传感器原理考试复习题.docx

传感器原理复****资料一、填空题传感器是_能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置 ,传感器通常由直接感受被测量的—敏感元件=和产生可用信号输出的—转换元件二以及相应的—信号转换电路=组成。2•「通常传感器匚敏感元件转换元件—、—信号转换电路—三部分组成。传感器的静态特性指标主要有—灵敏度—,—分辨率—,_—漂移—,—线性度—,—迟 __滞_,—重复性—等。传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为—迟滞—,它一般由实验方法测得。传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出—增量—与输入—增量—的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是—静态特性曲线的斜率—。_运算式d,JALmax/ “00%是计算传感器—线性度—的公式。/(『max-『min)某位移传感器在输入量变化为5mm寸,输出电压变化800mV其灵敏度为—160mV/mi—o电位器是一种将机械—位移—转换成电阻或电压的机电传感元件。电位器式传感器按特性不同,可分为—线性电位器—和—非线性电位器—o—线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的—线性—关系。假定电位器全长为 Xmax,其总电阻为— Imax'FUx,它的滑臂长度为X,则滑臂间的阻值可以用XRx=「maxRmax来计算。假定加在电位器AB之间的电压为V^x,则输出电压为、,XVx=X Vmax。Xmax其电阻灵敏度为max。电压Xmax灵敏度为max oXmax金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称—应变—效 应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同, 圆弧部分使灵敏度K下降了,这种现象称为—横向—效应。电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这一现象叫做—应变—。__一电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时, 不仅可以消除—非线性误差同时还能起到—提高灵敏度—的作用。电阻应变片式传感器按制造材料可分为①—金属—材料和②—半导体—材料o 它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由—应变效应_形成的, 而②的电阻变化主要是由—压阻―造成的。—半导体—材料传感器的灵敏度较大。用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器,按用途划分有应变式一压力—传感器、应变式—加速度—传感器等(任填两个)在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出电压的灵敏度也不同, —全桥—接法可以得到最大灵敏度输出。应变测量电桥的三种接法分别为—单臂桥—双臂桥全桥_要使直流电桥平衡,必须使电桥相对桥臂电阻值的—乘积—相等。、R2、R3、F4四个电阻构成的直流电桥,其中 Ri和F4对臂,甩和F3对臂。当电桥平衡时,其平衡条件为R1尺=甩R。若r为应变电阻,初始平衡时四个电阻值相等。当"△R,在作一级近似后,电桥的输出电压为 4冃 。若采用半桥差动工作方式,且两个应变片的特性相同,则输出电压为 壬卡Uin,此时输入输出关系为—线性_。交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的—乘积「相等且相对桥臂阻抗的相角—之和「相等。交流电桥各桥臂的复阻抗分别为 Z1,Z2,Z3,Z4,各阻抗的相位角分别为 2,3I,若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3,那么相位平衡条件应为 'V=;2■'4。热电阻是利用—金属_的电阻值随温度变化而变化的特点制成的一种热敏元件。采用热电阻作为测量温度的元件是将—温度-的测量转换为—电阻—的测量。热敏电阻常数B大于零的是—正-温度系数的热敏电阻。热敏电阻正是利用半导体的—载流子=数目随着温度变化而变化的特性制成的敏感元件。热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻、 负温度系数热敏电阻和临界温度热敏电阻型三大类。按热电偶本身的结构划分,有—普通—热电偶、铠装热电偶、—薄膜—热电偶。在热电偶中,当引入第三个导体时, 只要保持其两端的温度相同, 则对总热电动势无影响,这一结论被称为热电偶的中间导体定律。热电偶所产生的热电势是—接触电势—电势和—温差电势—电势组成的,其表达式为Eab(T,To)=Eab(T,T。)=eab(T)-eab(T。)ea(T,T。)-eb(T,T。)。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在冷端和显示仪表之间接入补偿导线, 它的作用是一延引热电极。电容传感器主要有变间隙,变面积,变介电常数三种类型, 其中变间隙—型的输入被测量与输出被测量间的关系是非线性的。电容式压力传感器是变变间隙—型的。变间隙式电容传感器中, 提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的, 为此,实际中大都采用差动式电容传感器电感式传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁组成。在变压器式传感器中, 原边和副边互感M的大小与原边线圈匝数成正比, 与副边线圈匝数—成正比,与磁回路中—磁阻—成反比, 而单个空气隙磁阻的大小可用公式