传感器简答题(含答案)

第一章
1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？
答：（1）传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

（2）传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路组成，有的还需辅助电源。

2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？
答：一般常用的分类方法有四种：①按测量原理分类；②按输入信号分类；③按结构型和物理型分类；④按使用材料分类。

第二章
1.何谓传感器的静态特性，传感器的主要静态特性有哪些？
答：（1）传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。

（2）主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、漂移。

2.何谓传感器的动态特性，怎样衡量传感器的动态特性？
答：（1）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，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。

（2）传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来衡量。

瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。

第三章
1.试分析电位器式传感器的负载特性，什么是负载误差？如何减小负载误差？
答：（1）电位器输出端有负载时，其特性称为负载特性。

负载电阻和电位器的比值为有限值，负载特性偏离理想空载特性的偏差称为电位器的负载误差。

对于线性电位器，负载误差即为其非线性误差。

（2）减小负载误差方法：
①尽量减小负载系数，通常希望m＜0.1，为此可采用高输入阻抗放大器；
②将电位器工作区间限制在负载误差曲线范围内；
③将电位器空载特性设计成某种上凸特性，负载特性必然下降。

第四章
1.简述电阻应变式传感器的温度误差原因，如何补偿。

答：（1）原因：①温度变化引起敏感栅金属丝电阻变化；
②试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，两者随温度变化产生的形变不
等，使应变片产生附加应变。

（2）补偿方法：①电桥补偿法；②辅助测温元件微型计算机补偿法；③应变计自补偿2.什么是直流电桥？若按桥臂工作方式分类，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？答：（1）桥臂的供电电源是直流电的称为直流电桥。

（2）可分为单臂直流电桥、半桥差动直流电桥、全桥差动直流电桥。

（3）
第五章
1.变极距型、变面积型和变介电常数型电容式传感器如何提高灵敏度，减小非线性误差，并指出每种方法的限制。

答：变极距型：①增大介电常数、增加极板面积或降低初始极板间距离（d的值受到介质击穿的最小间隔限制，若太小会发生电容器击穿现象）；②改为差动式变极距型传感器。

变面积型：①增大介电常数、减小极板间距离了或增大极板边长；②改为差动式变面积型传感器。

（可动极板的移动距离不能太大，否则边缘电场增加而影响线性特性）
第六章
1.简述压电效应产生的原理，说明压电方程各参数的含义。

答：某些物质沿某一方向受到外力作用时，会产生变形，同时内部产生极化现象，在这种材料的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。

当在某些物质的极化方向上施加电场，这些材料在某一方向上产生机械变形或机械压力；当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。

这种电能转化为机械能的现象称为逆压电效应。

2.压电式传感器如何提高灵敏度？
答：①将两个压电片串联连接，Q’=Q，U’=2U，C’=C/2。

这种接法输出电压大，本身电容小，适用于以电压做输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的地方。

（Q’总电荷，Q单片电荷）②将两个压电片并联连接，Q’=Q，U’=U，C’=2C。

这种接法输出电荷大，本身电容大、时间常数大，用于测量慢变信号并且以电荷作为输出量的地方。

3.请说明压电传感器是否适合测量静态量，如果要测量，需要采取哪些措施？
答：不适合测量静态量，若作用在压电组件上的力是静态力，电荷会泄露，无法进行测量。

要采取一定措施，使电荷从压电晶片经测量电路的漏失减少到足够小的程度。

而在动态交变力作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量电路一定的电流，故压电式传感器宜作动态测量。

第八章
1.什么是热电效应？
答：把两种不同金属导体接成闭合回路，如果两端温度不同，则在回路中就会产热电式。

这种由于温度不同而产生电动势的现象称为热电效应。

两端的温差越大，产生的热点势也越大。

2.热电偶基本工作定律？
答：①等值定律；②均匀导线定律；③中间导线定律；④中间温度定律。

3.热电偶冷端温度补偿方法？
答：①热电偶补偿导线法；②冷端0℃恒温法；③冷端温度修正法；④冷端温度自动补偿法。

4.热电偶测温线路？
答：①测量单点的温度；
②测量两点间温度差：反向串联；
③测量平均温度：并联或正向串联。