傳感器原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)題及答案

1、中南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試（專科）復(fù)習(xí)題及參考答案?jìng)鞲衅髟砼c應(yīng)用一、名詞解釋1傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)化成可用輸出信號(hào)的器件和裝置。2傳感器的線性度：是指?jìng)鞲衅鬏敵觥⑤斎氲膶?shí)際特性曲線和擬合直線之間的最大偏差與輸出量程范圍之百分比3傳感器的靈敏度：是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸出變化量與輸入變化量的比值，用來(lái)表示。4傳感器的遲滯：表明傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨休敵?、輸入曲線不重合的程度。5絕對(duì)誤差：是示值與被測(cè)量真值之間的差值6系統(tǒng)誤差：是指誤差的數(shù)值是一個(gè)常數(shù)或按一定的規(guī)律變化的值7彈性滯后：在實(shí)際中，彈性元件在加、卸載的正、反行程中變形曲線一般是不重合

2、的，這種現(xiàn)象稱為彈性滯后。8彈性后效：當(dāng)載荷從某一數(shù)值變化到另一數(shù)值時(shí)，彈性變形不是立即完成相應(yīng)的變形，而是在一定的時(shí)間間隔內(nèi)逐漸完成變形的，這一現(xiàn)象稱為彈性后效。9應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形（拉伸或壓縮）時(shí)，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。10壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定的方向上受到外力的作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)11霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。12熱電效應(yīng)：將兩種不同的導(dǎo)體A和

3、B連成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)。13光電效應(yīng)：光電效應(yīng)是物體吸收到光子能量后產(chǎn)生相應(yīng)電效應(yīng)的一種物理現(xiàn)象。14莫爾條紋：把兩塊柵距相同的光柵刻線面相對(duì)重合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線之間形成一個(gè)很小的夾角，然后將這對(duì)光柵放置在光路中，在兩塊光柵的柵線重合處，因有光從縫隙透過(guò)形成亮帶，在兩光柵柵線彼此錯(cuò)開(kāi)處，由于光線被遮擋而形成暗帶，這種比光柵柵距寬得多的由亮帶和暗帶形成的明、暗相間的條紋稱為莫爾條紋將兩種不同的導(dǎo)體A和B連成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)。光電效應(yīng)是物體吸收到光子能量后產(chǎn)生相應(yīng)電效應(yīng)的一種物理現(xiàn)象。把兩塊柵距相

4、同的光柵刻線面相對(duì)重合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線之間形成一個(gè)很小的夾角，然后將這對(duì)光柵放置在光路中，在兩塊光柵的柵線重合處，因有光從縫隙透過(guò)形成亮帶，在兩光柵柵線彼此錯(cuò)開(kāi)處，由于光線被遮擋而形成暗帶，這種比光柵柵距寬得多的由亮帶和暗帶形成的明、暗相間的條紋稱為莫爾條紋。15細(xì)分：使光柵每移動(dòng)一個(gè)柵距，莫爾條紋變化一周期時(shí)，不只是輸出一個(gè)脈沖，而是輸出均勻分布的n個(gè)脈沖，從而使分辨力提高到Wn，細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了。二、填空題1傳感器通常由 敏感元件。傳感元件、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。2按工作原理可以分為 參量傳感器。發(fā)電傳感器、數(shù)字傳感器、特殊傳感器。3按輸出量形類可分為

5、 模擬式、數(shù)字式和開(kāi)關(guān)式4誤差按出現(xiàn)的規(guī)律分 系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差5對(duì)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài) 標(biāo)定(或校準(zhǔn)或測(cè)試 的主要目的是檢測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。6傳感器的過(guò)載能力是指?jìng)鞲衅髟诓恢乱鹨?guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過(guò) 測(cè)量范圍 的能力。7傳感檢測(cè)系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向 智能化 方向發(fā)展。8已知某傳感器的靈敏度為K0，且靈敏度變化量為K0，則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為rs=(K0/K0)×100%。9為了測(cè)得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用 細(xì)分 技術(shù)。10在用帶孔圓盤所做的光電扭矩測(cè)量?jī)x中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光面積減小，則表明扭距 增

6、大。11電容式壓力傳感器是 變極距(或間隙)型的。12一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180，半導(dǎo)體材料的彈性模量為1.8×105Mpa,其中壓阻系數(shù)L為 1×109 Pa-1。13圖像處理過(guò)程中直接檢測(cè)圖像灰度變化點(diǎn)的處理方法稱為微分法。14熱敏電阻常數(shù)B大于零的是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。15若測(cè)量系統(tǒng)無(wú)接地點(diǎn)時(shí)，屏蔽導(dǎo)體應(yīng)連接到信號(hào)源的對(duì)地低阻抗端(或接地端)。16目前應(yīng)用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有壓電晶體、壓電陶瓷、有機(jī)壓電材料。17根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有變間隙型、變面積型、變介電常數(shù)型三種基本類型18熱敏電阻按其對(duì)溫度的不同反應(yīng)可分為三類負(fù)溫度系

7、數(shù)熱敏電阻（NTC）、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）。19光電效應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生結(jié)果的不同，通常可分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)三種類型。20傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化量與輸入變化量的比值。對(duì)線性傳感器來(lái)說(shuō)，其靈敏度是 常量。21用彈性元件和電阻應(yīng)變片及一些附件可以組成應(yīng)變片傳感器，按劃分用應(yīng)變式力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器等（任填兩個(gè)）。23單線圈螺線管式電感傳感器主要由線圈、 和可沿線圈軸向 組成。24利用渦流式傳感器測(cè)量位移時(shí)，為了得到較好的線性度和較好的靈敏度，應(yīng)該讓 的距離大大小于 。25空氣介質(zhì)變隙式電容傳感器中，提高靈敏度和減少非線

8、性誤差是矛盾的，為此實(shí)際中大都采用差動(dòng)式電容傳感器26振筒式傳感器是以均勻 作為敏感元件，將被測(cè)氣體壓力或密度的變化轉(zhuǎn)換成 。27由光電管的光譜特性看出，檢測(cè)不同顏色的光需要選用 不同的光電管，以便利用光譜特性 的區(qū)段。28按熱電偶本身結(jié)構(gòu)劃分，有普通熱電偶、鎧裝熱電偶、 薄膜熱電偶。29硒光電池的光譜響應(yīng)區(qū)段與 相近，因而得到應(yīng)用。30熱敏電阻正是利用半導(dǎo)體的 數(shù)目隨著溫度變化而變化的特性制成的 敏感元件。31當(dāng)半導(dǎo)體材料在某一方向承受應(yīng)力時(shí)，它的 發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)。用這個(gè)原理制成的電阻稱固態(tài) 。32磁敏二極管工作時(shí)加 電壓。由于它的磁靈敏很高，特別適用于測(cè)量 。33我們

9、學(xué)過(guò)的參量式傳感器有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等。34可以測(cè)量加速度的傳感器有電容式傳感器、壓電式傳感器、差分變壓器式傳感器等。35形成干擾的三因素是干擾源、干擾途徑、接收電路。三、選擇題1電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種,其中用的最多的是 （ B ）。 A 60 B 120 C 200 D 3502電渦流式傳感器激磁線圈的電源是 （ C ）。 A 直流 B 工頻交流 C 高頻交流 D 低頻交流3變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離d0之間是（B）。A 正比關(guān)系B 反比關(guān)系C 無(wú)關(guān)系4單色光的波長(zhǎng)越短，它的（A ）。 A 頻率越高，其光子能量越大 B 頻率越低，其光子能量

10、越大C 頻率越高，其光子能量越小 D 頻率越低，其光子能量越小5熱電偶可以測(cè)量（C ）。 A 壓力 B 電壓 C 溫度 D 熱電勢(shì)6光敏電阻適于作為（B ）。 A 光的測(cè)量元件 B 光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)元件 C 加熱元件 D 發(fā)光元件7目前我國(guó)使用的鉑熱電阻的測(cè)量范圍是（ AD ）。 A -200850 B -50850 C -200150 D -2006508差動(dòng)變壓器傳感器的配用測(cè)量電路主要有 （ AB ）。A 差動(dòng)相敏檢波電路 B 差動(dòng)整流電路 C 直流電橋 D 差動(dòng)電橋9下列被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（ C ） A壓力 B力矩 C溫度 D厚度10屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（ D

11、） A重復(fù)性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率11按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（ A ） A光電式傳感器 B電容式傳感器 C壓電式傳感器 D磁電式傳感器12測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ D ） A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵型13利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。?C ） A兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片14影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是（D ） A電纜的安裝與固定方式 B電纜的長(zhǎng)度 C

12、前置放大器的輸出阻抗 D前置放大器的輸入阻抗15固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（ C ） APN結(jié)光電二極管電路 BPNP型晶體管集成電路 CMOS型晶體管開(kāi)關(guān)集成電路 DNPN型晶體管集成電路16將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開(kāi)關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是（D ） A抑制共模噪聲 B抑制差模噪聲 C克服串?dāng)_ D消除電火花干擾17在采用限定最大偏差法進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)，若限定偏差Y0.01，本次采樣值為0.315，上次采樣值為0.301，則本次采樣值Yn應(yīng)選為（ A ） A0.301 B0.303 C0.308 D0.31518若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信

13、號(hào)為2.5V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號(hào)為（ B ） A1.22mV B2.44mV C3.66mV D4.88mV19周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)必為（ A ） A周期偶函數(shù) B非周期偶函數(shù) C周期奇函數(shù) D非周期奇函數(shù)20已知函數(shù)x(t)的傅里葉變換為X（f），則函數(shù)y(t)=2x(3t)的傅里葉變換為（ B ） A2X() B X( ) C X(f) D2X(f)四、問(wèn)答題1傳感器有哪些組成部分？在檢測(cè)過(guò)程中各起什么作用？2. 傳感器有哪些分類方法？各有哪些傳感器？3. 彈性敏感元件在傳感器中起什么作用？4. 彈性敏感元件有哪幾種基本形式？各有什么用途和特點(diǎn)？5. 何謂電阻式傳感器？它

14、主要分成哪幾種？6. 試比較金屬絲電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的特點(diǎn)。7. 熱電阻傳感器有哪幾種？各有何特點(diǎn)及用途？8. 簡(jiǎn)要說(shuō)明氣敏、濕敏電阻傳感器的工作原理，并舉例說(shuō)明其用途。9電感式傳感器的工作原理是什么？能夠測(cè)量哪些物理量？10. 變氣隙式傳感器主要由哪幾部分組成？有什么特點(diǎn)？11. 概述電渦流式傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。12電容式傳感器有什么主要特點(diǎn)？可用于哪些方面的檢測(cè)？13 根據(jù)工作原理可將電容式傳感器分為哪幾種類型？各自用途是什么？14常用壓電材料有那幾種？15霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小、方向與哪些因素有關(guān)？16試說(shuō)明熱電偶的測(cè)溫原理。17光電效應(yīng)有哪幾種類型？與之對(duì)應(yīng)的光電元件各有哪些？

15、簡(jiǎn)述各光電元件的優(yōu)缺點(diǎn)。18光柵的莫爾條紋有哪幾個(gè)特性？19抑制干擾有哪些基本措施？22溫度、電阻23鐵磁性外殼、移動(dòng)的活動(dòng)鐵芯24線圈與被測(cè)物、線圈半徑25差動(dòng)26薄壁圓筒、頻率27光電陰極材料、靈敏度較高28普通、薄膜29人類30載流子、溫度31電阻率、壓敏電阻32正向、弱磁場(chǎng)四、1答：傳感器通常由敏感元件、傳感元件及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。各部分在檢測(cè)過(guò)程中所起作用是：敏感元件是在傳感器中直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成一定聯(lián)系的另一物理量的元件，如電阻式傳感器中的彈性敏感元件可將力轉(zhuǎn)換為位移。傳感元件是能將敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電參量的元件，如應(yīng)變片可將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻量

16、。測(cè)量轉(zhuǎn)換電路可將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電量信號(hào)。2答：按工作原理分有參量傳感器、發(fā)電傳感器、數(shù)字傳感器和特殊傳感器；按被測(cè)量性質(zhì)分有機(jī)械量傳感器、熱工量傳感器、成分量傳感器、狀態(tài)量傳感器、探傷傳感器等；按輸出量形類分有模擬式、數(shù)字式和開(kāi)關(guān)式；按傳感器的結(jié)構(gòu)分有直接式傳感器、差分式傳感器和補(bǔ)償式傳感器。3答：彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中占有很重要的地位，是檢測(cè)系統(tǒng)的基本元件，它能直接感受被測(cè)物理量（如力、位移、速度、壓力等）的變化，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為本身的應(yīng)變或位移，然后再由各種不同形式的傳感元件將這些量變換成電量。4答：彈性敏感元件形式上基本分成兩大類，即將力變換成應(yīng)變或位移的變換力

17、的彈性敏感元件和將壓力變換成應(yīng)變或位移的變換壓力的彈性敏感元件。變換力的彈性敏感元件通常有等截面軸、環(huán)狀彈性敏感元件、懸臂梁和扭轉(zhuǎn)軸等。實(shí)心等截面軸在力的作用下其位移很小，因此常用它的應(yīng)變作為輸出量。它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、測(cè)量范圍寬、可承受極大的載荷、缺點(diǎn)是靈敏度低?？招膱A柱體的靈敏度相對(duì)實(shí)心軸要高許多，在同樣的截面積下，軸的直徑可加大數(shù)倍，這樣可提高軸的抗彎能力，但其過(guò)載能力相對(duì)弱，載荷較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生較明顯的桶形形變，使輸出應(yīng)變復(fù)雜而影響精度。環(huán)狀敏感元件一般為等截面圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)受力后容易變形，所以它的靈敏度較高，多用于測(cè)量較小的力，缺點(diǎn)是圓環(huán)加工困難，環(huán)的各個(gè)部位的應(yīng)變及應(yīng)力都

18、不相等。懸臂梁的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，輸出位移(或應(yīng)變)大，靈敏度高，所以常用于較小力的測(cè)量。扭轉(zhuǎn)軸式彈性敏感元件用于測(cè)量力矩和轉(zhuǎn)矩。變換壓力的彈性敏感元件通常有彈簧管、波紋管、等截面薄板、波紋膜片和膜盒、薄壁圓筒和薄壁半球等。彈簧管可以把壓力變換成位移，且彈簧管的自由端的位移量、中心角的變化量與壓力p成正比，其剛度較大，靈敏度較小，但過(guò)載能力強(qiáng)，常用于測(cè)量較大壓力。波紋管的線性特性易被破壞，因此它主要用于測(cè)量較小壓力或壓差測(cè)量中。5答：電阻式傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電阻值，再經(jīng)相應(yīng)測(cè)量電路處理后，在顯示器記錄儀上顯示或記錄被測(cè)量的變化狀態(tài)的一種傳感器。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏

19、電阻、氣敏電阻及濕敏電阻等電阻式傳感器。6. 答：金屬絲式應(yīng)變片的蠕變較大，金屬絲易脫膠，但其價(jià)格便宜，多用于應(yīng)變、應(yīng)力的一次性試驗(yàn)。半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料作敏感柵而制成的。當(dāng)它受力時(shí)，電阻率隨應(yīng)力的變化而變化。它的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高（靈敏度比絲式、箔式大幾十倍），橫向效應(yīng)小。主要缺點(diǎn)是靈敏度的熱穩(wěn)定性差、電阻與應(yīng)變間非線性嚴(yán)重。在使用時(shí)，需采用溫度補(bǔ)償及非線性補(bǔ)償?shù)却胧?. 答：熱電阻可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩類。前者稱為熱電阻，后者稱為熱敏電阻。以熱電阻或熱敏電阻為主要器件制成的傳感器稱為熱電阻傳感器或熱敏電阻傳感器。熱電阻傳感器主要是利用電阻隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)量溫度

20、的。其主要優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高；有較大的測(cè)量范圍，尤其在低溫方面；易于使用在自動(dòng)測(cè)量和遠(yuǎn)距離測(cè)量中。熱電阻傳感器之所以有較高的測(cè)量精度，主要是一些材料的電阻溫度特性穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好。熱敏電阻按其對(duì)溫度的不同反應(yīng)可分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）三類，CTR一般也是負(fù)溫度系數(shù)，但與NTC不同的是，在某一溫度范圍內(nèi)，電阻值會(huì)發(fā)生急劇變化。這三類熱敏電阻的電阻率與溫度t之間的相互關(guān)系均為非線性。 NTC熱敏電阻主要用于溫度測(cè)量和補(bǔ)償，測(cè)溫范圍一般為-50350，也可用于低溫測(cè)量（-1300）、中溫測(cè)量（150750），甚至更高溫度，測(cè)量溫度范

21、圍根據(jù)制造時(shí)的材料不同而不同。PTC熱敏電阻既可作為溫度敏感元件，又可在電子線路中起限流、保護(hù)作用。CTR熱敏電阻主要用作溫度開(kāi)關(guān)。8. 答：氣敏傳感器，是利用半導(dǎo)體氣敏元件同被測(cè)氣體接觸后，造成半導(dǎo)體性質(zhì)的變化，以此來(lái)檢測(cè)待定氣體的成分或濃度的傳感器的總稱。實(shí)際測(cè)量時(shí)，可用氣敏傳感器把各種氣體的成分或濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻、電壓或電流的變化量，并通過(guò)相應(yīng)測(cè)量電路在終端儀器上顯示。它的傳感元件是氣敏電阻，這是一種用金屬氧化物（如氧化錫SnO2、氧化鋅ZnO或Fe2O3等）的粉末材料并添加小量催化劑及添加劑，按一定配比燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。氣敏傳感器可測(cè)量還原性氣體和測(cè)量氧氣濃度的兩大類，例如石油

22、蒸汽、酒精蒸汽、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。濕敏電阻傳感器是利用材料的電氣性能或機(jī)械性能隨濕度而變化的原理制成的。它能把濕度的變化轉(zhuǎn)化成電阻的變化，它的傳感元件是濕敏電阻。濕敏電阻傳感器的應(yīng)用很廣，例如，大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車間，當(dāng)其相對(duì)濕度低于30%RH時(shí)，容易產(chǎn)生靜電而影響生產(chǎn)；一些粉塵大的車間，當(dāng)濕度小而產(chǎn)生靜電時(shí)，容易產(chǎn)生爆炸；許多儲(chǔ)物倉(cāng)庫(kù)(如存放煙草、茶葉和中藥材等)在濕度超過(guò)某一程度時(shí)，物品易發(fā)生變質(zhì)或霉變現(xiàn)象；居室的濕度希望適中；而紡織廠要求車間的濕度保持在60%RH75%RH；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫室育苗、食用菌培養(yǎng)、水果保鮮等都需要對(duì)濕度進(jìn)行檢測(cè)和控制。9答：電感式傳感器是利用

23、電磁感應(yīng)原理，將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的電感（或互感）變化的一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。利用電感式傳感器可以把連續(xù)變化的線位移或角位移轉(zhuǎn)換成線圈的自感或互感的連續(xù)變化，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換電路再變成電壓或電流信號(hào)以供顯示。它除了可以對(duì)直線位移或角位移進(jìn)行直接測(cè)量外，還可以通過(guò)一定的感受機(jī)構(gòu)對(duì)一些能夠轉(zhuǎn)換成位移量的其他非電量，如振動(dòng)、壓力、應(yīng)變、流量等進(jìn)行檢測(cè)。10. 答：變氣隙式自感式傳感器由鐵心線圈、銜鐵、測(cè)桿及彈簧等組成。變氣隙式傳感器的線性度差、示值范圍窄、自由行程小，但在小位移下靈敏度很高，常用于小位移的測(cè)量。11. 答：成塊的金屬物體置于變化著的磁場(chǎng)中，或者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在金屬導(dǎo)體中會(huì)感應(yīng)出一

24、圈圈自相閉合的電流，稱為電渦流。電渦流式傳感器是一個(gè)繞在骨架上的導(dǎo)線所構(gòu)成的空心繞組，它與正弦交流電源接通，通過(guò)繞組的電流會(huì)在繞組周圍空間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)電的金屬靠近這個(gè)繞組時(shí)，金屬導(dǎo)體中便會(huì)產(chǎn)生電渦流。渦流的大小與金屬導(dǎo)體的電阻率、磁導(dǎo)率、厚度、繞組與金屬導(dǎo)體的距離，以及繞組勵(lì)磁電流的角頻率等參數(shù)有關(guān)。如果固定其中某些參數(shù)不變，就能由電渦流的大小測(cè)量出另外一些參數(shù)。由電渦流所造成的能量損耗將使繞組電阻有功分量增加，由電渦流產(chǎn)生反磁場(chǎng)的去磁作用將使繞組電感量減小，從而引起繞組等效阻抗Z及等效品質(zhì)因數(shù)Q值的變化。所以凡是能引起電渦流變化的非電量，例如金屬的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、繞組與導(dǎo)體的

25、距離等，均可通過(guò)測(cè)量繞組的等效電阻R、等效電感L、等效阻抗Z及等效品質(zhì)因數(shù)Q來(lái)測(cè)量。這便是電渦流式傳感器的工作原理。電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是一個(gè)繞制在框架上的繞組，目前使用比較普遍的是矩形截面的扁平繞組。12答：電容式傳感器具有以下特點(diǎn)：功率小，阻抗高，由于電容式傳感器中帶電極板之間的靜電引力很小，因此，在信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中，只需要施加較小的作用力，就可以獲得較大的電容變化量及高阻抗的輸出；動(dòng)態(tài)特性良好，具有較高的固有頻率和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；本身的發(fā)熱對(duì)傳感器的影響實(shí)際上可以不加考慮；可獲取比較大的相對(duì)變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；可進(jìn)行非接觸測(cè)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造；輸出阻

26、抗較高，負(fù)載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。電容式傳感器可用于直線位移、角位移、尺寸、液體液位、材料厚度的測(cè)量。13 答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型（又稱變間隙型）、變面積(A)型和變介電常數(shù)()型。變間隙型可測(cè)量位移，變面積型可測(cè)量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數(shù)型可測(cè)量液體液位、材料厚度。14答：應(yīng)用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有三類：一類是壓電晶體，它是單晶體，如石英晶體、酒石酸鉀鈉等；另一類是經(jīng)過(guò)極化處理的壓電陶瓷，它是人工合成的多晶體，如鈦酸鋇等；第三類是有機(jī)壓電材料，是新型的壓電材料，如聚偏二氟乙烯等。15答：霍爾電動(dòng)勢(shì)的

27、大小正比于激勵(lì)電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度，且當(dāng)或的方向改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)的方向也隨著改變，但當(dāng)和的方向同時(shí)改變時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)極性不變。16答：兩種不同材料構(gòu)成的熱電變換元件稱為熱電偶，導(dǎo)體稱為熱電極，通常把兩熱電極的一個(gè)端點(diǎn)固定焊接，用于對(duì)被測(cè)介質(zhì)進(jìn)行溫度測(cè)量，這一接點(diǎn)稱為測(cè)量端或工作端，俗稱熱端；兩熱電極另一接點(diǎn)處通常保持為某一恒定溫度或室溫，稱冷端。熱電偶閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)由溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)兩種電勢(shì)組成。熱電偶接觸電勢(shì)是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，在熱電極接點(diǎn)接觸面處產(chǎn)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象；擴(kuò)散的結(jié)果，接觸面上逐漸形成靜電場(chǎng)。該靜電場(chǎng)具有阻礙原擴(kuò)散繼續(xù)進(jìn)行的作用，當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，在熱電極接點(diǎn)處便產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定電勢(shì)差，稱為接觸電勢(shì)。其數(shù)值取決于熱電偶兩熱電極的材料和接觸點(diǎn)的溫度，接點(diǎn)溫度越高，接觸電勢(shì)越大。17答：光電效應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生結(jié)果的不同，通?？煞譃橥夤怆娦?yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種類型。光電管和光電流倍增管是屬于外光電效應(yīng)的典型光電元件。光電倍增管的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，比光電管高出幾萬(wàn)倍以上，輸出線性度好，頻率特性好；缺點(diǎn)是體積大、易破碎，工作電壓高達(dá)上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光測(cè)量和要求反應(yīng)速度很快的場(chǎng)合?；趦?nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管。光敏電阻具有很高的靈敏度，光譜響應(yīng)的范圍可以從紫