传感器题目答案汇总

A卷1、热电偶的构成、工作原理？热电势产生原理？答：热电偶由金属偶丝，绝缘管，保护管热电偶的工作原理：两种不同的导体两端互相紧密地连接在一起，组成一个闭合回路，当两接点温度不等事，回路中机会产生电动势，从而形成热电流，这一现象称为热电效应。

热电偶就是利用这一效应来工作的。

2、石英晶体受力后电荷产生的原理？答：石英晶体加力，产生电荷的工作原理：晶体在沿X轴或Y轴方向受到压力或者拉力时，会产生压电效应，既会在垂直于X轴或Y轴的晶体表面上产生电荷的现象。

这就是其工作原理。

3、发光管、激光管工作原理及其差别？答：发光管反接电子从高能轨道跌落至低能轨道时会释出能量。

这种能量就以光子的形式得到释放。

电子同空穴之间的相互作用光发激光管当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子—空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。

如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。

当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频率具有增益。

当增益大于吸收损耗时，就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光，这就是激光二极管的简单原理。

4、光纤传感器的工作原理？输入输出回路？答：光纤传感器的工作原理及其输入输出回路：①功能性传感器工作原理：利用光纤本身的传输特性受被测物理量的作用而发生变化，是光纤中波导光的属性被调制这一特点而构成的一类传感器；②非功能性传感器的工作原理：由光检测元件与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统，其中光纤仅作为光的传播媒质。

输入及其输出回路：略。

5、普通三极管和特殊三极管的区别？比如磁敏三极管和光电三极管？答：①磁敏三极管可以实现无接触检测，不存在磨损，抗污染，不产生火花②光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极。

当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。

6、温敏元件的温度系数特性？P45答：7、电阻应变片测量原理、测量应用、精度关系？答：电阻应变片测量原理，测量与应用，精度关系：电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。

8、什么是理想传感器？答：当一个传感器的输入和输出完全成线性关系的时候，这个传感器就是一个理想传感器。

同时，理想传感器还应该遵守以下原则：①只受被测因素的影响；②不受其他因素的影响；③传感器本身不会影响被测因素。

9、晶体材料受热会产生什么现象？答：晶体受热后会产生电荷，既有热电效应。

10、自动检测的系统最重要的环节是什么？答：传感器、数据采集系统、微处理器、输入输出接口。

传感器是最重要的环节。

11、传感器是自动检测系统最重要的环节吗？答：是的。

12、发光二极管和特种二极管光谱是否相同？答：否。

发光二极管的光谱宽度很窄。

13、磁敏元件的特性是什么？有几种特性？答：磁敏元件包括霍尔元件、磁阻元件、磁敏晶体管、磁敏集成电路。

霍尔元件特性有UH-I特性、UH-B特性。

磁阻元件特性有灵敏度特性、温度特性。

磁敏晶体管特性有电流-电压特性、磁电特性、温度特性、磁灵敏度。

磁敏集成电路：14、什么是元件的零点漂移？答：所谓零点漂移，是指放大器当输入信号为零时，在输出端出现的直流电位缓慢变化的现象15、传感器的静、动态指标是什么？传感器的标准是什么？答：静态指标：线性度、迟滞、重复性、精度、灵敏度、阈值、分辨力和漂移等；动态指标：时域和频域；标准：16、传感器输出的变换通常是什么信号？答：直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻值、电容值等。

17、传感器非线性化怎样进行处理？答：必须要采取线性化补偿措施。

利用校准数据来建立数学模型是目前普遍采用的一种方法。

18、传感器的外设部件怎么选择？答：我们把传感器敏感元件以外的电路统称为外围电路，外围电路多用刀的器件较多，有电阻、电位器、电容、各种模拟器件和数字器件等。

1、电阻：在精度要求不高时，可使用碳膜电阻；在精度要求较高时，应使用金属膜电阻；若用精密电阻，则需要选择沉积膜电阻系列等。

2、电位器：在调整有些传感器的灵敏度或偏移量电压时，由于传感器的灵敏度或偏移电压离散型打，因此一般使用多圈型（5~20圈）电位器；3、电容：当不要求使用高精度电容时，普通的聚酯树酯、瓷介等电容都可满足要求。

当要求较高时，可使用国产的圆片瓷介电容CC1-1~CC1-6、云母电容CY-0~CY-3等。

19、现代传感器的构成？答：一般来说，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变化元件（有时又称变换器）组成。

20、什么是系统误差？最能反应系统误差的量是什么误差？答：在相同的测量条件下的测量值序列中数值、符号保持不变或按某确定规律变化的测量误差。

刻度误差、磨损误差、接触力误差、挠曲误差、余弦误差、阿贝误差、热变形误差21、狭义的传感器定义？答：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

22、传感器输入量变化，输出量一般怎样变化？答：23、PN 结怎样构成温度二极管？答：对于锗和硅二极管 ，在相当的一个温度范围内，其正向电压与温度之间的关系符合式（2.18）（2.19）。

所以，根据它们就可以制造温敏二极管，通过对其正向电压的测量可实现温度的检测。

24、晶体受热时会产生什么现象？答：晶体受热后会产生电荷，既有热电效应。

25、电阻应变片的构成？答：主要有四部分组成：电阻丝、基底和面胶、粘合剂、引出线（65页）26、什么是霍尔元件？什么是霍尔效应？答：霍尔元件：由霍尔片、引线和壳体组成，是基于霍尔效应工作的。

霍尔效应：在半导体薄片的两端通以控制电流I ，在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B 的磁场，则在薄片的另外两侧会产生于I 和B 的乘积成比例的电动势U H （霍尔电势，也称霍尔电压），这种现象称为霍尔效应。

27、磁敏元件的材料特点？工作原理？答：磁敏元件分霍耳元件、磁阻元件、磁敏二极管、磁敏三极管等。

主要材料有锑化铟、砷化铟、锗和硅等。

这类器件的优点是结构简单，体积小，易于集成化，耐冲击，频响宽（从直流到微波），动态范围大，而且可以实现无接触检测，不存在磨损，抗污染，不产生火花，使用安全，寿命长。

利用磁场为媒介,磁敏元件可用于测量位移、振动、压力、角度、转数、速度、加速度、流量、电流、电功率等物理量。

28、对晶体施加力的时候，会产生什么效应？答： 压电效应29、光栅传感器的原理？答： 利用光栅的条纹现象，将被测几何量转换为莫尔条纹的变化，再将莫尔条纹的变化经过光电转换系统转换成电信号，从而实现精密测量。

30、实验：单、半、全臂实验？实验接线、实验过程、测量过程，数据分析（处理），误差处理？（采用补正系数法来实现补偿，设冷端温度为n t ，工作端测得温度场的温度为1t ，其温度应为n kt t t +=1，k 为补正系数）31、讨论传感器的发展方向？（可自由发挥，占分数很多）答：向高精度发展；向高可靠性、宽温度范围发展；向微型化发展；向微功耗及无源化发展；向智能化数字化发展32、设计光电转速测量电路。

原理：光电式转速传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源通转盘上开孔透射后由光电管接受转换成电信号，由于转盘上有相间的6个孔，转动时将获得与转速及孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。

需用器件与单元：光电转速传感器、直流电源+5v 、接地、V 0与主控箱上的+5v 、地、数显表的Fin 相连。

数显表转换开关打到转速档。

§1.3 系统误差的处理实验工作中，在许多情况下，系统误差是影响测量结果精确度的主要因素，然而它又常常不明显地表示出来。

当它被疏忽时，会给实验结果带来严重的影响。

因此，找出系统误差，减少、修正或消除它的影响，估算它的大小，这是系统误差处理的重要因素。

一、系统误差的发现1.测量仪器往往是系统误差的主要来源为了保证仪器符合测量要求，应经常或定期对测量仪器进行校验，以便及时发现系统误差。

在实验中，还可以通过多个同类仪器进行比较，观察测量值的差异，找出它们一致性的数据，从中判定仪器的系统误差。

2.分析实验所依据的理论公式所要求的约束条件在测量中是否已满足。

将实验值与理论值或公认值进行比较，从中发现系统误差。

例如用单摆测重力加速度时，要求摆角很小，并可将实验中测得的重力加速度与公认值进行比较。

3.有意识地改变仪器的某些参量或使用条件，以便分析和判断其中的系统误差例如在光学实验中，怀疑是否因为观测者色盲而引进系统误差，可以更换观测者予以检查区别；又如，当用电流表测弱电流时，怀疑周围强磁场对测量引起系统误差，可把电流的方位转180°后再测一次，若两次测量值不同，可判定因强磁场的影响，测量中有系统误差存在。

二、系统误差的消除和修正系统误差的消除和修正，是指使其影响减小到仪器测量的精度以内。

否则，精确的测量便失去意义。

下面介绍对于系统误差进行消除和修正时常采用的几种方法。

1.修正法对于有些零值误差，如千分尺使用时间较长后产生的磨损，可引入一个修正值，在测量时进行修正。

对于仪器的示值误差，可通过与高精度仪器比较，或根据理论分析导出修正值，予以修正。

2.交换法在测量中对某些条件(如被测物的位置)进行交换，使产生系统误差的原因对测量结果起相反的作用。

例如，为了消除天平不等臂误差，可采用“复秤法”，即交换被测物和砝码的位置再测一次，取两次结果的平均值。

3.补偿法例如在量热学实验中，采用加冰降温，使系统的初温低于环境温度而吸热，以补偿在升温时的热损失。

4.对于实验中，由于方法(例如伏安法测电阻)或人员(例如观测者对准目标时习惯偏向一方)引起的系统误差，应逐项进行分析、并予以修正。

三、系统误差的结算在物理实践中，经过以上处理，测量结果的系统误差已经减小到仪器测量精度以下。

但由于系统误差产生的原因极其复杂，无法把它完全消除或修正掉，在有的实验中，系统误差是构成测量结果的主要误差。

因此，必须对测量结果中的系统误差进行估算。

计算误差时，根据系统误差和偶然误差互不影响的原则，把系统误差和偶然误差分开来讨论。

上节讨论偶然误差时，不管系统误差，好像它不存在一样；这里讨论系统误差，也不管偶然误差，好像它也不存在一样。

算完后，用系统误差去修正测量结果，而偶然误差用来描述修正后测量结果的精密程度。

1.单次直接测量的误差估算有的实验由于条件不许可(如在动态中测量)；有的实验的精密度要求不高；或在间接测量中，其中某物理量的误差对最后结果的影响较小等，对物理量x的直接测量只进行一次，得到测量值为x＇，这时，既σx。

在这种情况下，我们不再去区分系统误差和偶然误差，而将测量值的误差，用仪器误差Δ仪表示。