传感器简答题

1、微波传感器作为一种新型的非接触传感器具有如下特点：

（1）有极宽的频谱（波长=1.0mm～1.0m）可供选用，可根据被测对象的特点选择不同的测量频率； （2）在烟雾、粉尘、水汽、化学气氛以及高、低温环境中对检测信号的传播影响极小，因此可以在恶劣环境下工作； （3）介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强； （4）时间常数小，反应速度快，可以进行动态检测与实时处理，便于自动控制； （5）测量信号本身就是电信号，无须进行非电量的转换，从而简化了传感器与微处理器间的接口，便于实现遥测和遥控； （6）微波无显著辐射公害。

微波传感器存在的主要问题是零点漂移和标定尚未得到很好的解决。其次，使用时外界环境因素影响较多，如温度、气压、取样位置等。 12-1红外探测器有哪些类型？说明它们的工作原理。

（1）红外探测器的种类很多，按探测机理的不同，分为热探测器和光子探测器两大类。 （2）热探测器的工作机理是：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化来确定探测器所吸收的红外辐射。

（3）光子探测器的工作机理是：利用人射光辐射的光子流与探测器材料中的电子互相作用，从而改变电子的能量状态，引起各种电学现象—这种现象称为光子效应。 13-1数字式传感器有什么特点？可分为哪几种类型？

(1)能够直接将非电量转换位数字量，不需要A/D转换，直接用数字显示。 (2) ①以编码方式产生代码型的数字信号;②输出记数型的离散脉冲信号 13-5码盘式转角—数字传感器的工作原理是什么？其基本组成部分有哪些？ 答：1）、接触式编码器由码盘和电刷组成。

接触式码盘工作原理：以一个四位8421码制的编码器的码盘为例。用四个同心圆码道和四个电刷构成；每个码道分成若干个导电和不导电的区域，将所有导电区连接到高电位（“1”）；绝缘区连到低电平（“0”）。四个电刷沿某一径向安装，四位二进制码盘上有四圈码道，每个码道有一个电刷，电刷经电阻接地。当码盘转动到某一角度后，电刷就输出一个数码；码盘转动一周，电刷就输出16种不同的四位二进制数码。后续电路通过判别输出数据就可以知道转到什么角度了。

2）、光电式码盘主要由安装在旋转轴上的编码圆盘（码盘）、窄缝以及安装在圆盘两边的光源和光敏元件等组成。码盘由光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每位码道上都有按一定规律排列的透光和不透光部分，即亮区和暗区。

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工作原理：当光源将光投射在码盘上时，转动码盘，通过亮区的光线经窄缝后，由光敏元件接收。光敏元件的排列与码道一一对应，对应于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”。当码盘旋至不同位臵时，光敏元件输出信号的组合，反映出按一定规律编码的数字量，代表了码盘轴的角位移大小。 3）、电磁式编码器主要由磁鼓与磁阻探头组成。

电磁式编码器的工作原理：电磁式编码器的码盘上按照一定的编码图形，做成磁化区（导磁率高）和非磁化区（导磁率低），采用小型磁环或微型马蹄形磁芯作磁头，磁环或磁头紧靠码盘，但又不与码盘表面接触。每个磁头上绕两组绕组，原边绕组用恒幅恒频的正弦信号激励，副边绕组用作输出信号，副边绕组感应码盘上的磁化信号转化为电信号，其感应电势与两绕组匝数比和整个磁路的磁导率有关。当磁头对准磁化区时，磁路饱和，输出电压很低，如磁头对准非磁化区，它就类似于变压器，输出电压会很高，因此可以区分状态“1”和“0”。几个磁头同时输出，就形成了数码。

13-8感应同步器有哪几种？试述它们的工作原理。

直线式和旋转式，分别用于直线位移和角位移测量，两者原理相同。直线式由定尺和滑尺组成，旋转式由转子和定子组成，在定尺和转子上的是连续绕组，在滑尺和定子上的是分段绕组。分段绕组分为两组，在空间相差90°相角，故又称为正弦、余弦绕组。工作时如果在其中一种绕组上通以交流激励电压，由于电磁耦合，在另一种绕组上就产生感应电动势，该电动势随定尺与滑尺的相对位置不同而呈正弦、余弦函数变化，再通过对此信号的检测处理，便可测量出直线或转角的位移量

14-1什么是智能传感器？它包含哪几种主要形式？应从哪些方面研究开发智能传感器 一种带有微处理机的，兼有信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。 一是采用微处理机或微型计算机系统以强化和提高传统传感器的功能， 即传感器与微处理机可分为两个独立部分，传感器的输出信号经处理和转化后由接口送到微处理机部分进行运算处理。这就是我们指的一般意义上的智能传感器, 又称传感器的智能化。

二是借助于半导体技术把传感器部分与信号预处理电路、输入输出接口、 微处理器等制作在同一块芯片上，即成为大规模集成电路智能传感器，简称集成智能传感器。 （3）1.物理转化机理 2.数据融合理论

3.CMOS工艺兼容的传感器制造与集成封装技术 15-1简述热电偶与热电阻的测温原理。

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都能测温度且只能直接测量温度

热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度大小变化 热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化

15-11试述压力的定义。什么是大气压力、绝对压力、表压力、负压力和真空度。说明它们之间德尔关系？

定义：为均匀而垂直作用于单位面积上的力 大气压力：指地球表面上的空气柱重量所产生的压力

绝对压力：作用于物体表面积上的全部压力，其零点以绝对真空为基准，又称总压力或全压力。

表压力：指绝对压力与大气压力之差。

负压力：当绝对压力小于大气压力时，则表压力为负压。 真空度：负压的绝对值称为真空度。

大气压力、绝对压力、相对压力和真空度之间的关系是： 绝对压力=大气压力+相对压力； 表压力=绝对压力-大气压力； 真空度=大气压力-绝对压力。

15-24测量物位传感器有哪几种类型？简述其工作原理 直读式 它根据流体的连通性原理来测量液位

浮力式 它根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位

差压式 它根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静压力的变化的原理来测量物位 电学式 它根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位

核辐射式 它根据同位素射线的核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度变化而变化的原理来测量物位

声学式 它根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位 其他形式 如微波式、激光式、射流式、光纤维式传感器等等 15-31何为激振器？激振器的作用是什么？

(1)激振器用以产生激励力，并能将这种激励力施加到其他结构和设备上的装置

(2)在所要求的频率范围内提供稳定的交变力，使被测对象处于一种受迫振动的状态中，从而来达到试验的目的。

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