傳感器常見(jiàn)問(wèn)題答案

1、一、簡(jiǎn)答題1 、 從傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)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(biāo)， 選用線(xiàn)性度大、 遲滯小、 重復(fù)性好、 分辨力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器?？紤]動(dòng)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(shí)間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特性。2 、 在靜態(tài)測(cè)量中，根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)輸入量與對(duì)應(yīng)輸出值所繪制的定度曲線(xiàn)可以確定那些靜態(tài)特性 ?答： 在靜態(tài)測(cè)量中， 根據(jù)繪制的定度曲線(xiàn)， 可以確定測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)靜態(tài)特性： 靈敏度，非線(xiàn)性度，回程誤差。3 、 簡(jiǎn)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(bǔ)償作用。答：布置原則有： (

2、1) 貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳；(2) 在復(fù)合載荷下測(cè)量，能消除相互干擾；(3) 考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無(wú)溫度補(bǔ)償作用，差動(dòng)和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用4 、 渦流式傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么?渦流傳感器能否測(cè)量大位移量?為什么?答：優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不怕油等介質(zhì)污染。渦流傳感器不能測(cè)量大位移量，只有當(dāng)測(cè)量范圍較小時(shí)，才能保證一定的線(xiàn)性度。5 、 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。傳感器

3、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。組成框圖：自動(dòng)控制系統(tǒng)原理框圖：傳感器的作用：感受被測(cè)量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)傳送給控制對(duì)象。7、傳感器（或測(cè)試儀表）在第一次使用前和長(zhǎng)時(shí)間使用后需要進(jìn)行標(biāo)定工作，請(qǐng)問(wèn)標(biāo)定的意義？答：傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩種。靜態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器靜態(tài) 特性指標(biāo)，如線(xiàn)性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器的 動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。8、壓電

4、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(diǎn)？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(hào)進(jìn)行適當(dāng)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(biāo)定的麻煩。9 、 壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測(cè)量，此觀(guān)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

5、、濕度等許多非電量轉(zhuǎn)換為電量。10 、 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)（g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 g差。方法：自補(bǔ)償法線(xiàn)路補(bǔ)償法11 、 溫度對(duì)光電流影響不大，所以光電傳感器在使用中不需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，此觀(guān)點(diǎn)正確否，為什么？答：不正確。因?yàn)榘雽?dǎo)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(bǔ)償裝置。12. 簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理。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

6、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)息大招，就可測(cè)得溫庤的大小。4簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工?邕理答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻嚏變效應(yīng)，即在導(dǎo) ？產(chǎn)生機(jī)械變幢時(shí)，它的電段值相應(yīng)反又化。計(jì)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(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，ar=0 ,橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：ucd=-(e/2) (ar/r)。證明:r1r r r4rucdru cb udb r

7、r略去r的二次項(xiàng)，即可得ucde rer r r re r2r r4r2r2、設(shè)2 r7次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為:9.810.0應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓可編輯15厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤 最小估計(jì)區(qū)間。答：忽略最后一個(gè)值，平均值p19.8 10.030.23, p2n差，試求在 99.73%的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度的一 9.8 10 10.1 9.9 10.3 10.1x 10.03，60.03, p30.07, p40.13, p-0.27, p60.075pi0.18 41n 23 0.18 9.49 10.57。則最小估計(jì)區(qū)間x x

8、 310.033、光纖傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？求 n1=1.46 , n2=1.45的階躍型光纖的數(shù)值孔徑值;果外部介質(zhì)為空氣 n0=1 ,求光纖的最大入射角。答：優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾能力強(qiáng)；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(cè)技術(shù)的內(nèi)在相容性。22 1222 12na (n12 n；) 2 (1.462 1.452) 2 0.17na n0 sin c, sin c 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

9、霍爾元件都比較薄，而且長(zhǎng)寬比一般為2:1?(3)某霍爾元件lxbxd為1.0x 0.35x0.1cm3,當(dāng)方向通以電流i=1.0 ma, 在垂直lb方向加有均勻磁場(chǎng) b=0.3t,傳感器的靈敏系數(shù)為22 v/a t,試求其霍爾電勢(shì)及載流子濃度。答：1)2)3)u h kh ib 0.0066vuh %ed p %hed 2.84 10采用半導(dǎo)體材料。因?yàn)槠潇`敏度高，輸出霍爾電勢(shì)大。 因?yàn)樵奖?，靈敏度系數(shù)越大。r2=r3=r 是固定電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力,無(wú)應(yīng)變時(shí)ar=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),試證明:橋路失去平衡， 這時(shí),就用橋路輸出電壓ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后電阻值的變化量。ucd=-(e/2)( ar/r)。證：r1u cd ucbdbr, r4rrr r2r r e4r2 r2略去r的第二項(xiàng)，即可得ucd5、如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，圖中阻，r1與r4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí) r1受拉，r4受壓，a r表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電、測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下:x0.62.43.14.35.56.5y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線(xiàn)，求其線(xiàn)性度和靈