傳感器的應(yīng)用復(fù)習(xí)(1)

1、題型：題型：填空題填空題 1010題，題，2020分分選擇題選擇題 2020題，題，2020分分簡答題簡答題 4 4題，題，2020分分綜合題綜合題 4 4題，題，4040分分一、什么是傳感器一、什么是傳感器（1 1）什么是傳感器？）什么是傳感器？（2 2）傳感器的作用是什么？）傳感器的作用是什么？傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流電壓、電流等等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷電路的通斷傳感器的作用是把

2、非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測量、傳輸、測量、傳輸、處理和控制處理和控制（3)3)、傳感器的共性：利用物理定律和物質(zhì)、傳感器的共性：利用物理定律和物質(zhì)的物理、化學(xué)或生物特性，將非電量的物理、化學(xué)或生物特性，將非電量( (如位移、如位移、速度、加速度、力等速度、加速度、力等) )轉(zhuǎn)換為電量轉(zhuǎn)換為電量( (電壓、電電壓、電流、電容、電阻等流、電容、電阻等) )；（4 4）、傳感器的組成：傳感器主要由敏感元）、傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。件和轉(zhuǎn)換元件組成。 非 電 學(xué) 量非 電 學(xué) 量 傳

3、感 器傳 感 器 電 學(xué) 量電 學(xué) 量 角度角度位移位移速度速度壓力壓力溫度溫度濕度濕度聲強(qiáng)聲強(qiáng)光照光照傳 感 器傳 感 器電壓電壓電流電流電阻電阻電容電容一、什么是傳感器一、什么是傳感器導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下，產(chǎn)生機(jī)械導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下，產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)變形時(shí), ,其阻值發(fā)生相應(yīng)變化其阻值發(fā)生相應(yīng)變化, ,這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)變效應(yīng) 對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器常用溫補(bǔ)方法有單絲自對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器常用溫補(bǔ)方法有單絲自補(bǔ)償、雙絲組合式自補(bǔ)償、電路補(bǔ)償法這幾補(bǔ)償、雙絲組合式自補(bǔ)償、電路補(bǔ)償法這幾種。種。為了消除溫度誤差可以采用半差動(dòng)電橋和全為了消除溫度誤差可以采用半差動(dòng)電橋和

4、全差動(dòng)電橋方法。差動(dòng)電橋方法。電感式傳感器主要分為變磁阻式（自感式）電感式傳感器主要分為變磁阻式（自感式） 、 變壓器式（互感式）變壓器式（互感式） 、 電渦流式電渦流式 三種類三種類型。型。電渦流傳感器的測量電路主要有調(diào)頻式和調(diào)電渦流傳感器的測量電路主要有調(diào)頻式和調(diào)幅式兩種幅式兩種。變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯、銜鐵變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯、銜鐵 3 3部分部分組成組成電渦流式傳感器的特點(diǎn)電渦流式傳感器的特點(diǎn) 渦流式傳感器測量范圍大，靈敏度高，結(jié)渦流式傳感器測量范圍大，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)以及可以非接觸測量構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)以及可以非接觸測量等特點(diǎn)等特點(diǎn)自感式傳感器與差動(dòng)變壓器

5、式傳感器有何異自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器有何異同同(1)(1)不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 1 ) 1 )自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；成自感系數(shù)的變化； 2) 2)差動(dòng)變壓器式傳感器把被測非電量的變差動(dòng)變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化?；D(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2)(2)相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。根據(jù)電容式傳感器工作原理，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

6、。 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)是電容量與面積改變量成正比，適合測量線位移和角位移。 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，通過改變介質(zhì)的介電常數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)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。電容式傳感器有優(yōu)點(diǎn)主要有測量范圍大、靈敏度高 、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、機(jī)械損失小、結(jié)構(gòu)簡單 ，適應(yīng)性強(qiáng)變極距型電容傳感器做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高原來的2倍。壓電效應(yīng)：什么是正壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)：什么是正壓電效應(yīng)? ?什么是逆壓電什么是逆壓電效應(yīng)效應(yīng)? ?正壓電效應(yīng)

7、就是對(duì)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。 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(dòng)，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)。壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量,只適用于動(dòng)態(tài) 測量。制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是半導(dǎo)體材料，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢差最大。按照測量光路組成，光電式傳感器可以分為透射式、反射式 、輻射式和開關(guān)式光電傳感器。什么是光電效應(yīng)和光電器件?常用的光電器件有哪幾大類? 所謂光電效應(yīng)，是指物體吸收了具有一定能量的

8、光子后所產(chǎn)生的電效應(yīng)。根據(jù)光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換器件稱為光電器件。 常用的光電器件主要有外光電效應(yīng)器件和內(nèi)光電效應(yīng)器件兩大類。CCD的電荷轉(zhuǎn)移原理是什么? CCD器件基本結(jié)構(gòu)是一系列彼此非?？拷腗OS光敏元，這些光敏元使用同一半導(dǎo)體襯底；氧化層均勻、連續(xù)；相鄰金屬電極間隔極小。任何可移動(dòng)的電荷都將力圖向表面勢大的位置移動(dòng)。為了保證信號(hào)電荷按確定的方向和路線轉(zhuǎn)移，在MOS光敏元陣列上所加的各路電壓脈沖要求嚴(yán)格滿足相位要求。（1 1）光敏電阻的電阻率與什么有關(guān)？）光敏電阻的電阻率與什么有關(guān)？（2 2）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？怎樣）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？怎樣解釋？解釋？（

9、3 3）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？光敏電阻的光敏電阻的電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)。光敏電阻受到光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小光照時(shí)電阻會(huì)變小. .硫化鎘是一硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料種半導(dǎo)體材料, ,無光照時(shí)無光照時(shí), ,載流子極少載流子極少, ,導(dǎo)電性能不導(dǎo)電性能不好好; ;隨著隨著光照增強(qiáng)光照增強(qiáng), ,載流子增多載流子增多, ,導(dǎo)電性能變好導(dǎo)電性能變好光敏電阻能夠?qū)⒐饷綦娮枘軌驅(qū)⒐鈱W(xué)量光學(xué)量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電阻電阻這個(gè)電學(xué)量這個(gè)電學(xué)量二、光敏電阻二、光敏電阻三熱敏電阻和金屬熱電阻三熱敏電阻和金屬熱電阻（1 1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與

10、溫度）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同？的變化關(guān)系是否相同？（2 2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？（3 3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？什么量？不相同不相同金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好熱敏電阻熱敏電阻靈敏度高靈敏度高, ,但但化學(xué)穩(wěn)定性較差化學(xué)穩(wěn)定性較差, ,測測量范圍較小量范圍較小; ;金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好, ,測測量范圍較大

11、量范圍較大, ,但靈敏度較差但靈敏度較差將將熱學(xué)量熱學(xué)量( (溫度溫度) )轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電阻電阻這個(gè)電學(xué)量這個(gè)電學(xué)量有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的三只元件分別接入如圖所示電路中的A A、B B兩點(diǎn)后，用黑兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）課堂練習(xí)課堂練習(xí)A A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻較大，這只元件一定是熱敏電阻B B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻化，這只元件一定是定值電阻C C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較小，這只元件一定是光敏電阻示數(shù)變化較小，這只元件一定是光敏電阻D D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻 光電傳感器光