傳感器 問答題

1、問答題：1、 傳感器一般由哪幾部分組成？試說明各部分的作用答：通常由敏感元件、轉換元件及基本轉換電路組成。 敏感元件直接感受被測物理量，并以確定關系輸出另一物理量的元件。 轉換元件：將敏感元件輸出的非電量轉換成電路參數(shù)及電流或電壓信號。 基本轉換電路：將電信號轉換成便于傳輸、處理的電量。2、 內部傳感器與外部傳感器的作用有何區(qū)別？答：內部主要是檢測系統(tǒng)內部的位置、速度、力、力矩、溫度及異常變化。 外部主要是檢測外部環(huán)境狀態(tài)如：觸覺，壓覺等。3、 按傳感器輸出信號的性質可將傳感器分幾類？答：開關型、模擬型、數(shù)字型三種。4、在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應輸出值所繪制的定度曲線何以確定哪些靜

2、態(tài)特性？答 ：當傳感器的輸入量為常量或隨時間做緩慢變化時，傳感器的輸出與輸入之間的關系稱為靜態(tài)特性。5、 對傳感器的主要性能要求是什么？答：高精度、低成本、高靈敏度、工作可靠、穩(wěn)定性好，抗干擾性好、動態(tài)特性良好.6、傳感器的穩(wěn)定性表示了傳感器的何種能力？答：在相同條件、相當長的時間內，其輸入、輸出特性不能發(fā)生變化的能力7、 傳感器的靜態(tài)特性有哪幾種？簡述之？答：主要有線性度、靈敏度、重復性、穩(wěn)定性。8、選用位移傳感器應考濾哪些問題？答：環(huán)境因素、基本指標、可靠性、使用條件、經(jīng)濟性。9、 簡述投射式渦流位移傳感器的工作原理。 答：在被測金屬板的上方設有發(fā)射傳感器線圈L1，在被測金屬板的下方設有接

3、收傳感器線圈L2。當給L1上加音頻電壓U1時，線圈上產(chǎn)生交變磁通，若兩線圈間無金屬板，則交變磁通直接耦合至線圈中，線圈產(chǎn)生感應電壓。如果將被測金屬板放入兩線圈之間，則線圈產(chǎn)生的磁場將導至在金屬板中產(chǎn)生渦流，并將慣穿金屬板，此時磁場能量受到損耗，使到達線圈的磁通將減弱，從而使線圈產(chǎn)生的感應電壓下降。金屬板越厚，渦流損失越大，電壓就越小。 10、簡述電容式位移傳感器測量的物理參量？答 ：改孌介質、改變面積、改變間距。11、請回答下列直線式感應同步器有關的問題：它由哪兩個繞組組成?鑒相式測量電路的作用是什么？答：固定繞組和可動繞組組成。檢測感應電動勢的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。12、

4、電容式位移傳感器選用的絕緣材料應具有哪些特點？答：高的絕緣電阻、低的彭脹系數(shù)、幾何尺寸的長期穩(wěn)定性和低的吸潮性。13、激光式位移傳感器的優(yōu)點有那些？答 優(yōu)點有精度高、測量范圍大、測試時間短、非接觸、易數(shù)字化、效率高。14、感應同步器位移傳感器的特點有那些？ 有精度高、對環(huán)境要求低、可測大位移工作可靠，抗干擾能力強，維護方便，壽命長。15、簡述壓電力傳感器的選用原則。答：1、量程和頻帶的選擇：對被測力的大小加以估算，選擇量程適宜的傳感器，使所測力的大小不超過額定量程。所選擇傳感器的工作頻帶能覆蓋待測力的頻帶。2、電荷放大器的選擇：測量準靜態(tài)力信號，要求電荷放大器輸入阻抗高于 ，低頻響應為0.00

5、1HZ。16、與絲式電阻應變片相比，箔式電阻應變片 有那些優(yōu)點？答：、金屬箔很薄，因而感受的應力狀態(tài)與試件表面的應力狀態(tài)更接近。、箔式敏感柵面積大，散熱條件好，允許流過較大的電流，因此靈敏度比較高，輸出信號的功率比較大，可為絲式電阻應變片的100400倍。、箔式敏感柵的尺寸可以做得比較準確，基長可能很短，并能做成任意形狀，從而可能擴大使用范圍。、便于批量生產(chǎn)。17、簡述什么是壓磁效應？答：在機械外力作用下，鐵磁材料內部產(chǎn)生應力或應力變化，使磁導率發(fā)生變化，磁阻相應也發(fā)生變化的現(xiàn)象是壓磁效應。18、什么是逆壓電效應？答 ：在某些晶體的極公方向施加外力電場，晶體本身將產(chǎn)生機械變形，妝外力撤去后，變

6、形也隨之消失。19、壓磁式傳感器主要是由什么組成？答：主要是由壓磁原件、彈性機架、基座和傳力鋼球等組成。20、集流環(huán)的關鍵零件是什么？并說明制作的材料是什么？答：關鍵是電刷和滑環(huán)。制作的材料是紫銅和石墨。21、壓電式力感器的原理是什么？壓電式力傳感器與電壓放大器配套使用應注意什么問題？答：原理是：利用壓電效應將力的變化轉化為電信號。應注意的是：電纜接線的屏蔽，更換電纜需重新標定，放大器的輸入阻抗盡可能的高。22、簡述光電式扭矩的原理？答：是通過軸上透光窗口的轉動改變信號的強弱，然后利用光電效應將光電信號轉換成電信號進行測量，在微安表上顯示。23、簡述半導體應變片有什么優(yōu)點？答：靈敏度高，機械滯

7、后性小，橫向效應小24、為什么壓電傳感器通常都用來測量動態(tài)或瞬態(tài)參量？答：若作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會泄露，無法進行測量，所以壓電傳感器通常都用來沒量動態(tài)或瞬態(tài)參量。25、機電一體化系統(tǒng)對測速發(fā)電機的主要要求有哪些？答 ：、輸出電壓對轉速應保持精確的正比關系。、轉動慣性要小、靈敏度要高。26、直流測速發(fā)電機產(chǎn)生誤差的原因是什么？答：有負載時，電樞反映去磁作用的影響，使輸出電壓不再與轉速成正比電刷接觸壓降的影響。這是因為電刷接觸電阻是非線性的。溫度的影響，這是因為勵磁繞組中長期流過的電流易發(fā)熱。27、壓電式加速傳感器與壓電放大器和電荷放大器相連時分別有什么特點？答：增益高，輸入阻抗大

8、。與壓電式傳感器相連時，其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比，電纜電容的影響小。 28、說明人工視覺傳感器的硬件構成？答：由圖像輸入、圖像處理、圖像存儲和圖像輸出辦個子系統(tǒng)構成。29、圖像前處理？答：將全部像素的集合進行再處理，以構成為線段或區(qū)域等有效的像素組合，從所需要的物體圖像中去掉不必要的像素。30、工皮膚的構成？答：是由電橡膠兩面夾以電極構成，上面電極由具有金屬鍍膜的柔軟材料構成，下面則有許多規(guī)則分布的屏蔽環(huán)，電極分別置于環(huán)中心。31、體圖像的識別？答：首先是輸入被識別物體的圖像模型，并抽出其幾何形狀特征，然后用視覺傳感器輸入物體的圖像并抽出其幾何形狀的特征，用比較判斷程序比較兩者的異

9、同。如果各幾何形狀特征相同，則該物體就是所需要的物體。32、么是熱電效應？答：兩種不同金屬導體兩端相互緊密地連接在一起組成一個閉合電路時，由于兩個接觸點溫度不同，回路中將產(chǎn)生熱電動勢，并有電流流過。33、的方法有哪些？他們的原理有什么不同？答：有接觸式和非接觸式接觸式：是感溫元件與被測對象直接接觸，進行熱傳導；非接觸式：感溫元件與被測對象不直接接觸，而是通過熱輻射進行傳遞。34、要對熱電偶的參考端溫度要采用一定的方法進行處理？一般有哪些處理的方法？答：因為熱電偶的輸出電動勢僅反應出兩個結點之間的溫度差，為了使輸出 電動勢能正確反映被測溫度的真實價值，要求參考溫度恒為零度，但實際熱電偶的使用環(huán)境

10、不能保證，所以必須對參考端溫度采用一定方法進行處理。常用的方法有：恒溫法、溫度修正法、電橋補償法、冷端補償法、電位補償法。35、明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點？答：熱容量小，時間常數(shù)小，反應速度快。36、簡述熱敏電阻式溫度傳感器的特點？答：溫度系數(shù)比金屬熱電阻大，而且體積小，重量輕，很適合用于小空間溫度測量，又由于它的熱慣性小，反應速度快，故適用于測量快速變化的溫度。37、什么金屬電阻式傳感器要采用雙線無感繞制法？答：因為熱電阻的結構主要是由不同材料的電阻絲繞制成的，為了避免通過交流電時產(chǎn)生感抗，或有交流磁場時產(chǎn)生感應電動勢，所以，在繞制時要采用雙線無感繞制法。38、比較電阻溫度計與熱電偶

11、溫度計的異同答：不同點：電阻溫度計是利用電阻隨溫度變化的特性來測量溫度。熱電偶是根據(jù)熱電效應原理設計而成的。前者是將溫度轉換為電阻值的大小，后溫度轉換為電動勢大小。相同點：都是測溫傳感器，精度及性能都與傳感器材料特性有關。39常用的氣敏元件有哪些？答：燒結型，薄膜型、厚膜型三種。40、簡述半導體陶瓷濕敏元件的特點？答：具有良好的熱穩(wěn)定性，較強的抗污能力，能在惡劣易污染的環(huán)境中測得準確的濕度數(shù)據(jù)，而具有響應快使用溫度范圍寬，可加熱清洗等優(yōu)點41、半導瓷氣敏傳感器為何都附有加熱器？答：半導瓷氣敏電阻工作時都需要加熱，器件在加熱到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，當有氣體吸附時，昅附分子首首先在表面自由擴散，其間一

12、部分分子蒸發(fā)，一部分分子固定在吸附處。此時，如果材料的功函數(shù)小于吸附分子的電子親和力，則吸附分子將從材料奪取電子而變成負離子吸附；如果材料的功函數(shù)大于吸附分子的離解能，則吸附分子將向材料釋施工電子而成為正離子吸附，實用時，加熱器能使附在探測部分的霧、塵埃等燒掉，同時加速氣體的吸附，從而提高了器件的靈敏度和響應速度。42、說明氧化型和還原型氣敏元件的工作原理及其輸出特性？答：氧化型氣體吸附到N型 半導體上，將使載流子減少，從而使材料的電阻率增大。還原型氣體吸附到N型半導全上，將使載流子增多，材料電阻率下降。輸出特性是大氣進入氣敏元件4分鐘內，電阻急劇下降恢復到原有值，當有氧化型氣體時，電阻值增大

13、，當有還原型氣體時，電阻急劇下降。43、利用濕敏元件進行測量和控制具有哪些優(yōu)點？答：靈敏度高、體積小、壽命長、可以進行遙測和集中控制等優(yōu)點。44、什么中絕對濕度、相對濕度？答：絕對濕度：指一定大小空間中水蒸氣的絕對含量。相對濕度：指某一被測蒸氣壓與相同濕度下飽和蒸氣壓比的百分數(shù)。45、比較燒結型、薄膜型、厚膜型氣敏原件的優(yōu)缺點？答：燒結型器件的一致性比較差，機械強度也不高。但它價格便宜，工作壽命長。 薄膜型為物理性附著系統(tǒng)，器件之間的性能差異較大。厚膜型一致性能好，機械強度高，適于批量生產(chǎn)，是一種有前途的器件。46、氯化鋰濕敏電阻是利用什么原理制成的？答：利用吸濕性鹽類潮解，離子導電率發(fā)生變化

14、而制成的測濕元件。38、涂覆膜型FE3O4濕敏元件電阻的阻值是怎樣變化的？答：氧化鐵微粒之間儀式靠分子力和磁力的作用構成接觸型結合雖然氧化鐵微料本身的體電阻較小，但微粒之間的接觸電阻卻較大，導致氧化鐵感濕膜的整體電阻很高。當水分子透過松散結構的感濕膜而吸附在微粒表面上時，將擴大微粒間的面接觸，人而導致接觸電阻變小。47、常用的濕敏元件有哪些？答：氯化鋰、半導體陶瓷元件、熱敏電阻元件、高分子膜元件、金屬氧化物陶瓷元件48、金屬氧化物濕敏傳感器元件有何特點？答：可以連續(xù)測量599RH，不確定度在2RH以內、反應訊速、工作溫度在10100度之間、不影響環(huán)境氣體的流速、滯后現(xiàn)象少、抗機械沖擊強、加熱清

15、洗周期長，不易污垢、小型傳感器電阻比一般的低一個數(shù)量級，較容易在電路上使用、環(huán)境適應性強49、列述檢測傳感器系統(tǒng)組成內容及其具有的功能？答：傳感器、中間轉換電路、微楊接口電路、分析處理及控緲顯示電路等部分組成。 是完成信息獲取、轉換傳輸、分析處理、顯示記錄功能。50、電橋的零測量法與偏差測量法有什么不同？它們各適于在什么場合下應用？答：不同：零測量法是通過調節(jié)可變電阻使電橋重新回到平衡狀態(tài)，根據(jù)調節(jié)的電阻計算電阻的變化。 偏差測量法不需調平衡，根據(jù)檢流計發(fā)生偏轉的數(shù)值計算電阻變化。零測量法適用于測量靜態(tài)；偏差法適用于測量動態(tài)和靜態(tài)51、電橋的靈敏度與非線性誤差如何定義？答：電橋的靈敏度是指單位

16、輸入量時的輸出的變化量。 非線性誤差指輸出電壓線性化后的相對誤差。 52、D/A轉換器的位數(shù)與分辨率、轉換精度有什么關系？答：D/A轉換器的位數(shù)上數(shù)字量的位數(shù)，分辨率是指對輸出電壓的分辨能力，當D/A轉換器輸入相鄰兩個數(shù)碼時所應的輸出電壓之差為最小可分辨電壓，分辨率定義為最小分辨電壓與最大輸出電壓之比，最小輸出電壓就是對應于輸入數(shù)字量最低位為1，其余位均為0 時的輸出電壓，記為Ulsb，最大輸出電壓就是對應于輸入數(shù)字量各位均為1時的輸出電壓記作Ufsr，對于一個N位的D/A轉換器，其分辨率可表示為分辨率 53、模數(shù)轉換器的技術指標包括哪些？答：分辨率、相對精度、轉換速度此外還有電源抑制、功率消

17、耗、溫度系數(shù)、輸入模擬電壓范圍及輸出數(shù)字信號的邏輯電平等技術指標。54、相位跟蹤細分的優(yōu)缺點有哪些？答：用于敏感同步器和光柵的細分，其優(yōu)點是相位跟蹤細分電路較簡單，缺點：由于在一個載波周期僅有一次比相，因此對測量速度有一定的限制。55、傳感器檢測系統(tǒng)中微機口的基本方式有哪些？答：開關量接口方式：開關型傳感器輸出的是二值信號，通過三態(tài)緩沖器即可傳輸給微機。數(shù)字量接口方式：數(shù)字型傳感器輸出數(shù)字量（二進制代碼，BCD代碼，脈沖序列），可直接傳給微機。模擬量接口方式：微機處理的是數(shù)字信號，而傳感檢測的信號多為模擬信號，需要通過模擬/數(shù)字轉換才能被微機接收處理。56、周期信號的頻譜有哪些？有什么特點？答

18、：離散性：頻譜譜線是離散的。收斂性：諧波幅值總的趨勢隨諧波次數(shù)的增加而降低。諧波性：譜線只出現(xiàn)在基頻整數(shù)倍的頻率處。57、在用電橋測量時前，為什么要將電橋調零？答：因為只有將電橋調零后，電橋的不平衡輸出才反應被測量值的變化情況，方便計算，、。58、以表示時延量，寫出X（T）的自相關函數(shù)Rx()的定義式，說明Rx（）可以描述X（T）的哪些特征？答：公式：自相關函數(shù)描述了信號現(xiàn)在值與未來值之間的依賴關系；反眏了信號變化的劇烈程度。59一般情況下,如何表示傳感器的穩(wěn)定性?答：在室溫條件下，經(jīng)過一定的時間間隔后，傳感器的輸出與起始標定時輸出的差異來表示。60、信號可采用幾個域描述？各域描述信號的物理意

19、義是什么？答：由兩個域描述，分時域各頻域時域分析重要內容是對時間歷程作狹義或廣義的統(tǒng)計分析。頻域是用來分析頻率結構，以傅立葉分析法最為常用。61、周期信號與非周期頻域描述有何區(qū)別？兩者的頻譜特點是什么？答：周期信號的頻譜線是離散的，非周期信號的是連續(xù)的和離散的。周期信號的特點是離散性收斂性，諧波性非周期信號分為準周期信號和瞬態(tài)信號，準周期信號的特點是譜線離散，無法確定其基頻和諧頻，只有頻率分量幅值大小而沒有共同周期，瞬態(tài)信號的頻譜連續(xù)。62、標定系統(tǒng)的基本組成部分有哪些？答：被測非電量的標準發(fā)生器或被電量的標準測式系統(tǒng)。待定傳感器。它所配接的信號調節(jié)器顯示、記錄器等，其精度已知63振動測試的內

20、容是什么？答：振動參數(shù)的測試 物體結構參數(shù)的測試64、何為激振器?激振器的作用是什么？答：激振器是對被測對象施加某種預定要求的激振力，從而激起被測對象振動的裝置。作用是：在一定的顰 率范圍內提供波形良好、幅值足夠的穩(wěn)定交變力，該力使被測對象產(chǎn)生所需要的振動物理量。65、簡述模擬信號的意義？答：在某一自變量連續(xù)變化的間隔內，信號的數(shù)值連續(xù)。66、振動器測試的目的有哪些？答：檢查機器運轉時的振動特性，檢驗產(chǎn)品質量，為設計提供依據(jù) 考核機器設備承受振動和沖擊的能力及對系統(tǒng)的動態(tài)響應特性進行測試。 分析查明振動產(chǎn)生的原因，尋找振源，為減振和隔振措施提供資料。 對工作機器進行故障監(jiān)控，避免重大事故的發(fā)生

21、。67、簡述測振系統(tǒng)的組成答：由發(fā)電型傳感器、前置放大器、微積分放大器、參數(shù)型傳感器、調制器測量電橋、放大解調器、載波發(fā)生器、分析儀器、指示記錄儀器組成。68、有源濾波和無源濾波相比有哪些優(yōu)點？答：有源濾波器不用電感線圈，因而在體積重量價格線性度等方面具有明顯的優(yōu)越性，便于集成化。 由于運算放大器輸入阻抗高，輸出阻抗低，可以提供良好的隔離性能，并可以提供所需增益。 可以使低頻截止頻率達到很低范圍。69、電容式扭矩測量儀是怎樣測量扭矩的？答：是利用機械結構，將軸受扭矩作用后的兩端面相對轉角變化成電容器兩極板之間的相對有效面積的變化，引起電容量的變化來測量扭矩。70、半導體溫度傳感器根據(jù)什么原理測

22、溫的？答：是以PN結的溫度特性為理論基礎。因為PN結的正向壓降保持不變時，正向電流和反向電流都隨著溫度的改變而改變，而當正向電流保持不變時，PN結的正向壓降隨溫度的變化近似于線性變化，大約以2MV/度的斜率隨溫度變化。71、在三坐標測量機中其測量探頭有哪幾種？答：可分為接觸式和非接觸式。接觸式分為硬探頭和軟探頭72、非接觸式探頭有哪些優(yōu)點？答：測頭不與被接觸面接觸，因而無測力，不劃傷工件，同時也可快速測量。73、全自動洗衣機的優(yōu)點有哪些？答：用單片機微機控制，通過洗凈度、漂洗狀況的檢測與控制，可以達到操作簡單，節(jié)水節(jié)電節(jié)省洗劑的目的。74、工業(yè)機器人常用的位移傳感器有哪些？將編碼器安裝在驅動元

23、件軸上為什么能提高分辨率？答：有旋轉變壓器、差動變壓器、感應同步器、電位計、光柵、磁柵、光電編碼器等。由于剛性原因，位移傳感器多與驅動元件同軸，此時傳感器的脈沖當量為360度/ni，顯然分辨率提高了i倍。75、怎樣區(qū)分CNC和MC的半閉環(huán)和全閉環(huán)控制？答：半閉環(huán)是采用安裝在傳動絲桿一端的光電編碼器產(chǎn)生位置反饋倍PF,與指令脈沖F相比較，以取得位移的偏差信號E進行位置伺服控制。全閉環(huán)采用的傳感器雖有光柵、磁柵、容柵等不同形式，但都安裝在工作臺上，直接檢測工作臺的移動位置。檢測出的信號信息反饋到比較環(huán)節(jié)，只有當反饋脈沖Pf=F時，即e=F-Pf=0時，工作臺才停止在所規(guī)定的指令位置。 76、汽車機

24、電一體化的中心內容是什么？其目的是什么？答：是以微機為中心的自動控制系統(tǒng)代替了原有的機械式控制部件。 目的：改善汽車的性能，增加汽車的功能，實現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛安全性，可靠性，操作方便和舒適性。 77、汽車用壓力傳感 器有哪些功能？答：檢測氣缸負壓，從而控制點火和然料噴射、 檢測渦輪發(fā)動機的升壓比、檢測大氣壓，從而控制爬坡的空燃比、檢測氣缸內壓、檢測EGR流量、檢測發(fā)動機油壓、檢測變速箱油壓、 檢測制動器油壓、檢測翻斗車油壓、 檢測輪胎空氣壓力。78、說明濕度傳感器、氣體傳感器對電子灶控制的工作原理？答：濕度傳感器的工作原理：烹調開始后，食品受熱，相以濕度又急劇上升。控制時，通過濕度傳感器一