電大傳感器小抄

1、簡答題：1動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。1傳感器：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。2分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測輸入量的最小變化值。3光柵：在玻璃尺或玻璃盤上類似于刻線標(biāo)尺或度盤那樣，進(jìn)行長刻線（一般為10-12mm)的密集刻劃，得到黑白相間、間隔相同的細(xì)小條紋，沒有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。這就是光柵。4標(biāo)定：在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)

2、準(zhǔn)器具對傳感器進(jìn)行標(biāo)度。3霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流i，在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側(cè)會產(chǎn)生電動勢uh，uh的大小正比于控制電流i和磁感應(yīng)強(qiáng)度b，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。4莫爾條紋：將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使二者柵線有很小的交角，這樣就可以看到在近似垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。1線性度：實際測試獲得傳感器靜特性曲線后，采用直線擬合的方法來線性化，輸出輸入的校正曲線與其擬合直線之間的最大偏差，就稱為線性度(或非線性誤差)。2多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源和工件之間

3、有相對運動時，反射回來的超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率有所不同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)。4穩(wěn)定性：又稱長期穩(wěn)定性，即傳感器在相當(dāng)長時間內(nèi)保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經(jīng)過一規(guī)定時間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時的輸出之間的差異來表示，有時也用標(biāo)定的有效期來表示。5塞貝克效應(yīng)。兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點處的溫度不同，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，稱為熱電勢，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。4壓電效應(yīng)：某些晶體，當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產(chǎn)生大小相等符號相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)；當(dāng)作

4、用力方、向改變時，電荷的極性也隨著改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象叫壓電效應(yīng)。.壓阻效應(yīng)：沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定應(yīng)力時，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。問答題：1什么是莫爾條紋？將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使二者柵線有很小的交角，這樣就可以看到在近似垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。2熱電阻式傳感器有哪些類型？熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。3磁電式傳感器有何優(yōu)點？磁電式傳感器直接從被測物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，輸出功率大，

5、性能穩(wěn)定，工作不需要電源、調(diào)理電路簡單，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。4聲波形成干涉條件是什么？頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇。，1無失真檢測的條件是什么？傳感器無失真檢條件是：幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)（即水平直線）；相頻特性應(yīng)該是線性關(guān)系。2什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)？沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變x。必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變y，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。3超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來分類的？超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。依據(jù)超聲場中質(zhì)點的振動與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來分。.4簡述電

6、容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為式中: 1極板間介質(zhì)的介電常數(shù)， 2極板的遮蓋面積；3極板間的距離。當(dāng)被測量的變化使式中的 、 或 任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量c也就隨之變化。2為什么用應(yīng)變片測量時必須采用溫度補(bǔ)償措施?(6分)答：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機(jī)械應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時，也會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此需采用溫度補(bǔ)償措施。3按照工作原理分類和按照輸入量(即被測量)分類是傳感器最常用的分類方法，這兩種分類方法各有何優(yōu)點?(8分)答：按照工作原理分類對于學(xué)習(xí)研究傳感器原理較為有利，按照輸入量(即被測量)分類

7、便于實際使用者選用傳感器。4用渦流傳感器測量金屬板厚度時是否需要恒溫，為什么?答：導(dǎo)體的電阻率盧隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板厚度時需要恒溫2如何用磁電式傳感器？答：當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度確定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動勢e與線圈相對磁場的運動速度v或成正比，可通過磁電式傳感器感應(yīng)電動勢e求得線速度和角速度，再對測得的速度進(jìn)行積分或微分就可求出位移和加速度。傳感器是由哪幾部分組成？各有何功能呢？ 答：傳感器一般有敏感元件、轉(zhuǎn)換原件、轉(zhuǎn)換電路

8、三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某種量。轉(zhuǎn)換原件接受敏感元件的輸出并把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路把轉(zhuǎn)換原件輸出電路參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。什么是渦流效應(yīng)： 答：當(dāng)一塊金屬導(dǎo)體放置在一變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中漩渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱之為電渦流，這種現(xiàn)象就是渦流效應(yīng)。測定頻響函數(shù)的方法是什么？常用輸入標(biāo)準(zhǔn)信號有哪幾種？ 答：確定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。輸入標(biāo)準(zhǔn)信號有正弦信號、脈沖信號、階躍信號。磁電式傳感器有何優(yōu)點： 磁電式傳感器直接從北側(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，輸出功率大，性能穩(wěn)定，

9、工作不需要電源，調(diào)理電路簡單，靈敏度較高，一般不需要增益放大器。簡述電容式傳感器的優(yōu)點：1、溫度穩(wěn)定性好，2、結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)。3、動態(tài)響應(yīng)好、4、可以實現(xiàn)非接觸測量具有平均效應(yīng)、5、靈敏度、分辨力高。金屬應(yīng)變片有哪些類型： 電阻絲應(yīng)變片，金屬箔式應(yīng)變片。何為傳感器的分辨力和閥值： 分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)能檢出的被測輸入量的最小變化值。閥值是能使傳感器輸出產(chǎn)生可測變化率的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。四、常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點？有共振法、穿透法；脈沖反射法。共振法的特點是：(1)可精確地測厚，特別適宜測量薄板及薄壁管；(2)工件表面光潔度要求高，否則不能進(jìn)

10、行測量。穿透法具有以下特點：(1)探測靈敏度較低，不易發(fā)現(xiàn)小缺陷；(2)根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷，但不能定位；(3)適宜探測超聲波衰減大的材料；(4)可避免肓區(qū)，適宜探測薄板；(5)指示簡單，便于自動探傷；(6)對兩探頭的相對距離和位置要求較高。脈沖反射法的特點是：(1)探測靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地確定缺陷的位置和深度；(3)可用不同波型探測，應(yīng)用范圍廣。3什么是傳感器？畫出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于精確處理的另外一種量的測量裝置或系統(tǒng)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出

11、與被測量成確定關(guān)系的某一種量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換成電路參量(電阻、電容、電感）；轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。五、簡述傳感器的選用原則與設(shè)計測試系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素。（10分）傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測試的信號、分析測試環(huán)境和干擾因素、根據(jù)測試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置是否能安下，傳感器的來源、價格等因素。(2)傳感器靈敏度，頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。 設(shè)計測試系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素：靈敏度、精確度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、測量方式、各環(huán)節(jié)之間的配合、并盡量兼顧體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、易于維修、價格便

12、宜、便于攜帶、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列因素。六、影響測試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護(hù)？(10分)(1)機(jī)械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。 (2)光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對光的屏蔽。 (3)溫度干擾。采用導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護(hù)的裝置屏蔽起來，并使罩內(nèi)溫度分布均勻。對于高精度的計量測試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測試的過程中還可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對測試結(jié)果的影響。(4)濕度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采取防潮措施，如對電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機(jī)硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。(5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。五

13、、螺管型電感傳感器與變氣隙型電感傳感器有何優(yōu)缺點？ 答：1變氣隙型靈敏度高，因而它對電路的放大倍數(shù)要求低。它的主要缺點是非線性嚴(yán)重，為了減小非線性，量程就必須限制在較小范圍內(nèi)，通常為氣隙0的1/5以下，同時，這種傳感器制造裝配困難。2螺管型的靈敏度低，但量程大，線性較好，制造裝配方便，批量生產(chǎn)的互換性強(qiáng)1.psd光學(xué)三角法測距系統(tǒng) 光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡l1聚焦后投向待測體的表面。反射光由透鏡l2聚焦到一維psd上，形成一個光點。若透鏡l1與l2間的中心距離為6，透鏡l2到psd表面之間的距離（即透鏡l2的焦距）為f，聚焦在psd表面的光點距離透鏡l2中心的距離為z，則根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，可得出

14、待測距離d為：d=bf/x因此，只要測出psd的光點位置坐標(biāo)x的值，即可測出待測體的距離如圖所示是帶有等位環(huán)的乎板電容器結(jié)構(gòu)原理圖，請介紹等位環(huán)的作用。(8分)答：使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，消除和減小邊緣效應(yīng). 提高電容傳感器的靈敏度和線性度。只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法?(10分)答：(1)線圈與磁場發(fā)生相對運動；(2)磁路中磁阻變化；(3)恒定磁場中線圈面積變化。畫出直流電橋和交流電橋原理圖，并分別寫出電橋平衡條件。(12分)答：直流電橋的平衡條件是：r1r3=r2r4對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動，恒壓驅(qū)動電路簡單，但性

15、能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場合；恒流驅(qū)動線性度高，精度高，受溫度影響小兩種驅(qū)動方式各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動方式。6用渦流傳感器測量金屬板厚度時需不需要恒溫，為什么？(io分)答：導(dǎo)體的電阻率jd隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率jd與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板厚度時需要恒溫。超聲波液位計：答：如圖所示是自發(fā)自收單換能器方式，換能器安裝在最高液位之上的空氣或氣體中，超聲換能器發(fā)出的超聲脈沖在氣體中從換能器傳至液面，反射后再從液面返回同一換能

16、器而被接收。如換能器至液面的垂直距離為l，從發(fā)到收經(jīng)過的時間為t，超聲波在氣體中的傳播速度為c，則2何為熱電阻式傳感器？常用的熱電阻類型有哪些？（10分）答：利用導(dǎo)電材料的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器，稱為熱電阻式傳感器。熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。（10分）答：環(huán)境溫度變化時，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應(yīng)變片電阻相對變化；環(huán)境溫度變化時，敏感柵材料和試件材料的膨脹系數(shù)不同，應(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長（或壓縮），引起電阻的相

17、對變化。來自光源s的光經(jīng)半反半透分光鏡b后分成兩路，一路由固定反射鏡m1反射，另一路經(jīng)可動反射鏡m2和b反射，在觀察屏p處相遇產(chǎn)生干涉。當(dāng)m2每移動半個光波波長時，干涉條紋亮暗變化一次，因此被測長度為式中，x被測長度；n干涉條紋亮暗變化次數(shù)；真空中光波波長；n空氣折射率。傳感器作為測試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號，通常傳感器將被測量轉(zhuǎn)換成電信號；信號變換部分是對傳感器所送出的信號進(jìn)行加工，如信號的放大、濾波、補(bǔ)償、校正、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，經(jīng)過處理使傳感器輸出的信號便于傳輸、顯示或記錄；顯示與記錄部分將所測信號變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问剑怨┤藗冇^測和分析。電容式差壓傳感器

18、由兩個玻璃圓盤和一個金屬膜片組成。兩玻璃圓盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個固定電極，夾在兩凹圓盤中的膜片則為傳感器的可動電極。當(dāng)兩邊壓力相等時，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉(zhuǎn)換電路輸出u00；當(dāng)p1p2(或p2p1)時，膜片彎向右側(cè)(或左側(cè))，cdbcab(或cabcdb)，u0輸出與p1-p2成比例的信號。1.霍爾鉗形電流表的探頭是用環(huán)形貼心做集束器，霍爾期間放在間隙空間，由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周圍會產(chǎn)生一正比于該電流的磁場。2.霍爾元件在磁場中產(chǎn)生的霍爾電勢：電流表中霍爾元件的靈敏度kh、控制電流i為定值，霍爾元件輸出的霍爾電勢與磁場成正比，通過對磁場的測量可間接

19、測得電流的大小。 接近開關(guān)有哪些？選擇接近開關(guān)應(yīng)考慮哪些因素？答：（1）接近開關(guān)有渦流式、電容式、霍爾式、光電式、熱釋電，以及利用多普勒效應(yīng)制成的超聲波、微波接近開關(guān)。（2）選擇接近開關(guān)應(yīng)考慮應(yīng)用對象、重復(fù)定位精度、開關(guān)頻率、負(fù)載接法、動作差程、以及工作電壓范圍、負(fù)載電流大小、工作溫度范圍、動作距離、通態(tài)壓降、以及斷態(tài)漏流等。如圖所示是一種開磁路變磁通式傳感器的結(jié)構(gòu)，齒輪安裝在被測轉(zhuǎn)軸上，與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個齒，磁路的磁阻就變化一次，因而磁通量也變化一次，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的變化頻率等于齒輪和轉(zhuǎn)速的乘積，由此可求得轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速winger tuivas

20、a-sheck, who scored two tries in the kiwis 20-18 semi-final win over england, has been passed fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against usa.both sides boast 100% records heading into the encounter but australi

21、a have not conceded a try since josh charnleys effort in their first pool match against england on the opening day.aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with eight.but it is recently named rugby league international federation play

22、er of the year sonny bill williams who has attracted the most interest in the tournament so far.the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby league and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011.id give e

23、very award back in a heartbeat just to get across the line this weekend, said williams.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league

24、match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary proceedings against cskafor the racist behaviou

25、r of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we found no racist insu

26、lts from fans of cska. baumgartner the disappointing news: mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and

27、 limited cloud cover. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of comme

28、rcial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he will slowly step out onto something resemblin

29、g an olympic diving platform.they blew it in 2008 when they got caught cold in the final and they will not make the same mistake against the kiwis in manchester.five years ago they cruised through to the final and so far history has repeated itself here - the last try they conceded was scored by englands josh charnley in the opening game of the tournament.that could be classed as a weaknes