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第 章 基础知识 1
1
思考题和习题
1-1.传感器的定义,它一般是由哪几部分组成?
传感器(Sensor)也称变换器(Transducer ),是将非电量(物理量、化学量等)等按
一定规律转换成便于测量、传输和控制的电量或另一种非电量的元器件或装置。
传感器是由敏感元件(Sensitive Component)、转换元件、信号调理与转换电路组成的。
敏感元件是能直接感受(或响应)被测信息(通常为非电量)的元件;转换元件则是能将敏
感元件感受(或响应)的信息转换为电信号的部分;信号调理和转换电路是将来自转换元件
的微弱信号转换成便于测量和传输的较大信号。
1-2 .传感器在自动化中的地位与作用。
传感器是实现自动控制的源,如果没有传感器,就无法获取控制信息,就无法输出控制
信号,也就无法实现自动控制。下图是自动控制的一个循环。
图 传感器的地位与作用
传感器技术不仅对科学技术的发展起到基础和支柱的作用,而且对产品的质量和产品的
一致性起着决定性的作用,因而被世界各国列为科学攻关的关键技术之一。可以说“没有传
感器就没有现代化的科学技术,没有传感器也就没有人类高质量的生活以及生活所必须的合
格产品”。传感器技术的发展推动了自动化技术的发展,自动化技术的发展也要求新的传感器
技术出现,传感器技术是一个国家科学技术和国民经济发展水平的标志之一。
1-3 .画出一个自动化控制系统,并说明各部分的作用。
2 传感器与检测技术9
1-4 .传感器有几种分类形式?
一般来说,测量同一种被测参数,可以采用的传感器有多种。反过来,同一个传感器也
可以用来测量多种被测参数。因此,传感器的分类方法有很多种。
1.根据传感器是否需要提供外部电源分类(可以将传感器分为有源传感器和无源传感器)
2 .根据被测参数进行分类
3 .根据输出信号的类型进行分类(可以将传感器分为模拟式传感器与数字式传感器)
4 .根据传感器的工作原理进行分类
5 .按传感器的基本效应分类(可以将传感器分为物理传感器、化学传感器等)
1-5 .哪些传感器属于有源传感器,哪些传感器属于无源传感器?
有源传感器如:超声波传感器就是压/电转换、压电式传感器也是压/电转换、热电偶
是热/电转换、光电池是光/电转换等。
无源传感器如:热电阻是热/电阻转换、压敏电阻是压/电阻转换、湿敏电容式是湿/
电容转换,压力电感式是压/ 电感转换。
1-6 .传感器的今后发展方向。
传感器的发展趋势可概括为以下几个方面。
1.传感器的小型化、集成化
2 .传感器的智能化
3 .传感器的网络化
4 .生物传感器
1-7 .设计一个自动化仪表,画出它的组成并说明。
1-8.传感器的静态特性定义是什么?静态特性有哪些技术指标?
传感器的静态特性就是传感器在稳态信号作用下,它的输入与输出的关系。静态特性主
要包括线性度、灵敏度、分辨率、迟滞性、重复性、漂移。
第 章 基础知识 3
1
1-9 .传感器的动态特性定义是什么?动态特性有哪些技术指标?
传感器的动态特性是指传感器在动态激励(输入)时的响应(输出)特性,即其输出随
时变输入的响应特性。
稳态值、时间常数、上升时间、延滞时间、峰值时间、响应时间。
1-10.一阶传感器的传递函数和频率响应函数是什么?
1
传递函数:H (s )
τs +1
1
频率特性:H (jω)
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