传感器技术作业

传感器技术作业

1、传感器的组成包括哪几个部分？各自的主要作用是什么？

通常由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源等组成

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某一物理量的元件。如：应变式压力传感器的敏感元件是弹性膜片，其作用是将压力转换成膜片的变形。

转换元件：将敏感元件的输出转换成电路参量。如：应变式压力传感器的转换元件是应变片，其作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。

测量电路：将其进一步变换成可直接利用的电信号。

辅助电源：为传感器的元件和电路提供工作电源

的程度。

分辨力与阈值：当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量后输出发生可观测的变化，这个输入增量称传感器的分辨力，即最小输入增量。

分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。分辨力用绝对值表示,用与满量程的百分数表示时称为分辨率。在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。

稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化，有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。

静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。

精确度：精密度：说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程

度。精密度是随机误差大小的标志，精密度高，意味着随机误差小。注意：精密度高不一定准确度高。准确度：说明传感器输出值与真值的偏离程度。如,某流量传感器的准确度为0.3m3/s，表示该传感器的输出值与真值偏离0.3m3/s。准确度是系统误差大小的标志，准确度高意味着系统误差小。同样，准确度高不一定精密度高。精确度：是精密度与准确度两者的总和，精确度高表示精密度和准确度都比较高。在最简单的情况下，可取两者的代数和。

3、何为传感器的动态特性？传感器的动态技术指标包括哪几个部分？

动态特性指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

阶跃响应特性和频率响应特性

7、仪表精度等级是按照哪种误差进行分类的？仪表的精确度与引用误差的关系是怎样的？引用误差通常以最大引用误差来定义测量仪表的精度等级

的尺度。工业仪表常见的精度等级有0.1级，0.2级，0.5级，1.0级，1.5级，2.0级，2.5级， 5.0级。精度密度和精确度等级为1.0的仪表，在使用时它的最大引用误差不超过±1.0％，也就是说，在整个量程内它的绝对误差最大值不会超过其量程的±1％。在具体测量某个量值时，相对误差可以根据精度等级所确定的最大绝对误差和仪表指示值进行计算。

8、对一个N级、量程为M的仪表，当测量某一电压为X时，如何计算此测量值可能出现的绝对误差和相对误差的最大值？

9、摄氏温度与华氏温度关系是怎么样的？

T=t*(9/5)+32

10、热电偶组成与测温原理是什么？热电偶的热电势组成包括哪几个部分？

11、什么是热电效应？热电偶回路的热电势与哪些因素有关？两种不同的导体或半导体A 和B组合成如图所示闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。热电偶回路热

负温度系数。其主要材料是VO2并添加一些金属氧化物。

14、热电阻与热电偶的主要区别有哪些？热电阻与热敏电阻的主要区别是什么？

原理与特点不同：热电偶的测温原理是基于热电效应;热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。

信号性质不同：热电阻产生的是阻值变化；热电偶是产生感应电压的变化。

检测的温度范围不一样：热电阻是低温检测；热电偶是高温检测。

材料不同：热电阻是一种金属材料；热电偶是双金属材料。

工作中的现场判断不同：热电阻用万用表判断短路和断路即可；热电偶有正负极、补偿导线也有正负之分。

热电阻,是通电后,电阻自身发热.主要用于加热使用,常见的热电阻电热毯,电热水器,电蚊香,电络铁里面用的电热丝这些都属于热电阻范畴的.热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的,是半导体测温元件。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。热电阻是金属测温元件，热敏电阻是半导体测温元件。

15、湿度是如何定义的？人们通常说的湿度指的是绝对湿度还是相对湿度？

温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。两个不同温度相接触的物体将会产生热交换。

相对湿度。

/

耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。

18、可见光的光谱范围是多少？光敏二极管对不同波长的光的灵敏度是否相同？在实际应用中光敏二极管通常工作在什么状态？

可见光的光谱范围：380~780nm

光电二极管对红光和蓝光的灵敏度是不同的

光敏二极管在电路中一般处于反向工作状态，在没有光照射时反向电流很小，称为暗电流；有光照的电流较大，称为光电流。光的照度越大，光电流越大。

19、光电耦合器的作用是什么？其组成包括哪几个部分？举例说明其典型的应用案例。

主要作用：实现电-光-电信号转换，实现信号隔离

光电耦合器是将发光元件和光敏元件合并使用并集成在一起，以光为媒介实现信号传递的光电器件

开关电路

20、光电断路器的结构是怎样的？举例说明其典型的应用案例。

光电断路器是将发光元件和光敏元件合并使用并相互隔开，以光为媒介实现信号传递的光电器件。主要作用：光电开关、产品计数等

21、常用的光电池有哪几类？其工作原理是怎样的？

光电池种类很多：硅光电池、硒光电池、锗光电池、硫化镉光电池、砷化镓光电池等

光电池（photovoltaic cell），是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。用于光电转

20 Hz到20000 Hz.

超声波是频率大于20k赫兹的声波

27、何为压电效应？何为逆（反）压电效应？超声波传感器的发射探头与接收探头各自工作于哪种压电效应？

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，