傳感器簡答[借鑒分享]

1、27rp1、什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？ 如何用公式表征這些性能指標(biāo)？ 2、什么是傳感器的動態(tài)特性？ 其分析方法有哪幾種？3、什么是傳感器的靜特性？主要指標(biāo)有哪些？有何實(shí)際意義？ 4、什么是傳感器的基本特性?傳感器的基本特性主要包括哪兩大類？解釋其定義并分別列出描述這兩大特性的主要指標(biāo)。(要求每種特性至少列出2種常用指標(biāo)) 1、 答：傳感器的靜態(tài)特性是它在穩(wěn)態(tài)信號作用下的輸入-輸出關(guān)系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關(guān)系式中不含有時(shí)間變量。 傳感器的靜態(tài)特性的性能指標(biāo)主要有： 線性度：非線性誤差 靈敏度： 遲滯： 重復(fù)性： 漂移：傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時(shí)間變化的

2、現(xiàn)象。2、答：傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(lì)（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。傳感器的動態(tài)特性可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面分別采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來分析。知識點(diǎn)：傳感器的動態(tài)特性3、答：傳感器的靜態(tài)特性是當(dāng)其輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、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。傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實(shí)際測繪中獲得。通常人們根據(jù)傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。 知識點(diǎn)：傳感器的靜態(tài)特性4、答：傳感器的基本特性是指傳感器的輸入-輸出關(guān)系特性。傳感器的基本特性主要包括靜態(tài)

3、特性和動態(tài)特性。其中，靜態(tài)特性是指傳感器在穩(wěn)態(tài)信號作用下的輸入-輸出關(guān)系，描述指標(biāo)有：線性度（非線性誤差）、靈敏度、遲滯、重復(fù)性和漂移；動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(lì)（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性，主要描述指標(biāo)有：時(shí)間常數(shù)、延遲時(shí)間、上升時(shí)間、峰值時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間、超調(diào)量、幅頻特性和相頻特性。 1、什么叫應(yīng)變效應(yīng)？ 利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。2、試簡要說明電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的原因，并說明有哪幾種補(bǔ)償方法。 1、 答：材料的電阻變化由尺寸變化引起的，稱為應(yīng)變效應(yīng)。應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：當(dāng)被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力

4、矩或壓力等的作用下發(fā)生形變，變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。2、答： 溫度誤差產(chǎn)生原因包括兩方面： 溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變，試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償方法，基本上分為橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。 3、什么是直流電橋？若按橋臂工作方式不同，可分為哪幾種？各自的輸出電壓如何計(jì)算？4、為什么應(yīng)變式傳感器大多采用交流不平衡電橋?yàn)闇y量電路？該電橋?yàn)槭裁从侄疾捎冒霕蚝腿珮騼煞N方式？5、應(yīng)用應(yīng)變片進(jìn)行測量為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)

5、償？常采用的溫度補(bǔ)償方法有哪幾種？6、應(yīng)變式傳感器的基本工作原理是什么？3、答：橋臂的供電電源是直流電的稱為直流電橋。按橋臂工作方式不同，可分為單臂直流電橋、半橋差動直流電橋、全橋差動直流電橋。單臂直流電橋輸出電壓為：半橋差動直流電橋輸出電壓為：全橋差動直流電橋輸出電壓為：4、答：由于應(yīng)變電橋的輸出電壓很小，一般要加放大器，但直流放大器易產(chǎn)生零漂， 所以應(yīng)變電橋多采用交流電橋。又由于交流電橋的供電電源是交流，為了消除應(yīng)變片引線寄生電容的影響，同時(shí)也為了滿足交流電橋的平衡條件，常采用不平衡電橋測量電路。 交流不平衡電橋采用半橋和全橋的方式是為了消除非線性誤差和提高系統(tǒng)靈敏度。5、答：由于電阻溫度

6、系數(shù)的影響以及試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響，會給電阻應(yīng)變片的測量帶來誤差，因此需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 常采用的溫度補(bǔ)償法有電橋補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法。6、答：應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：當(dāng)被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生形變，變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。2、變隙式電感傳感器的輸出特性與哪些因素有關(guān)？ 3、怎樣改善變隙式電感傳感器非線性？怎樣提高其靈敏度？ 4、差動變壓器式傳感器有幾種結(jié)構(gòu)形式？ 各有什么特點(diǎn)？ 5、差動變壓器式傳感器

7、的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么？怎樣減小和消除它的影響？2、答：變隙式電感傳感器的輸出特性與銜鐵的活動位置、供電電源、線圈匝數(shù)、鐵芯間隙有關(guān)。3、答：為改善變隙式電感傳感器的非線性可采用差動結(jié)構(gòu)。如果變壓器的供電電源穩(wěn)定，則傳感器具有穩(wěn)定的輸出特性；另外，電源幅值的適當(dāng)提高可以提高靈敏度，但要以變壓器鐵芯不飽和以及允許溫升為條件。增加次級線圈和初級線圈的匝數(shù)比值和減小鐵芯間隙都能使靈敏度提高。知識點(diǎn)：變隙式電感傳感器4、答：差動變壓器式傳感器主要有變隙式差動傳感器和螺線管式差動變壓器兩種結(jié)構(gòu)形式。差動變壓器式傳感器根據(jù)輸出電壓的大小和極性可以反映出被測物體位移的大小和方向。螺線管式差動變壓器如

8、采用差動整流電路，可消除零點(diǎn)殘余電壓，根據(jù)輸出電壓的符號可判斷銜鐵的位置，但不能判斷運(yùn)動的方向；如配用相敏檢波電路，可判斷位移的大小和方向。5、答：零點(diǎn)殘余電壓的產(chǎn)生原因：傳感器的兩次極繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng)電勢幅值不等、相位不同，構(gòu)成了零點(diǎn)殘余電壓的基波；由于磁性材料磁化曲線的非線性（磁飽和，磁滯），產(chǎn)生了零點(diǎn)殘余電壓的高次諧波（主要是三次諧波）。 為了減小和消除零點(diǎn)殘余電壓，可采用差動整流電路。6、保證相敏檢波電路可靠工作的條件是什么？6、答：保證相敏檢波電路可靠工作的條件是檢波器的參考信號uo的幅值遠(yuǎn)大于變壓器的輸出信號u的幅值，以便控制四個(gè)二極管的導(dǎo)通狀態(tài)，

9、且uo和差動變壓器式傳感器的激勵(lì)電壓共用同一電源。1、根據(jù)電容式傳感器工作原理，可將其分為幾種類型？每種類型各有什么特點(diǎn)？各適用于什么場合？2、如何改善單極式變極距電容傳感器的非線性？ 3、電容式傳感器有哪幾種類型？4、差動結(jié)構(gòu)的電容傳感器有什么優(yōu)點(diǎn)？ 5、電容式傳感器主要有哪幾種類型的信號調(diào)節(jié)電路？各有些什么特點(diǎn)？ 6、簡述電容式傳感器的工作原理與分類。1、 答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，可將其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型。變極板間距型電容式傳感器的特點(diǎn)是電容量與極板間距成反比，適合測量位移量。變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點(diǎn)是電容量與

10、面積改變量成正比，適合測量線位移和角位移。變介質(zhì)型電容傳感器的特點(diǎn)是利用不同介質(zhì)的介電常數(shù)各不相同，通過介質(zhì)的改變來實(shí)現(xiàn)對被測量的檢測，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生改變的場合。2、答：單極式變極距電容傳感器的靈敏度和非線性對極板初始間隙的要求是相反的，要改善其非線性，要求應(yīng)增大初始間隙，但這樣會造成靈敏度的下降，因此通常采用差動結(jié)構(gòu)來改善非線性。3、答：電容式傳感器其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型。4、答：差動結(jié)構(gòu)的電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度得到提高，非線性誤差大大降低。5、答：電容式傳感器的電容值及電容變

11、化值都十分微小，因此必須借助于信號調(diào)節(jié)電路才能將其微小的電容值轉(zhuǎn)換成與其成正比的電壓、電流或頻率，從而實(shí)現(xiàn)顯示、記錄和傳輸。相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路有調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器、二極管雙T型交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等。調(diào)頻電路的特點(diǎn)：靈敏度高，可測量0.01m級位移變化量；抗干擾能力強(qiáng)；特性穩(wěn)定；能取得高電平的直流信號（伏特級），易于用數(shù)字儀器測量和與計(jì)算機(jī)通訊。 運(yùn)算放大器的特點(diǎn)：能夠克服變極距型電容式傳感器的非線性，使其輸出電壓與輸入位移間存在線性關(guān)系。二極管雙T型交流電橋的特點(diǎn)：線路簡單，不須附加相敏整流電路，便可直接得到較高的直流輸出電壓（因?yàn)殡娫搭l率f很高）。脈沖寬度調(diào)制電路的特點(diǎn)：適用于變極板距

12、離和變面積式差動電容傳感器，且為線性特性。6、答：電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化來實(shí)現(xiàn)對物理量的測量。當(dāng)被測參數(shù)變化引起A、r或d變化時(shí)，將導(dǎo)致電容量C隨之發(fā)生變化。在實(shí)際使用中，通常保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而只變其中一個(gè)參數(shù)，把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化，通過策略電路轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此，電容式傳感器可分為3種：變極板間距離的變極距型、變極板覆蓋面積大變面積型和變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型。8、提高其靈敏度可以采取哪些措施，帶來什么后果？ 8.答：要提高靈敏度，應(yīng)減小初始間隙d0，但這使得非線性誤差增大，即靈敏度和非線性誤差對d0的要求是矛盾的。在實(shí)際應(yīng)用中，為了既提高靈敏

13、度，又減小非線性誤差，通常采用岔洞結(jié)構(gòu)。1、什么叫正壓電效應(yīng)？2、什么是逆壓電效應(yīng)？3、什么叫縱向壓電效應(yīng)？4、什么叫橫向壓電效應(yīng)？ 5、石英晶體x、y、z軸的名稱及其特點(diǎn)是什么？ 6、簡述壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)及其特性？1、 答：正壓電效應(yīng)就是對某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。知識點(diǎn)：壓電效應(yīng)2、答：當(dāng)在片狀壓電材料的兩個(gè)電極面上加上交流電壓，那么壓電片將產(chǎn)生機(jī)械振動，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形，壓電材料的這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)，也稱為逆壓電效應(yīng)。知識點(diǎn)：壓電效應(yīng)3、答：沿石英晶體的x軸（電軸）方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”。

14、知識點(diǎn)：壓電材料4、答：沿石英晶體的y軸（機(jī)械軸）方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”。知識點(diǎn)：壓電材料5、答：石英晶體的z軸：是縱向軸，稱為光軸，沿該方向受力不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)。石英晶體的x軸：稱為電軸，壓電效應(yīng)只在該軸的兩個(gè)表面產(chǎn)生電荷集聚。沿電軸方向的力作用于晶體時(shí)所產(chǎn)生的電荷量的大小與切片的幾何尺寸無關(guān)。石英晶體的y軸：是機(jī)械軸，沿機(jī)械軸方向的力作用于晶體時(shí)產(chǎn)生的電荷量大小q，與晶體切片的幾何尺寸有關(guān)。知識點(diǎn)：壓電材料6、答：壓電陶瓷是人工制造的多晶體壓電材料。材料內(nèi)部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，它有一定的極化方向，從而存在電場。 在無外電場作用時(shí)，電疇在晶體中雜亂分布，它們各自的

15、極化效應(yīng)被相互抵消，壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零。因此原始的壓電陶瓷呈中性，不具有壓電性質(zhì)。 在陶瓷上施加外電場時(shí)，電疇的極化方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，趨向于按外電場方向的排列，從而使材料得到極化。外電場愈強(qiáng)， 就有更多的電疇更完全地轉(zhuǎn)向外電場方向。讓外電場強(qiáng)度大到使材料的極化達(dá)到飽和的程度，即所有電疇極化方向都整齊地與外電場方向一致時(shí)，當(dāng)外電場去掉后，電疇的極化方向基本變化，即剩余極化強(qiáng)度很大，這時(shí)的材料才具有壓電特性。 1、 簡述變磁通式和恒磁通式磁電傳感器的工作原理。1、 答：恒磁通式傳感器是指在測量過程中使導(dǎo)體（線圈）位置相對于恒定磁通變化而實(shí)現(xiàn)測量的一類磁電感應(yīng)式傳感器。 變磁通式磁電傳感器主要是靠改

16、變磁路的磁通大小來進(jìn)行測量，即通過改變測量磁路中氣隙的大小，從而改變磁路的磁阻來實(shí)現(xiàn)測量的。2、磁電式傳感器的誤差及其補(bǔ)償方法是什么？ 4、簡述霍爾電勢產(chǎn)生的原理。6、磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？2、答：磁電式傳感器的誤差主要有非線性誤差和溫度誤差。非線性誤差的主要原因：當(dāng)磁電式傳感器在進(jìn)行測量時(shí)，傳感器線圈會有電流流過，這時(shí)線圈會產(chǎn)生一定的交變磁通，此交變磁通會疊加在永久磁鐵產(chǎn)生的傳感器工作磁通上，導(dǎo)致氣隙磁通變化。 補(bǔ)償非線性誤差的方法：在傳感器中加入補(bǔ)償線圈，補(bǔ)償線圈被通以一定的電流，適當(dāng)選擇補(bǔ)償線圈的參數(shù)，使其產(chǎn)生的交變補(bǔ)償磁通可以與傳感器線圈本身產(chǎn)生的交變附加磁通相互抵消。

17、 溫度誤差產(chǎn)生的原因主要是受溫度變化的影響。 溫度誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ窃诮Y(jié)構(gòu)允許的情況下，在傳感器的磁鐵下設(shè)置熱磁分路。4、答：一塊半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(磁場方向垂直于薄片)中，當(dāng)有電流I流過時(shí)，電子受到洛侖茲力作用而發(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，該電場產(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的方向上將產(chǎn)生電場，相應(yīng)的電勢稱為霍爾電勢UH。6、答：a.磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝

18、置。b.磁電式傳感器具有頻響寬、動態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動態(tài)測量。1信號調(diào)理電路:信號調(diào)理的任務(wù)實(shí)現(xiàn)物理信號向電信號的轉(zhuǎn)換、小信號放大、濾波外，還有諸如零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差修正和量程切換等，這些操作統(tǒng)稱為信號調(diào)理（Signal Conditioning），相應(yīng)的執(zhí)行電路統(tǒng)稱為信號調(diào)理電路。2. 傳感器的標(biāo)定：傳感器的標(biāo)定是利用某種標(biāo)準(zhǔn)儀器對新研制或生產(chǎn)的傳感器進(jìn)行技術(shù)檢定和標(biāo)度；它是通過實(shí)驗(yàn)建立傳感器輸入量與輸出量間的關(guān)系，并確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系或測量精度。3.串行通信協(xié)議：在數(shù)據(jù)的串行通信

19、中，通信雙方為保證串行通信順利進(jìn)行，在數(shù)據(jù)傳送方式、編碼方式、同步方式、差錯(cuò)檢驗(yàn)方式以及信息的格式和數(shù)據(jù)傳送率等方面做出的規(guī)定稱為通信規(guī)程，也稱為串行通信協(xié)議。4. 固態(tài)繼電器：固態(tài)繼電器（SOLIDSTATE RELAYS，簡寫為SSR）是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)功率型電子開關(guān)。5.數(shù)字濾波：所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算程序?qū)Σ蓸有盘栠M(jìn)行平滑處理，提高其有用信號，消除或減少各種干擾和噪音的影響，以保證系統(tǒng)的可靠性。6.傳感器的校準(zhǔn)：傳感器的校準(zhǔn)是指對使用或儲存一段時(shí)間后的傳感器性能進(jìn)行再次測試和校正，校準(zhǔn)的方法和要求與標(biāo)定相同。1. 請簡要介紹RFID的基本技術(shù)參數(shù)有哪些？

20、2. 請簡述無線射頻識別系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和接口方式。3. 請簡要敘述藍(lán)牙無線通信技術(shù)的主要特點(diǎn)。4. 微處理器輸出的開關(guān)量信號一般分為哪幾種基本表現(xiàn)形式。5. 簡述RFID技術(shù)的基本工作原理6. 請列舉至少5種自動識別技術(shù)。7. 請簡要敘述常見的USB接口的信息傳輸方式。1.答：標(biāo)簽的能量需求； 標(biāo)簽的傳輸速率； 標(biāo)簽的讀寫速度；標(biāo)簽的工作頻率；標(biāo)簽的內(nèi)存；標(biāo)簽的封裝形式；2.答：1）運(yùn)行環(huán)境:無線射頻識別技術(shù)的運(yùn)行環(huán)境比較寬松，從應(yīng)用軟件系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境來看，可以在現(xiàn)有的任何系統(tǒng)上運(yùn)行基于任何編程語言的任何應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)平臺系統(tǒng)包括Windows系列、Linux、UNIX以及DOS平臺系統(tǒng)。2）接口方式接口方式主要指的是讀頭和應(yīng)用系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的接口方式。RFID系統(tǒng)的接口方式非常靈活，包括RS232、RS485、以太網(wǎng)(RJ45)、WLAN 802.11(無線網(wǎng)絡(luò))等接口。3.答：（1） 適用設(shè)備多。（2）工作頻段全球通用。（3）使用方便（4）安全加密、抗干擾能力強(qiáng)。（5）兼容性好（6）尺寸小、功耗低。（7）多路方向鏈接(8) 藍(lán)牙芯片是藍(lán)牙系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)4答：微處理器開關(guān)量輸出信號