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《紫金学院传感器原理设计与应用考试内容（完整版）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、传感器原理设计与应用考试内容首先课后作业类型题要会做！（斜体字迹部分未给出答案）第一章：传感器概论传感器的定义；能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置传感器的组成，各组成部分的作用；传感器=敏感元件+转换元件（+信号调节电路）敏感元件：传感器中能直接感受被测量的部分。转换元件：传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。信号调节与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理、和控制的有用电信号的电路。常用的电路有电桥、放大器、变阻器、振荡器等。辅助电路通常包括
2、电源等。传感器分类：有源、无源⑴有源传感器（能量转换型传感器）——能将非电量直接转换成电信号，所以有时被称为“换能器”。如压电式，热电式，磁电式等。有源⑵无源传感器（能量控制型传感器）——自身无能量转换装置，被测量仅能在传感器中起能量控制作用，必须有辅助电源供给电能。无源式传感器常用电桥和谐振电路等电路来测量。如电阻式，电容式，和电感式等。无源第二章：传感器的一般特性分析传感器的一般特性包括哪两种？各自的含义是什么（什么是静态特性，什么是动态特性）？对应的特性指标有哪些？两种特性：静态特性、动态特性静态特性：指在
3、静态信号的作用下，描述传感器的输入、输出之间的一种关系。静态特性指标：迟滞（对于同一大小的输入信号x，在x连续增大的行程中，对应于某一输出量为yi，在x连续减小的过程中，对应于输出量为yd，yi和yd二者不相等，这种现象称为迟滞现象。迟滞特性能表明传感器在正向输入量增大行程和反向输入量减小行程期间，输入输出特性曲线不重合的程度）、线性度（传感器实际的输出—输入关系曲线偏离拟合直线的程度，称为传感器的线性度或非线性误差）、灵敏度（Sn=输出变化量/输入变化量，注意单位）、重复性、分辨力、精度、稳定性、漂移、阈值静态
4、特性的各指标【重点掌握迟滞，线性度（非线性误差），灵敏度】的概念；动态特性：输入量随时间变化时传感器的响应特性。动态特性指标：通常从时域和频域两方面采用瞬态响应法和频率响应法来分析传感器的动态特性13一阶传感器的阶跃响应特性：包括单位阶跃响应输出；一阶传感器的单位阶跃响应信号为二阶传感器的频率响应特性（幅频特性、相频特性）；其幅频特性、相频特性分别为时间常数、固有角频率和阻尼比的取值与阶跃响应及频率响应之间的关系，传感器一般的工作范围；静态灵敏度固有角频率阻尼比一阶传感器的时域动态性能指标；①时间常数τ：一阶传感
5、器输出上升到稳态值的63.2%所需的时间，称为时间常数。②延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。③上升时间tr：对有振荡的传感器，它是指从零上升到第一次达到稳态值所需的时间。对无振荡的传感器，它是指从稳态值的10%到90%。13第三章：电阻应变式传感器金属应变片和半导体应变片是根据什么效应工作的？各自效应的定义？金属应变片：应变效应（在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化）半导体应变片：压阻效应（所谓压阻效应，是指半导体材料在某一轴向受外力作用时,其电阻率ρ发生变化的现象）轴向应变，径向应变
6、和泊松系数的含义以及它们之间的关系；当电阻丝受到拉力F作用时,将伸长dL,横截面积相应减小dS,电阻率将因晶格发生变形等因素而改变dρ,故引起电阻值相对变化量为式中dL/L是长度相对变化量,用轴向应变εx表示。εx：dL/L轴向应变dS/S为圆形电阻丝的截面积相对变化量,即。εy：dr/r径向应变由材料力学可知,在弹性范围内,金属丝受拉力时,沿轴向伸长,沿径向缩短,那么轴向应变εx和径向应变εy的关系可表示为式中:μ——电阻丝材料的泊松系数,负号表示应变方向相反。电阻——应变特性：；什么是应变片的灵敏系数（包括哪
7、两方面的内容）？它和电阻丝的灵敏系数有何不同，为什么？通常把金属丝产生单位变形所引起的电阻值相对变化量称为电阻丝的灵敏度系数Ks。其表达式为金属丝受力后主要引起两个方面的变化：材料几何尺寸变化（1+2μ）；材料电阻率的变化（dρ/ρ）/ε大量实验证明,在金属丝拉伸极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即Ks为常数。故有：①Ks≈1+2μ②金属丝应变效应表示式：当金属丝做成敏感栅后，实验表明应变片同样有它和电阻丝的灵敏系数有何不同，为什么？什么是横向效应 ？怎样减小横向效应？采用箔式应变片的优点？将直的电阻丝绕成敏感
8、栅后，虽然长度不变，但由于应变状态不同,应变片敏感栅的电阻变化较小，因而其灵敏系数K较电阻丝的灵敏系数Ks小，这种现象称为应变片的横向效应。减小横向效应误差的措施：一般采用箔式应变片。直流电桥的平衡条件：其相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘积应相等。应变片传感器的测量电桥（直流电桥）按应变片的工作方式和数量的不同，一般有哪几种类型？1/4桥，半桥和全桥13会标出
