傳感器簡答題

1、1-2 什么是測量誤差？測量誤差有幾種表達(dá)方式？它們通常應(yīng)用在什么場合？測量誤差是測得值減去被測值的真值。測量誤差有五種表達(dá)方式分別是：（1） 絕對誤差:當(dāng)被測量大小相同時(shí)，常用絕對誤差來評定準(zhǔn)確度。（2） 實(shí)際相對誤差:相對誤差常用來表示和比較測量的準(zhǔn)確度。（3） 引用誤差:引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法。（4） 基本誤差（5） 附加誤差:基本誤差和附加誤差常用于儀表和傳感器中。1-6 什么是隨機(jī)誤差？系統(tǒng)誤差可以分為哪幾類？系統(tǒng)誤差有哪些檢驗(yàn)方法？如何減小和消除系統(tǒng)誤差？ 在同一測量條件下，多次測量同一量值時(shí)，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時(shí)，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。

2、系統(tǒng)誤差可分為恒值（定值）系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。誤差的絕對值和符號已確定的系統(tǒng)誤差稱為恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對值和符號變化的系統(tǒng)誤差稱為變值系統(tǒng)誤差，變值系統(tǒng)誤差又可分為線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和復(fù)雜規(guī)律系統(tǒng)誤差等。檢驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)對比法；殘余誤差觀察法；準(zhǔn)則檢查法系統(tǒng)誤差的消除：1.  從產(chǎn)生誤差根源上消除系統(tǒng)誤差；2.用修正方法消除系統(tǒng)誤差的影響；3. 在測量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施；4.可用實(shí)時(shí)反饋修正的辦法，來消除復(fù)雜的變化系統(tǒng)誤差。 1-8什么是粗大誤差？如何判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)中存在的粗大誤差？超出在規(guī)定條件下的預(yù)期的誤差成為粗大誤差，粗大誤差又稱為疏忽誤差。判斷粗大誤

3、差的原則是看測量值是否滿足正態(tài)分布，要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。通常用來判斷粗大誤差的準(zhǔn)則有：3s準(zhǔn)則（萊以特準(zhǔn)則）；肖維勒準(zhǔn)則；格拉布斯準(zhǔn)則。2-1什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？他們的作用及相互關(guān)系如何？答：傳感器是能感受（或響應(yīng)）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。 通常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部份；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部份。由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作

4、必須要有輔助的電源，因此信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部份。2-2什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說明這些性能指標(biāo)的含義。傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出輸入關(guān)系。 傳感器的靜態(tài)特性可以用一組性能指標(biāo)來描述，有靈敏度、遲滯、線性度、重復(fù)性和漂移。 靈敏度是指傳感器輸出量增量y 與引起輸出量增量y的相應(yīng)輸入量增量x的之比。用S表示靈敏度，即S=y/x   傳感器的線性度是指在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。線性度也稱為非線性誤差，用表示，

5、0;即             遲滯是指傳感器在相同的條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值與滿量程輸出值之比稱為遲滯誤差，用表示，即：  重復(fù)性是指傳感器在相同的工作條件下，輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值計(jì)算，即:漂移是指輸入量不變的情況下，傳感器

6、輸出量會隨著時(shí)間變化的現(xiàn)象。最常見的是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起的輸出變化。3-1什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)和壓阻效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。答：在外力作用下，導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料產(chǎn)生機(jī)械變形，從而引起材料電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象，稱為應(yīng)變效應(yīng)。半導(dǎo)體的電阻率隨作用應(yīng)力的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為壓阻效應(yīng)。工作原理：應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式為，式中K為材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)，當(dāng)應(yīng)變材料為金屬或合金時(shí)，在彈性極限內(nèi)K為常數(shù)。金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對變化量與金屬材料的軸向應(yīng)變成正比，因此，利用電阻應(yīng)變片，可以將被測物體的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成與之成正比關(guān)系的電阻相對變化量，這就是金

7、屬電阻應(yīng)變片的工作原理。壓阻效應(yīng)表達(dá)式為E，在外力作用下，被測對象產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片隨之發(fā)生相同的變化，同時(shí)應(yīng)變片電阻也發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)測得的應(yīng)變片電阻值變化量為R時(shí)，便可得到被測對象的應(yīng)變值，根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，得到應(yīng)力值正比于應(yīng)變，而試件應(yīng)變正比于電阻值的變化，所以應(yīng)力正比于電阻值的變化，這就是利用應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理4-1說明差動(dòng)變隙電壓傳感器的主要組成，工作原理和基本特性答：主要組成：主要由鐵芯，銜鐵，線圈三部分組成。工作原理：傳感器由兩個(gè)完全相同的電壓線圈合用一個(gè)銜鐵和相應(yīng)磁路。工作時(shí)，銜鐵與被測件相連，當(dāng)被測體上下移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)銜鐵也以相同的位移上下移動(dòng)，使兩個(gè)磁回路中磁阻發(fā)

8、生大小相等方向相反的變化。導(dǎo)致一個(gè)線圈的電感量增加，另一個(gè)線圈的電感量減小，形成差動(dòng)形式。輸出特性：若忽略上式中的高次項(xiàng)，可得為了使輸出特性能得到有效改善，構(gòu)成差動(dòng)的兩個(gè)變隙式電感傳感器在結(jié)構(gòu)尺寸、材料、電氣參數(shù)等方面均應(yīng)完全一致.4-3 差動(dòng)變壓器式傳感器有幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點(diǎn)？答：結(jié)構(gòu)形式：差動(dòng)變壓器式傳感器有變氣隙式差動(dòng)變壓器式和螺線管式差動(dòng)變壓器式傳感器二種結(jié)構(gòu)形式。特點(diǎn)：變隙式差動(dòng)變壓器傳感器的輸出特性為，輸出電壓與比值成正比，然而比值與變壓器的體積與零點(diǎn)殘余電壓有關(guān)。應(yīng)綜合考慮；成反比關(guān)系.因此要求越小越好，但較小的使測量范圍受到約束，通常在0.5mm左右。螺線管式

9、差動(dòng)變壓器式傳感器的輸出特性是激勵(lì)電壓U和激磁頻率f的函數(shù)，理論上，靈敏度K與U、f成正比關(guān)系，而實(shí)際上由于傳感器結(jié)構(gòu)的不對稱、鐵損、磁漏等因素影響，K與f不成正比關(guān)系，一般在400Hz10KHz范圍內(nèi)K有較大的穩(wěn)定值，K與U不論在理論上和實(shí)際上都保持較好的線性關(guān)系。一般差動(dòng)變壓器的功率控制在1瓦左右圍為線圈骨架長度的到因此可以測量大位移圍。4-10何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測量？答：塊狀金屬導(dǎo)體置于變化著的磁物中，或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，所產(chǎn)生電渦流的現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器的測試系統(tǒng)由電渦流式傳感器和被測金屬兩部分

10、組成。當(dāng)線圈中通以交變電流時(shí),其周圍產(chǎn)生交變磁物，置于此磁物中的導(dǎo)體將感應(yīng)出交變電渦流，又產(chǎn)生新的交變磁物,的作用將反抗原磁物，導(dǎo)致線圈阻抗Z發(fā)生變化，Z的變化完全取決于導(dǎo)體中的電渦流效應(yīng)，而電渦流效應(yīng)既與導(dǎo)體的電阻率，磁導(dǎo)率，幾何尺寸有關(guān)，又與線圈的幾何參數(shù)、線圈中的激磁電流頻率f有關(guān)，還與線圈和導(dǎo)體間的距離x有關(guān)，因此，可得等效阻抗Z的函數(shù)差系式為 Z=F（、r、f、x）式中r為線圈與被測體的尺寸因子。以上分析可知，若保持，r，f參數(shù)不變，而只改變x參數(shù)。則Z就僅僅是關(guān)于x單值函數(shù)。測量出等效阻抗Z，就可實(shí)現(xiàn)對位移量x的測量。5-1根據(jù)工作原理可將電容式傳感器分為那幾種類型？每種類型各有什

11、么特點(diǎn)？各適用于什么場合？答：類型：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。場合：變間隙型可測量位移，變面積型可測量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數(shù)型可測量液體液位、材料厚度。特點(diǎn)：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，在信號檢測過程中，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變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；

12、可進(jìn)行非接觸測量；結(jié)構(gòu)簡單、易于制造；輸出阻抗較高，負(fù)載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。6.1什么叫做正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)？什么叫做縱向電壓效應(yīng)和橫向電壓效應(yīng)？答：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)。這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的現(xiàn)象，稱為“順壓電效應(yīng)”。 反之，在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場或電壓，它會產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng) 去掉外加電場時(shí)，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”。在 石英晶體中，通常把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱 向壓電效應(yīng)”

13、， 而把沿機(jī)械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫 向壓電效應(yīng)”。6.6簡述壓電式加速度傳感器的工作原理。答：其原理利用壓電晶體的電荷輸出與所受的力成正比，而所受的力在敏感質(zhì)量 一定的情況下與加速度值成正比。在一定條件下，壓電晶體受力后產(chǎn)生的電 荷量與所感受到的加速度值成正比。7.1簡述變磁通式和恒磁通式傳感器的工作原理。答1.變磁通式傳感器工作原理：產(chǎn)生磁場的永久磁鐵和線圈都固定不動(dòng)，通過磁 通的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e。變磁通式又稱磁阻式常用于角速度的測量。 2.恒磁通式傳感器工作原理：氣隙磁通保持不變，感應(yīng)線圈與磁鐵作相對運(yùn) 動(dòng)，線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢。7.4什么是霍爾

14、效應(yīng)？霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？答：1.通電的導(dǎo)體或半導(dǎo)體，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這 種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。該電勢稱霍爾電勢。  2.霍爾電勢正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度，其靈敏度與霍爾系數(shù)RH成正比 而與霍爾片厚度d成反比。為了提高靈敏度，霍爾元件常制成薄片形狀。8.1光電效應(yīng)有哪幾種？相對應(yīng)的光繼電器件各有哪些？答：1.光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩大類。內(nèi)光電效應(yīng)又可分為光電 導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。  2.光電器件  （1）基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管、光電攝像管等。  （2）基于光電導(dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻。&#

15、160;  （3）基于光生伏特效應(yīng)的光電器件有光電池、光敏二極管、三極管。8.2試述光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管和光電池的工作原理，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)各有什么特點(diǎn)？答：1.光敏電阻的工作原理  其工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)，其阻值隨光照增強(qiáng)而減小。光敏電阻沒有極 性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無 光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏 電阻受到一定波長范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電 流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好， 此時(shí)光敏電阻的 靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般

16、在兆歐量級， 亮電阻值在幾千歐以下。2.光敏二極管的工作原理  在無光照時(shí)，處于反偏的光敏二極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，其反向電阻很大， 反向電流很小，這種反向電流稱為暗電流。當(dāng)有光照射到光敏二極管的PN結(jié) 時(shí)，PN結(jié)附近受光子轟擊，吸收其能量而產(chǎn)生電子-空穴對，它們在反向電壓 和內(nèi)電場的作用下，漂移越過PN結(jié)，形成比無光照時(shí)大得多的反向電流，該 反向電流稱為光電流，此時(shí)，光敏二極管的反向電阻下降。 若入射光的強(qiáng)度 增強(qiáng)，產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)量也隨之增加，光電流也響應(yīng)增大，即光電流與 光照度成正比。  如果外電路接上負(fù)載，便可獲得隨光照強(qiáng)弱變化的信號。光敏二極管

17、的光電 流 I 與照度之間呈線性關(guān)系。光敏二極管的光照特性是線性的，所以適合檢測 等方面的應(yīng)用。 光敏晶體管的工作原理  大多數(shù)光敏晶體管的基極無引出線，當(dāng)集電極加上相對于發(fā)射極為正的電壓而 不接基極時(shí)，集電結(jié)就是反向偏壓。當(dāng)光照射在集電結(jié)時(shí)，就會在結(jié)附近產(chǎn)生 電子空穴對，光生電子被拉到集電極，基區(qū)留下空穴，使基極與發(fā)射極間的電壓升高，這樣便會有大量的電子流向集電極，形成輸出電流，且集電極電流為光電流的倍，所以光敏晶體管有放大作用。 4.光電池的工作原理  硅光電池是在一塊N型硅片上用擴(kuò)散的辦法摻入一些P型雜質(zhì)(如硼)形成PN 結(jié)。當(dāng)

18、光照到PN結(jié)區(qū)時(shí)，如果光子能量足夠大，將在結(jié)區(qū)附近激發(fā)出電子- 空穴對，在N區(qū)聚積負(fù)電荷，P區(qū)聚積正電荷，這樣N區(qū)和P區(qū)之間出現(xiàn)電位 差。若將PN結(jié)兩端用導(dǎo)線連起來，電路中有電流流過，電流的方向由P區(qū)流 經(jīng)外電路至N區(qū)。若將外電路斷開，就可測出光生電動(dòng)勢。8.6光在光纖中是怎樣傳輸?shù)模繉饫w及入射光的入射角有什么要求？答：1.光在光纖內(nèi)的全內(nèi)反射進(jìn)行傳輸?shù)模瑢?shí)際工作時(shí)需要光纖彎曲，但只要滿 足全反射條件，光線仍然繼續(xù)前進(jìn)?？梢娺@里的光線“轉(zhuǎn)彎”實(shí)際上是由光 的全反射所形成的。  2.為滿足光在光纖內(nèi)的全內(nèi)反射， 光入射到光纖端面的入射角i應(yīng)滿足  

19、60;  一般光纖所處環(huán)境為空氣，則n0=1，這樣上式可表示為     9-1 簡述氣敏傳元件的工作原理。 半導(dǎo)體氣敏傳感器的敏感部分是金屬氧化物半導(dǎo)體微結(jié)晶粒子燒結(jié)體，當(dāng)它的表面吸附被測氣體時(shí)，半導(dǎo)體微結(jié)晶粒子接觸表面的導(dǎo)電電子比例就會發(fā)生變化，從而使氣敏元件的電阻值隨被測氣體的濃度而改變。這種反應(yīng)是可逆的，因而是可重復(fù)使用的。  當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時(shí)，將使半導(dǎo)體載流子減少，而使半導(dǎo)體電阻值增大。     當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，氧化

20、型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時(shí)，則半導(dǎo)體載流子增多，使半導(dǎo)體電阻值下降。9-3什么叫濕敏電阻？濕敏電阻有哪些類型？各有什么特點(diǎn)?濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化的電阻。氯化鋰濕敏電阻 半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻（3）前者優(yōu)點(diǎn)滯后小，不受測試環(huán)境風(fēng)速影響，檢測精度高達(dá)±5，但耐熱性差，不能用于露點(diǎn)以下測量，器件性能重復(fù)性不理想，使用壽命短。 后者可分為負(fù)特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷和正特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷。前者電阻率隨濕度的增加而下降，后者的表面電阻隨濕度的增加而加大10-1 超聲波在介質(zhì)中傳播具有哪些特性？（1）超聲波的波型：聲源在介質(zhì)中施力方向與波在介質(zhì)中傳播方向的

21、不同，聲波的波型也不同。通常有：縱波、橫波和表面波。 （2）超聲波的傳播速度：在固體中，縱波、橫波及其表面波三者的聲速有一定的關(guān)系， 通?？烧J(rèn)為橫波聲速為縱波的一半，表面波聲速為橫波聲速的90%；氣體中縱波聲速為344 m/s。；液體中縱波聲速在9001900m/s。 （3）超聲波的反射和折射：聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，在兩個(gè)介質(zhì)的分界面上一部分聲波被反射, 另一部分透射過界面，在另一種介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播。這樣的兩種情況稱之為聲波的反射和折射。 （4）超聲波的衰減，聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，能量逐漸衰減，其衰減的程度

22、與聲波的擴(kuò)散、散射及吸收等因素有關(guān)。10-3超聲波物位測量有幾種方式？各有什么特點(diǎn)？ 傳感器可分為單換能器和雙換能器。單換能器的傳感器發(fā)射和接收超聲波使用同一個(gè)換能器，而雙換能器的傳感器發(fā)射和接收各由一個(gè)換能器擔(dān)任。超聲波發(fā)射和接收換能器可設(shè)置在液體介質(zhì)中，讓超聲波在液體介質(zhì)中傳播，由于超聲波在 液體中的衰減比較小，所以即使發(fā)射的超聲脈沖幅度較小也可以傳播。超聲波發(fā)射和接收換能器也可以安裝在液面的上方，讓超聲波在空氣中傳播，這種方式便于安裝和維修，但超聲波在空氣中的衰減比較厲害。11-1 簡述微波傳感器的測量機(jī)理。 由發(fā)射天線發(fā)出微波，此波遇到被測物體時(shí)將被吸收或反射，使微

23、波功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收到通過被測物體或由被測物體反射回來的微波，并將它轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過信號調(diào)理電路，即可以顯示出被測量，實(shí)現(xiàn)了微波檢測。11-2 微波傳感器有哪些特點(diǎn)？微波傳感器如何分類？ 1、微波傳感器作為一種新型的非接觸傳感器具有如下特點(diǎn)： （1）有極寬的頻譜（波長=1.0mm1.0m）可供選用，可根據(jù)被測對象的特點(diǎn)選擇不同的測量頻率； （2）在煙霧、粉塵、水汽、化學(xué)氣氛以及高、低溫環(huán)境中對檢測信號的傳播影響極小，因此可以在惡劣環(huán)境下工作； （3）介質(zhì)對微波的吸收與介質(zhì)的介電常數(shù)成比例，水對微波的吸收作用最強(qiáng)； 

24、（4）時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測與實(shí)時(shí)處理，便于自動(dòng)控制；  （5）測量信號本身就是電信號，無須進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換，從而簡化了傳感器與微處理器間的接口，便于實(shí)現(xiàn)遙測和遙控； （6）微波無顯著輻射公害。 微波傳感器存在的主要問題是零點(diǎn)漂移和標(biāo)定尚未得到很好的解決。其次，使用時(shí)外界環(huán)境因素影響較多，如溫度、氣壓、取樣位置等。12-1紅外探測器有哪些類型？說明它們的工作原理。（1）紅外探測器的種類很多，按探測機(jī)理的不同，分為熱探測器和光子探測器兩大類。（2）熱探測器的工作機(jī)理是：利用紅外輻射的熱效應(yīng)，探測器的敏感元件吸收輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使

25、某些有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，通過測量物理參數(shù)的變化來確定探測器所吸收的紅外輻射。（3）光子探測器的工作機(jī)理是：利用人射光輻射的光子流與探測器材料中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態(tài)，引起各種電學(xué)現(xiàn)象這種現(xiàn)象稱為光子效應(yīng)。13-1數(shù)字式傳感器有什么特點(diǎn)？可分為哪幾種類型？(1)能夠直接將非電量轉(zhuǎn)換位數(shù)字量，不需要A/D轉(zhuǎn)換，直接用數(shù)字顯示。(2) 以編碼方式產(chǎn)生代碼型的數(shù)字信號;輸出記數(shù)型的離散脈沖信號13-5碼盤式轉(zhuǎn)角數(shù)字傳感器的工作原理是什么？其基本組成部分有哪些？答：1）、接觸式編碼器由碼盤和電刷組成。接觸式碼盤工作原理：以一個(gè)四位8421碼制的編碼器的碼盤為例。用四個(gè)同心圓碼道和四

26、個(gè)電刷構(gòu)成；每個(gè)碼道分成若干個(gè)導(dǎo)電和不導(dǎo)電的區(qū)域，將所有導(dǎo)電區(qū)連接到高電位（“1”）；絕緣區(qū)連到低電平（“0”）。四個(gè)電刷沿某一徑向安裝，四位二進(jìn)制碼盤上有四圈碼道，每個(gè)碼道有一個(gè)電刷，電刷經(jīng)電阻接地。當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)到某一角度后，電刷就輸出一個(gè)數(shù)碼；碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電刷就輸出16種不同的四位二進(jìn)制數(shù)碼。后續(xù)電路通過判別輸出數(shù)據(jù)就可以知道轉(zhuǎn)到什么角度了。2）、光電式碼盤主要由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的編碼圓盤（碼盤）、窄縫以及安裝在圓盤兩邊的光源和光敏元件等組成。碼盤由光學(xué)玻璃制成，其上刻有許多同心碼道，每位碼道上都有按一定規(guī)律排列的透光和不透光部分，即亮區(qū)和暗區(qū)。工作原理：當(dāng)光源將光投射在碼盤上時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)碼盤，

27、通過亮區(qū)的光線經(jīng)窄縫后，由光敏元件接收。光敏元件的排列與碼道一一對應(yīng)，對應(yīng)于亮區(qū)和暗區(qū)的光敏元件輸出的信號，前者為“1”，后者為“0”。當(dāng)碼盤旋至不同位臵時(shí)，光敏元件輸出信號的組合，反映出按一定規(guī)律編碼的數(shù)字量，代表了碼盤軸的角位移大小。3）、電磁式編碼器主要由磁鼓與磁阻探頭組成。電磁式編碼器的工作原理：電磁式編碼器的碼盤上按照一定的編碼圖形，做成磁化區(qū)（導(dǎo)磁率高）和非磁化區(qū)（導(dǎo)磁率低），采用小型磁環(huán)或微型馬蹄形磁芯作磁頭，磁環(huán)或磁頭緊靠碼盤，但又不與碼盤表面接觸。每個(gè)磁頭上繞兩組繞組，原邊繞組用恒幅恒頻的正弦信號激勵(lì)，副邊繞組用作輸出信號，副邊繞組感應(yīng)碼盤上的磁化信號轉(zhuǎn)化為電信號，其感應(yīng)電勢

28、與兩繞組匝數(shù)比和整個(gè)磁路的磁導(dǎo)率有關(guān)。當(dāng)磁頭對準(zhǔn)磁化區(qū)時(shí)，磁路飽和，輸出電壓很低，如磁頭對準(zhǔn)非磁化區(qū)，它就類似于變壓器，輸出電壓會很高，因此可以區(qū)分狀態(tài)“1”和“0”。幾個(gè)磁頭同時(shí)輸出，就形成了數(shù)碼。13-8感應(yīng)同步器有哪幾種？試述它們的工作原理。直線式和旋轉(zhuǎn)式，分別用于直線位移和角位移測量，兩者原理相同。直線式由定尺和滑尺組成，旋轉(zhuǎn)式由轉(zhuǎn)子和定子組成，在定尺和轉(zhuǎn)子上的是連續(xù)繞組，在滑尺和定子上的是分段繞組。分段繞組分為兩組，在空間相差90°相角，故又稱為正弦、余弦繞組。工作時(shí)如果在其中一種繞組上通以交流激勵(lì)電壓，由于電磁耦合，在另一種繞組上就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢隨定尺與滑尺的相對位置不同而呈正弦、余弦函數(shù)變化，再通過對此信號的檢測處理，便可測量出直線或轉(zhuǎn)角的位移量14-1什么是智能傳感器？它包含哪幾種主要形式？應(yīng)從哪些方面研究開發(fā)智能傳感器一種帶有微處理機(jī)的，兼有信息檢測、信號處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能的傳感器。 一是采用微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以強(qiáng)化和