22传感器技术复习资料20115122222.docVIP

一、 1、 二、简答题： 1、什么是传感器的基本特性？ 答：⑴静态特性 ①线性度 ⑤分辨率与阈值 ②灵敏度 ⑥稳定性 ③重复性 ⑦漂移 ④迟滞（回差滞环）现象 ⑧静态误差（精度） ⑵动态特性 动态误差 研究传感器动态特性的方法及其指标 1/、阶跃响应 2/、频率响应 ③典型环节传感器系统的动态响应分析 1/、零阶传感器系统 2/、一阶系统的动态响应分析 3/、二阶传感器的数学模型 2、什么叫应变效应 答：导体或半导体在受到外界力的作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻值变化，这种因形变而使阻值发生变化的现象称为应变效应 3、半导体应变片是什么？ 答：半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应而制成的一种纯电阻性元件 。当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率会发生变化。 4、什么是电容式传感器？ 答：以电容器为敏感元件，将机械位移量转换为电容量变化的传感器称为电容式传感器。电容式传感器 分变间隙型、变面积型、变介质型电容式传感器。 5、什么是差动式自感传感器？ 答：在实际使用中，常采用两个相同的传感线圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器，两个线圈的电气参数和几何尺寸要求完全相同。这种结构除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度变化、电源频率变化等的影响也可以进行补偿，从而减少了外界影响造成的误差。差动式自感传感器分变气隙型、变面积型及螺管型三种类型。 6、高频反射式电涡流传感器的工作原理是什么？ 答：高频(lMHz)激励电流产生的高频磁场作用于金属板的表面，由于集肤效应，在金属板表面将形成涡电流。与此同时，该涡流产生的交变磁场又反作用于线圈，引起线圈自感L或阻抗ZL的变化。线圈自感L或阻抗ZL的变化与距离该金属板的电阻率ρ、磁导率μ、激励电流i及角频率ω等有关，若只改变距离δ而保持其它参数不变，则可将位移的变化转换为线圈自感的变化，通过测量电路转换为电压输出。高频反射式涡流传感器多用于位移测量。? 7、什么叫压电效应？ 答：某些物质沿某一方向受到外力作用时，会产生变形，同时其内部产生极化现象，此时在这种材料的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。①当作用力方向改变时，电荷极性也随之改变。这种机械能转化为电能的现象称为“正压电效应”或“顺压电效应”。 ②当在某些物质的极化方向上施加电场，这些材料在某一方向上产生机械变形或机械压力；当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。这种电能转化为机械能的现象称为“逆压电效应”或“电致伸缩效应”。 8、压电材料应具备什么主要特性？ 答：①转换性能。要求具有较大的压电常数。 ②机械性能。机械强度高、刚度大。 ③电性能。高电阻率和大介电常数。 ④环境适应性。温度和湿度稳定性要好，要求具有较高的居里点，获得较宽的工作温度范围。 ⑤时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。 9、什么是霍尔效应？ 答：一块半导体薄片，其长度为l，宽度为b，厚度为d，置于磁感应强度为B的磁场中，如果在其相对的两边通入电流I，且电流与磁场垂直，则在半导体的另两边将产生一个电势差UH，这种现象就是霍尔效应，产生的电势差称为霍尔电压。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。半导体长度方向上的两个金属电极称为控制电极（输入电极），沿该方向流动的电流Ｉ称为控制电流，宽度方向上的两个电极称为霍尔电极（输出电极）。 10、外光电效应和内光电效应如何区分？ 答：⑴在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象叫做外光电效应 ⑵当光照在物体上，使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象。分为①光电导效应和②光生伏特效应（光伏效应）。 11、硅光电池和硒光电池的如何区别？ 答：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的光电器件。由于它可把太阳能直接转变为电能，因此又称为太阳能电池。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。故光电池是有源元件。硅光电池的价格便宜，转换效率高，寿命长，光谱峰值在800nm附近，适于接受红外光。硒光电池的光电转换效率低、寿命短，光谱峰值在540nm附近适于接收可见光。 12、光纤传感器的发展方向是什么？ 答：① 以传统传感器无法解决的问题作为光纤传感器的主要研究对象。 ② 集成化光纤传感器。 ③ 多功能全光纤控制系统。 ④ 充分发挥光纤的低传输损耗特性，发展远距离监测系统。 ⑤ 开辟新领域。 三、请画