传感器原理与应用知识要点和复习题 .pdfVIP

传感器原理与应⽤知识要点和复习题

《传感器原理与应⽤》及《传感器与测量技术》知识要点和复习题

绪论

1、把⾮电信息转换成电（不⼀定直接可⽤）信号的转换元件，是构成传感器的核⼼。

2、利⽤半导体光阻效应的传感器属于物性型传感器。

3、模拟传感器是按照构成原理分类的。

4、利⽤物理学中电磁感应定律可构成结构型传感器。

5、什么是传感器、⾃动检测技术？

6、画出传感器的组成框图，并说明各组成部分的作⽤。

7、传感器特性在检测系统中起到什么作⽤？

第1章传感器技术基础

1、动态特性中，传递函数是⼀种以传感器参数来表⽰输出量与输⼊量之间关系的数学表达式，它表⽰了传感器本⾝的特性，

⽽与输⼊量⽆关。

2、对于多环节串联组成的传感器或测量系统，总的传递函数可按代数式H(s)=)(sHi∏求得。

3、在明确输⼊—输出变换对应关系的前提下，利⽤某种标准或标准器具有对传感器进⾏标定。

4、⽤电阻R、电感L和电容C组成的串联电路来模拟质量为m、弹簧刚度为k和阻尼系数为c的单⾃由度机械振动系统的相

似，称为⼒－电压模拟。

5、传感器材料包括结构材料和敏感材料。

6、动态模型中，标准“”输⼊只有三种：正弦周期输⼊、阶跃输⼊和线性输⼊，⽽经常使⽤的是前两种。

7、对于多环节并联组成的传感器或测量系统，总的传递函数可按代数式H(s)=

∑)(sHi求得。8、将传感器在使⽤中或储存后，进⾏的性能复测称校准。

9、⽤电阻R、电感L和电容C组成的并联电路来模拟质量为m、弹簧刚度为k和阻尼系数为c的单⾃由度机械振动系统的相

似，称为⼒－电流模拟。

10．某位移传感器，在输⼊量变化5mm时，输出电压变化为300mV，其灵敏度k为60V/m。

11．某测量系统由传感器、放⼤器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系

统的总的灵敏度CmmSSSS/20.50.22.0321=??=??=。

12．将传感器在使⽤中或储存后，进⾏的性能复测称校准。

13．传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持_不失真测量条件。

14．动态特性中，传递函数是⼀种以传感器参数来表⽰输出量与输⼊量之间关系的数学表达式，它表⽰了传感器本⾝的特

性，⽽与输⼊量⽆关。

15、⼀种切实可⾏的减⼩⾮线性的⽅法是差动技术。

16、频域内传感器⽆失真检测条件是：幅频特性应当是常数；相频特性应该是线性关系。

17．信号传输过程中，产⽣⼲扰的原因是⼲扰的耦合通道。

18、简述传感器的主要静态特性的概念：线性度、迟滞、重复性、灵敏度和静态误差。

19、根据⼆阶环节的幅频特性与相频特性图，分析固有频率和阻尼⽐的关系。

20．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选

择？

21.下图为单⾃由度机械振动系统，（1）根据图⽰写出该系统的⼒平衡⽅程；（2）若采⽤⼒-电流相似系统，画出其电等效

系统、说明给定的参数并写出电压平衡⽅程。（3）若采⽤⼒-电压相似系统，要求同（2）。

22、传感器不失真检测的条件是什么？

23、某电压表刻度为0～10V，在5V处计量定值为4.995V，求在5V处的⽰值误差（?），相对误差,1δ引⽤误差2δ

24、0.1级量程为10A电流经标定，最⼤⽰值误差（?）为8mA，问该表是否合理？

25、对某量等精度测量16次，得均⽅差2.1=σ，则平均值均⽅差？

第2章电阻式传感器

1、利⽤电阻应变效应的⾦属电阻应变⽚主要有丝式应变⽚和箔式应变⽚两种结构形式。

2、直流电桥平衡条件是桥路中相邻两臂阻值之⽐应相等。

3．电阻丝在外⼒作⽤下发⽣机械变形时，其电阻值发⽣变化，这⼀现象叫做应变电阻效应。

4．当半导体材料在某⼀⽅向上承受应⼒时，它的电阻率发⽣显著变化的现象称为半导体压阻效应。⽤这个原理制成的电阻称

固态压敏电阻。

5．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4，各阻抗的相位⾓分别为1234、、、，若

电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为4231+=+。

6、等强度梁应变式⼒传感器应⽤中，等强度梁宽度为b、厚度为h和弹性模量为E，l为在距载荷F作⽤点到固定处的距离，

梁上各点的应变为E

bhFl2006=ε。7、等截⾯梁应变式⼒传感器应⽤中，等截⾯梁宽度为b、厚度为h和弹性模量为E，0l为在距载荷F作⽤点

到粘贴应变⽚处的距离，其应变