傳感器常見問題答案

1、一、簡答題1 、 從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。答： 考慮傳感器的靜態(tài)特性的主要指標， 選用線性度大、 遲滯小、 重復性好、 分辨力強、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器?？紤]動態(tài)特性，所選的傳感器應能很好的追隨輸入量的快速變化，即具有很短的暫態(tài)響應時間或者應具有很寬的頻率響應特性。2 、 在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特性 ?答： 在靜態(tài)測量中， 根據(jù)繪制的定度曲線， 可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性： 靈敏度，非線性度，回程誤差。3 、 簡述應變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。答：布置原則有： (

2、1) 貼在應變最敏感部位，使其靈敏度最佳；(2) 在復合載荷下測量，能消除相互干擾；(3) 考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用4 、 渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么?渦流傳感器能否測量大位移量?為什么?答：優(yōu)點：能實現(xiàn)非接觸測量，結構簡單，不怕油等介質污染。渦流傳感器不能測量大位移量，只有當測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。5 、 傳感器的定義和組成框圖？畫出自動控制系統(tǒng)原理框圖并指明傳感器在系統(tǒng)中的位置和作用。答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置， 通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器

3、處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口， 一切科學研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。組成框圖：自動控制系統(tǒng)原理框圖：傳感器的作用：感受被測量并轉換成可用輸出信號傳送給控制對象。7、傳感器（或測試儀表）在第一次使用前和長時間使用后需要進行標定工作，請問標定的意義？答：傳感器的標定分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定兩種。靜態(tài)標定的目的是確定傳感器靜態(tài) 特性指標，如線性度、靈敏度、滯后和重復性等。動態(tài)標定的目的是確定傳感器的 動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應、時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。8、壓電

4、式傳感器的前置放大器的作用是什么？電壓式放大器有何特點？答：作用是將輸出電壓放大，并與輸入電壓或輸入電流成正比。電壓放大器將壓電式傳感器的高輸出阻抗經(jīng)放大器變換為低阻抗輸出，并將微弱的電壓信號進行適當放大，但其所接配的壓電式傳感器的電壓靈敏度將隨電纜分布電容及傳感器自身電容的變化而變化，而且電纜的的更換得引起重新標定的麻煩。9 、 壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測量，此觀點是否正確，分析原因。答：不正確。其工作原理是基于壓電材料的壓電效應，具有使用頻率寬，靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠、測量范圍廣等優(yōu)點，因此在壓力沖擊和震動等動態(tài)參數(shù)測試中是主要的傳感器品種，它可以把加速度、位移、壓力、溫度

5、、濕度等許多非電量轉換為電量。10 、 為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償，分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方法。答：在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)t及柵絲與試件膨脹系數(shù)（g與s）之差異性而產(chǎn)生虛假應變輸出有時會產(chǎn)生與真實應變同數(shù)量級的誤 g差。方法：自補償法線路補償法11 、 溫度對光電流影響不大，所以光電傳感器在使用中不需要進行溫度補償，此觀點正確否，為什么？答：不正確。因為半導體材料容易受溫度影響，而其直接影響光電流的值，所以還需要溫度補償裝置。12. 簡述熱電偶的工作原理。答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應” 。所謂熱電效應，就是當不同材料的導體組成一個閉合回路

6、時， 若兩個結點的溫度不同， 那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。 兩點間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢息大招，就可測得溫庤的大小。4簡述電阻應變片式傳感器的工?邕理答：電阻應變片的工作原理是基于電阻嚏變效應，即在導 ？產(chǎn)生機械變幢時，它的電段值相應反又化。計算題1、如圖所示電路是電阻應變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中r2=r3=r 是固定電阻，r1與r4是電阻應變片，工作時 r1受拉，r4受壓，ar=0 ,橋路處于平衡狀態(tài)，當ucd表示應變片變后電阻值的變化量。試證明：ucd=-(e/2) (ar/r)。證明:r1r r r4rucdru cb udb r

7、r略去r的二次項，即可得ucde rer r r re r2r r4r2r2、設2 r7次測量某物體的長度，其測量的結果分別為:9.810.0應變片受力發(fā)生應變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓可編輯15厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤 最小估計區(qū)間。答：忽略最后一個值，平均值p19.8 10.030.23, p2n差，試求在 99.73%的置信概率下，對被測物體長度的一 9.8 10 10.1 9.9 10.3 10.1x 10.03，60.03, p30.07, p40.13, p-0.27, p60.075pi0.18 41n 23 0.18 9.49 10.57。則最小估計區(qū)間x x

8、 310.033、光纖傳感器的主要優(yōu)點是什么？求 n1=1.46 , n2=1.45的階躍型光纖的數(shù)值孔徑值;果外部介質為空氣 n0=1 ,求光纖的最大入射角。答：優(yōu)點：抗電磁干擾能力強；靈敏度高；幾何形狀具有多方面的適應性，可以制成任意形狀的光纖傳感器，可以制造傳感各種不同物理信息的器件；光纖傳感器可用于高壓，電氣噪聲，高溫，腐蝕或其他惡劣環(huán)境；而且具有與光纖遙測技術的內在相容性。22 1222 12na (n12 n；) 2 (1.462 1.452) 2 0.17na n0 sin c, sin c na 0.17, c 9.82 4、(1)制作霍爾元件應采用什么材料，為什么？(2)為何

9、霍爾元件都比較薄，而且長寬比一般為2:1?(3)某霍爾元件lxbxd為1.0x 0.35x0.1cm3,當方向通以電流i=1.0 ma, 在垂直lb方向加有均勻磁場 b=0.3t,傳感器的靈敏系數(shù)為22 v/a t,試求其霍爾電勢及載流子濃度。答：1)2)3)u h kh ib 0.0066vuh %ed p %hed 2.84 10采用半導體材料。因為其靈敏度高，輸出霍爾電勢大。 因為元件越薄，靈敏度系數(shù)越大。r2=r3=r 是固定電阻值的變化量。當應變片不受力,無應變時ar=0,橋路處于平衡狀態(tài)，當應變片受力發(fā)生應變時,試證明:橋路失去平衡， 這時,就用橋路輸出電壓ucd表示應變片應變后電阻值的變化量。ucd=-(e/2)( ar/r)。證：r1u cd ucbdbr, r4rrr r2r r e4r2 r2略去r的第二項，即可得ucd5、如圖所示電路是電阻應變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中阻，r1與r4是電阻應變片，工作時 r1受拉，r4受壓，a r表示應變片發(fā)生應變后，電、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下:x0.62.43.14.35.56.5y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈