传感器原理及工程应用作业

目录

第三章 (5)

3-1.什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。 (5)

3-2.试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿方法。 (5)

3.试用应变片传感器实现一种应用。 (6)

第四章 (6)

4-1.说明差动变隙式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特征。 (6)

4 -3.差动变压器式传感器有哪几种结构形式？各有什么特点？ (6)

4-10.何为涡流效应？怎用利用涡流效应进行位移测量？ (7)

4-11.电涡流的形成范围包括哪些内容？他们的主要特点是什么？ (7)

5.用电感式传感器设计应用 (8)

第五章 (8)

5-1.根据工作原理可以将电容式传感器分为哪几类？每种类型各有什么特点？各适用于什么场合？ (8)

5-9.简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。 (8)

第六章 (9)

6-1.什么叫正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？ (9)

6-3.简述压电陶瓷的结构及其特性。 (9)

3.利用压电式传感器设计一个应用系统 (10)

第七章 (10)

7-4.什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？ (10)

7-6.温度变化对霍尔元件输出电势有什么影响？怎样补偿？ (10)

第八章 (11)

8-1.光电效应有哪几种？相对应的光电器件有哪些？ (11)

8-2.试述光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管和光电池的工作原理，在实际应用时各有什么特点？ (11)

8-6.光在光纤中是怎样传输的？对光纤及入射光的入射角有什么要求？ (12)

8-7.试用光电开关设计一个应用系统。 (13)

第九章 (13)

9-1.简述气敏元件的工作原理 (13)

9-2.为什么多数气敏元件都附有加热器 (13)

9-3.什么叫湿敏电阻？湿敏电阻有哪些类型？各有什么特点？ (14)

第十章 (14)

10-1.超声波在介质中传播具有哪些特性？ (14)

10-2.图10-3中，超声波探头的吸收块作用是什么？ (15)

10-3.超声波物位测量有几种方式?各有什么特点？ (15)

10-5.已知超声波探头垂直安装在被测介质底部，超声波在被猜测介质中的传播速度为1460m/s，测得时间间隔为28μs，试求物位高度？ (15)

第十一章 (15)

11-1.简述微波传感器的测量机理。 (15)

11-2 微波传感器有哪些特点？微波传感器如何分类？ (16)

11-4 微波无损检测是如何进行测量的 (16)

第十二章 (17)

12-1：红外探测器类型及工作原理 (17)

12-2：什么是放射性同位素？辐射强度与什么因素有关？ (17)

第十三章 (18)

13-1.数字式传感器有什么特点？可分为哪几种类型？ (18)

13-2.光栅传感器的组成及工作原理是什么？ (18)

13-5.码盘式转角-数字传感器的工作原理是什么？其基本组成部分有哪些？ (19)

第十四章 (20)

14-1.什么是智能传感器?它包含哪几种主要形式?应从哪些方面研究开发智能传感器?

(20)

14-2.智能传感器一般由哪些部分构成？它有哪些显著特点？ (21)

14-3.传感器的智能化与集成智能传感器有何区别？ (22)

MEMS传感器 (22)

1.什么是MEMS传感器？ (22)

2.MEMS传感器由几部分组成？各部分的作用是什么？ (22)

第三章

3-1.什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属

电阻应变片和半导体应变片的工作原理。

应变效应：导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为电阻应变效应。

压阻效应：半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。

金属电阻应变片的工作原理基于电阻应变效应。当电阻丝受到拉力F作用时，将伸长Δl，横截面积相应减少ΔA，电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而变化Δρ，从而引起电阻变化ΔR。

半导体应变片的工作原理基于半导体材料的压阻效应。用应变片测量应变或应力时，根据上述特点，在外力作用下，被测对象产生应变（或应力）时，应变片随之发生相同的变化，同时应变片电阻值也发生相应变化。当测得的应变片电阻值变化量为ΔR是，便可测到被测对象的应变值，根据应力与应变的关系，得到应力值σ为σ=E*ε，由此可知，应力值σ正比于应变ε，而试件应变ε正比于电阻值的变化。所以应力σ正比于电阻值的变化，这就是利用应变片测量应变的基本原理。

3-2.试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿方法。

由于测量环境现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面：

（1）电阻温度系数的影响

（2）试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响

电阻应变片的温度误差补偿方法：

（1）线路补偿法

（2）应变片的自补偿法

3.试用应变片传感器实现一种应用。

自动门

当远处有人接触到传感器，传感器检测到应力变化，从而产生电阻值变化。这样可以实现自动开门。这可以应用到一般酒店或写字楼、商务大厦等地方，以方便人群。

第四章

4-1.说明差动变隙式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特征。

差动变隙式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的，它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，传感器的运动部分与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。

差动变隙式电感传感器基本特征：

（1）灵敏度是单边式的两倍。

（2）线性度得到明显改善。

4 -3.差动变压器式传感器有哪几种结构形式？各有什么特点？

差动变压器结构形式有变隙式、变面积式和螺线管式等，在非电量测量中，应用最多的是螺线管式差动变压器。