傳感器技術(shù)復(fù)習(xí)分解

1、傳感器技術(shù)復(fù)習(xí)題1、自動(dòng)測控系統(tǒng)由哪幾部分組成？一個(gè)完整的自動(dòng)測控系統(tǒng)，一般由傳感器、測量電路、顯示記錄裝置或調(diào)節(jié)執(zhí)行 裝置、電源四部分組成。2、 自動(dòng)測控系統(tǒng)通?？煞譃殚_環(huán)與閉環(huán)兩種自動(dòng)測控系統(tǒng)。3、傳感器的定義是什么？能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。4、畫出傳感器組成框圖并說明各部分的作用。敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測 量的電信號的部分。5、傳感器的特性與技術(shù)指標(biāo)是什么？1）靜態(tài)特性：傳感器的靜態(tài)特性主要由下列幾種技術(shù)指標(biāo)來描述。（1）線

2、性度：傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度，又 稱非線性誤差。（2）靈敏度：傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出增量與輸入增量的比值。（3）重復(fù)性：傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時(shí)，所得特性曲線 不一致性的程度。（4）遲滯現(xiàn)象：傳感器在正向行程（輸入量增大）和反向行程（輸入量減?。?期間，輸出-輸入特性曲線不一致的程度。（5）分辨力：在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測的輸入量的最小變化量。（6）穩(wěn)定性：穩(wěn)定性有短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性之分。（7）漂移：在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的不需要的變化。2）動(dòng)態(tài)特性：（1）階躍響應(yīng)特性（2）頻率響應(yīng)特性6傳感器的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型y=ao+aix+a2

3、x2+ anxn7、傳感器靜態(tài)數(shù)學(xué)模型有三種有用的特殊形式:1）理想的線性特性2）僅有偶次非線性項(xiàng)3）僅有奇次非線性項(xiàng)98、傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型1）微分方程nd ydtnandtn -Aaidtay2）傳遞函數(shù)mm-1d x d xbm m 4 一 m-1dtdtdxboxH(s)二丫(s) X(s)bmSm 嘰sm b0n丄n 1亠亠亠anSansa。9、當(dāng)T為1OOC,To為0C時(shí)，鉻合金一鉑熱電偶的E (100C, OC) =+3.13mV, 鋁合金一鉑熱電偶E (100C, 0C)為-1.02mV，求鉻合金一鋁合金組成熱電偶的熱電勢E (100C, 0C)。解：設(shè)鉻合金為A，鋁合金為B

4、,鉑為C。即 Eac( 100C, 0C)=+3.13mVEbc (100C, 0C) =-1.02mV則 Eab(100C ,0C)=+4.15mV10、熱力學(xué)溫度(T)和攝氏溫度(t)的換算公式為t(C )=T (K) -273.15K11、熱電偶測溫基本電路(b) 表示兩個(gè)熱電偶并聯(lián)測量兩點(diǎn)平均溫度(c) 為兩熱電偶正向串聯(lián)測兩點(diǎn)溫度之和(d) 為兩熱電偶反向串聯(lián)測量兩點(diǎn)溫差TA：*1Eo ogjssisa)12、熱電偶絕緣套管怎樣選擇？熱電偶的工作端被焊接在一起，熱電極之間需要用絕緣套管保護(hù)通常測量溫度在1000C以下選用粘土質(zhì)絕緣套管，在1300C以下選用高鋁絕緣套管，在1600C以

5、下選用剛玉絕緣套管。13、集成溫度傳感器按輸出量不同可分為哪幾類？集成溫度傳感器按輸出量不同可分為： 電流型、電壓型和頻率型（輸出信號為振 蕩信號，其頻率隨測量溫度而變化）三大類14、熱敏電阻可分為幾種類型？熱敏電阻可分為三種類型，即：正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻、在某一特定溫度下電阻值會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度電阻器（CTR）15、電阻應(yīng)變片的測量電路有哪幾種？a斗橋式（單臂工作）;b-半橋式（雙臂工作）c-全橋式（雙臂工作）d-全橋式（四臂工 作）Vi16、彈性敏感元件的特性1）剛度 2）靈敏度3）彈性滯后 4）彈性后效5）固有振蕩頻率17、電阻應(yīng)變片的分類a絲繞式

6、（u型）；b短接式（H型）；c箔式；d半導(dǎo)體應(yīng)變式 18、根據(jù)平板電容器的原理，電容傳感器分為（變極距型、變面積型、變介電常數(shù)型）19、電容式傳感器測量電路有哪幾種?a單臂接法；b差動(dòng)接法；C-二極管雙T網(wǎng)絡(luò)d-充放電脈沖電路e-運(yùn)算放大器電路20、電感傳感器的基本原理是什么？常用的有幾類電感傳感器的基本原理是電磁感應(yīng)原理。利用電磁感應(yīng)將被測非電量（如壓力、位移等）轉(zhuǎn)換成電感量的變化輸出。常用的有自感式和互感式兩類。21、什么是光電效應(yīng)？光電元件的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)外光電效應(yīng)：光照射于某一物體上，使電子從這些物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光 電效應(yīng)，也稱光電發(fā)射。逸出來的電子稱為光電子。（光電管和光

7、電倍增管）內(nèi)光電效應(yīng)：光照射于某一物體上，使其導(dǎo)電能力發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)光 電效應(yīng)，也稱光電導(dǎo)效應(yīng)。（光敏電阻、光敏二極管和光敏晶體管）光生伏打效應(yīng)：在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為光生伏打效 應(yīng)。（光電池）22、光電元件的特性1）光照特性2）光譜特性3）伏安特性4）頻率特性5）溫度特性6）響應(yīng)時(shí) 間23、氣體傳感器的性能必須滿足哪些條件?氣體傳感器的性能必須滿足下列條件:（1）能夠檢測并能及時(shí)給出報(bào)警、顯示與控制信號；（2）對被測氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感；（3）性能穩(wěn)定性、重復(fù)性好;（4）動(dòng)態(tài)特性好、響應(yīng)迅速；（5）使用、維護(hù)方便，價(jià)格便宜。在汽車中應(yīng)用的哪些氣體傳

8、感器？控制燃空比，需用氧傳感器；控制污染，檢測排放氣體，需用 CO、NOx、HCI、02等傳感器；內(nèi)部空調(diào)，需用CO、煙、濕度等傳感器。24、 對于污染環(huán)境需要檢測的氣體有 S02、H2S、NOX、CO、C02等，因?yàn)樾?要定量測量，宜選用電化學(xué)氣體傳感器。25、濕度是指物質(zhì)中所含水蒸氣的量，目前的濕度傳感器多數(shù)是測量氣氛中的水 蒸氣含量。通常用絕對濕度、相對濕度和露點(diǎn)（或露點(diǎn)溫度）來表示。26、含水量檢測有哪些方法？通常將空氣或其它氣體中的水分含量稱為 濕度”，將固體物質(zhì)中的水分含量稱為 含水量”。1）稱重法：將被測物質(zhì)烘干前后的重量 GH和GD測出，含水量的百分?jǐn)?shù)便是：W 寧 100%2）

9、稱重法：固體物質(zhì)吸收水分后電阻變小，用測定電阻率或電導(dǎo)率的方法便可 判斷含水量。3）電容法：水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于一般干燥固體物質(zhì)，因此用電容法測物質(zhì)的介 電常數(shù)從而測含水量相當(dāng)靈敏，造紙廠的紙張含水量便可用電容法測量。4）紅外吸收法：水分對波長為1.94卩謚勺紅外射線吸收較強(qiáng)，并且可用幾乎不被 水分吸收的1.81卩山波長作為參比。由上述兩種波長的濾光片對紅外光進(jìn)行輪流切換，根據(jù)被測物對這兩種波 長的能量吸收的比值便可判斷含水量。5）微波吸收法：水分對波長為1.36cm附近的微波有顯著吸收現(xiàn)象，而植物纖維 對此波段的吸收要比水小幾十倍。利用這一原理可構(gòu)成測木材、煙草、糧食、紙張等物質(zhì)中含水量的儀表

10、。27、傳感器信號檢測電路完成傳感器輸出信號處理的各種接口電路統(tǒng)稱為傳感器檢測電路。常用電路：阻抗匹配器、電橋電路（直流電橋、交流電橋）、放大電路、電荷放大器28、噪聲的抑制方法a. 選用質(zhì)量好的傳感器和其他元器件。b. 屏蔽c. 接地d. 隔離e. 濾波29、插卡式電源開關(guān)電路如圖所示，說明工作原理當(dāng)住宿人員回到房間時(shí)，把住宿卡插入該電源開關(guān)，房間總電源接通，然后才能 打開房間內(nèi)的所有電氣設(shè)備開關(guān)。住宿人員外出，取走住宿卡，房間總電源切斷，房間內(nèi)的所有電氣設(shè)備都打不 開。光耦合器由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成。住宿卡插入光斷路器的凹槽內(nèi)，正 好擋住光線，光敏晶體管截止，光斷路器輸出高電平，使VT1和VT2導(dǎo)通，繼電器K工作，接通房間內(nèi)的總電源。住宿人員外出，取走住宿卡，光線無阻擋，光敏晶體管導(dǎo)通，光斷路器輸出低 電平，使VT1截止。C3起延時(shí)作用，C3上充的電放完后，VT2截止，繼電器K斷開，切斷房間 總電源。30、如圖為應(yīng)變片全橋測量電路，推導(dǎo)出輸出電壓Uo表達(dá)式。31、某光電開關(guān)電路如圖（a）所示，施密特觸發(fā)反向器 CD40106的輸出特性如 圖（b）所示。（1）請分析電路珠工作原理。（2）列表說明各元件的作用。（3）