传感器与检测技术期末复习题。

传感器与检测技术期末复习题2010.5

1、根据国标，传感器的定义是：P2

2、传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

3、绝对误差

4、相对误差

5、系统误差

6、随机误差

7、引用误差

8、对一台确定的仪表或一个检测系统，最大引用误差是一个定值

9、测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分精度等级的尺度。

10、某仪表的精度等级为0.1级，是表示。在使用时它的最大引用误差不超过土 1.0 %;即

在整个量程内它的绝对误差最大值不会超过其量程的土 1.0 %。

11、精度等级已知的测量仪表只有在被测量值接近满量程时，才能发挥它的测量精度。

12、静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。静态特性的主要技术指标有：

线性度、迟滞特性、重复性、灵敏度、分辨力和阈值、稳定性和温度稳定性、漂移、静态误差等。

13、传感器的动态性能指标主要有：固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、

响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等。

14、分辨力（分辨率）指传感器能检测到的最小的输入增量，可用绝对值、也可用满量程的百分数表示。

15、阈值：自控系统中能产生一个校正动作的最小输入值。

16、分辨力说明了传感器的最小的可测出的输入变量；阈值说明了传感器的最小可测出的输入量。

17、传感器的命名由主题词加四修饰语构成：主题词一一；第一级修饰语一一；第二级修饰语一一；第三

级修饰语一一；第四级修饰语一一。传感器的代号依次为：主称一一被

测量一一转换原理一一序号。主称一一传感器，代号C。被测量一一用一个或两个汉语拼

音的第一个大写字母标记；转换原理一一用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记；序号一一用数字标记，厂家自定。

18、传感器的标定是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程，有静态标定和动态标定两种。

静态标定用于检验测试传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。动态标定是为了确定动态灵敏度、固有频率和频响范围等动态指标。

19、电阻式传感器是利用力、位移、加速度、角速度、温度、光照强度等非电学量的变化引起电路中电阻

阻值的变化，从而将非电量转化为电量进行测量的传感器。

20、电阻应变效应：导电材料在外力的作用下发生几何（机械）形变，引起其电阻值变化的现象。

21、金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比。

22、压阻效应，是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻—

率发生变化的现象。压阻效应有各向异性特征，沿不同的方向施加应力和沿不同方向

通过电流，其电阻率变化会不相同。压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号。

23、金属铂（Pt）的电阻值随温度变化而变化时，具有很好的重现性和稳定性，可用来制

作铂电阻温度传感器。如Pt100的电阻变化率为0.3851 Q/C,环境温度为0C时，其阻

值为100Q。

24、三线制铂电阻温度传感器为消除线路导线电阻引起的测量误差，采用了全等臂电桥。四线制铂

电阻温度传感器用两条附加测试线提供恒定电源（接恒流源），另两条线测待测电阻的压降（换算出阻值），因电压表输入阻抗高（电流很小），故误差小，不必采用电桥。

25、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。常见的有自感式，互感式和涡流式三种。

26、电涡流效应是指金属导体置于交变磁场中会产生电涡流，且该电涡流所产生磁场的方向与原磁

场方向相反的一种物理现象。

27、电涡流传感器的敏感元件是线圈，当给线圈通以交变电流并使它接近金属导体时，线圈产生的

磁场就会被导体电涡流产生的磁场部分抵消，使线圈的电感量、阻抗和品质因数发生变化。这种变化与导体的几何尺寸、导电率、导磁率有关，也与线圈的几何参量、电流的频率和线圈到被测导体间的距离有关。

28、电容式传感器将被测的机械量，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。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为&A/3,式中&为

极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积，3为两电极之间的距离。3、

A、&三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距

变化型、面积变化型、介质变化型三类。

29、热电效应：把两种不同金属导体接成闭合回路，如果两端温度不同（设T > TO），则

在回路中就会产生热电势。这种由于温度不同而产生电动势的现象，称为热电效应。若

两端的温差越大，产生的热电势也越大。

30、热电偶用于测温目的的基本性质可归结为以下四条。

1.等值定律

用两种不同的金属组成闭合电路，如果两端温度不同，则会产生热电动势。其大小取决于两种金属的性质和两端的温度，与金属导线尺寸、导线途中的温度及测量热电动势在电路中所取位置无关。

2.均匀导线定律

如用同一种金属组成闭合电路则不管截面是否变化，也不管在电路内存在什么样的温度梯度，电路中都不会产生热电动势。

3.中间导线定律

在热电偶插入第三种金属，只要插入金属的两端温度相同，不会使热电偶的热电动势发生变化。

4.叠加定律

在热电偶插入第三种金属，插入金属的两端温度不同，发生附加热电动势后的总热电动势，等于各接点之间所产生热电动势的代数和。

31、热电偶冷端温度补偿方法有：恒温法，公式修正法，显示仪表机械零点调整法，补偿导线法，

补偿电桥法等。

32、热电偶产生的热电势取决于其两端的温度，只有在冷端温度保持恒定时，其输出的热电势才是

测量端（热端）温度的单值函数。

33、压电效应压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指：当晶体

受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号

相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。

34、压电传感器只能应用于动态测量：

由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量

回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。

35、压电传感器可用于力，压力，速度，加速度，振动等非电量的测量。

36、霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（ A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属