综合比较直流电桥与交流电桥的异同
交直流电桥的异同点
交直流电桥的异同点嘿，各位小伙伴们，今儿咱们来聊聊一个挺有意思的话题——交直流电桥的异同点。
别一听这名字就懵圈，咱们慢慢捋，保证让你听完之后，心里头跟明镜儿似的。
首先说说这“电桥”，它就像是电路世界里的桥梁工程师，专门负责把电流的“路”给铺好，让电流能顺顺畅畅地跑过去。
而交直流电桥呢，就像是一对孪生兄弟，虽然长得有点像，但性格脾气可是大不同。
咱们先聊聊直流电桥吧，这家伙就像是那种稳重踏实的老大哥。
它专门处理那些方向不变的电流，就像是一股子劲儿的河水，直直地往前流，不拐弯也不绕道。
直流电桥在工作的时候，那叫一个稳稳当当，测量精度也是杠杠的。
你想啊，要是需要测量电阻、电容这些个参数，找直流电桥准没错。
它就像是电路里的“精确测量师”，一丝不苟地把每个数值都拿捏得死死的。
再来说说交流电桥，这家伙可就活泼多了，像是个爱蹦跶的小弟弟。
它打交道的电流可不像直流电那么规矩，而是像海浪一样，一会儿高一会儿低，方向还不停地变。
交流电桥得时刻准备着应对这种“变脸”的电流，还得保证测量的准确性，这可真不是件容易的事儿。
但交流电桥就是有这个本事，它就像是电路里的“舞蹈家”，在变化莫测的电流中翩翩起舞，还能精准地捕捉到每一个瞬间的数值。
说到这，你是不是觉得这俩兄弟挺有意思的？其实啊，它们之间的异同点还不止这些呢。
比如，直流电桥结构简单，使用起来也方便，特别适合那些对测量精度要求特别高的场合。
而交流电桥呢，虽然结构稍微复杂点，但它能处理的电流种类更多，应用范围也更广。
这就像是咱们生活中的两种性格类型，一个内敛稳重，一个外向活泼，各有各的好处，各有各的用处。
不过啊，话说回来，无论是直流电桥还是交流电桥，它们都是电路世界里不可或缺的重要角色。
没有它们的话，咱们就没法准确地测量电路中的各种参数了。
所以呀，咱们得好好感谢这些电路里的“桥梁工程师”们，是它们让咱们的电路世界变得更加精准、更加可靠。
好啦，今天就跟大家聊到这里吧。
希望你对交直流电桥的异同点有了更深的了解。
传感器复习题与答案
传感器复习题与答案传感器原理与应⽤复习题第⼀章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪⼏个部分组成？试述它们的作⽤和相互关系。
（1）传感器定义：⼴义的定义：⼀种能把特定的信息（物理、化学、⽣物）按⼀定的规律转换成某种可⽤信号输出的器件和装置。
⼴义传感器⼀般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界⾮电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照⼀定规律转换成可⽤输出信号的器件和装置。
以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的⼀种检测装置；能按⼀定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输⼊之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作⽤和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输⼊，转换成电路参量；上述电路参数接⼊基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利⽤新效应；②开发新材料；③提⾼传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和⽹络化。
（2）特征：由传统的分⽴式朝着集成化。
数字化、多动能化、微型化、智能化、⽹络化和光机电⼀体化的⽅向发展，具有⾼精度、⾼性能、⾼灵敏度、⾼可靠性、⾼稳定性、长寿命、⾼信噪⽐、宽量程和⽆维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压⼒、加速度、转速等常见物理量可⽤什么传感器测量？各有什么特点？本⾝发热⼩，缺点是输出⾮线性。
4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，⽣物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和⽆源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、⽣物量传感器三⼤类。
传感器技术及实训习题答案
1．什么是传感器？（传感器定义）传感器是接收信号或刺激并反应的器件，以测量为目的，以一定精度把被测量转换为与之有确定关系的、易于处理的电量信号输出的装置。
2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成：1）敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
2）转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。
3）转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用？作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。
目前传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。
而传感器性能质量直接影响到检测系统的结果。
4．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系5．静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？1)灵敏度灵敏度是指仪表、传感器等装置或系统的输出量增量与输入量增量之比。
2)分辨力分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是有量纲的数。
3)线性度人们总是希望传感器的输入与输出的关系成正比，即线性关系。
4)迟滞迟滞是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。
5)稳定性稳定性包含稳定度和环境影响量两个方面。
稳定度指的是仪表在所有条件都恒定不变的情况下，在规定的时间内能维持其示值不变的能力. 环境影响量是指由于外界环境变化而引起的示值变化量。
6．动态参数有那些？应如何选择？动态特性是指传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性，传感器的动态特性是传感器的输出值能够真实地再现变化着的输入量能力的反映。
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
一般来讲，利用光电效应，光电型传感器响应较快，工作频率范围宽。
电桥种类及作用
电桥用比较法测量各种量（如、、等）的仪器。
最简单的是由四个支路组成的电路。
各支路称为的“臂”。
常用的有惠登斯电桥和凯尔文电桥。
目录1、2、3、4、5、1、几种常用字的电桥麦克斯韦一维恩电桥：这是一个利用已知电容来测定电感的电桥。
海氏电桥：这个电桥也是利用电容来测定电感的，并适用于测量Q值高的电感线圈。
电容电桥：这是一种最简单的测量电容的电桥，也是某些成品电桥所选用的测量电容的桥路（如QS18A型万能电桥）。
万能电桥：万能电桥具体到测量某一个元件，就是某一种电桥。
所谓万能只是在制造时把多种电桥电路综合在一起而已，基本的原理电路是相同的。
比如要测量电阻，通过转换开关的转换，最终测量时还是惠斯登电桥。
2、电桥的使用电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。
由于它测量准确，方法巧妙，使用方便，所以得到广泛应用。
电桥电路不仅可以使用直流电源，而且可以使用交流电源，故有直流电桥和交流电桥之分。
直流电桥主要用于电阻测量，它有单电桥和双电桥两种。
前者常称为惠斯登电桥，用于1～106Ω范围的中值电阻测量；后者常称为开尔文电桥，用于10-3～1Ω范围的低值电阻测量。
3、测量电桥的基本特性相邻桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化，或相对桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化，不影响电桥的输出。
相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化，或相对桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化，则电桥的输出加倍，即电桥的灵敏度提高为原来的两倍。
若相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化，而相对桥臂的电阻有大小相等、符号相同的变化，则电桥的输出将增加三倍，即电桥的灵敏度提高为原来的四倍4、电桥使用方法1、在电桥背面电池盒内按极性装入6节R20型和3节6F22型干电池。
当电桥工作电源采用外接时，内装R20型电池应全部取出；2、将指零仪电源开关拨至“通”位置，5分钟后调节“调零”旋钮，使指针指“0”。
将倍率盘和测量盘来回旋转数次，以使开关、滑盘接触良好；3、将被测电阻，按四端钮法接入电桥的C1 、P1、P2、C2接线柱，其中AB之间为被测电阻。
《传感器原理及工程应用》课后答案
第1章传感器概述1．什么是传感器？（传感器定义）2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用？4．解释下列名词术语： 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
第1章传感器答案：3．答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
4．答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器：能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器：能输出标准信号的传感器第2章传感器特性1．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？2．某传感器精度为2%FS ，满度值50mv ，求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。
3．一只传感器作二阶振荡系统处理，固有频率f0=800Hz，阻尼比ε=0.14，用它测量频率为400的正弦外力，幅植比，相角各为多少？ε=0.7时，，又为多少？4．某二阶传感器固有频率f0=10KHz，阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%，试求：决定此传感器的工作频率。
5. 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
6. 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。
7．测得某检测装置的一组输入输出数据如下：a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度；b)用C语言编制程序在微机上实现。
8．某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。
电桥电路特点
电桥电路特点电桥电路是一种常用的电路，它的特点是能够测量电阻、电容、电感等物理量，具有高精度、高灵敏度、高稳定性等优点。
下面将从电桥电路的原理、分类、应用等方面进行详细介绍。
一、电桥电路的原理电桥电路是利用电桥平衡原理来测量电阻、电容、电感等物理量的一种电路。
电桥电路由四个电阻组成，其中两个电阻相等，称为标准电阻，另外两个电阻则为待测电阻。
当电桥电路平衡时，待测电阻与标准电阻的比值即为所求物理量的值。
二、电桥电路的分类根据电桥电路的不同特点，可以将其分为以下几类：1. 直流电桥电路：直流电桥电路是利用直流电源作为电桥电路的电源，适用于测量电阻、电容等物理量。
2. 交流电桥电路：交流电桥电路是利用交流电源作为电桥电路的电源，适用于测量电感等物理量。
3. 数字电桥电路：数字电桥电路是利用数字信号处理技术来实现电桥电路的测量，具有高精度、高速度等优点。
4. 模拟电桥电路：模拟电桥电路是利用模拟电路来实现电桥电路的测量，具有低成本、易实现等优点。
三、电桥电路的应用电桥电路广泛应用于科学研究、工程设计、生产制造等领域，具有以下几个方面的应用：1. 测量电阻：电桥电路可以测量电阻的值，广泛应用于电子元器件的测试、电路设计等领域。
2. 测量电容：电桥电路可以测量电容的值，广泛应用于电容器的测试、电路设计等领域。
3. 测量电感：电桥电路可以测量电感的值，广泛应用于电感器的测试、电路设计等领域。
4. 测量温度：电桥电路可以利用热敏电阻、热电偶等元件来测量温度的值，广泛应用于温度传感器的测试、温度控制等领域。
总之，电桥电路是一种重要的电路，具有高精度、高灵敏度、高稳定性等优点，广泛应用于科学研究、工程设计、生产制造等领域。
如何区分直流与交流
如何区分直流与交流直流（DC）和交流（AC）是电流传输的两种形式，它们在电力系统和电子设备中具有重要的应用。
为了区分直流和交流，我们需要了解它们的性质、传输方式、应用等方面的差异。
直流是电流在一个方向上流动的形式。
直流电源通常由电池或者直流发电机提供，电流的极性保持不变。
在一个直流电路中，电流会从电源的正极流向负极，形成一个闭合回路。
与此不同，交流电流会交替改变方向。
交流电源通常由发电厂产生，通过变压器进行转换和传输。
在一个交流电路中，电流会以正弦波的形式在正负方向间交替流动。
直流和交流有以下几个区别：1.电压和电流的波形：直流电压和电流是恒定的，不发生周期性变化；而交流电压和电流是周期性变化的，正弦波的形式。
2.传输方式：直流电流只能通过导线传输，并且在传输过程中，电流的大小基本保持不变；而交流电流能够通过变压器进行转换和输送，可以在长距离传输时通过改变电压实现能量传输效率的提高。
3.能量传输方式：直流电流的能量传输是单向的；而交流电流的能量传输是由发电厂产生，并通过输电网进行分配与传输，能量在传输过程中由高压输送，再由变压器转换成低压供给用户。
4.电子器件的适用性：直流电压适合用于电池和电子器件，例如电子计算机、电子钟表等；而交流电压适合用于电力系统、大型电机等。
5.安全性：直流电流相对于交流电流而言较为安全，因为直流电流对人体的影响较小。
直流和交流在不同的应用中具有其各自的优势和不足。
直流电源具有恒定的电压和较好的可控性，适合用于电子设备和精密仪器。
而交流电源可以通过变压器进行变压传输和分配，适用于长距离输电和大功率设备。
在实际应用中，电力系统中的输电和配电多采用交流电流，而电子器件通常采用直流电压。
综上所述，直流和交流是两种不同形式的电流传输方式，它们在电路、能源传输和应用领域具有不同的特点和优势。
了解这些区别有助于我们更好地理解和应用电力和电子技术。
综合比较直流电桥与交流电桥的异同
综合比较直流电桥与交流电桥的异同08物理一班刘娟娟20081041146Liujuanjuan摘要：通过实验了解直流电桥与交流桥路的特点和调节平衡的方法以及用直流电桥、交流电桥测电阻的方法，了解直流电桥与交流电桥的区别Abstract：through the experiment about DC bridge and AC bridge circuit characteristics and regulation of balance and method of DC bridge, bridge methods of measuring resistance, understanding of DC bridge and the bridge between关键词：直流电桥、交流电桥、电阻Key words: DC bridge, bridge, resistance引言：直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
仪器介绍直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
和伏安法测电阻相比，电桥法将两个量（电压和电流）的测量转换成了一个量的平衡检测。
平衡检测对阻值的变化很敏感，利用电桥对阻值变化敏感的特点，通过某种电阻式传感器还可以进行温度、湿度、压强等非电量的测量。
直流电桥主要分为单电桥（惠斯通电桥）和双电桥（开尔文电桥）。
单电桥用于测量1Ω－106Ω范围内的电阻值的电阻，双电桥用于测量1Ω以下的低电阻。
图2 交流电桥原理交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
交流电桥主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。
常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。
习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。
本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。
综合比较直流电桥与交流电桥的异同
综合比较直流电桥与交流电桥的异同08物理一班刘娟娟20081041146Liujuanjuan摘要：通过实验了解直流电桥与交流桥路的特点和调节平衡的方法以及用直流电桥、交流电桥测电阻的方法，了解直流电桥与交流电桥的区别Abstract：through the experiment about DC bridge and AC bridge circuit characteristics and regulation of balance and method of DC bridge, bridge methods of measuring resistance, understanding of DC bridge and the bridge between关键词：直流电桥、交流电桥、电阻Key words: DC bridge, bridge, resistance引言：直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
仪器介绍直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
和伏安法测电阻相比，电桥法将两个量（电压和电流）的测量转换成了一个量的平衡检测。
平衡检测对阻值的变化很敏感，利用电桥对阻值变化敏感的特点，通过某种电阻式传感器还可以进行温度、湿度、压强等非电量的测量。
直流电桥主要分为单电桥（惠斯通电桥）和双电桥（开尔文电桥）。
单电桥用于测量1Ω－106Ω范围内的电阻值的电阻，双电桥用于测量1Ω以下的低电阻。
图2 交流电桥原理交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
交流电桥主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。
常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。
习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。
本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。
传感器与检测技术试题及答案
传感器与检测技术试题一、填空：20分1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等;2分2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小;3、光电传感器的理论基础是光电效应;通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类;第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应,这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表;4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为EabT,To=T B A TT BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响;5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应;相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应;2分6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量①增加②减小③不变2分7. 仪表的精度等级是用仪表的① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差来表示的2分8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型外是线性的;2分9. 电位器传器的线性,假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx = ① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax 来计算,其中电阻灵敏度Rr=① 2pb+h/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2Ab+b/pt, ④ 2Atpb+h1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量①增大,②减小,③不变;2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,①变面积型,②变极距型,③变介电常数型是线性的关系;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成①正比,②反比,③不成比例,与副方线圈的匝数成①正比,②反比,③不成比例,与回路中磁阻成①正比,②反比,③不成比例;4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成;5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成;2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材料;它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的; 半导体 材料传感器的灵敏度较大;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示;1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为E ab T,T o =T B A T T BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中,补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响;7分3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器;线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的线性关系;假定电位器全长为Xmax,其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx=max R maxX X ⋅来计算;假定加在电位器A 、B 之间的电压为Vmax,则输出电压为Vx=max V max X X ⋅;其电阻灵敏度R I =At)h b (2+ρ;电压灵敏度R U =At )h b (2I +ρ⋅;7分 5.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的;而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应霍尔效应而输出电势的;霍尔式传感器可用来测量电流,磁场,位移,压力;6分8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征5分1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量①增大②减小③不变;2、平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,①变面积型②变极距型③变介电常数型是线性的关系;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成①正比②反比③不成比例简答题二、用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接;在某时刻,从电位差计测得热电势为,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度是多少度20分2 简述热电偶的工作原理;6分答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;3 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理;6分答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比;这种现象称为正压电效应;反之,如对石英晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应;石英晶体整个晶体是中性的,受外力作用而变形时,没有体积变形压电效应,但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应;4 简述电阻应变片式传感器的工作原理6分答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化;1、什么是传感器动态特性和静态特性,简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通常的需要,而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性10分答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称;而传感器的输入输出特性是其基本特性,一般把传感器作为二端网络研究时,输入输出特性是二端网络的外部特性,即输入量和输出量的对应关系;由于输入量的状态静态、动态不同分静态特性和动态特性;静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性;动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性;可以从时域和频域来研究动态特性2、简述霍尔电动势产生的原理;5分答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场磁场方向垂直于薄片中,当有电流I 流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转;结果在半导体的后端面上电子有所积累;而前端面缺少电子,因此后端面带负电,前端面带正电,在前后端面形成电场,该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场,相应的电势称为霍尔电势U H ;3、分析应变片式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差的过程;10分答：在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;二、寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度,它的变化为虚假信号影响传感器的精度;试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理;15分三、在生产过程中测量金属板的厚度,非金属板材的镀层厚度时常用涡流传感器;试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理及实现工艺;151 光纤传感器的工作原理;4分答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;光纤传感器利用光导纤维,按其工作原理来分有功能型或称物性型、传感型与非功能型或称结构型、传光型两大类;功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的的波导,而且具有测量的功能;非功能型光纤传感器其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其他敏感元件才能组成传感器;5、什么是传感器静态特性;4分答：传感器的静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性;三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势 说明势电偶测温原理及其工作定律的应用;分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法10分答：①热电动势：两种不同材料的导体或半导体A 、B 串接成一个闭合回路,并使两个结点处于不同的温度下,那么回路中就会存在热电势;因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势,通称热电势;②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子,其密度不同而在接触处形成的热电势;它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关;③温差电动势：是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势;④热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;⑤热电偶三定律a 中间导体定律热电偶测温时,若在回路中插入中间导体,只要中间导体两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响;在用热电偶测温时,连接导线及显示一起等均可看成中间导体;b 中间温度定律任何两种均匀材料组成的热电偶,热端为T,冷端为0T 时的热电势等于该热电偶热端为T 冷端为n T 时的热电势与同一热电偶热端为n T ,冷端为0T 时热电势的代数和;应用：对热电偶冷端不为C 00时,可用中间温度定律加以修正;热电偶的长度不够时,可根据中间温度定律选用适当的补偿线路;c 参考电极定律如果A 、B 两种导体热电极分别与第三种导体C 参考电极组成的热电偶在结点温度为T,0T 时分别为()0,T T E AC ,()0,T T E BC ,那么爱相同温度下,又A 、B 两热电极配对后的热电势为 ()()()000,,,T T E T T E T T E BC AC AB -=实用价值：可大大简化热电偶的选配工作;在实际工作中,只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势,那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得,而不需逐个进行测定;⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a C 00恒温法 b 计算修正法冷端温度修正法c 仪表机械零点调整法d 热电偶补偿法e 电桥补偿法f 冷端延长线法四、霍尔元件能够测量哪些物理参数霍尔元件的不等位电势的概念是什么温度补偿的方法有哪几种请详细推导分流法;10分答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等;霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下,在无外加磁场时,两输出电极之间的空载电势,可用输出的电压表示;温度补偿方法：a 分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况;b 电桥补偿法五、论述CCD 的工作原理,如何用设计一台摄像机;6分答：CCD 是一种半导体器件,在N 型或P 型硅衬底上生长一层很薄的SiO2,再在SiO2薄层上依次序沉积金属电极,这种规则排列的MOS 电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了CCD 芯片;CCD 可以把光信号转换成电脉冲信号;每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况,脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱,输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置,这就起到图像传感器的作用;一、简答题30分,6分/题1、 从传感器的静态特性和动态特性考虑,详述如何选用传感器;答：考虑传感器的静态特性的主要指标,选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器;考虑动态特性,所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化,即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性;2、 直流电桥和交流电桥有何区别直流电桥的平衡条件是什么应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路 答：根据电源不同分为直流和交流电桥;直流电桥优点：高稳定度直流电源容易获得,电桥平衡电路简单,传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小;但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂;交流电桥在这些方面都有改进;直流电桥平衡条件：R 1/R 2=R 3/R 4 ,R 1R 4=R 2R 3;3、 以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高灵敏度的原理; 解：000202l S W L μ= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+=-∆+=-=∆122)(2000002000200020l l l l S W l S W l l S W L L L μμμ 差动式灵敏度:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...1220000l l l l l L S 与单极式传感器灵敏度⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...120000l l l l l L S 比较 灵敏度提高一倍,非线性大大减少;4、 光电池的工作原理,指出它应工作在电流源还是电压源状态;答：光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式；是有源器件;它有较大面积的P 一N 结,当光照射在P 一N 结上时则在结的两端出现电动势;它应工作在电压源状态;5、 按照传感型功能型和传输型光纤传感器的特点应该选用哪种光纤单模/多模,为什么 答：功能型或称物性型、传感型光纤不仅作为光传播的波导而且具有测量的功能;它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长,从而对外界因素进行测量和数据传输;可分为振幅调制型、相位调制型及偏振态调制型;多模单模皆可非功能型或称结构型、传光型 其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其它敏感元件才能组成传感器;多模;6、 传感器的定义和组成框图 画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和作用;答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成;传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首;传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要;组成框图：自动控制系统原理框图：7、量,测量何种物理量各≥3种答：非接触式测量：a)热电式传感器：测量温度b)光纤传感器：测量光信号c)核辐射传感器：测量核辐射粒子接触式测量：a)电位器式压力传感器：测量压力b)应变片式电阻传感器：测量电阻值c)应变式扭矩传感器：测量扭矩8、光电效应可分为哪三种类型,简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器;答：光电效应可分为：a)外光电效应：指在光的照射下,材料中的电子逸出表面的现象;光电管及光电倍增管均属这一类;它们的光电发射极,即光明极就是用具有这种特性的材料制造的;b)内光电效应：指在光的照射下,材料的电阻率发生改变的现象;光敏电阻即属此类;c)光生伏特效应：利用光势垒效应,光势垒效应指在光的照射下,物体内部产生一定方向的电势;光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式有源器件;9、光导纤维导光的原理是什么按其传输模式分为哪两种类型传感型功能型和传输型光纤传感器按照其特点应该选用哪种光纤答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;按其传输模式可分为单模和多模两种;传感型功能型光纤传感器应该选用单模光纤,传输型光纤传感器应选用多模光纤; 10、传感器或测试仪表在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作,请问标定的意义答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种;静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等;动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等;11、压电式传感器的前置放大器的作用是什么电压式与电荷式前置放大器各有何特点12、答：作用是将输出电压放大,并与输入电压或输入电流成正比;电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出,并将微弱的电压信号进行适当放大,但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化,而且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦;电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器,其虽然允许使用很长的电缆,并且电容Ce变化不影响灵敏度,但它比电压放大器价格高,电路较复杂,调整也比较困难;13、什么是金属应变片的灵敏系数请解释它与金属丝灵敏系数的区别;答：应变片一般做成丝栅状,测量应变时,将应变片贴在试件表面上,试件的变形很容易传到应变片上;金属应变片的灵敏系数与金属丝灵敏系数是不同的;第一,零件的变形是通过剪力传到金属丝上的;第二,丝沿长度方向承受应变时,应变片弯角部分也承受应变,其截面积变大,则应变片直线部分电阻增加时,弯角部分的电阻值减少,也使变化的灵敏度下降;因此,应变片的灵敏系数比金属丝灵敏系数低;分析/证明题32分,8分/题1、 压电式传感器更适用于静态测量,此观点是否正确,分析原因;答不正确;其工作原理是基于压电材料的压电效应,具有使用频率宽,灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、测量范围广等优点,因此在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种,它可以把加速度、位移、压力、温度、湿度等许多非电量转换为电量;2、 固态图象传感器的分辨率由什么因素决定某海关欲采用固态图象传感器为核心的图象识别系统,但是安装适用后发现显示的图象清晰度和准确度不能令人满意,请从固态图象传感器的原理进行分析,从哪几方面考虑重新选型3、4、 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿,分析说明该类型传感器温度误差补偿方法;答：①在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;②方法：自补偿法 线路补偿法5、 系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由; 答：不完全正确;6、 Pt100和Cu50各代表什么传感器 分析热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用;7、分别代表铂电阻热电式传感器100Ω,铜电阻热电式传感器50Ω. 热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用是消除在热电阻安装的地方与仪表相距远时,环境温度变化时其连接导线电阻也变化所造成的测量误差;8、 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温,其仪表示值为600℃,而冷端温度t 0为65℃,则实际温度为665℃,对不对为什么应如何计算答：对;查表知镍铬-镍硅热电偶K=1,T=T z +KT n =600+1×65=6659、 自动控制系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽有何关系如果选用传感器的动态特性达不到要求怎么办10、11、 制作霍尔元件应采用什么材料,为什么为何霍尔元件都比较薄,而且长宽比一般为2 ：1答：制作霍尔元件应采用半导体材料;如果磁场与薄片法线有α夹角,那么U H =k H IBcos α,霍尔元件越薄即d 越小,k H 就越大,所以一般霍尔元件都很薄;又因为实际测量中U H =k H IB/d×fl/b 当l/b=2时,fl/b=为最大值,这时U H 也可取到最大值,所以长宽比l/b 一般为2：112系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由;答：不正确;传感器的响应带宽会限制系统的系统响应带宽;14温度对光电流影响不大,所以光电传感器在使用中不需要进行温度补偿,此观点正确否,为什么 答：不正确;因为半导体材料容易受温度影响,而其直接影响光电流的值,所以还需要温度补偿装置;15 智能传感器只是将被测信号数字化,意义不大,你同意此观点否 分析说明你的理由;答：不同意;智能传感器具有一定的人工智能,可使用电路代替一部分脑力劳动;和微机的结合使智能传感器不仅有视嗅味和听觉功能,还具有存储,思维和逻辑判断,数据处理,自适应能力等功能,从而使传感器技术提高到一个新水平;计算题四、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理并计算5分1. 已知Rt 是Pt100铂电阻,且其测量温度为T=50℃,试计算出Rt 的值和Ra 的值10分 55.119]50)10802.5(5010940.31[100)Bt At 1(R Rt 27320=⨯⨯-+⨯⨯+=++=--2. 电路中已知R 1、R 2、R 3和E,试计算电桥的输出电压V AB ;5分其中R 1=10K Ω,R 2=5K Ω,R 3=10K Ω,E=5伏答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成;图中G 为指示电表,R 1、R 2、R 3为固定电阻,Ra 为零位调节电阻;热电阻都通过电阻分别为r 2、r 3、R g 的三个导线和电桥连接,r 2和r 3分别接在相邻的两臂,当温度变化时,只要它们的R g 分别接在指示电表和电源的回路中,其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态,电桥在零位调整时,应使R 4=Ra+R t0为电阻在参考温度如0︒C 时的电阻值;三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连,可能导致电桥的零点不稳;三、分析、计算题：20分1、分析线性电位器式传感器由于测量线的线路中的负载电阻R L 带来的负载误差,并计算它与位移x 之间的关系；10分一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度10分 解: b kx y += )(b kx y i i i +-=∆ 22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑= 222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑= 代入数据求得68.0=k 25.0=b∴25.068.0+=x y 238.01=∆ 35.02-=∆ 16.03-=∆11.04-=∆ 126.05-=∆ 194.06-=∆ %7535.0%100max±=±=⨯∆±=FS L y L γ 拟合直线灵敏度68.0=k ,线性度±7%二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R2=R3=R 是固定电阻,R1与R4是电阻应变片,工作时R1受拉,R4受压,ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力。
交流电桥与支流电桥的主要区别
交流电桥与支流电桥的主要区别
交流电桥与直流电桥的主要区别可归纳为三个方面:
(1)交流电桥在测量时除了要满足阻抗模相等的条件，还要满足一定的阻抗角条件，即体现在测量实践中就是必须调节两个元件方能使电桥平衡，而直流电桥只需调整一个参数即可.
(2)若想改变一个四臂直流电桥的性质是不可能的，它们只能做数量上的变化。
但对于交流四臂电桥来说，它的复数桥臂可以是R,L,C组成的各种各样的串并联线路.即交流电桥四臂的组成具有多样性.
(3)直流电桥的平衡仅决定于各臂间的数量关系，而对于交流电桥就不同了，很容易想像出这样的交流电桥，不论参数间遨的关系做怎样调节，它无论如何都不会平衡. 即:交流电桥只有当各臂中参数做一定的布置时才有可能平衡，这种布置是根据幅角平衡条件得出的。
传感器与检测技术复习参考
《传感器与现代检测技术》复习参考前言知识点第一章概论1、检测的定义2、传感器的定义、组成、分类传感器(狭义):能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化的器件.传感器(广义):是信号检出器件和信号处理部分的总称.传感器的分类：按测量的性质划分:位移传感器,压力传感器,温度传感器等.按工作的原理划分:电阻应变式,电感式,电容式,压电式,磁电式传感器等.按测量的转换特征划分:结构型传感器和物性型传感器.按能量传递的方式划分:能量控制型传感器和能量转换型传感器.3、检测系统的静、动态性能指标静态特性可用下列多项式代数方程表示：y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a n x n式中：y—输出量；x—输入量；a0—零点输出；a1—理论灵敏度；a2、a3、… 、an—非线性项系数。
1）线性度：指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度,又叫非线性误差.2）灵敏度：指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量的比值.3）迟滞：指传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入曲线不重合的现象.4）重复性：指传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度.5）分辨率：指传感器在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量.6）稳定性：指传感器在室温条件下,经过相当长的时间间隔,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异.7）漂移：指传感器在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的变化,包括零点漂移和灵敏度漂移等.4、传感器的动态特性1）瞬态响应法2）频率响应法第二章常用传感器1、电阻式传感器（1）基本原理：将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。
（2）电阻应变片结构（3）应变效应电阻应变片满足线性关系：，S即为应变片灵敏系数，或用K表示，K=1+2μ。
半导体应变片满足： （4）测量电路A ．直流电桥 （电桥形式（单臂、双臂、全桥）、输出电压表达式、电压灵敏度、应变片的位置安放）见课后习题P242 3.5 B ．交流电桥（5）温度误差原因及补偿方法2、 电容式传感器（1） 结构、原理 （2） 类型：变极距型：非线性误差大，适用于微小位移量测量变极板面积型：面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极板变化型相比，灵敏度较低，适用于较大角位移及直线位移的测量。
直流电桥
直流电桥
一、概述
当参量型传感器把被测量转换为电路参数R、L、C的变化后，电桥可以把这些参数的变化转变为电桥输出电压的变化。
电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。
1、根据供桥电压的性质，电桥可分为直流电桥和交流电桥。
2、根据输出方式，电桥可分为平衡桥式电桥和不平衡桥式电桥。
二、直流电桥
直流电桥的供桥电源是直流电压，只能适用于电阻R变化的转换。
根据电桥的工作原理，当固定供桥电压不变时，电桥的输出电压就与四个桥臂电阻的变化量有关。
2、接桥方式——由电阻值参与变化的桥臂数决定
（1）单臂方式——一个桥臂的电阻值参与变化
（2）半桥方式——两个桥臂的电阻值参与变化
a.邻臂方式——邻臂极性相反
b.对臂方式——对臂极性相同
（3）全桥方式——四个桥臂的电阻值参与变化
小结：
1、直流电桥的优点：
采用稳定性高的直流电源作激励电源时，电桥的输出是
直流量，可用直流仪表测量，精度高。
2、直流电桥的缺点：当电源电压不稳定，或环境温度变
化时，会引起电桥输出的变化，从而产生测量误差。
即易
引入人工频干扰，易受零漂和接地电位的影响。
结论：直流电桥适合于静态量的测量。
平衡电桥
设被测量等于零时，电桥处于平衡状态，此时指示仪表G及可调电位器H指零。
当某一桥臂随被测量变化时，电桥失去平衡，调节电位器H，改变电阻R5触电位置，可使电桥重新平衡，电表G指针回零。
电位器H上的标度与桥臂电阻值的变化成比例，故H的指示值可以
G。
传感器技术期末考试简答题
四、简答题（4题，共18分）301、试述传感器的定义、共性及组成。
答：①传感器的定义：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
304、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：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。
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。
306、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合?用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善?答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场合。
半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。
311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合?答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。
变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。
直流侧和交流侧的区别的单位
直流侧和交流侧的区别的单位
直流侧和交流侧是电力系统中两个重要的分支。
它们在供电方式、传输方式、设备特点等方面存在着一些显著的区别。
直流侧和交流侧的供电方式不同。
直流侧的供电方式是直接将直流电源连接到负载上，电流方向保持不变。
而交流侧的供电方式是通过交流发电机产生的交流电进行供电，电流的方向会周期性地改变。
直流侧和交流侧在传输方式上也有所不同。
直流侧主要通过直流电缆进行能量传输，由于直流电不会发生电流方向的改变，因此在传输过程中的能量损耗较小。
而交流侧则通过交流输电线路进行能量传输，由于电流方向的改变会导致电线中发生电磁感应，从而产生能量损耗。
直流侧和交流侧的设备特点也存在区别。
直流侧的设备一般较为简单，由于直流电的特性，可以使用较少的电气设备来实现能量的传输和控制。
而交流侧的设备较为复杂，由于交流电的特性，需要使用变压器、电容器、电感器等多种电气设备来实现能量的传输和控制。
直流侧和交流侧在应用领域上也有所不同。
直流侧主要应用于电力系统中的特殊场合，如高压直流输电、电动车充电等。
而交流侧则是电力系统的主要供电方式，广泛应用于家庭、工业、商业等各个领域。
总的来说，直流侧和交流侧在供电方式、传输方式、设备特点和应用领域等方面存在着一些明显的差异。
了解这些差异有助于我们更好地理解电力系统的运行原理，以及在不同场合下选择合适的供电方式。
自动检测技术复习资料
自动检测复习一、判断1. 真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。
真值是客观存在的，而且是可以测量的。
（×）2．热敏电阻不能用于空气绝对湿度的测量。
( × )3．集肤效应与激励源频率f、工件的电导率σ、磁导率μ等有关，频率f越高，电涡流的渗透深度就越深。
( × )4．石英晶体的居里点为575℃。
( √ )5．所谓鉴相型是根据感应电动势的相位鉴别位移量的信号处理方式。
( × )6.压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。
（×）7.光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大。
这样光敏电阻的灵敏度就高。
（×）8、传感器的迟滞会引起分辨率变差，或造成测量盲区，故一般希望迟滞越小越好。
( √ )9.线性度是传感器的静态特性之一。
（√）10.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。
（√）11.光电三极管不是根据光电效应原理制成的。
（×）改正: 光电三极管是根据光电效应原理制成的。
12.应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。
（×）改正: 应变片式压力传感器可以对压力进行测量。
13.热敏电阻除了用于温度传感器外，还可用于湿度传感器。
（√）14.时间响应特性为传感器的静态特性之一。
（×）改正: 时间响应特性为传感器的动态特性之一15.变压器式传感器可以进行无接触测量。
（√）16.光敏二极管是根据压电效应原理制成的。
（×）改正: 光敏二极管是根据内光电效应原理制成的。
17.电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。
（√）18.石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。
（√）19.传感器的稳态响应指的是输入信号为正弦信号的频率响应。
（√）20.电容式传感器不可实现非接触测量。
（×）21.在传感器的基本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。
传感器技术习资料答案
传感器技术复习资料1、长为l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：2、热敏电阻有三种类型，即NTC、PTC、临界温度系数3、光纤按折射率变化类型可分为阶跃性和缓变型；按传播模式的多少可分为单模 -和多模。
4、光电二极管是利用PN结单向导电性构成的光电器件5、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。
该表可能出现的最大误差为±1°C 当测量100℃时的示值相对误差为±1%6、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5 倍左右为宜。
7、空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。
8、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是. 常数。
9、热电偶产生热电势必须具备的基本条件是1 两种不同的金属组成闭合回路2 两个温度存在温差。
10、霍尔元件采用恒流源激励是为了减小温漂。
11、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于偏移式测量。
12、线性度和灵敏度是传感器的静态指标，而频率响应特性是传感器的动态指标。
13、当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是，在其表面上会产生电荷，这种效应称为＿压电效应＿。
14、热敏电阻正是利用半导体载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的敏感元件。
15、螺线管式差动变压器由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中央的可移动的铁芯等组成16、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件并联起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。
17、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在X轴端面。
18、传感器由敏感元件、测量电路两部分组成。
19、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择临界电阻温度系数型热敏电阻。
20、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 Cu50。
电桥
（12-22）
在实际的电桥线路中， 上式中R2/R3的值是10n， 提供一个相 对固定的比例系数， 因此这两个电阻所在的桥臂又称为比例臂,称为 称为 “倍率”, 用M表示。 R4的值可以由零开始连续调节， 称为比较臂。 倍率” 实际上R2/R3和R4已制成相应的读数盘 测量时， 调节读数盘的转换 已制成相应的读数盘， 开关， 使得检流计为零， 此时两表盘的乘积即为被测电阻的值。
例如， 要测量500 pF左右的电容， 可选择1000 pF的 量程。 若读数盘的第一位指在0.4， 第二位指在0.078， 则被测电容为1000×0.478=478 pF， 即 被测值Cx=量程开关指示值×电桥的读数值 若损耗倍率开关放在D×0.01， 平衡旋钮的指示为 0.2 0.2， 则此电容元件的损耗D=0.01× 0.2=0.012， 即 D=0.01 0.2=0.012 被测量的损耗Dx=损耗倍率指示×损耗平衡旋钮的指示值
电 桥
在工程与科研实践中， 电阻、 电感、 电容和阻抗 的测量是经常遇到的问题。 例如， 磁电式仪表可以测 量直流电阻， 但准确度比较低， 特别是测量小于1 的电阻时， 由于接触电阻和测量导线电阻的影响使得 测量无法进行。
工程应用中需要测量的电阻范围非常广泛， 从10-6 ～ 1012 ， 无论精度还是大小， 万用表均无法达到， 而 且前面讲过的仪表不能进行电感、 电容、 阻抗等的测 量。 本节要介绍的电桥是专门用来进行电阻、 电容、 电感等电参数精确测量的电工仪表。 直流电桥用来精 确测量电阻， 交流电桥用来精确测量电感、 电容、 阻 抗等电参数。
b Rx a R4 d E
检检 计
R2 c R3
图12-20 直流单电桥原理电路图
测量时， 调节某个桥臂的电阻使得检流计的电流 为零， 即Ubd =0， 这时电桥平衡， 则 Ix=I2, I3=I4 由此可得 IxRx=I4R4 I2R2=I3R3 将上两式相比， 得被测电阻
传感器与测试技术论述题
传感器与测试技术作业论述题论述题一1、电阻应变片：电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计，是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。
它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。
它是由直径为0.02～0.05mm的康铜丝或者镍铬丝绕成栅状（或用很薄的金属箔腐蚀成栅状）夹在两层绝缘薄片（基底）中制成，用镀锡铜线与应变片丝栅连接作为应变片引线，用来连接测量导线。
2、传感器的定义：是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
3、电容式传感器：把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。
它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。
其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。
4、电感传感器：将被测量变化转换成电感量变化的传感器。
电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。
5、磁栅式传感器：磁栅式传感器是利用磁栅与磁头的磁作用进行测量的位移传感器。
它是一种新型的数字式传感器，成本较低且便于安装和使用。
当需要时，可将原来的磁信号（磁栅）抹去，重新录制。
6、压电式传感器：将被测量变化转换成由于材料受机械力产生的静电电荷或电压变化的传感器。
7、码盘式传感器：码盘式传感器又称为角数字编码器，是一种旋转式位置传感器。
电池供电电磁流量计中的码盘式传感器是建立在编码器的基础之上，它不需要基准数据，更不需要计数系统，在任意位置都可给出与位置相对应的固定数字码输出，是测量轴角位置和位移的方法之一。
码盘式传感器的特点：①具有高的测量精度和分辨率，测量范围大；②抗干扰能力强，稳定性好；③信号易于处理、传送和自动控制；④便于动态及多路侧量，读数直观；⑤安装方便，维护简单，工作可靠性高。
传感器原理与应用习题_第2章电阻式传感器
《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第2章 电阻式传感器2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。
答：（1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
（2）对于金属材料，灵敏系数K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。
前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。
金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。
对于半导体材料，灵敏系数K0=Ks=(1+2μ)+πE 。
前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE>>(1+2μ)，因此K0=Ks=πE 。
半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。
2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。
答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。
在工作温度变化较大时，会产生温度误差。
补偿办法：1、温度自补偿法 （1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式；（2）补偿块法2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。
答：原因：)(211)(44433221144332211R R R R R R R R R R R R R R R R U U ∆+∆+∆+∆+∆-∆+∆-∆=∆ 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。
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A BCDGR 1R 2R sR xEI 1I 2图1 直流电桥综合比较直流电桥与交流电桥的异同08物理一班 刘娟娟 20081041146Liujuanjuan摘要：通过实验了解直流电桥与交流桥路的特点和调节平衡的方法以及用直流电桥、交流电桥测电阻的方法，了解直流电桥与交流电桥的区别Abstract ： through the experiment about DC bridge and AC bridge circuit characteristics and regulation of balance and method of DC bridge, bridge methods of measuring resistance, understanding of DC bridge and the bridge between 关键词：直流电桥、交流电桥、电阻 Key words: DC bridge, bridge, resistance引言：直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
仪器介绍直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。
和伏安法测电阻相比，电桥法将两个量（电压和电流）的测量转换成了一个量的平衡检测。
平衡检测对阻值的变化很敏感，利用电桥对阻值变化敏感的特点，通过某种电阻式传感器还可以进行温度、湿度、压强等非电量的测量。
直流电桥主要分为单电桥（惠斯通电桥）和双电桥（开尔文电桥）。
单电桥用于测量1Ω－106Ω范围内的电阻值的电阻，双电桥用于测量1Ω以下的低电阻。
交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
交流电桥主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。
常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。
习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。
本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。
交流电桥的线路虽然和直流单臂电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。
U s~GI 1I 2I 3I 4Z 1 Z 2Z 3Z 4I 0dc图2 交流电桥原理K R D I 0 E A 1 B 1 C 1 D 1 E F A 2 B 2 C 2 D 2G R 1 R 2R 3R 4 I 1I 2I 3I 1- I 3一、直流电桥的基本原理和平衡条件1、惠斯通电桥的基本电路如图1所示。
电阻R 1、R 2、R s 、Rx 组成电桥的四个桥臂，接有检流计的连线C 、D 两点的电位直接进行比较，当两点电位相等时，检流计G 中无电流通过，电桥达到平衡，平衡时，I 1R 1=I 2R 2、I 1R s =I 2R x 。
由上两式得出电桥的平衡条件若已知R 1、R 2、R s ，则可求得用惠斯通电桥测电阻R x 时，首先要调电桥的平衡。
本实验中R 1、R 2、R s 均用电阻箱充任，都是可调的。
但调平衡时最好先固定比率系数（或叫倍率） ， 然后再调R s 直至平衡。
2、双电桥（或开尔文电桥）的原理见图3。
Rs 是已知标准低电阻，R x 是待测低电阻，二者都采用四端接法；R 1、R 2、R3、R 4是已知中阻值电阻，可认为附加电阻对R 1—R 4无影响。
R s R a R x图3设总电流I 0在B 1点分为I 1和I 2两部分，I 1在C 1点又分为I 3及（I 1-I 3）两部分。
当电桥平衡时，检流计中无电流，其两端电位U E 和U F 相等。
由B 1点到E 点及B 1点到F 点的电压相等，可得I 2 R 1＝I 1R s + I 3 R 2同理，根据E 点到C 2及F 点到C 2点的电压应相等，有I 2 R 3＝I 3R 4+ I 1 R x设C 1点到B 2点的附加电阻为R a ，由C 1点到B 2点两条支路的压降应一样，得 I 3（R 2＋R 4）＝（I 1－I 3）R a 从以上三式联立解出 （1）x sR R R R =2112R R K r =s xR R R R 12=)(241342213R R R R R R R R R R R R R a a s x -+++=如果令R 1=R 2，R 3=R 4,则上式右边第二项于是可得到（2）在式（1）中，R a 是导线和接点引起得附加电阻，阻值无法得到，即使电桥平衡也不能根据式（1）得出R x ，解决的办法是使式（1）的右边第二项为零。
所以，在实验中要始终保持R 3/R 1＝R 4/R 2。
为方便起见，一般取R 3=R 4，R 2=R 1。
二、 交流电桥的基本原理和平衡条件图2是交流电桥的原理线路。
它与直流单臂电桥原理相似。
在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。
频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。
本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，具有足够的灵敏度。
指示器指零时，电桥达到平衡。
我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。
在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。
当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有U ac =U ad U cb =U db即： I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有：33442211Z I Z I Z I Z I = 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得： I 1=I 2， I 3=I 4所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘积相等。
由图2可知，若第一桥臂由被测阻抗Z x 构成，则：432Z Z Z Z x ⋅=当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。
1、交流电桥平衡的分析在正弦交流情况下，桥臂阻抗可以写成复数的形式 ϕj ZejX R Z =+=)(2413422=-++R RR R R R R R R a a sx R R R R 13=若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得 42314231ϕϕϕϕj j j j e Z e Z e Z eZ ⋅=⋅即 )(42)(314231ϕϕϕϕ++⋅=⋅j j e Z Z eZ Z根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有 Z 1Z 3=Z 2Z 4 φ1+φ3=φ2+φ4上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；二是相对桥臂上阻抗幅角之和相等。
由式3可以得出如下两点重要结论。
（1） 交流电桥必须按照一定的方式配置桥臂阻抗如果用任意不同性质的四个阻抗组成一个电桥，不一定能够调节到平衡，因此必须把电桥各元件的性质按电桥的两个平衡条件作适当配合。
在很多交流电桥中，为了使电桥结构简单和调节方便，通常将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。
由式（3）的平衡条件可知，如果相邻两臂接入纯电阻，则另外相邻两臂也必须接入相同性质的阻抗。
例如若被测对象Z x 在第一桥臂中，两相邻臂Z 2和Z 3为纯电阻的话，即φ2=φ3=0，那么由（3）式可得：φ4=φx ，若被测对象Z x 是电容，则它相邻桥臂Z 4也必须是电容；若Z x 是电感，则Z 4也必须是电感。
如果相对桥臂接入纯电阻，则另外相对两桥臂必须为异性阻抗。
例如相对桥臂Z 2和Z 4为纯电阻的话，即φ2=φ4=0，那么由式（3）可知道：φ3=-φx ；若被测对象Z x 为电容，则它的相对桥臂Z 3必须是电感，而如果Z x 是电感，则Z 3必须是电容。
（2） 交流电桥平衡必须反复调节两个桥臂的参数在交流电桥中，为了满足上述两个条件，必须调节两个桥臂的参数，才能使电桥完全达到平衡，而且往往需要对这两个参数进行反复地调节，所以交流电桥的平衡调节要比直流电桥的调节困难一些。
2、交流电桥的常见形式 （1）电容电桥电容电桥主要用来测量电容器的电容量及损耗角，为了弄清电容电桥的工作情况，首先对被测电容的等效电路进行分析，然后介绍电容电桥的典型线路。
（2）电感电桥电感电桥是用来测量电感的，电感电桥有多种线路，通常采用标准电容作为与被测电感相比较的标准元件，从前面的分析可知，这时标准电容一定要安置在与被测电感相对的桥臂中。
根据实际的需要，也可采用标准电感作为标准元件，这时`标准电感一定要安置在与被测电感相邻的桥臂中，这里不再作为重点介绍。
一般实际的电感线圈都不是纯电感，除了电抗X L =ωL 外，还有有效电阻R ，两者之比称为电感线圈的品质因数Q 。
即Q=RLω )3(（3）电阻电桥测量电阻时采用惠斯登电桥，如图4所示。
可见桥路形式与直流单臂电桥相同，只是这里用交流电源和交流指零仪作为测量信号。
当检流计G 平衡时，G 无电流流过，cd 两点为等电位，则：I 1= I 2，I 3= I 4下式成立： I 1R 1=I 4R 4I 2R 2 =I 3R 3于是有34211R R R R所以R x =34R R ·R 2即R x =anR R ·R b由于采用交流电源和交流电阻作为桥臂，所以测量一些残余电抗较大的电阻时不易平衡，这时可改用直流电桥进行测量。
综上所述，直流电桥是一种利用比较法精确测量电阻的方法,也是电学中一种很基本的电路连接方式。
交流电桥是由电阻,电容或电感等元件组成的桥式电路,交流电桥不但可以测交流电阻,电感,电容;还可以测量材料的介电常数,电容器的介质损耗,线圈间的互感系数和耗合系数,磁性材料的磁导率和液体的电导率。
交流电桥的平衡条件比直流电桥的平衡条件多一个相位平衡。
图 4 交流电桥测量电阻a bc。