传感复习题

1．传感器静态特性主要有：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、精度

2．产生系统误差的主要原因有：测试环境没有达到标准；测试仪表不够完善；测试电路的搭接或系统的安装不正确；测量人员的不良操作或视觉偏差。 3．应变片测量电桥可分为：单臂桥、半桥、全桥

4．差动变压器零点残余电压消除的方法有：①提高差动变压器的组成结构及电磁特性的对称性； ②引入相敏整流电路对差动变压器输出电压进行处理；③采用外电路补偿。

1．影响电容传感器测量精度的主要因素有：温度变化、极板间电场的边缘效应、寄生电容。 2．热电偶热电效应的必要且充分条件是：组成热电偶的两导体A和B的热电特性不同，两接触点T和T0的温度不同。

3．热电偶冷端温度补偿的方法有：冰浴法、冷端温度校正法、延伸导线法、电桥法

4．何谓压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力使它变形时，在介质内部将产生极化现象，而在介质的两个表面会产生数量相等、符号相反的电荷，形成电场；当外力去掉后，电场消失；当外力方向改变时，电场极性也随着改变。这种现象被称之为压电效应。 1．霍尔传感器的主要用途是：高斯计、电流计、转速计、霍尔开关

2．莫尔条纹的放大作用指的是：莫尔条纹的间距BH对光栅常数W的放大作用

3．光纤传感器与其它传感器相比，具有的固有优点是：电绝缘、传输损耗低、柔性极好、环境适应性好

1．为什么差动测量电桥具有温度自补偿功能？

当采用差动桥时，由式

性）可知，由于差动桥各桥臂应变片处于同一温度场下，即温度变化引起各桥臂电阻的变化量大小相等、极性相同，至使相邻桥臂电阻变化量相减为0，因而差动桥具有温度自补偿功能。

2．为什么在差动变压器输出端接入相敏整流电路？

在差动变压器输出端接入相敏整流电路后，不但可以用0值居中的直流电表指示输出电压或电流的大小和极性，还可以有效地消除残余电压，同时可使线性工作范围得到一定的扩展。

1．为什么常在电容传感器极板间插入云母片？

电容传感器的电容量很小，一般为几PF至几十PF，任何微小的测量误差都可能使电容传感器灵敏度大大下降。为了提高灵敏度，电容传感器极间距离d取得很小（小于1mm）；但过小的d容易引起电容器极间电击穿，为此可考虑在极板间插入云母片，因为云母的介电系数比空气高约7倍，因而极间插入云母片后，可适当减小极间距离，以提高灵敏度。 2．试分析热电偶的中间导体定理在实际测温中的作用？

热电偶的中间导体定理是：在用热电偶测温时，在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两端温度相同，则不影响热电偶回路的总电势。热电偶测温时，通常为冷端开路，串接入测温仪表。根据中间导体定理，不会影响原来热电偶回路电势的大小，因而在实际测温中十分有用。

1．试分析霍尔传感器的霍尔效应？

如左图所示，在半导体薄片上垂直施加磁场B，在薄片两短边b方向通入控制电流I；载流子在磁场洛伦兹力FL的作用下向一侧运动，致使在霍尔元件的两长边L方向积累起等量的正、负电荷，形成霍尔电场，这种现象称之为霍尔效应。

2．试分析光敏电阻的光电效应？

Uo?Ui??R1??R2??R3??R4?4R（由于差动桥输出电压的加减特

2．试分析光敏电阻的光电效应？

光敏电阻是典型的光电导效应器件。如左图所示，无光照时，其阻值很高；有光照时，其共价键中的价电子吸收光子能量，由价带穿越禁带到达导带，成为光生自由电子，使得半导体中自由电子—空穴对增加，导电率提高，电阻值下降，光照越强阻值越低；光照停止，失去光子能量的光生自由电子又重新迭落

回价带与空穴复合，自由电子—空穴对减少，又恢复高阻状态。

3．试分析光纤微弯调制是怎样实现光强度调制的？ 光纤微弯调制原理如下图所示（2分），当光纤发生弯曲时，将引起界面入射角φ发生变化，若当φ＜φm时，入射到界面的光将发生折射而形成辐射模，致使纤芯中传导模强度减小；光纤微弯程度增加，形成的辐射模越多，相应地纤芯中的传导模越小，从而实现对传导光波强度的调制（2分）。

1．试作图说明如何通过桥路实现应变片单臂桥温度自补偿？

当采用单臂桥时，可使单臂桥对温度场呈现差动输出状态。即在单臂桥工作臂的相邻臂接入相同型号的应变片，此应变片不受应力的影响，但与工作臂上的应变片处于同一温度场中，称其为补偿片，如左图所示。图中R1为工作臂应变片，R2为温度补偿片，当温度变化时其电阻变化量?R2??R1??R，在等臂桥状态下，R1?R2?R3?R4?R，此时单臂桥因

Uo?Ui??R1??R2?Ui?04R ， 因而亦具有温度自补偿功能

温度变化引起的输出

2．试分析2.下图环式力传感器测力原理和接桥方法？

在图示力F的作用下，应变片R1和R3承受压应变，作用力F越大，其阻值越小；应变片

R2和R4承

受拉应变，即作用力F越大，其阻值越大。将按照应变测量桥的接桥原则，可以接成差动半桥或全桥，右图所为差动全桥。在测量桥中，由于作用力F的变化引起桥臂电阻的变化，至使电桥输出电压的变化，可根据输出电压的变化来测量作用力的大小。

4．试分析下图力平衡式差压计工作原理？

力平衡式差压计是一个差动变压器测量电路，如右图所示。图中N1、N21、N22分别为差动变压器初级线圈和两次级线圈，V1、V2和C为半波整流电容滤波电路。当动铁处于中

间位置时，膜盒亦在正中处，此时膜盒的上下压力相同，即P1=P2时，测量电路输出电压U=0。当P1和P2大小不同时，膜盒产生位移，带动动铁移动，此时差动变压器输出电压U≠0，其大小和极性即表示动铁位移的大小和方向，从而可测出P1与P2的压力差。 1．试作图说明电容传感器测量电缆芯线偏心度的方法和原理？

利用变极板间距离型差动电容传感器原理，可以组成检测电缆芯线的偏心度计，如右图所示。

设芯线不偏心时，芯线对左、右两极板的距离相等，此时芯线与两极板间的电容C1=C2。 设芯线如图示左偏时，芯线对左、右两极板的距离不等，此时芯线与左、右两极板间的电容C1≠C2，根据两电容之差△C的大小，即可得到偏心度△d的大小。 2．试作图说明如何用延伸导线法实现热电偶冷端温度补偿？

当热电偶冷端温度易受热端被测温度影响时，此时应先用补偿导线将热电偶冷端延伸到远离被测温度现场，使新的冷端处在比较稳定的温度环境中，如右图所示。所采用的延伸导线A、B在一定的范围内应具有与热电偶导体A、B相同或相近的热电特性，且要求延伸导线与热电极两联接点T。温度必须相同；

延伸后新的冷端温度不为0℃时，还必须进行冷端温度修正。

4．试分析下图所示压电传感器测量电路工作原理？ 左图是电压输出型压电传感器典型测量电路。前置放大器OPA604是美国BB公司生产的双列

直插式8脚

运算放大器，该放大器输入级采用P沟道场效应管，因而具有很高的输入阻抗，其差模输入

阻抗为

1212

10Ω∥8PF，共模输入阻抗为10Ω∥10PF，总失真在增益为1、f=1KHZ时为0.0003%。图中1MΩ为运放静态偏流通道电阻；压电输出信号经屏蔽线联至运放输入端，该运放工作在同相输入比例运算状态，不但

有极高的输入电阻有较高的灵敏度，增益约为100倍。 1．试作图说明霍尔传感器测量转速的方法和原理？ 如图左所示，将霍尔元件移置旋转盘下边，让转盘上小磁铁形成的磁力线垂直穿过霍尔元件；当控制电流I一定时，霍尔输出电压UH决定于小磁铁的磁场。由于小磁铁固定在旋转盘上，当旋转盘随转轴转动时，霍尔元件上获得周期变化的磁脉冲，因而产生相应的霍尔脉冲电压，此脉冲电压单位时间内的个数，正比于转轴的旋转速度，从而实现转速的检测；转盘上磁铁对数越多，传感器测速的分辨率越高。

2．试作图说明光电传感器测量转速的方法和原理？

光电转速计原理如右图所示，当旋转轴转动时，光源发出的光经透镜聚焦后，穿过透光孔照射到光敏元件上，光敏元件将光信号转换为电信号，经整形后输出电脉中送计数器计数，根据计数的电脉冲的个数就知道旋转轴的转速。遮光盘上的透光孔越多，光电转速计测速的分辨率越高。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q0v5.html