传感器简答题

1、传感器的定义及组成框图

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 被测信号[敏感元件]—>[传感元件]—>[信号调节转换电路] [辅助电路]

2、传感器的线性度是怎样确定的，拟合刻度直线有几种方法？

（1）传感器标定曲线和拟定直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度。

（2）拟合直线的常用方法：切线法，端基法，最小乘法.。

3、什么是电磁感应效应，霍尔效应 电磁感应效应：W匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的传递变化时，线圈中所产生的感应电动势e的大小决定于穿过线圈的磁通量Φ的变化率，即e??wd?dt 霍尔效应：半导体薄片置于磁场B中，在相对两侧通过电流I，在垂直于电流和磁场的方向上将产生一个与电流I和磁感应强度B的乘积成正比的电动势，这一现象称为霍尔效应，该电势称霍尔电势，薄片称霍尔元件。4、什么是金属应变片的灵敏度系数，它与金属丝灵敏度函数有何不同？ 金属应变片，单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于金属丝弯折而成，具在横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度。

5、传感器的精度等级是如何确定的

传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即

A??AY?100% FS6、什么是金属材料的电阻应变效应，什么是半导体材料的压阻效应？

（1）金属材料在受外力作用时产生机械形变，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

（2）半导体材料在受到外力作用时其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 7、采用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿，常用的温补方法有哪些？

原因：（1）金属的电阻本身且有热效应，从而使其产生附加的热应变（2）基底材料，应变片，粘接剂，盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变。

常用的温度补偿有单丝自补偿，双式组合式自补偿和电路补偿法。 8、简述红外测温的特点

红外测温是远距离和非接触测温，特别适合于高速运动物体，带电体，高温及高压物体的温度测量

红外测温反应速度快。它不需要与物体达到热平衡过程，只要接收到目标的红外辐射即可定温，反应时间一般都在毫秒级甚至微秒级

红外测温灵敏度高，因为物体的辐射能量与温度的四次方成正比，物体温度微小的变化，就会引起辐射能量 成倍变化 红外测温准确度高 红外测温范围广泛。 9、微波传感器的组成？

微波振荡器和微波天线是微波传感器的重要组成部分。

10、电容式传感器有哪些优点和缺点

优点：测量范围大，动态反应时间短，灵敏度高，机械损失小，结构简单，适应性强 缺点：寄生电容影响较大，即连接导线和本身的泄漏电容，寄生电容降低灵敏度，引起非线性误差，甚至致使传感器处于不稳定状态。用变间隙原理进行测量时有非线性输出特性。

11、制作霍尓元件就采用什么材料，为何霍尔元件都比较薄

制作霍尔元件应采用半导体材料，如果磁场与薄片法线有夹角，那么，霍尔元件越薄，即d越小越大，所以都很薄。 12、简述热电偶的工件原理

热电偶的测温原理基于物理的热电效应，所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一

个闭合电路时，若两个结点的温度不同，那么回路中将产生电动势现象，两点间的温差越大，产生的电动势就越大，引入适当测量电路测量电动势的大小，就可测温度大小。 13、什么叫热电动势，接触电动势，温差电动势，说明热电偶测量原理 （1）热电动势：两种不同的材料的导体（或半导体）A,B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中会存在热电势，因而有电流产生相应的热电势称温度电势或塞贝克电势，通常称热电势。 （2）接触电动势：由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势，大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺才无关。

（3）温差电动势：在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的电动势

（4）热电偶测温原理：基于物理的“热电效应”，所谓热电效应，指当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象，两点间的温度越大，产生的电动势就越大，引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可以测出温度大小。 14、以石英晶体为例简述压电效应产生的原理

石英晶体在沿一定的方向受到外力作用变形时，由于内部电极化现象，同时在两个表面产生符号相反的电荷，当外力去年后，恢复到不带电的状态，当作用力方向改变时，电荷的极性随之改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，这种现象称正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械形变，外电场撤离，变形也随之消失，称为压电效应

15、压电式传感器更适用于静态测量，此现象是否正确，为析原因

错，其工作原理基于压电材料的压电效应，具有使用频率宽，灵敏度高，信噪比高，结

构简单，工作可靠，测量范围广等 优点，因而在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种，它可以把加速度，位移，压力，温度等许多非电量转换为电量。 16、简述电阻应变片式传感器的工作原理 电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。 17、分析应变式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差的过程

在外界温度变化的条件下，由于敏感栅系数a及试件膨胀系数（Bs与Bg）之差异性而产生虚假应变输出，有时会产生与真实应变同数量级的误差。

18、Pt100和Cu50各代表什么传感器，分析热电阻传感器测量电桥之三线，四线接法的主要作用

分别代表铂电阻热电式传感器（100?），铜电阻热电式传感器（50?），热电阻传感器测量电桥之三，四线连接法的主要作用是消除在热电阻安装的地方与仪表相距远时，环境温度变化时其连接导线电阻也变化所连成的测量误差。

19、温度对光电流影响不大，所以光电传感器在使用中不需要进行温度补偿，观点正确吗，为什么？

不正确，因为半导体材料容易受温度影响，而其直接影响光电流的值，所以还需温度补偿装置

20、什么是光电效应，试说明光纤传感器的工作原理

当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应，这种现象称光电效应。 工作原理：利用外界物理因素改变光纤中光的强度，相伴，偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。

重要公式：

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霍尔电压：

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