2018傳感器與檢測技術(shù)簡答題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2018傳感器與檢測技術(shù)簡答題1.傳感器是如何定義的？有哪幾部分組成？傳感器是能夠感受規(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和裝置，由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2.什么是傳感器的靜態(tài)特性？靜態(tài)特性指標有哪些？并說明它們的含義。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)系中不含時間變量。靜態(tài)特性指標是線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性和漂移。3.什么是傳感器的動態(tài)特性？其動態(tài)特性指標有哪些？傳感器的動態(tài)特性是指傳

2、感器對動態(tài)激勵的響應(yīng)特性，即輸出對時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。零階系統(tǒng)常采用靈敏度K，一階系統(tǒng)常采用時間常數(shù)，二階系統(tǒng)常采用固有頻率，阻尼比等來描述。4.測量誤差分類有哪些？各自有什么特點？系統(tǒng)誤差：由固定原因造成的，重復(fù)測定時，具有單向性、重現(xiàn)性和重復(fù)性，是可校正的。隨機誤差：由不確定因素造成，可通過多次測量求平均值的方法來減小誤差。具有有界、單峰、對稱、呈對稱分布的特點。粗大誤差：由操作不當(dāng)引起的誤差，應(yīng)重新測量。5.簡述電阻應(yīng)變效應(yīng)。指金屬導(dǎo)體的電阻在導(dǎo)體受力產(chǎn)生形變時發(fā)生變化的物理現(xiàn)象。當(dāng)金屬電阻絲受到軸向拉力時，長度增加而橫截面變小，引起電阻增加。反之，受到軸向壓力時電阻減小。6.常

3、見的電阻應(yīng)變片分為哪兩類？各自特點是什么？金屬電阻應(yīng)變片：工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)導(dǎo)致其材料幾何尺寸的變化；半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片：工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。7.減小電阻應(yīng)變片測量電橋非線性誤差的方法有哪些？提高橋臂比；采用差動電橋；采用高內(nèi)阻的恒流源電橋；8.電阻應(yīng)變片的溫度誤差是如何產(chǎn)生的？可以通過哪些方法加以消除？產(chǎn)生原因：當(dāng)測量環(huán)境溫度發(fā)生變化，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)的差異性給測量帶來了附加誤差。補償方法：電橋補償法和應(yīng)變片自補償法。9.試分析差動測量電路在應(yīng)變電阻式傳感器測量中的好處。 單臂電橋測量電路存在非線性誤差，而半橋差動和全橋差動電路均無非線性誤差； 半橋差

4、動電路的電壓輸出靈敏度比單臂電橋提高了一倍。全橋差動電路的電壓輸出靈敏度是單臂電橋的4倍。10.簡述自感式傳感器的工作原理。自感式傳感器是利用線圈自感量的變化來實現(xiàn)測量的。當(dāng)被測量變化時，使銜鐵發(fā)生位移，引起磁阻變化，導(dǎo)致電感線圈的電感量變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向，這種傳感器又稱變磁阻式傳感器。11.什么是零點殘余誤差？其產(chǎn)生原因是什么？如何消除？零點殘余誤差是指銜鐵位于中間位置時的差動輸出電壓。產(chǎn)生原因：（線圈）傳感器的兩個二次繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致產(chǎn)生的感生電動勢幅值不等、相位不同，構(gòu)成零點殘余電壓的基波；（鐵心）由于磁性材料磁化曲線的非線性，產(chǎn)生了零點殘余電壓的高

5、次諧波；（電源）勵磁電壓本身含高次諧波。消除方法：盡可能保證傳感器的幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)和磁路的對稱；采用適當(dāng)?shù)臏y量電路，如差動整流電路。12.什么是電渦流效應(yīng)？舉例說明電渦流傳感器的應(yīng)用，并分析其原理。線圈通入交變電流，線圈下方導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流的方向沿圓周方向轉(zhuǎn)圈。這種在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象。電渦流式傳感器用于測量振動，位移，厚度，轉(zhuǎn)數(shù)，溫度，硬度等參數(shù)，還可以進行無損探傷。電渦流傳感器能準確測量被測體與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。 13.簡述電渦流傳感器無損探傷原理。當(dāng)材料有缺陷時，其電阻率或磁導(dǎo)率發(fā)生改變，使電渦流傳感器線圈等效阻抗

6、發(fā)生變化。14.簡述電容式傳感器的分類和工作原理。 原理：兩平行極板組成的電容器，電容量為：C=S/d，當(dāng)被測量的變化使、S和d任意參數(shù)變化時，電容C也就隨之變化。分類：變極間距式電容傳感器，變正對面積式電容傳感器，變介電質(zhì)常數(shù)式電容傳感器。15.什么是正壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？ 正壓電效應(yīng)：對某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化而使其表面出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象； 逆壓電效應(yīng)：當(dāng)在片狀壓電材料的兩個電極面上加上交流電壓，那么壓電片將產(chǎn)生機械振動，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形的現(xiàn)象。16.簡述壓電式傳感器前置放大電路的作用及兩種形式的優(yōu)缺點。作用：放大微弱信號，進行阻抗變

7、換。電壓放大器：適用于動態(tài)測量，更換導(dǎo)線靈敏度要重新標定；電荷放大器：適合高低頻測量，靈敏度與導(dǎo)線長度無關(guān)，只與反饋電容有關(guān)。17.什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電動勢與哪些因素有關(guān)？ 置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上垂直于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢。 霍爾電勢 ：霍爾電勢與霍爾電場、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的寬度b、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的厚度d、電子平均運動速度v、磁場感應(yīng)強度B、電流I 有關(guān)。 霍爾傳感器的靈敏度： 。為了提高霍爾傳感器的靈敏度，霍爾元件常制成薄片形狀。又霍爾元件的靈敏度與載流子濃度成反比，所以可采用自由電子濃度較低的材料作霍爾元件。18.熱電偶

8、的工作原理是什么?熱電偶測溫是基于熱電效應(yīng)的基本原理。根據(jù)熱電效應(yīng)，任何兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路，如果將它們的兩個接點分別置于溫度不同的熱源中，則在該回路中會產(chǎn)生熱電動勢，在一定條件下，產(chǎn)生的熱電動勢與被測溫度成單值函數(shù)關(guān)系。因此，只需測得熱電動勢，就可間接獲得被測溫度。19.熱電阻和熱敏電阻的比較。熱電阻：電阻率隨溫度升高而增大，具有正溫度系數(shù)。電阻溫度系數(shù)大，電阻大，熱容量小，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)；熱敏電阻：是一種半導(dǎo)體材料制成的敏感元件，電阻隨溫度的變化而變化，能直接將溫度的變化轉(zhuǎn)換為能量的變化。20.什么是中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、標準導(dǎo)體定律、均質(zhì)導(dǎo)體定律？ 中間導(dǎo)

9、體定律：熱電偶測溫時，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，則對熱電偶回路總的熱電勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時，連接導(dǎo)線及顯示儀表等均可看成中間導(dǎo)體對待。 中間溫度定律：任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為t，冷端為時的熱電勢等于該熱電偶熱端為冷端為時的熱電勢與同一熱電偶熱端為，冷端為時熱電勢的代數(shù)和。 標準導(dǎo)體定律:如果A、B兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體C組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知，則由這兩個導(dǎo)體A、B組成的熱電偶產(chǎn)生的熱電勢為均質(zhì)導(dǎo)體定律：如果組成熱電偶的兩個熱電極的材料相同，無論兩接點的溫度是否相同，熱電偶回路中的總熱電動勢均為0。21.試分析兩線制、 三線制和四線制接

10、法在熱電阻測量中的原理及其特點。兩線制：結(jié)構(gòu)簡單、費用低，但是引線電阻及其變化會帶來附加誤差。主要適用于引線不長、測溫精度要求較低的場合。三線制：可較好地減小引線電阻的影響。主要適用于大多數(shù)工業(yè)測量場合。四線制：精度高，能完全消除引線電阻對測量的影響。主要適用于實驗室等高精度測量場合。22.什么是光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)？這些光電效應(yīng)的典型光電器件各自有哪些？光電效應(yīng):當(dāng)光照射在某些物體上時，光能量作用于被測物體而釋放出電子，即物體吸收具有一定能量的光子后所產(chǎn)生的電效應(yīng)。外光電效應(yīng):在光的照射下，材料中的電子溢出物體表面的現(xiàn)象。光電器件有光電管和光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)：指物體受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物體內(nèi)部運動，而不會逸出物體的現(xiàn)象。23.什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差分為哪些類型？在測量條件一定下，測量值中含有固定不變或按一定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差分為