传感器填空

传感器概述

1.传感器一般有（敏感元件）、（转换元件）以及辅助部件组成。

2.非线性误差通常用（相对误差）来表示，即（相对误差）公式来表示。

3. 传感器的动态模型通常采用（传递函数）和（微分方程）来表示。

4. 传感器的静态特性指标之一是（线性度）

5. 利用光电效应的传感器属于（物性型）传感器。

6. 在时域内研究、分析传感检测系统的瞬态响应时，通常采用的激励信号是（正

弦信号阶跃信号）。

7.通过实际测试获得传感器的静态特性曲线后，在非线性误差不太大的情况下，

总是采用（直线拟合）的方法来线性化。

8.简述改善传感器性能的技术途径。

改善传感器的性能，可采用的技术途径有：差动技术，平均技术，补偿与修正技术，屏蔽、隔离与干扰抑制，稳定性处理等。

9.有一传感器，其微分方程为：30dy/dx＋3y＝0.15x，其中y为输出电压(mv)，x

为输入温度(℃)，则时间常数τ＝10s ，静态灵敏度k＝0.05mv/℃。

10. 灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比

值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关

系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

重复性是指传感器在检测同一物理量时每次测量的不一致程度,也叫稳定性。重复性

的高低与许多随机因素有关,也与产生迟滞的原因相似,它可用实验获得。

迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-

一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满

量程输出F•S的百分比表示。

11.静态灵敏度的表达式为(K＝ΔY/ΔX )，传感器的输出曲线的(斜率)是灵敏

度。

12.传感器的特性主要是指（输出与输入）之间的关系，当输入量（动态信号）

时，这一关系称为动特性

13. 传感器直接感受被测量的是（敏感）元件，其输出就是（转换）元件的输入。

14. 传感器的特性主要是指（输出与输入）之间的关系，当输入量（静态信号）

时，这一关系称为静特性。

15. 二阶传感器的频率响应特性好坏主要取决于传感器的（固有频率）和（阻尼

比）。

16.传感器在正、反行程输出输入曲线不重合的特性称为（迟滞）。

磁电式

1.霍尔电势与电流强度、磁感应强度成（正比），与载流体厚度成（反比）

2, 何谓霍尔效应？说明霍尔灵敏度系数的物理意义。

1 ）若在金属或半导体薄片两端通以控制电流I，在与薄片方向上施加磁感应强

度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势UH，UH的大小正比于控制电流I和磁感应强度B ，这一现象称为霍尔效应。

（2）K H=R H/d，称为霍尔片的灵敏度系数。它与载流材料物理性质和几何尺寸关。

3. 如图所示，请回答：（1）该电路是什么电路，有什么作用？

（2）a、b和c、d分别是什么极，在常用电路中如何区别？

（3）图中1、2分别是什么？

1）该电路是霍尔传感器利用恒流源并在输入回路并联电阻进行温度补偿的电路。

（2）a、b是控制极（也称输入极），c、d是霍尔极（也称输出极）。在常用电

路中a、b连红色导线，c、d连绿色导线。

（3）图中1是恒流源、2是并联的补偿电阻。

4. 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方

向上将产生(电动势)，这种物理现象称为(霍尔效应)。

5. 何谓霍尔传感器的不等位电势？它产生的主要原因有哪些

（1）当霍尔元件的激励电流为I时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的

霍尔电势应该为零，但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势。

（2）产生这一现象的原因有：①霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面

上；②半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀

6. 霍尔元件的，则Kh = 1/(ned)),Rh = 1/(ne)。

7.霍尔元件一般多采用（N型半导体）

8. 霍尔元件制造时，控制电极不能对称焊在霍尔片两侧，会造成不等位电势。

（错）

9.通过采用恒压源供电和在输入回路并联电阻可以减小霍尔元件的温度误差。

（错）

电感式

1.差动式自感传感器与单线圈的相比，线性度（得到改善），灵敏度（增

加）

2. 自感式传感器的气隙厚度减小可增大灵敏度，但会使（非线性误差）增大，

同时会使（测量范围）减小，因此它们是矛盾的，设计时需综合考虑。

3. 电涡流传感中，由于有导体影响，线圈的阻抗的有效电阻（增大），等效电感（减小）。（填增大、减小、不变）

4.提高自感式传感器的灵敏度可以采用哪些措施？采用这些措施会有什么影响？

（1 ）从提高灵敏度的角度看，初始空气隙δ0应尽量小。其结果是被测量的范围也变小。同时，非线性也将增加。（2）如采用增大空气隙等效截面积和增加线圈匝数的方法来提高灵敏度，则必将增大传感器的几何尺寸和重量。这些矛盾在设计传感器时应适当考虑。

5. 电感式传感器的核心部分是（可变电感）和（可变互感）

6. 简述电涡流传感器的工作原理

（1）根据法拉第电磁感应原理, 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时, 导体内将产生呈涡旋状的感应电流, 此电流叫电涡流, 以上现象称为电涡流效应。被测金属导体的电涡流效应会导致传感器线圈的等效阻抗发生变化（2）而电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关, 又与线圈几何参数、线圈中激磁电流频率有关, 还与线圈与导体间的距离x有关。

（3）如果保持其它参数不变, 而只改变其中一个参数, 传感器线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数。通过与传感器配用的测量电路测出阻抗Z的变化量, 即可实现对该参数的测量。

电容式

1 如果将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将（增大一倍）

2. 当变极距型电容式传感器两极板间的初始距离d增大时，将引起传感器的（灵敏度减小）

3.用电容式传感器测量固体或不导电的液体物位时，应该选用（变介电常数型）。

4电容式传感器中输入量与输出量的关系为线性的有（变介电常数型电容式传感器）。

5.电容式传感器的不足之处是、、。

输出阻抗高

\负载能力差

\寄生电容影响大