示。
(3)灵敏度。
灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值(暗电阻)与受光照射时的电阻值(亮电阻)的相对变化值。
(4)光谱响应。
光谱响应又称光谱灵敏度,是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。
若将不同波长下的灵敏度画成曲线,就可以得到光谱响应的曲线。
(5)光照特性。
光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。
从光敏电阻的光照特性曲线可以看出,随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。
若进一步增大光照强度,则电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓。
在大多数情况下,该特性为非线性。
(6)伏安特性曲线。
伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系,对于光敏器件来说,其光电流随外加电压的增大而增大。
(7)温度系数。
光敏电阻的光电效应受温度影响较大,部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高,而在高温下的灵敏度则较低。
(8)额定功率。
额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率,当温度升高时,其消耗的功率就降低。
5.请简述超声波技术的应用领域。
工业:超声波清洗,焊接,超声波液位计,明渠流量计,流量计。
农业:超声育种,超声陈化,
医疗:B超声,胎心仪,多普勒血流仪
军事:探测声纳,定位声纳,水下潜艇通信,水下干扰。
6.简述超声波测厚的原理。
超声波测厚,是来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。
凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。
7.与传统传感器相比光纤颜色传感器具有哪些优点?
与传统传感技术相比,基于光纤的传感器主要有如下几大优势:
(1)、重量轻、结构紧凑、易多路复用
(2)、抗恶劣环境、抗电磁干扰、抗化学腐蚀
(3)、在传感点无需用电、可以长距离分布式传感
(4)、可低成本大规模生产
8.简述红外热电偶型传感器的工作原理。
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。
如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
9.简述红外传感器的应用。
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对
它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
四、分析:
1.下图是一类扩散反射式光电传感器的电路原理图,试简要分析其工作原理:
2试描述下图所示红外发送电路的工作原理:
测量零件表面粗糙度采用以下哪一种光电传感器?
光电元件
光电元件
被测物
恒光源。