传感器期末复习题解读.docx

1、传感器期末复习题解读1.什么叫传感器的灵敏度？传感器输出变化量与输入变化量的比值。2.什么叫传感器的分辨力？ 传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量。3.传感器的量程是如何定义的？ 传感器能够测量的上限值与下限值的差称为量程。 4.传感器的准确度是如何定义的？准确度常用最大引用误差来定义5.弹性敏感元件的作用是什么？ 将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变。6.什么叫应力？ 物体受外力作用并处于平衡状态时，在单位面积上引起的内力。7.什么叫应变？物体受外力作用时产生的相对变形。 8.应力和应变的关系是什么关系？在弹性范围内应力和应变成正比。9.如何定义弹性敏感元件

2、的刚度？弹性敏感元件单位变形所需的外力。10.弹性敏感元件的灵敏度是如何定义的？单位外力是弹性敏感元件变形量。11.差动电桥是如何构成的？ 答：相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变方向应相同。12.采用差动电桥有什么好处？ 答：可提高电桥的灵敏度，减小非线性、还可实现温度补偿。13.差动式电容传感器的特点是：线性好，测量范围宽，灵敏度较高。14.差动式电感传感器有什么特点？线性度好、示值范围宽、灵敏度高。15.电涡流式传感器的原理是什么？电涡流效应引起线圈阻抗变化。16.电涡流式传感器常用的转换电路是谐振电路。 17.什么是压电效应？电介质在外力作用下产生电荷的现象。18.压电元件

3、能构成哪些传感器？ 应力、加速度等可变换成力的物理量传感器以及超声波传感器。19.霍尔式位移传感器是如何组成的？由霍尔元件和永久磁铁构成的梯度磁场组成。20.光纤传感器的类型 光纤传感器可按光纤的作用分为功能型、非功能型和拾光型三大类。23.光栅传感器的工作原理是什么？ 答：光源（LED）通过标尺光栅和指示光栅组成的光栅副形成莫尔条纹，光敏三极管将莫尔条纹的移动信号转换成电信号，光栅每移过一个栅距W，莫尔条纹就移过一个间距B。通过测量莫尔条纹移过的数目，即可得出光栅的位移量。 24.动态磁头和静态磁头的主要区别是什么？答：动态磁栅用于检测匀速运动的被测物体，读出磁头通常采用速度响应式磁头(其工

4、作原理相当于录音机磁头)；静态磁栅用于检测变速运动的被测物体，读出磁头需用调制式的磁通响应式磁头(又称静态磁头)。 25.位移传感器实现辨向的基本条件是什么？ 答：为了判别移动的方向，必须利用光栅传感器输出的两路相位差90的输出信号。26.常见的接近传感器它们的敏感特性有什么区别？ 电感式和电涡流式只能感应金属体；电容式可感应非金属体；光电式对金属体和非金属体都能感应；霍尔式和干簧式可感应磁性体。 27.安装接近传感器应注意哪些问题？ 答：首先使接近传感器感应面垂直正对接近物体，其次注意在检测区不应有其他敏感物体。 28.实现扭矩测量的方法是什么？ 答：扭矩对扭转轴作用时，产生的扭转角与扭矩成

5、正比关系。只要测得扭转角，可知扭矩。 30.用接近传感器如何测量转速？ 答：在被测转轴上装一个转盘，转盘上安装能使传感器敏感的标志，标志接近传感器时便输出脉冲。如用霍尔传感器测转速，可在转盘上粘上磁钢或隔磁叶片；用光电传感器测转速，可在转盘上粘平面镜反光条或刻蚀透光狭缝；用电感传感器测转速，可将金属转盘边沿作上齿轮或键槽。 32.什么叫物位？ 答：物位是指各种容器设备中液体介质液面的高低、两种不溶液体介质的分界面的高低和固体粉末状颗粒物料的堆积高度等的总称。 34.怎样调整零点迁移？ 答：调整变送器的零点迁移弹簧，使液位由零变化到最高液位时，变送器的输出从下限变化到上限。 35.利用超声波如何

6、测量物位？ 答：利用超声波在两种物质的分界面上的反射特性，测量超声脉冲传输时间。 36.什么是补偿导线？ 答：0100范围内与热电极有相同热电特性的廉价金属材料制成的导线。 37.使用补偿导线时应注意哪些问题？ 答：按热电偶型号选配，保证两接点温度相等、极性正确。 38.使用热电偶冷端补偿器时，对20温度如何处理？ 修正或仪表指针零位调至20。 39.热电阻测温电桥电路为什么要用三线制或四线制？ 答：消除引线电阻受环境温度影响造成的测量误差。 40.超声波探测报警器的类型有： 发、收合置的多普勒型和收、发分置的声场型。 41.微波探测报警器的类型有：微波多普勒报警器和微波墙式报警器。 42.为

7、什么微波热释电红外探测双技术报警器的误报率最低？ 热释电探测器可消除微波探测器受电磁反射物和电磁干扰的影响，而微波则减轻热释器件受温度变化的影响。 43.室内火灾各阶段相应选用哪些类型的探测器？烟雾和气体，火焰和温度。 44.说明烟雾探测器有那些类型？电离式烟雾探测器、光电感烟探测器。 45.光电感烟探测器分哪些类型？在光路上测量烟雾对光的衰减（吸收）作用的减光型探测法；在光路以外的地方测量烟雾的散射光能量的散射型探测法。 46.在传感器信号处理电路中为什么要进行检波？ 答：传感器采用交流电桥、谐振电路等预处理电路，其输出信号是以电桥电源或谐振频率为载波的调制信号，要通过解调才能获得被测直流信

8、号，对调幅信号的解调称为检波。 47.相敏检波有哪些特点？极性和幅值与调制信号相同，频率是载波的2倍。 48.为什么要对传感器进行温度补偿？ 为了抑制环境温度对传感器特性的影响。 49.为什么要对传感器进行线性化处理？ 多数传感器都具有非线性特性，它既不利于读数和测量结果的分析处理，而且是产生测量误差的主要原因之一。因此，为了减小或消除非线性误差，必须进行非线性补偿。 50.传感器线性化的方法有哪些？ 典型的补偿原理可分为开环式、闭环式和增益控制式三种。利用在测量回路中加入的线性化器的非线性函数去补偿传感器的非线性特性。常用的方法有硬件法和软件法。 53.什么叫数据采集？把模拟信号数字化的过程

9、就称为数据采集。 54.什么叫串模干扰？凡干扰信号和有用信号按电势源的形式串联(或按电流源的形式并联)起来作用在输入端的称串模干扰。 55.什么叫共模干扰？干扰信号使两个输入端的电位相对于某一公共端一起变化（涨落）的属共模干扰。共模干扰本身不会使两输入端电压变化，但在输入回路两端不对称的条件下，便会转化为串模干扰。1、什么是随机误差？答案：随机误差是测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。2、什么是粗大误差？答案：超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差，又称为疏忽误差。3、什么是系统误差？解：在同一测量条件下。多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在测量

10、条件改变时，按一定的规律变化的误差称为系统误差4、传感器的标定：答：传感器的标定是指在明确输入和输出的变换对应关系的前提下，利用某种标准或标准器具对传感器的静态特征指标或动态特征指标等进行标度。5、什么是敏感元件？答：敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。6、什么是传感器？答：它是一种能把特定的被测量信息（包括物理量、化学量、生物学量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。7、弹性形变答：物体因外力作用而改变原来的尺寸或形状称为变形，如果在外力去掉后完全恢复原来的尺寸、形状的变形，那么这种变形称为弹性形变。8、弹性滞后答：实际弹性元件在加、卸载的正反行程中变形曲线不重和，

11、这种现象称为弹性滞后现象。9、电阻应变片答：电阻应变片又称应变片，是将被测试件的应变量转换成电阻变化量的弹性元件。它是基于电阻应变效应制成的。10、涡流效应：答案：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁力线运动时，导体内将产生呈漩涡状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。11、电涡流块状金属体至于变化的磁场中或者在磁场中做切割磁力线运动时，到体内将产生漩涡状的感应电流，此电流叫电涡流12、互感式传感器答案：把被测量的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。13、电容式传感器答：电容式传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感

12、器。14、变极距型电容式传感器变极距型电容式传感器是通过改变上下两极板间距，从而使电容量产生变化的，是电容式传感器的一种。15、压电效应答：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，其内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷，当外力去掉后，它又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。16、居里点温度答：它是指压电材料开始丧失压电特性的温度。 17、压电陶瓷 答：压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。材料内部的晶粒有许多自发极化的电筹，它们有一定的极化方向，从而存在电场。在无化电场作用时，电畴在晶体中杂乱分布，它们各自的极化效应被相互抵消，使压电陶瓷内的极化强度为零。

13、18、霍尔效应答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间会产生电动势，这种现象称为霍尔效应。19、磁敏电阻答：磁敏电阻简称MR元件，是一种高性能的磁敏感元件，它是基于磁阻效应的磁敏感元件。20、磁电感应式传感器答：又称磁电式传感器，是利用电磁感应式原理将被测量转换成电信号的一种传感器。21、光电开关答：光电开关是一宗利用感光元件对变化的入射光加以接收，并进行光电转换，同时加以某种形式的放大和控制，从而活的最终的控制输出“开”、“关”信号的器件。22、光电耦合器件答：光电耦合器件是由发光元件（如发光二极管）和光电接收元件合并使用，

14、以光作为媒介传递信号的光电器件。23、电荷耦合器件答：电荷耦合器件（CCD）是一种大规模金属氧化物半导体集成电路光电器件。24、气敏传感器答案：用来检测气体类别、浓度、成份的传感器25、绝对测湿法答案：绝对测试法是指设法吸收式样气体所含水蒸气，然后再测出水蒸气的质量，从而测量得到绝对湿度。 26、湿敏传感器答案：湿敏传感器是能够感受外界湿度变化，并通过器件材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号的器件。27、超声波流量传感器答：超声波流量传感器是一种非接触式流量测量仪表，它是利用超声波在流体中的传播特性来测量流体流量的。28、什么是波，怎样的波被定义为超声波答：振动在弹性介质内的传播称为

15、波动，简称波，频率高于2*10Hz的机械波称为超声波。29、什么是微波？答案：微波是波长为0.1m到1mm的电磁波，对应的波段频率范围为300MHz到3000GHz。30、什么是反射式微波传感器？答：反射式微波传感器是通过检测被物体反射回来的微波功率或经过的时间间隔来测量的。通常它可以测量物体的位置，位移，厚度等参数。31、什么是微波传感器？答：微波传感器是利用微波特性来检测某些物理量的器件或装置。32、热释电效应答：当电石，水晶，酒石酸钾钠，钛酸钡等晶体受热产生温度变化时，其原子排列将发生变化，使晶体自然极化，并在其两表面产生电荷，这一现象就称为热释电效应33、.红外测温仪答：利用热辐射体在

16、红外波段的辐射通量来测量温度的。34、放射性同位素答：某种同位素的原子核在没有外力的情况下，自动发生衰变，衰变种释放出射线， 射线，射线，X射线等，这些射线的同位素称为放射性同位素，又称放射源。35、膨胀式温度传感器答：基于物质的热胀冷缩现象，通过测量物质的膨胀或收缩量来反映被测温度的温度传感器，统称为膨胀式温度传感器，也称膨胀式温度计。36、膨胀式温度传感器基于物质的热胀冷缩现象，通过测量物质的膨胀或收缩量来反映被测温度的温度传感器，统称为膨胀式温度传感器，也称膨胀式温度计。37、热电偶:答：是一种将温度变化转换为热电势变化的温度检测元件38、弹性式压力传感器：答案：弹性压力传感器（又称弹性

17、式压力计）时以弹性元件受压后所产生的弹性变形作为测量基础的。它结构简单，价格低廉，现场使用和维护都很方便，又有较宽的压力测试范围，因此在工作中获得了广泛的应用。39、谐振式压力传感器答案：谐振式压力传感器是利用压力来改变谐振敏感元件的谐振频率，再通过测量频率变化来间接测量压力的。42、物位检测仪表答：用来检测液位的仪表称为液位检测表，也称为物位计。45、电导池答案：由两个电极及其他部件组成的用来测量溶液电导的设备。四、简答题1、简述检测系统的组成及原理。答案：组成：一个检测系统是传感器、变送器（变换器）和其他变换装置等的有机结合。原理：首先，传感器感受到被测量的物体，并输出相对应的输出信号；其

18、次，变送器将传感器输出的信号转换成便于传输和处理的信号；第三，传输通道将各环节间的输入、输出信号相连并传输；最后经信号处理环节对输出信号进行处理变换，通过显示装置将信息改变成人能通过感官接受的形式。2、简述偏差式测量法的工作原理。答案：用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量值，这种检测方法称为偏差式检测。应用这种方法检测时，仪表刻度应事先用标准器具分度。偏差式检测的检测过程简单、迅速，但检测结果的精度较低。3、简述零位式测量法的工作原理及特点 工作原理：零位检测时，将已知标准量直接与被测量相比较（已知标准量应连续可调），当指零仪表指零时，被测量与已知标准量相等特点：可以获得比较高的测量精度，

19、但测量过程比较复杂，费时较长，不适用于检测变化迅速的信号4、传感器代号由哪几部分组成？答：1. 主称（传感器）；2. 被测量；3. 转换原理；4. 序号。5、请简述传感器工作的基本定律的四种类型。答：守恒定律、参与波动的规律、物质定律、统计法则。6、传感器应用电路的具体组成？答：传感器。信号放大比较。系统技术处理及信号输出。7、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：（1）应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形，其电阻值将发生变化，这种现象称为电阻应变效应。（2）工作原理：将应变片粘贴在北侧材料上，被测材料受到外力的作用后产生的应变会传到应变片上，是应变片的电

20、阻值发生变化，通过测量应变片电阻值的变化就可得知被测量的大小。8、变换力的弹性元件有哪几种？答：1、实心柱弹性元件 2、环状弹性元件 3、等截面悬臂梁和等强度悬臂梁 4、扭转轴9、应变式传感器的基本工作原理是什么？答：应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。10、简述电涡流的径向形成范围。答案：1）电涡流的径向形成范围大约在传感器线圈外径ras的1.82.5倍范围内，且分布不均匀2）

21、电涡流密度在ri=0处为零3）电涡流的最大值在r=ras附近的一个狭窄区域内。4）可以用一个平均半径为ras（ras=(ri+ra)/2）的短路环来集中表示分散的电涡流11、电感式传感器主要有哪三种？答案：1自感式电感传感器2差动变压式互感传感器3电涡流式传感器12、请简述电涡流式传感器的应用有哪几种？答案：1、低频投射式电涡流厚度传感器 2、高频反射式电涡流厚度传感器 3、电涡流式转速传感器 4、电涡流探伤器13、根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？各适用什么场合？答： 变极距型、变面积型、变介电常数型。变极距型电容式传感器适合测量位移量变面积型电容传感器适合测量线位移和角位移。变介

22、质型电容传感器适合于介质的介电常数发生改变的场合，测量液位的高低。14、如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？答：变极距型电容式传感器只有在d/d0很小时, 才有近似的线性输出。 所以采用可以差动式结构，可以是非线性误差减小一个数量级。15、简述压电式加速度传感器的工作原理。答：当压电式传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件会受到质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数，即：F=ma。此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感器选定时后，则传感器输出电荷为：q=，F=ma。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。16、 请简述压电陶瓷的结构和特

23、性 答：压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。材料内部的晶粒有许多自发极化的电畴，它们有一定的极化方向，从而存在电场。在无外电场作用时，电畴在晶体中杂乱分布，它们各自的极化效应被相互抵消，使压电陶瓷内的极化强度为零。因此，原始的压电陶瓷呈中性，不具有压电性质。在陶瓷上施加电场，电畴的极化方向发生转动，趋向于外电场方向排列，从而使材料得到极化。 17、谈谈压电式传感器的应用 答：1、压电式单向测力传感器2、压电式加速度传感器3、压电式金属加工切削力测量4、压电式玻璃破碎报警器5、用压电式传感器测表面粗糙度6、压电引信（引爆）7、煤气灶电子点火装置18、霍尔元件的基本特征有哪些？答：（1）额定激励电

24、流和最大允许激励电流 （2）输入电阻和输出电阻 （3）不等位电势和不等位电阻 （4）寄生直流电势 （5）霍尔电势温度系数19、霍尔传感器的应用有哪些？（至少举三个例子）答：（1）霍尔式位移传感器 （2）霍尔式转速传感器 （3）霍尔计数装置20、新型磁学量传感器的应用有哪些？答：磁敏二极管漏磁探伤员磁敏三极管电位器磁性墨水文字图形识别传感器。21、什么是光电式传感器？光电式传感器的基本工作原理是什么？答：光电式传感器（或称光敏传感器）：利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。光电式传感器的基本原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。22、光纤传感器由哪

25、些组成？答：光源、敏感元件（光纤或非光纤的）、光探测器、信号处理系统及光纤等组成。23、激光特点有哪些？答：高方向性、高亮度、高单色性、高相关性。24、湿度传感器的基本类型？ 答案：（1）水分子亲和力型：水分子有较大的偶极矩，因为易于附着并渗入固体表面内。（2）非水分子亲和力型。 25、湿度的测量方法答案：（1）通过测定露点求湿度（2）绝对测湿法（3）利用温度引起物质电特性变化的性质测量温度 26、如何选择气敏传感器?答案：首先要考虑被测气体的性质，然后根据工作量程，环境条件，特性要求及经济情况等选择敏感材料，结构类型，加热方式等。最后要考虑工作量程，精度，环境影响，成本等因素。27、利用超声

26、波流量传感器的测量方法有哪些。答：时差法，相差法，频差法，多普勒频移法以及声速偏移法。28、如今超声波传感器有哪些应用？答：1.超声波物位传感器 2.超声波流量传感器 3.超声波测厚仪 4.超声波测量密度 5.超声波探伤 7.超声波诊断仪29、微波具有哪些主要特点答案：1.似光性和似声性2.分析方法的独特性3.共度性4.穿透性5.信息性6.非电离性30、微波传感器的组成部分？答：1微波发射器 2微波天线 3微波检测器 31、请简述微波波段不同于其他波段的重要特点？ 答：1、似光性2、似声性3、分析方法的独特性4、共度性5、穿透性6、信息性7、非电离性32、简述光子探测器的工作机理答案：利用入射

27、光辐射的光子流与探测器材料中的电子互相作用，从而改变电子的能量状态，引起各种电学现象这种现象称为光子效应。根据所产生的不同电学现象可制成各种不同的光子探测器。33、简述核辐射探测器的作用答案：将核辐射信号转换成电信号，从而探测其强弱变化。34、试说明.射线的特性答案：射线电离性较强。射线射透能力大，电离作用小。射线透过物质能力最大，电离作用最小。35、热电偶的基本定律答：1、均质导体定律 2、中间导体定律 3、标准电极定律 4、连接导体定律 5、中间温度定律36、温标的三要素？固定的温度点 测温仪器 温标方程37、按照光纤温度传感器的工作原理分类，可将其分为何种类型？功能型和非功能型 38、压

28、力传感器举例应用（三个即可）答案：差动式电容压力传感器、直通式压力传感器、恒压供水自动控制系统39、声表面波压力传感器有哪些优点？答案：（1）高精度，高灵敏度（2）与微处理器相连，接口简单（3）便于大量生产（4）体积小，质量小功耗低（5）结构工艺性好40、流量测量的方法一般分为哪三种？答案：速度式，容积式，质量式41、容积式流量传感器的工作原理是什么答案：容积式流量传感器是直接根据排出体积进行流量累计的仪表，他利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例关系对被测流体进行连续的检测 42、简述雷达式物位计选型时需要考虑的问题。（1）、对于难以用普通液位仪表高精度测量的大型固定顶罐、浮顶

29、罐。以及存储器的高温、高压，有腐蚀性液体、高粘度液体、易燃易爆、有毒液体的连续测量时，可选用。（2）、对于高温、高压、粘附性强、腐蚀性大的颗粒状和粉粒状物料的料位连续测量。（3）、天线的结构及材质。应根据被测介质的特性等确定（4）、对于内部有影响微波传播的障碍物的储罐，不宜使用。43、声阻式超声波液位开关的工作原理是什么？答：当超声波换能器的辐射面与气体接触时，由于气体对辐射面振动的阻尼较小，则换能器压电陶瓷的振幅就比较大。44、色谱法的原理？答：首先利用色谱柱将混合物各组分分离开来，然后按各组分从色谱柱出现的先后顺序分别测量，最后根据各组分出现的时间及测量值的大小确定混合物的组成及各组分的浓

30、度。45、氧化锆氧分析的使用步骤？ 答：（1）使用前检查 （2）仪器标定 （3）使用条件对测量精度的影响 （4）氧化锆探头的化学反应问题 （5）应定期对采样管中的积尘进行吹扫处理46、简述传感器应用的共同特点和共同过程。答：共同的特点就是使用传感器完成信号的采集。使用微处理器或单片机完成信号的处理。共同的过程就是信号的采集、传输、和处理过程。47、霍尔元件构成的电动机测速系统由几个模块构成？分别是哪几个阶段答：3个模块构成 分别是：电动机和测速装置、放大电路、单片机和显示电路.五、综合题2、从误差根源上消除系统误差可以从几个方面进行分析考虑（1）所用传感器、测量仪表或组成原件是否准确可靠。例如

31、，传感器或仪表灵敏度不足，仪表刻度不准确，变换器，放大器等性能不太优良等都会引起误差，而且是常见的误差。（2）测量方法是否完善。例如，用电压表测量电压，电压表的内阻对测量结果有影响。（3）传感器仪表安装、调整或放置是否正确合理。例如，未调好仪表水平位置，安装时仪表指针偏心等都会引起误差。（4）传感器或仪表工作场所的环境条件是否符合规定条件。例如，环境，温度，湿度，气压等的变化也会引起误差（5）测量者操作是否正确。例如，读数时，视差、视力疲劳等都会引起系统误差。4、传感器的标定系统由哪几部分组成？答：1. 被测非电量的标准发生器；2. 被测非电量的标准测试系统；3. 待标定传感器所配接的信号调节器和显示,记录器等。5、目前传感器一般分为哪几种分类方法，各能