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传感器技术及实训习题答案

1.6习题1．什么是传感器？（传感器定义）

传感器是接收信号或刺激并反应的器件，以测量为目的，以一定精度把被测量转换为

与之有确定关系的、易于处理的电量信号输出的装置。

2．传感器由哪几个部分共同组成？分别起著什么促进作用？

传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成：

1）敏感元件：轻易体会被测量，并输入与被测量成确认关系的某一物理量的元件。2）

切换元件：以敏感元件的输入为输出，把输出转换成电路参数。3）切换电路：上述电路

参数互连切换电路，便可以转换成电量输入。

3.传感器特性在检测系统中起到什么作用？作为信息采集系统的前端单元，传感器的

作用越来越重要。目前传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中

的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。而传感器性能质量直接影响到检测系统的结

果。

4．传感器的性能参数充分反映了传感器的什么关系？

传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系

5．静态参数存有哪些？各种参数代表什么意义？

1)灵敏度

灵敏度就是指仪表、传感器等装置或系统的输出量增量与输入量增量之比。2)分辨力

分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是有量纲的数。3)线性度

人们总是期望传感器的输出与输入的关系成正比，即为线性关系。4)阻滞

迟滞是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。5)稳定性

稳定性涵盖稳定度和环境影响量两个方面。稳定度所指的就是仪表在所有条件都恒定

维持不变的情况下，在规定的时间内能保持其示值维持不变的能力.环境影响量就是指由

于外界环境变化而引发的示值变化量。

6．动态参数有那些？应如何选择？

动态特性就是指传感器输入对随时间变化的输入量的积极响应特性，传感器的动态特

性就是传感器的输入值能真实地重现变化着的输入量能力的充分反映。传感器的频率响应

特性同意了被测量的频率范围，必须在容许频率范围内维持更添真的测量条件，实际上传

感器的积极响应总存有―的定延后，期望延迟时间愈长越不好。

一般来讲，利用光电效应，光电型传感器响应较快，工作频率范围宽。而结构型传感

器，如电感传感器、电容传感器、磁电式传感器等，往往由于结构中的机械系统惯性的限

制，其固有频率低，工作频率也较低。

在动态测量中，传感器的积极响应特性对测试结果存有直接影响，在采用时，应当充

份考虑到被测物理量的变化特点（例如稳态、瞬变、随机等）。

2.6习题

1．什么就是快速反应效应？

金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)

的变化而发生变化的现象，称为金属电阻的应变效应。

2．表明电阻应变片的共同组成和种类。

电阻应变片由基底、敏感栅、盖层和引线组成。电阻应变片主要有金属和半导体两类，

金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。

3．在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥存有什么相同，如何考量应用领域场

合？用电阻应变片共同组成的半桥、全桥电路与单桥较之存有哪些提升？

直流电桥和交流电桥首先电源的不同；其次直流电桥是由电阻组成的电桥。交流电桥

桥臂为电容称电容电桥或交流电桥桥臂为电感称电感电桥。由于应变电桥输出电压很小，

一般都要加放大器，而直流放大器易于产生零漂，因此应变电桥多采用交流电桥。

用电阻应变片共同组成的半桥、全桥电路比单桥二者输入灵敏度低同时非线性误差大，

因此在实际应用领域中多使用四臂全桥。

4．电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理是什么？

电感式传感器种类很多，常用的存有自感式，互感式和涡流式三种。自感式传感器利

用被测物理量变化引发传感器线圈自感量转换展开测量。把被测的非电量变化切换为线圈

互感变化的传感器称作互感式传感器。电涡流式传感器就是利用涡流效应，将非电量切换

为电阻的变化而展开测量的。

5．什么是电涡流效应？电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量？分别利用哪些

物理量进行检测，由哪个电参量转换进行电量输出的？

金属导体置放于变化的磁场中时，就可以在导体中产生感生电流，这种电流在导体中

就是自行滑动的，这就是所谓电涡流。电涡流的产生必然必须消耗一部分能量，从而并使

产生磁场的线圈电阻发生变化，这一物理现象称作涡流效应。

6．如图2-50所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图。薄