工程测试技术王艳颖版课后习题答案第4章资料.doc

4.1 传感器在测试系统中的作用是什么？传感器分类有哪些？ 作用： 传感器能检测物理量、电量和化学量等信息，并把其转换成计算机能够理解额电信号。 分类： 传感器按所属学科可分为物理型、化学型和生物型传感器等。 传感器按转换原理可分为电阻式、电感式、电容式、电磁式、光电式、热电式、压电式、霍尔式、微波式、激光式、超声式、光纤式及核辐射式传感器等。 传感器按用途可分为温度、压力、流量、重量、位移、速度、加速度、力、电压、电流、功率传感器等。 传感器按转换过程中的物理现象可分为结构型和物性型传感器等。 传感器按转换过程中的能量关系可分为能量转换型和能量控制型转换器等。 传感器按输出量的形式可分为模拟式和数字式传感器等。 传感器按功能可分为传统型和智能型传感器等。 传感器按输出参数可分为电阻型、电容型、电感型、互感型、电压（电势）型、电流型、电荷型及脉冲（数字）型传感器等。 传感器按输出阻抗大小可分为低输出阻抗型和高输出阻抗型传感器等。 4.2 总结本章，介绍各种传感器的工作原理、测量电路、结构及使用特点和应用实例。 机械式传感器 工作原理：机械式传感器的输入量可以是力、压力、温度等物理量，而输出则为弹性元件本身的弹性变形，这种变形经放大后可带动仪表指针偏转，借助刻度指示出被测量的大小。 特点：结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观等。 应用实例：用于测力或侧重的环形测力计、弹簧秤等；用于测量流体压力的波纹膜片、波纹管等；用于温度测量的双金属片等 电阻式传感器 工作原理：把被测量转换为电阻变化的一种传感器。 电位器式电阻传感器 如果电阻丝直径和材质一定时，则电阻值R随导线长度L的变化而变化。 特点：结构简单、尺寸小、性能稳定、受环境影响小、不需要放大、滑线变阻器式传感器精度可达0.1%。 应用实例：重量的自动检测-配料设备、煤气包储量检测等。 电容式传感器 电感式传感器 磁电式传感器 磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器磁电式传感器直接输出感应电势, 且传感器通常具有较高的灵敏度, 所以一般不需要高增益放大器。但磁电式传感器是速度传感器, 若要获取被测位移或加速度信号, 则需要配用积分或微分电路。热电偶是利用热电效应制成的温度传感器。所谓热电效应，就是两种不同材料的导体(或半导体)组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势的现象。光电式传感器，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。所采用的半导体材料多数是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和 Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半导体传感器种类繁多，它利用近百种物理效应和材料的特性，具有类似于人眼、耳、鼻、舌、皮肤等多种感觉功能。 把被测参量转换成数字量输出的传感器。数字式传感器一般是指那些适于直接地把输入量转换成数字量输出的传感器，包括光栅式传感器、磁栅式传感器、码盘、谐振式传感器、转速传感器、感应同步器等。 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。 光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。 光信号放大和开关电路光控语音报警电路红外接收机电路红外检测器