河北大学传感器考点.docxVIP

1，传感器的定义、传感器的三要素、传感器的组成、传感器的发展趋势、传感器组成框图

答：定义：传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置----三要素：检测（传感）原理、材料科学、工艺加工 组成：

①敏感元件：能够将被测非电量变换为另一种易于变换成电量的非电量的器件；②转换元件：将感受到的非电量志杰转换为电量的器件；③将转换元件输出的电量变成易于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路发展趋缓：固态化、集成化和多功能化、图像化、智能化

2，传感器的静态特性有哪些指标？理解其意义

答：①线性度：传感器校准曲线和拟合直线间最大偏差与满量程输出值的百分比②灵敏度：达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比③精确度：分三个指标：精密度、正确度、精确度。精密度说明测量结果的分散性、正确度说明测量结果偏离真值大小的程度、精确度含有精密度和正确度的意思，说明测量的综合优良程度④最小检测量和分辨力：是指传感器能确切反映被测量的最低极限量

⑤迟滞指相同工作条件下做测量范围校准时，在同此校准中对应同一输入量的正行程和反行程起输出值间的最大偏差⑥重复性：统一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一致性77零点漂移：无输入时，每隔一段时间读数，其输出偏离零值即为零点漂移⑧温漂：温度变化时，输出值的偏离程度。3，传感器的精度等级：最大绝对误差值相对于其测量范围的百分数，即

4，差动测量相对于非差动测量的优点。

答：非线性误差减小一个数量级，灵敏度提高1倍，零点漂移消除5，应变片的种类、应变效应、压阻效应

答：应变片种类：金属丝式、金属箔式、半导体式。 应变效应：电阻值随金属电阻收到机械力而变形

引起的变化 压阻效应：单晶硅材料受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，此现象为压阻效应

6，应变式加速度传感器的工作原理

答：测量时，根据所测振动体加速度的方向，把传感器固定在被测部位。当被测点的加速度沿图中箭头a所示方向时，悬臂梁自由端受到惯性力F=ma的作用，质量块向箭头a相反的方向相对于基座运动，使梁发生弯曲形变，应变片电阻发生变化，产生输出信号，输出信号与加速度成正比。7，金属应变片包括金属丝式和金属箔式，基于应变效应；

半导体应变片基于压阻效应，灵敏度高，温度系数大

8，电容式传感器按工作原理的分类

答：边面积型（S） 变介质介电常数型 变极板间距型（d）

9，电容传感器的优点与缺点

答：优点：①测量范围大②灵敏度高③动态响应时间短④机械损失小⑤结构简单，适应性强缺点：①寄生电容影响较大②当电容传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性10，电容电场的边缘效应的影响和消除方法

答：影响：相当于传感器并联一个附加电容，使灵敏度下降，非线性增加

消除方法：①增大初始点容量Co，即增大极板面积，减小极板间距②加装等位环11，等位环的工作原理：即在极板A的同一平面加一个同心环面G，A、G电气相互绝缘，使用时A和G两面间始终保持等电位，则极板A、B间电场接近理想状态均匀分布12，寄生电容的影响及消除方法

答：影响：改变电容传感器电容量，导致传感器特性不稳定 消除方法：采用静电屏蔽措施，将电容极

板放置在金属壳内，并将壳体与大地相连

13，分布电容的影响和电缆电容影响的解决

答：分布电容影响：使传感器电容相对变化量大为降低，导致灵敏度显著下降②电缆电容影响的解决：采用驱动电缆技术

14，驱动电缆技术的原理

答：使用电缆屏蔽电位层，跟踪与电缆相连接的传感器电容极板电位，要求二电位的幅值和相位相同，从而消除电缆分布电容的影响。

15，运算法电容传感器测量电路的原理及特点

答：原理：①当运算放大器输入阻抗很高增益很大时有Usc=-E*Co/Cx②将公式Cx=εS/d代入上式得出

Usc=-E*d*Co/(εS) 如右图

特点：输出电压Usc与动极片位移d成线性关系，解决了单个变间隙型电容传感器输出特性的非线

性问题

16，差动变压器的用途和特点

答：用途：凡是与位移有关的物理量均可经差动变压器转换成电量输出，常用于测量振动、厚度、压力、加速度等各种物理量----特点：用于测量振动物体的频率和振幅时，其激磁频率必须是振动频率的10倍以上

17，零点残余电压产生的原因和消除零点参与电压的方法

答：①基波分量：