传感器理论基础

传感器理论基础

一、单项选择题

1.传感器是一种能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用量的器件和【装置】

2.传感器是由以下单元组成：敏感元件、转换元件和【测量电路】

3.传感器的分类，按照其工作原理，传感器可分为电参数式（如电阻式、电感式、电容式）传感器、压电式传感器、光电式传感器和【热电式传感器】

4.数据显示环节是检测人员和检测系统发生联系的主要环节，它的主要作用是使人们了解被测量的大小或变化过程。常用的有模拟显示、数字显示和【图像显示】

5.测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测对象【量值】

6.绝对误差表示测量值与被测量真实值之间的【差值】

7．电位器式电阻传感器的转换原件实际上为一个【电位器】

8.由于分布电容的存在，交流信号的频率会影响电桥的平衡，故在使用之前，要对电桥进行【平衡调节】

9.压阻式传感器在受到温度影响后，要产生零位漂移和灵敏度漂移，故会产生【温度误差】

10.点位器式位移传感器常用的传递环节有杠杆、滚轮皮带、齿轮齿条和【弹簧测杆】

11.当半导体应变片受到外界应力的作用时，其电阻的变化与受到应力的大小成【正比】

12.电容式传感器的误差因素有温度的影响、寄生电容的影响和【漏电阻的影响】

13.电容式压力传感器是将由被测压力引起的弹性元件的位移变化转变为电容的变化来实现测量的，它用于测量流体或气体的【压力】

14.为了提高灵敏度，减小非线性误差，实际中广泛采用【差动变气隙式自感传感器】

15.差动变压器式电感测微仪是一种测量【微位移装置】

16.调幅电路是把传感器电感的变化转换成为【电压幅度】

17.变气隙式自感传感器处于初始位置时，初始自感量为【B】

18.电涡流式厚度传感器包括低频透射式和【高频反射式涡流厚度传感器】

19.为了达到能辨别移动方向和消除零点残余电压的目的，实际测量时，广泛使用差动整流电路和【相敏检波电路】

20.变面积式电容传感器的电容量与位移量是成【线性】

21.电容式传感器结构简单，稳定性较好，且具有较高的灵敏度和【测量精度】

22.当压电式传感器中的压电晶体承受被测物体力的作用时，在它的两个极面上出现极线性相反但电量相等的【电荷】

23.顺压效应把机械能转换成【电能】

24.压电式传感器的灵敏度有两种，一种是电荷灵敏度Kq,另一种是【电压灵敏度K】

25.压电式传感器基本测量电路是由电压放大器和【电荷放大器组成】

26.压电效应包括顺压电效应和【逆压阻效应】

27.传感器测量电路有下限和上限【频率】

28.热电偶传感器温度补偿的补偿方法有补偿导线法、冷端恒温法、温度修正法、【电桥补偿法】

29.用热电，测量电路经常采用【电桥电路】

30.目前最常用的热电阻有铂热电阻和【铜热电阻】

31.用热电阻传感器进行测温时，测量电路经常采用【电桥】

32.红外光具偶光热效应的特点，能够辐射热量，是光谱中光热效应区【最大的】

33.利用光电检测器测量亮度即光强的变化，便能检测温度。这就是【单波长测量原理】

34.光纤在传感型光纤传感器中不仅作为光传播的波导，而且还具有【测量的功能】

35.若几个物体处于同一温度场中，各物体的热发射能力正比于它的吸收能力，这就是希尔霍夫定律，其表示公式为【Er=aEo】

36.红外传感器包括光学系统、敏感元件、前置放大器和【信号调制器】

37.当霍尔元件作开关使用时，要选择的霍尔元件【灵敏度要高】

38.集成霍尔传感器的输出是经过处理的霍尔输出信号，按照输出信号的形式，可以分为开关型集成霍尔传感器和【线性集成霍尔传感器】

39.霍尔元件的灵敏度KH是指霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流作用下，所能输出的【霍尔电势的大小】

40.设霍尔元件为N型半导体，当它通以电流I时，半导体中的自由电荷即载流子电子受到磁场中洛仑磁力FL的作用，其大小为【FL=-evB】

41.内阻温度系数β是指霍尔元件在没有磁场且在工作温度范围内，温度变化1℃时，霍尔电势的【百分率】

42.压电式超声波探头的敏感元件多为园板形晶体，其所发射的超声波频率满足以下公式：【A】

43.微波传感器在使用时一般可以有两种方式，主动式和【被动式】

44.微波传感器中的电子元件如电阻、电容、电感等容易受温度等外界环境因素的影响，这些元件参数的变化会导致输出的【零点漂移】

45.微波信号既可以是连续波、脉冲波，也可以是【干扰波】

二、填空题

1.传感器测量范围的上限值与下限值的【代数差】称为量程。

2.传感器的精度是指测量结果的可靠程度，是测量中【反比】的综合反映。

3.经过联立方程组求解，才能得到被测物理量的最后结果，这样的测量称为【组合测量】。

4.线性点位传感器式传感器是指输入量与输出量的关系是线性关系，对应的【输入—输出关系曲线是一条直线的电位器式传感器】。

5.线性电位器式传感器又可分为直线位移式传感器和【角位移式】传感器。

6.电阻应变片是应变式传感器的转换元件，它主要由电阻敏感栅、覆盖层【黏合剂】引线等部分组成。

7.将块状金属导体至于变化的磁场中，其内部将产生呈漩涡状的电流，称为涡流，这种现象称为【涡流效应】。

8.变气隙式传感器的灵敏度与初始位置时空气隙成【各类误差】。

9.当被测物体是圆柱体时，被测导体半径必须为线圈半径的【3.5倍】以上，灵敏度才不受

影响。

10.运算放大器的特点就是放大倍数很大【输入阻抗】也很大。

11.当被测信号为零时，电容变化量△C=0，振荡器有一个固有振荡频率fo为

12.电容栅极片有三种结构，分别是直电极反射式、斜电极式和【直电极透射式】

13.用膨胀系数小的材料作为电极。目的在于减小温度附加【误差】。

14.石英晶体是一种常见而且常用的压电晶体，它的化学成分是二氧化硅【SiO2】，它具有【单晶体结构】。

15.晶片的连接方式有两种，分别是串联连接和【并联连接方式】。

16.当温度一定时，【热电阻】的阻值与R0有关。

17.热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的一种热敏元件，其特点是【电阻率】随温度显著变化。

18.外光电效应器件是指利用物质在光的照射下【发射电子】的外光电效应而制成的光电器件。

19.红外光具有光热效应的特点，能够辐射热量，是光谱中光热效应区【最大的】。

20.目前温度测量的方法很多，而【红外测温】是一种比较先进的测温法。

21.热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、气体型和【热电阻型】。

22.光纤传感器由光源、敏感元件、【光探测器】信号处理系统以及光纤等组成

23.当输入霍尔元件的控制电流一定时，输出的霍尔电势与磁感应强度B成正比，用此可以做成【霍尔开关】。

24.霍尔式位移传感器可用来测量 0.5m的小位移，其特点是惯性小、【响应速度快和无触点测量】。

25.额定功率p0是指在环境温度为（25℃）时，允许通过霍尔元件的电流I和电压UCC的乘积，单位为mW。

26.压电超声波换能器正是利用压电效应实现压电之间的信号【或能量】与【超声波声压】转换的器件工作的。

27.传感器的选用应该符合测量的目的，测量对象以及【测量环境】的要求。

28.传感器所感知的物理量最终都会转换为【电量】，以便进行后续的信号分析与处理。

29.发射微波信号时，先由波导管将微波振荡器产生的振荡信号传输到天线，再通过天线向外发射。

30.微波测湿是依据被测材料的相对介电常数εR=ε´【1-jtanδ】与含水量之间的关系，通过测量【相对介电常数】来测其含水量。

三、名词解释

1.灵敏度：是指传感器输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比，即S=△y/△x。

2.转换元件：将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号的元件。

3.间接测量：有的被测量无法或不便于直接测量，这就要求在使用仪表进行测量时，首先要对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，然后将测量值代入函数关系式，经过计算所得所需的结果，这种方法称为间接测量。