傳感器常見問題答案

1、一、簡答題1、從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。答：考慮傳感器的靜態(tài)特性的主要指標，選用線性度大、遲滯小、重復性好、分辨力強、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器?？紤]動態(tài)特性，所選的傳感器應(yīng)能很好的追 隨輸入量的快速變化，即具有很短的暫態(tài)響應(yīng)時間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特 性。2、在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應(yīng)輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài) 特性？答：在靜態(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線， 可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度,非線性度，回程誤差。3、簡述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。答：布置原則有：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使

2、其靈敏度最佳；(2) 在復合載荷下測量，能消除相互干擾；(3) 考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用4、 渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么？渦流傳感器能否測 量大位移量？為什么？答：優(yōu)點：能實現(xiàn)非接觸測量，結(jié)構(gòu)簡單，不怕油等介質(zhì)污染。渦流傳感器不能測量大位移量，只有當測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。5、傳感器的定義和組成框圖？畫出自動控制系統(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)定的被測量并按照一定規(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。傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位

3、置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲 取與檢測信息的窗口， 一切科學研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器 獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。組成框圖：自動控制系統(tǒng)原理框圖：傳感器的作用：感受被測量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號傳送給控制對象。擾動給定+e 傳感器 一一對象反饋裝置6、光電效應(yīng)可分為哪三種類型。答：光電效應(yīng)可分為：外光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)，光生伏特效應(yīng)。7、傳感器(或測試儀表)在第一次使用前和長時間使用后需要進行標定工作，請問標定的意義？答：傳感器的標定分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定兩種。靜態(tài)標定的目的是確定傳感器靜態(tài) 特性指標，如線性度、靈敏度、滯后和重復

4、性等。動態(tài)標定的目的是確定傳感器的 動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。8、壓電式傳感器的前置放大器的作用是什么？電壓式放大器有何特點？ 答：作用是將輸出電壓放大，并與輸入電壓或輸入電流成正比。電壓放大器將壓電式傳感器的高輸出阻抗經(jīng)放大器變換為低阻抗輸出，并將微弱 的電壓信號進行適當放大，但其所接配的壓電式傳感器的電壓靈敏度將隨電纜分 布電容及傳感器自身電容的變化而變化，而且電纜的的更換得引起重新標定的麻 煩。9、壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測量，此觀點是否正確，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)簡單、工作可靠、

5、測量范圍廣等優(yōu)點，因此在壓力沖擊和震動等 動態(tài)參數(shù)測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。10、為什么要對應(yīng)變片式電阻傳感器進行溫度補償，分析說明該類型傳感器溫度誤差 補償方法。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)(-g與-s )之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時會產(chǎn)生與真實應(yīng)變同數(shù)量級的誤差。方法：自補償法 線路補償法11、溫度對光電流影響不大， 所以光電傳感器在使用中不需要進行溫度補償，此觀點正確否，為什么？答：不正確。因為半導體材料容易受溫度影響，而其直接影響光電流的值，所以還需 要溫度補償裝置。12簡述熱電

6、偶的工作原理。答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng)，就是當不同材料的導體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢皀大將，就可測得溫庤的大小。4簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工？冟理答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻嚏變效應(yīng)，即在導？產(chǎn)生機械變幢時，它的電阹值相應(yīng)叐焛又化。計算題1、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時 R1受拉，R4受壓， R=0,橋路處于平衡狀態(tài)，當應(yīng) 變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋路失去平衡

7、，這時，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 ) ( R/R)。證明：尺二 R R R4 二 R - RcdRRUcd =Ucb -UdbE- m m ER+R+RR-AR+R略去 R的二次項,即可得UcdE R2 R9.810.010.19.910.210.1152、設(shè)7次測量某物體的長度，其測量的結(jié)果分別為：厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73%的置信概率下，對被測物體長度的最小估計區(qū)間。答：忽略最后一個值，平均值X _98 10 仞 9.9 T3 W _10.03 ,6P1 =9.8 -10.03 二一0.23, P2 - -0.

8、03, P3 =0.07, P4 二-0.13, p = 0.27, 二 0.07n5 a Pi;.=5 i14n=0.18 2 _則最小估計區(qū)間 x =X - 3j. =10.03 _3 0.18 =9.49 10.57。3、光纖傳感器的主要優(yōu)點是什么？求 n1=1.46, n2=1.45的階躍型光纖的數(shù)值孔徑值；如果 外部介質(zhì)為空氣n0=1，求光纖的最大入射角。答：優(yōu)點：抗電磁干擾能力強；靈敏度高；幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意 形狀的光纖傳感器，可以制造傳感各種不同物理信息的器件；光纖傳感器可用于高壓，電氣噪聲，高溫，腐蝕或其他惡劣環(huán)境；而且具有與光纖遙測技術(shù)的內(nèi)在相容性。NA

9、 =(n2 -n訂2 =(1.462 -1.452)-0.17NA二nsi 門入，sin 禮二NA = 0.17, c =9.82 4、( 1)制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？(2 )為何霍爾元件都比較薄，而且長寬比一般為(3)某霍爾元件I x b x d為1.0X 0.35 X 0.1 cm3,當方向通以電流I=1.0 mA,在垂直 lb方向加有均勻磁場B=0.3T，傳感器的靈敏系數(shù)為度。答：1)2)22 V/A T,試求其霍爾電勢及載流子濃采用半導體材料。因為其靈敏度高，輸出霍爾電勢大。 因為元件越薄，靈敏度系數(shù)越大。Uh 二 kH IB = 0.0066V Uh 二%Hed = 2.

10、840205、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時 R1受拉，R4受壓， R表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電 阻值的變化量。當應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時 R=0 ,橋路處于平衡狀態(tài)，當應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時， 試證明：3)橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓Ucd=-(E/2)( R/R)。Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后電阻值的變化量。證：尺二 R RR4 = R RRUcd =Ucb _Ud R R RE略去厶R的第二項，即可得 UrR _ RE R=T2 R2R E4R2 - ：R2、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下:X0.62.

11、43.14.35.56.5y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度y =kx b,. =y -(kx b)答： n xyiV Y . C x；yix Xi%)k22 ,b2-n區(qū) Xi -( X)Xi -(瓦 Xi)帶入數(shù)據(jù)得：k=0.67 b=0.25.y = 0.67x 0.25-10.238, =2 - -0.35, =3 - -0.16, =4 - -0.11, = 5 - -0.126,二6 -0.914L = liLmax 100% = 035 = _7%y FS5擬合直線靈敏度0.67,線性度土 7%出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂

12、， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 =臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先