傳感器技術(shù)及應(yīng)用習(xí)題及答案-wenkub
2022-10-31 20:03:36 本頁面
【正文】 oustic Wave， SAW）是一種沿 彈性基體 表面?zhèn)鞑サ穆暡?，其振幅隨壓電基體材料深度的增大按 指數(shù)規(guī)律衰減 。 18. 光纖 按折射率變化類型分 為 .階躍折射率光纖 和漸變 折射率光纖 ； 按傳播模式的多少 .單模光纖和多模光 纖 。 16. 光纖的結(jié)構(gòu)包括： 纖芯 .包層 .涂敷層和護(hù)套 。 13. 光電二極管與光電三極管外殼形狀基本相同，其判定方法如下 .遮住窗口，選用萬用表 R*1K 擋，測(cè)兩管腳引線間正、反向電阻，均為無窮大的為 光電三極管 。 11. 光電倍增管是一種真空器件。 10. 基于外光電效應(yīng)的光電敏感器件有 光電管和光電倍增管。 6. 應(yīng)變式測(cè)力與稱重傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為 :柱式﹑橋式﹑輪輻式﹑梁式和環(huán)式 等。 2．傳感器 按能量的傳遞方式分 為 有源的和無源的 傳感器。 3. 根據(jù)二階系統(tǒng)相對(duì)阻尼系數(shù) ? 的大小，將其二階響應(yīng)分成三種情況 . 1?? 時(shí)過阻尼； 1?? 時(shí)臨界阻 尼； 1?? 時(shí)欠阻尼。 7. 半導(dǎo)體材料受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為 壓阻效應(yīng)。 基于光電導(dǎo)效應(yīng)的有 光敏電阻 。它由 光電發(fā)射陰極（光陰極） 和聚焦電極、電子倍增極及 電子收集極（陽極） 等組成。 14. 光電耦合器是發(fā)光元件和光電傳感器同時(shí)封裝在一個(gè)外殼內(nèi)組合而成的轉(zhuǎn)換元件。 綜合練習(xí) 17. 入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。 從傳感器機(jī)理上來說 .光纖傳感器可分為 振幅型（也叫強(qiáng)度型）和相位型（也叫干涉儀型） 兩種。 22. 常用的熱敏電阻為陶瓷熱敏電阻 ,分為負(fù)溫度系數(shù) (NTC)熱敏電阻、正溫度系數(shù) (PTC)熱敏電阻和臨界溫度電阻 (CTR)。 25. 非電阻型氣敏傳感器，是利用 MOS 二極管的 電容 — 電壓特性 變化； MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的 閾值電壓 的變化；肖特 基金屬半導(dǎo)體二極管的 勢(shì)壘變化 進(jìn)行氣體檢測(cè)。這種現(xiàn)象稱為 磁致電阻變化效應(yīng)（磁阻效應(yīng)） 。對(duì)于阻抗特別低的傳感器，在交變輸入時(shí)，往往采用 變壓器 匹配。綜合練習(xí) 直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度 K 下降了，這種現(xiàn)象稱為 橫向 效應(yīng) 。 36. 電學(xué)應(yīng)變儀應(yīng)用最廣泛，它采用的電路可以是 直流電橋式 、 交流電橋式 或 電位計(jì)式 ，應(yīng)用最多的是 交流電橋式 電路并帶有載波放大器的形式。 ，同時(shí)在它的表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后又恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為 正壓電效應(yīng) ；在介質(zhì)極化方向施加電場(chǎng)時(shí) 電介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生形變，這種效應(yīng)又稱 逆壓電效應(yīng) 。 （ ） 4. 遲滯 差表明的是在 _____期間輸出 輸入特性曲線不重合的程度。 （ ） 7. 蠕變是指已粘貼好的應(yīng)變片，在溫度一定并承受一定的機(jī)械應(yīng)變時(shí)，指示應(yīng)變值隨 ____的變化。 （ ） 11. 直流電橋與交流電橋相比，交流電橋的主要優(yōu)點(diǎn)是 ______。 A． PN結(jié)光電二極管電路 B． PNP 型晶體管集成電路 C． MOS 型晶體管開關(guān)集成電路 D． NPN 型晶體管集成電路 （ ） 15. 為了抑制干擾，常采用的電路有 ______ 。 A．大于、等于 B. 小于 C. 小于﹑等于 D. 任何情況 （ ） ， 表示傳感器的 ________ 。 （ ） _____。 （ ） 27. 濕度傳感器是指能將濕度轉(zhuǎn)換為與其成一定比例關(guān)系的 _____輸出的器件式裝置。 D. 光生伏特 （ ） 35. 在光作用下，使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱（ ）效應(yīng)。 （ ） ________ 。 （ ABC ） 10. 下列傳感器 可以進(jìn)行位移測(cè)量的傳感器有 __________。 4. 橫向效應(yīng) .應(yīng)變計(jì)既敏感縱向應(yīng)變，又同時(shí)受橫向應(yīng)變影響而使靈敏系數(shù)及相對(duì)電阻比都減小的現(xiàn)象，稱為橫向效應(yīng)。 綜合練習(xí) 8. 熱釋電效應(yīng) .指該種材料中自發(fā)極化的強(qiáng)度隨溫度的變化而變化的效應(yīng) 。 12. 聲表面波 .聲表面波是一種沿彈性基體表面?zhèn)鞑サ穆暡ǎ湔穹S壓電基體材料深度的增大按指數(shù)規(guī)律衰減。 16. 霍爾效應(yīng) .一塊半導(dǎo)體薄片，如果在其相對(duì)的兩邊通入電流 I，且電流與磁場(chǎng)垂直，則在半導(dǎo)體的另兩邊將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差 UH，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。 19. 氣敏傳感器 .利用 氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)，導(dǎo)致敏感元件阻值變化 。 對(duì)模擬式儀表，當(dāng)輸入量連續(xù)變化時(shí)，輸出量只做階梯變化，則分辨力就是輸出量的每個(gè)階梯所代表的輸入量的大小。 當(dāng)試件初始空載時(shí)，應(yīng)變計(jì)示值仍會(huì)隨時(shí)間變化的現(xiàn)象稱為 零漂 。 答：交流電橋平衡時(shí)，必須同時(shí)滿足電阻和電容平衡兩個(gè)條件 。 答 : 當(dāng)被測(cè)物理量作用于彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，引起應(yīng) 變片的電阻值變化，通過測(cè)量電路變成電量輸出。 光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。 8. 試述 SAW壓力傳感器的原理 。 答： 通常器件工作在空氣中，由于氧化的作用，空氣中的氧被半導(dǎo)體（ N型半導(dǎo)體）材料的電子吸附負(fù)電荷，結(jié)果半導(dǎo)體材料的傳導(dǎo) 電子減少，電阻增加，使器綜合練習(xí) 件處于高阻狀態(tài)；當(dāng)氣敏元件與被測(cè)氣體接觸時(shí)，會(huì)與吸附的氧發(fā)生反應(yīng)，將束縛的電子釋放出來，敏感膜表面電導(dǎo)增加，使元件電阻減小。 15. 傳感器由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？ 答：傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路三部分組成 1）敏感元件：感受被測(cè)量 2）轉(zhuǎn)換元件：將響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電參量 3）基本電路：把電參量接入電路轉(zhuǎn)換成電量 16. 分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？ 答： ① 原因是改變了空氣隙長度 ； ② 改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，最好使用差動(dòng)式傳感器，其靈敏度增加非線性減少。 18. 光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч猓抗鈱?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射， 直至傳遞到另一端面。 答： 相敏檢測(cè)電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測(cè)量信號(hào)。 使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤差，保證輸出信號(hào)與 輸入作用力間的線性關(guān)系 ,因此需要測(cè)量電路具有無限大的輸入阻抗。試證明： Ucd=（ E/2） (Δ R/R)。 （ 2）討論能獲得最大的信號(hào)電壓的
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