傳感器復(fù)習(xí)總結(jié)(必看)

1、此份要重點(diǎn)看1. 測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線(xiàn)性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等。（2 分）2. 霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度下單位控制電流時(shí)的霍爾電勢(shì)的大小。（2分）3. 光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。通常把光線(xiàn)照射到物體表面 后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類(lèi)。第一類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下光電子逸出 物體表面的外光電效應(yīng)，這類(lèi)元件有光電管、光電倍增管；第二類(lèi)是利U 用在 光線(xiàn)作用下使材料內(nèi)部 電阻率改變的 內(nèi)光電 效應(yīng)，這類(lèi)元件有光敏電阻;第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下使物體內(nèi)部 產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng)， 這類(lèi)元件有光電池、光電儀表。 4熱電偶所

2、產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)是兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì)和單一導(dǎo)體的 溫差電動(dòng)勢(shì)組成的，其表達(dá)式為 Eab （ T， To） =仃-To）ln也和心7）dT。在熱電偶溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法（即冷eNb端延長(zhǎng)線(xiàn)法）是在連接導(dǎo)線(xiàn)和熱電偶之間，接入延長(zhǎng)線(xiàn)，它的作用是 將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定的地方，以減小冷端溫度變化的影響。5壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力作用下， 其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械壓力，從而引起極化現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。 相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為負(fù)壓電效應(yīng)。6.變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵心時(shí)，鐵心上的線(xiàn)圈電感量（增加） 8

3、.電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出被測(cè)量間的關(guān)系，除（ 變極距 型）外是線(xiàn)性的。（2分）（町8-2四、下面是熱電阻測(cè)量電路，試說(shuō)明電路工作原理答：該熱電阻測(cè)量溫度電路由熱敏電阻、測(cè)量電阻和顯示儀表組成。 圖中G為指示儀表，Ri、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。 熱電阻都通過(guò)電阻分別為2、3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線(xiàn)和電橋連接，2和3 分別接在相鄰的兩臂，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要它們的Rg分別接在指示儀表和電源的回路中，其電阻變化也不會(huì)影響電橋的平衡狀態(tài)， 電橋 在零位調(diào)整時(shí)，應(yīng)使 艮二Ra+Rto為電阻在參考溫度（如0C）時(shí)的電 阻值。三線(xiàn)連接法的缺點(diǎn)之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻 相連，可能導(dǎo)

4、致電橋的零點(diǎn)不穩(wěn)。一、選擇與填空題：（30分）1. 變面積式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的面積 增大時(shí)，鐵心上線(xiàn)圈的電感量（增大）。2. 在平行極板電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出電容值之間的關(guān) 系中，（變面積型）是線(xiàn)性的關(guān)系。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感 M的大小與一次 側(cè)線(xiàn)圈的匝數(shù)成（反比）,與二次側(cè)線(xiàn)圈的匝數(shù)成（正比）,與回路中 磁阻成（不成比例）。4. 傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸 出信號(hào)的器件或裝置，傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的敏感元件 和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。5. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)是由兩種導(dǎo)體

5、的接觸電動(dòng)勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)組成。1. 簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。（6分）答：一塊長(zhǎng)為I、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng) （磁 場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過(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) Uh。這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，也是霍 爾電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原理。2. 簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理。（6分）答：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng)， 就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)， 若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度 不同，那么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大， 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大小3. 以石英晶體為例簡(jiǎn)述壓電效

6、應(yīng)產(chǎn)生的原理。（6分）答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性 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)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)石英晶體施加一定變電場(chǎng)，晶 體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱(chēng)為逆 壓電效應(yīng)。石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒(méi)有體積變 形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。4. 簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理（6分）答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，

7、它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。5. 分析（線(xiàn)性）電位器式傳感器由于測(cè)量線(xiàn)的線(xiàn)路中的負(fù)載電 阻Rl帶來(lái)的負(fù)載誤差，并計(jì)算它與位移 x之間的關(guān)系。（10分）答案見(jiàn)課本二、下圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí) R1受拉，R4受壓， R=0,橋路 處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出 電壓UCd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明： UCd=- （ E/2 ） （ RR）。（10證明：& =R ：R R4=R- RU cd - U cb _ U dbRR- R R2RAR e2 2 E 4

8、R - R略去AR的二次項(xiàng),即可得Ucd-2 R三、什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？說(shuō)明熱電偶測(cè)溫原理及其工 作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因素，并說(shuō)明減小誤差的方法。 （10 分） 答：熱電動(dòng)勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體） A、B串接成一個(gè)閉合回路， 并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會(huì)存在熱電動(dòng)勢(shì)。因而有電流產(chǎn) 生相應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為溫差電動(dòng)勢(shì)或塞貝克電動(dòng)勢(shì)，通稱(chēng)熱電動(dòng)勢(shì)。 接觸電動(dòng)勢(shì)：接觸電動(dòng)勢(shì)是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而 在接觸處形成的熱電動(dòng)勢(shì)。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度， 而與 導(dǎo)體的形狀和尺寸無(wú)關(guān)。 溫差電動(dòng)勢(shì)：是在同一根導(dǎo)體中，由

9、于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電動(dòng) 勢(shì)。 熱電偶測(cè)溫原理：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的 “熱電效應(yīng)”。所謂熱電 效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)， 若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那 么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。 引入適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大小。 熱電偶三定律a中間導(dǎo)體定律熱電偶測(cè)溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同， 則對(duì)熱電偶回路總的熱電動(dòng)勢(shì)不產(chǎn)生影響。 在用熱電偶測(cè)溫時(shí)，連接導(dǎo)線(xiàn)及顯示 一起等均可看成中間導(dǎo)體。b中間溫度定律任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為 T,冷端為T(mén)o時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于 該熱電偶熱端為

10、T冷端為T(mén)n時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)與同一熱電偶熱端為 Tn，冷端為T(mén)o時(shí) 熱電勢(shì)的代數(shù)和。應(yīng)用：對(duì)熱電偶冷端不為00C時(shí)，可用中間溫度定律加以修正。 熱電偶的長(zhǎng)度不夠時(shí)，可根據(jù)中間溫度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線(xiàn)路。c參考電極定律如果A、B兩種導(dǎo)體（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體C （參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（T，To）時(shí)分別為Eac T,To，Ebc T,To，那么愛(ài)相同溫 度下，又A、B兩熱電極配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)為 Eab T,T。二EacT° 一 Ebc T ,T。實(shí)用價(jià)值：可大大簡(jiǎn)化熱電偶的選配工作。在實(shí)際工作中，只要獲得有關(guān) 熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對(duì)的熱電動(dòng)勢(shì)，那么由這兩種熱電極配對(duì)組成熱電

11、偶的熱 電動(dòng)勢(shì)便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測(cè)定。 誤差因素：參考端溫度受周?chē)h(huán)境的影響。措施：a 0°C恒溫法b計(jì)算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法d熱電偶補(bǔ)償法e電橋補(bǔ)償法f冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法四、霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動(dòng)勢(shì)的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？請(qǐng)?jiān)敿?xì)推導(dǎo)分流法。（10分）答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等?；魻柦M件的不等位電動(dòng)勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng) 時(shí)，兩輸出電極之間的空載電動(dòng)勢(shì)，可用輸出的電壓表示。溫度補(bǔ)償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。b電橋補(bǔ)償法。2. 電阻應(yīng)變片

12、式傳感器按制造材料可分為_(kāi)金屬_ 一材料和 半導(dǎo)體 材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由.電阻應(yīng)變效應(yīng)形成的，而的電阻變化主要是由材料傳感器的靈敏度較大所造成的。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感M的大小與 繞組匝數(shù) 成正比，與 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通成正比，與磁回路中磁阻成反比。5.光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 _材料中電子溢出表面的_現(xiàn)象,即 外光電效應(yīng)， _ 一光電管以及光電倍增管_傳感器屬于這一類(lèi)；第二類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 材料電阻率發(fā)生改變的 現(xiàn)象，即 內(nèi)光電效應(yīng)。 光敏電阻傳感器屬于

13、這一類(lèi)。第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 光勢(shì)壘現(xiàn)象,即光生伏特效應(yīng)， 光敏二極管及光敏三極管傳感器屬于這一類(lèi)。6. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)是由兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì)和單 導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)組成的，其表達(dá)式為Eab （ T,To） = k（T -T°）ln山 ；0（6-6處。在熱電偶溫度補(bǔ)償中，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法（即eNb冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法）是在和熱電偶之間，接入延長(zhǎng)線(xiàn)它的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定 的地方，以減小冷端溫度變化的影響。2. 簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。（5分）答：一塊半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直 于薄片）中，當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí)，電子受到洛倫茲力作用

14、而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累。而前端面缺少電子，因此后端面帶負(fù)電，前端面帶正電，在前后端面形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)產(chǎn)生的力 阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)當(dāng)兩力相平衡時(shí)， 電子積累也平衡，這時(shí)在垂直于 電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，相應(yīng)的電勢(shì)稱(chēng)為霍爾電動(dòng)勢(shì)UH。3. 分析應(yīng)變片式傳感器在使用單臂電橋測(cè)量電路時(shí)由于溫度變 化而產(chǎn)生測(cè)量誤差的過(guò)程。（10分）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)（i與；）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變，輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真 實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差。2.光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電 效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光

15、線(xiàn)作用下光電子逸出物體表面 的外光電效應(yīng)，這類(lèi)器件有光電管、光電倍增管等；第二類(lèi)是利用在 光線(xiàn)作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電效應(yīng)，這類(lèi)器件有光敏電阻等；第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的 光生伏特效應(yīng)，這類(lèi)器件有光電池、光電儀表。（6分）3電位器或電阻傳感器按特性不同，可分為線(xiàn)性電位器和非線(xiàn)性電位 器。線(xiàn)性電位器的理想空載特性曲線(xiàn)具有嚴(yán)格的線(xiàn)性關(guān)系。假定電位器全長(zhǎng)為 Xmax，其總電阻為 Rmax，它的滑臂間的阻值可以用 Rx= Rmax來(lái)計(jì)算。假定加在電位器A、B之間的電壓為Umax，X max兩個(gè)光柵距相等，即 W=0.02mm,其夾角0 =0.1 °，貝

16、卩莫爾條紋的寬度B=11.43伽莫爾條紋的放大倍數(shù) K= 573.2。（6分）8.測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)通常用輸入量與輸出量的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)表征。（5分）1.光纖傳感器的工作原理。（4分）答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射， 當(dāng)射入的光線(xiàn)的入射角大 于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射， 并在 光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。光纖傳感器利用光導(dǎo)纖維，按其工作原理來(lái)分有功能型（或稱(chēng)物性型、 傳感型）與非功能型（或稱(chēng)結(jié)構(gòu)型、傳光型）兩大類(lèi)。功能型光纖傳 感器其光纖不僅作為光傳播的的波導(dǎo)，而且具有測(cè)量的功能。非功能 型光纖傳感器其光纖只是作為傳光的媒介，還需加上其

17、他敏感元件才 能組成傳感器。4. 簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理。（4分）答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。一、 簡(jiǎn)答題（30分，6分/題）1.傳感器的定義和組成框圖.畫(huà)出自動(dòng)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(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸 出信號(hào)的器件或裝置傳感器。通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)試系統(tǒng)的接口位置，即檢測(cè)與控制 之首。傳感器是感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口，一切科學(xué)研究與 自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信

18、息都要通過(guò)傳感器獲取并通過(guò)它轉(zhuǎn)換 成容易傳輸與處理的電信號(hào)，其作用與地位特別重要。3. 直流電橋和交流電橋有何區(qū)別？直流電橋的平衡條件是什么？應(yīng)變片式 電阻傳感器、自感式、互感式、渦流式、電容式、熱電阻式傳感器分別可米 用哪種電橋作為測(cè)量電路？答：根據(jù)電源不同分為直流和交流電橋。直流電橋優(yōu)點(diǎn)：高穩(wěn)定度直流電源 容易獲得，電橋平衡電路簡(jiǎn)單，傳感器至測(cè)量?jī)x表的連接導(dǎo)線(xiàn)分布參數(shù)影響 小。但是后續(xù)要采用直流放大器，容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，線(xiàn)路也較復(fù)雜。交流 電橋在這些方面都有改進(jìn)。直流電橋平衡條件：Rl/R2=R3/R4，RlR4=R2R3。4. 光電效應(yīng)可分為哪三種類(lèi)型，簡(jiǎn)單說(shuō)明其原理并分別列出以之為基礎(chǔ)

19、的光 電傳感器。答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體 材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子 或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。光電傳感器的工作原理是基于 物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光 線(xiàn)作用下材料中電子溢出表面的現(xiàn)象，即外光電效應(yīng)，光電管以及光電倍增 管傳感器屬于這一類(lèi)；第二類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下材料電阻率發(fā)生改變的現(xiàn) 象，即內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻傳感器屬于這一類(lèi)。第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用 下光勢(shì)壘現(xiàn)象，即光生伏特效應(yīng)，光敏二極管及光敏三極管傳感器均屬于這 一類(lèi)。二、分析/證明題（32分，8分/題

20、）1. 壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測(cè)量，此觀點(diǎn)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(yīng)，具有使用頻率寬，靈敏度 高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此在壓力沖擊和震 動(dòng)等動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試中是主要的傳感器品種， 它可以把加速度、位移、壓力、溫度、 濕度等許多非電量轉(zhuǎn)換為電量。4.為什么要對(duì)應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償， 分析說(shuō)明該類(lèi)型傳感器溫 度誤差補(bǔ)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)（d與-s ）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤 差。方法：自補(bǔ)償法 線(xiàn)路補(bǔ)償法。4. 光電池的工作原理，

21、指出它應(yīng)工作在電流源還是電壓源狀態(tài)。答：光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是自發(fā)電式；是有源器件。它有較大面 積的PN結(jié)，當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)則在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。它應(yīng)工作在 電壓源狀態(tài)。5. 按照傳感型（功能型）和傳輸型光纖傳感器的特點(diǎn)應(yīng)該選用哪種光纖（單 模/多模），為什么？答：功能型（或稱(chēng)物性型、傳感型）光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)而且具有測(cè)量的功能。它可以 利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長(zhǎng)，從而對(duì)外界因素進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸?？煞譃檎穹{(diào)制型、相位調(diào)制型及偏振態(tài)調(diào)制型。多模單模皆可非功能型（或稱(chēng)結(jié)構(gòu)型、傳光型）其光纖只是作為傳光的媒介，還需加上其他敏感元件才能 組成傳感

22、器。多模。一、 簡(jiǎn)答題（30分，6分/題）1.傳感器的定義和組成框圖？畫(huà)出自動(dòng)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(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器 件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2. 試列出你所學(xué)過(guò)的不同工作原理傳感器哪些可用于非接觸式測(cè)量，哪些用于接觸式測(cè)量，測(cè)量何種物理量？（各大于 3種）答：非接觸式測(cè)量：a）熱電式傳感器：測(cè)量溫度b）光纖傳感器：測(cè)量光信號(hào)c）核輻射傳感器：測(cè)量核輻射粒子接觸式測(cè)量：a）電位器式壓力傳感器：測(cè)量壓力b）應(yīng)變片式電阻傳感器：測(cè)量電阻值c）應(yīng)變式扭矩傳感器：測(cè)量扭矩4.光電效應(yīng)可分為哪三種類(lèi)型，簡(jiǎn)單說(shuō)明傳感器的原理并分別列出以之為基 礎(chǔ)的光電傳感器。答：光電效應(yīng)可分為：a）外光電效應(yīng)：指在光的照射下，材料中的電子逸出表面的現(xiàn)象。光 電管及光電倍增管均屬這一類(lèi)。它們的光電發(fā)射極，即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。b）內(nèi)光電效應(yīng)：指在光的照射下，材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。光 敏電阻即屬此類(lèi)。c）光生伏特效應(yīng)：利用光勢(shì)壘效應(yīng)，光勢(shì)壘效應(yīng)指在光的照射下，物 體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)。 光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的， 是自發(fā)電式有源器件。1）壓電式傳感器的前置放大器的作用是什么？電壓式與電