传感器与检测技术复习资料(5)

来源：网络收集时间：2026-08-28

导读： 3、数据采集系统常由哪几部分组成？画出数据采集系统的典型构成。答：数据采集系统常由信号调理电路（包括放大器、滤波器等）、多路模拟开关、采样保持电路、A/D转换器以及接口控制逻辑电路所组成。典型系统框图如

3、数据采集系统常由哪几部分组成？画出数据采集系统的典型构成。

答：数据采集系统常由信号调理电路（包括放大器、滤波器等）、多路模拟开关、采样保持电路、A/D转换器以及接口控制逻辑电路所组成。典型系统框图如下：

信号信号调理电路u1多路模拟开关接口电路采样/保持A/D微机...信号调理电路un控制逻辑电路

4、简述压电陶瓷的压电机理。解：

（1）极化处理：一定温度下施加强直流电场E，使压电陶瓷的自发极化方向与外电场一致。当E去掉后，存在剩余极化强度，即陶瓷片的两端出现束缚电荷。

（2）压电特性：加与极化方向相同的外力F，自由电荷放电，撤销外力，出现充电现象，放电电荷为

q?d33?F 其中，d33为压电系数。

5、举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。解：见下表：

基于不同的物理定律传感器特性的决定因素性能成本应用传感器组成举例 6、简述应变计横向效应的产生原因、横向效应系数的定义及减小横向效应的方法。解：在单向应力、双向应变情况下，横向应变总是起着抵消纵向应变的作用，应变计既敏感

结构型场的定律由结构参数决定稳定较高广泛敏感元件+传感元件电容传感器物性型物质定律构成传感器的物质的性质将迅速提高将大大降低发展方向之一没有敏感元件环节压电传感器１１１分值１１纵向应变，又同时受横向应变的影响，使灵敏系数降低。

H?横向效应系数

KyKx?100%，Kx，Ky为双向灵敏系数。

减小横向效应的方法：增长纵栅，减小横栅；采用直角横栅；采用箔式应变计。

7、给出热电偶传感器冷端电桥补偿法的结构，并说明其原理。解：如图所示，其中R1，R2，R3温度系数为零，R4正温度系数

cR1bTxExR2EaRR3dAR4B （1）参考端T=20oC时，电桥平衡，Uab=Ex

（2）参考端T升高R4增大，Ex降低，电桥失衡，Uab?0，若Uab增量等于Ex减小量，则UAB =Uab+ Ex不变。

8、分析霍尔传感器产生不等位电势的原因及其补偿方法。解：

IAB

（1）产生不等位电势原因：工艺上难以保证两个霍尔电极在同一等位面上，当有I时，即使B=0，AB之间仍存有电位差。

（2）补偿方法：采用电桥原理，根据A、B电位高低，在阻值较大的桥臂上并联电阻。

9、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。答案要点：

传感器作为测试系统的第一环节，将被测量转化为人们所熟悉的各种信号，通常传感器将被测量转换成电信号；信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工，如信号的放大、滤波、补偿、校正、模数转换、数模转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、显示或记录；显示与记录部分将所测信号变为便于人们理解的形式，以供人们观测和分析。

10、粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。答案要点：

①环境温度变化时，由于敏感栅材料的电阻温度系数的存在，引起应变片电阻相对变化； ②环境温度变化时，敏感栅材料和试件材料的膨胀系数不同，应变片产生附加的拉长(或压缩)，引起电阻的相对变化。

11、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。

答：传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易

受电缆电容的影响。

传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的

影响小。

12、简要说明光栅尺的原理。

光栅是基于莫尔条纹现象的。当两组间隔B相同，并有一夹角θ的光栅相互错动时，会形成明暗相间的移动条

B?当θ角很小时，即活动光栅每移动一个W距离，莫尔条纹能移动一个B的距离，由于θ角很小，因此，W比B要大的多，有放大的作用。光栅式传感器就利用了这一原理。

13、在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态

特性?

在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度，非线性度，回程误差。

W纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹的宽度W可表示为：W=B/θ，

14、简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。

布置原则有：

(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用；

单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。

15、简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器

1)轴类零件受扭矩作用时，在其表面产生切应变，可通过测量该应变检测扭矩，如电阻应变

式扭矩传感器。

2)弹性转轴受扭后，两端面的相对转角只与所承受的扭矩有关，且呈比例关系，可通过测量扭转角测量扭矩，如电容式或光电式扭矩传感器。

16、涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么?

优点：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。

涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。

16、压力传感器测量砝码数据如下，试解释这是一种什么误差，产生这种误差的原因是什么。 N(g)012345

正行程(mv)0 1.5 2 2.5 3 3.5 反行程(mv)0 0.5 1 2 2.5 3.5 解：迟滞误差；静态误差；传感器本身材料的缺陷造成。

17、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？

答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称。而传感器的输入输出特性是其基本特性，一般把传感器作为二端网络研究时，输入输出特性是二端网络的外部特性，即输入量和输出量的对应关系。由于输入量的状态（静态、动态）不同分静态特性和动态特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性。动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性。可以从时域和频域来研究动态特性 18、简述霍尔电势产生的原理。

答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势UH。

19、分析应变片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。

答：在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数（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。

）

19、测量仪表静态特性非线性的校正方法有哪些？答案：

一种是开环节式非线性校正法，另一种是非线性反馈校正法。

20、在自动检测系统中，利用多种传感器把各种被测量转换成电信号时，大多数传感器的输出信号和被测量之间 …… 此处隐藏：1854字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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