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传感器原理及应用习题答案_吴建平

发布日期:2020-11-15 11:10

  传感器原理及应用习题答案_吴建平_工学_高等教育_教育专区。习题答案 1.1 什么是传感器?按照国标定义, “传感器”应该如何说明含义? 答: 从广义的角度来说,感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是:一种能把特定的信息(物理、化 学、

  习题答案 1.1 什么是传感器?按照国标定义, “传感器”应该如何说明含义? 答: 从广义的角度来说,感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是:一种能把特定的信息(物理、化 学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是:能把外界非电信息转换成电信号输出 的器件。 我国国家标准(GB7665—87)对传感器(Sensor/transducer)的定义是: “能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用 输出信号的器件和装置” 。定义表明传感器有这样三层含义:它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置;能按一定规律将被测 量转换成电信号输出;传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.3 简述传感器主要发展趋势,并说明现代检测系统的特征。 答:感器技术的主要发展动向,一是开展基础研究,发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化与智能 化。 2.1 传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般可用哪些公式表示? 答: 静特性是当输入量为常数或变化极慢时,传感器的输入输出特性,其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温 度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特性曲线反映出来,静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器的静特性 来选择合适的传感器。 4.3 差动式变极距型电容传感器,若初始容量 C1 ?? ? 0.75mm 时,试计算其非线性误差。若改为单极平板电容,初始值不变,其非线性误差有多大? ? C2 ? 80 pF ,初始距离 ? 0 ? 4mm ,当动极板相对于定极板位移了 解:若初始容量 C1 ? C2 ? 80 pF ,初始距离 ? 0 ? 4mm ,当动极板相对于定极板位移了 ?? ? 0.75mm 时,非线 ?L ? ( ?? ?0 改为单极平板电容,初始值不变,其非线性误差为: ?L ? ?? ?0 ?100% ? 0.75 ?100% ? 18.75% 4 5.3 说明单线圈和差动变间隙式电感传感器的结构、工作原理和基本特性。 6.3 为什么磁电感应式传感器的灵敏度在工作频率较高时,将随频率增加而下降? 答: 因为磁电感应式传感器的灵敏度为 (e / ? ) ,振动频率过高时,线圈阻抗增大,使传感器灵敏度随振动频率增加而下降。 7.1 什么是压电效应?什么是正压电效应和逆压电效应? 答: 某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉 后,恢复到不带电的状态;而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现 象称为正压电效应。如对晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应 8.2 普通光电器件有哪几种类型?各有何特点?利用光电导效应制成的光电器件有哪些?用光生伏特效应制成的光电器件有哪些? 答:光接收器件、光发送器件;小功率光收发器件、大功率光发器件(激光器) 9.3 CCD 电荷耦合器主要由哪两个部分组成?试描述 CCD 输出信号的特点。 答: 1)CCD 基本结构由 MOS 光敏元阵列和读出移位寄存器两部分组成。 2)CCD 电极传输电荷方向(向右或向左)是通过改变三相时钟脉冲的时序来控制的,输出的幅值与对应的光敏元件上电荷量 成正比。信号电荷的输出的方式主要有电流输出和电压输出两种,电流输出型是输出电流与电荷成正比,在输出电路负载上形成输 出电流。 10.1 什么是半导体气体传感器?它有哪些基本类型?气体传感器的发展动态如何? 答:半导体传感器利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。 12.1 什么是热电效应?热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成?由同一种导体组成的闭合回路能产生热电势吗? 答: 1)两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路,当两个结点有温差时,导体回路里有电流流动会产生热电势, 这种现象称为热电效应。 2)热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。 3)热电偶两个电极材料相同时,无论两端点温度如何变化无热电势产生。

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