【正文】 幅值而變化的疏密度不同的等幅波 . ，阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器 無源濾波器 : 一階 RC 低通濾波器 一階 RC 高通濾波器 RC 帶通濾波器 可以看作為低通濾波器和高通濾波器的串聯(lián) 第一章 傳感器的一般特性 1. 傳感器的定義？ 傳感器是將各種非電量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)?另一種物理量（一般為電量）的裝置。 2. 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)有哪些？ 傳感器的固態(tài)化、傳感器的集成化和多功能化、傳感器的圖像化、傳感器的智能化 3. 傳感器的作用是什么？ 4. 傳感器技術(shù)的三要素。傳感器由哪 3 部分組成？ 三要素是：檢測(cè)原理、材料科學(xué)、工藝加工。 傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測(cè)量電路三部分組成，有時(shí)還需要加輔助電源 5. 傳感器的靜態(tài)特性有哪些？并理解其意義。 6. 什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)主要有哪幾個(gè)？ ① 動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 ② 7. 畫出傳感器的組成方框圖，各部分的作用。 8. 什 么是傳感器的精度等級(jí)？一個(gè) 級(jí)電壓表的測(cè)量范圍是 0~100V，那么該儀表的最大絕對(duì)誤差為多少伏？ 第二章 應(yīng)變式傳感器 9. 應(yīng)變片有那些種類？ 金屬絲式、金屬箔式、半導(dǎo)體式 。 10. 應(yīng)變式傳感器由哪兩個(gè)主要部分組成。 應(yīng)變式傳感器包括兩個(gè)部分：一是彈性敏感元件，利用它將被測(cè)物理量（如力、扭矩、加速度、壓力等）轉(zhuǎn)換為彈性體的應(yīng)變值；另一個(gè)是應(yīng)變片作為轉(zhuǎn)換元件將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。 11. 什么是壓阻效應(yīng)？影響壓阻系數(shù)的因素？ 單晶硅材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化，這種現(xiàn)象被稱為壓阻效應(yīng)。⑵影響壓阻系數(shù)的因素 主要是擴(kuò)散電阻的表面雜質(zhì)濃度和溫度。 12. 應(yīng)變式傳感器接成應(yīng)變橋式電路的理解、輸出信號(hào)計(jì)算。 為了減少溫度影響，壓阻器件一般采用恒流源供電，如圖（ 227）所示。 假設(shè)電橋中兩個(gè)支路的電阻相等，即 RABC=RADC=2（ R+ △RT ），故有 RABC=RADC=2I 因此電橋的輸出為 Usc=UBD=1/2 .I.（ R+ △R+ △RT ） 1/2 .I.（ R △R+ △RT ） 整理后得 Usc=I △ R 可見，電橋輸出與電阻變化成正比，即與被測(cè)量成正比，與恒流源電流成正比，即與恒流源電流大小和精度有關(guān)。但與溫度無關(guān)，因此不受溫度的影響。 13. 怎樣用應(yīng)變式傳感器設(shè)計(jì)成測(cè)力 /壓力 /加速度傳感器？ 14. 電阻 /半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理各基于什么效應(yīng)工作的？ 15. 半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬應(yīng)變片各有哪些特點(diǎn)。 第三章 電容式傳感器 16. 電容式傳感器按工作原理可分為哪幾種？ 按轉(zhuǎn)換原理不同，可以分為自感式和互感式兩種； 按接樓類型不同，可以分為氣隙型和螺管型兩種。 17. 寄生電容和分布電容對(duì)電容式傳感器有什么影響？解決電纜電容影響的方法 —— 驅(qū)動(dòng) 電纜技術(shù)的原理？ 一般電容傳感器的電容很小，如果激勵(lì)電源頻率較低，則電容傳感器的容抗很大。因此，對(duì)傳感器絕緣電阻要求很高；另一方面?zhèn)鞲衅鞒袠O板間電容外，極板與周圍的物體（各種元件甚至人體）也產(chǎn)生電容聯(lián)系，稱之為寄生電容。它不但改變了電容傳感器的電容量，而且由于傳感器本身電容量很小，寄生電容極不穩(wěn)定，這就導(dǎo)致傳感器特性不穩(wěn)定，對(duì)傳感器產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。為此必須采用靜電屏蔽措施，將電容器極板放在金屬殼體內(nèi)，并將殼體與大地相連。同樣原因，其電極引出線也必須用屏蔽線，屏蔽線外套要求接地良好。盡管如此，電容式傳 感器仍然 存在以下兩個(gè)問題。 ① 屏蔽線本身電容量較大，每米最大可達(dá)幾百皮法，最小有幾皮法。當(dāng)屏蔽線較長(zhǎng)時(shí)，其本身電容量很大，往往大于傳感器的電容量，而且分布電容與傳感器電容相并聯(lián)，使傳感器電容相對(duì)變化量大為降低，因而導(dǎo)致傳感器靈敏度顯著下降。 ②電纜本身的電容量由于放置位置和形狀不同而有較大變化，這將造成傳感器特性不穩(wěn)定。 目前解決電纜電容影響問題有效辦法是采用驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù)。驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù)的基本原理是使用電纜屏蔽層電位跟蹤與電纜相連接的傳感器電容極板電位。要求二電位的幅值和相位均相同，從而消除電纜分布電容的影響 18. 什么是電容 電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)？減小邊緣效應(yīng)的方法。 19. 了解一兩種實(shí)際傳感器的工作原理？ 20. 傳感器工作在差動(dòng)狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？靈敏度、非線性度？ 第四章 電感式傳感器 21. 了解差動(dòng)變壓器的用途及特點(diǎn)。 常用于測(cè)量振動(dòng)、厚度、應(yīng)變、壓力、加速度等各種物理量。 22. 差動(dòng)變壓器和一般變壓器的區(qū)別？ 差動(dòng)變壓器的工作原理與一般變壓器基本相同。不同之點(diǎn)是：一般變壓器是閉合磁路，而差動(dòng)變壓器是開磁路；一般變壓器原、副邊間的互感是常數(shù)（有確定的磁路尺寸），而差動(dòng)變壓器原、副邊間的互感隨銜鐵移動(dòng)做相應(yīng)的變化。 23. 差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因？及 消除方法？ 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因如下：①基波分量。②高次諧波。 消除零點(diǎn)殘余電壓一般可以用以下方法： 1．從設(shè)計(jì)和工藝上保證結(jié)構(gòu)對(duì)稱性； 2. 選用合適的測(cè)量線路； 3． 采用補(bǔ)償線路 24. 電渦流式傳感器的工作原理。 傳感器線圈由高頻信號(hào)激勵(lì)，使它產(chǎn)生一個(gè)高頻激勵(lì)磁場(chǎng) φi，當(dāng)被測(cè)導(dǎo)體靠近線圈時(shí)，在磁場(chǎng)作用范圍的導(dǎo)體表層，產(chǎn)生了與此磁場(chǎng)相較連的電渦流 ie，而此電渦流又將產(chǎn)生一交變磁場(chǎng) φe 阻礙外磁場(chǎng)的變化。從能量角度來看，在被測(cè)導(dǎo)體內(nèi)存在著電渦流損耗（當(dāng)頻率較高時(shí)，忽略磁損耗）。能量損耗使傳感器的 Q 值和等效阻抗 Z 降低，因此當(dāng)被測(cè)體與傳感器間的距離 d 改變時(shí)，傳感器的 Q 值和等效阻抗 Z 、電感 L 均發(fā)生變化，于是把位移量轉(zhuǎn)換成電量。這便是電渦流傳感器的基本原理。 ？ 恒定頻率的載波調(diào)幅與頻率變化的載波調(diào)幅 。 電渦流傳感器線圈外徑越大，線性范圍將越大，但靈敏度越低；與此相反，線圈外徑越小，傳感器靈敏度將越高，而線性范圍越小。若被測(cè)體是非磁性材料時(shí)，傳感器的靈敏度較被測(cè)體是磁性材料時(shí)為高。 第五章 壓電式傳感器 27. 什么是壓電效應(yīng)？什么是 逆壓電效應(yīng)？ ① 某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著某一方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又從新恢復(fù)不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 ② 當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。相反，在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。 28. 常用壓電材料有哪些？材料的對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)？ 具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)很多，如天然形成的石英晶體，人工制造的壓電陶瓷等。石英晶體的壓電系數(shù)比人工壓電陶瓷低得多。 29. 壓電傳感器能否測(cè)量緩慢變化和靜態(tài)信號(hào)？為什么？ 30. 用于壓 電傳感器的前置放大器主要作用是什么？ 壓電傳感器的前置放大器有兩個(gè)作用：一是把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出；二是放大壓電式傳感器輸出的弱信號(hào)。 31. 壓電傳感器的前置放大器電路形式主要有哪兩種？理解電荷放大器的作用？ 一種是電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓（傳感器的輸出電壓）成正比；另一種是電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。 電荷放大器是一個(gè)高增益，帶電容反饋的運(yùn)算放大器。 第六章 數(shù)字式傳感器 32. 碼盤傳感器最小分辨角度及最外圈碼道的角節(jié)距的計(jì)算。 n 位（ n 個(gè)碼道）的二進(jìn)制碼盤具有 2n 種不同的編碼，稱其容量 為 2n，其最小分辨力 θ1 ＝ 3600 / 2n ,它的最外圈角節(jié)距為 2θ1 ； 33. 碼盤傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的應(yīng)用？ 34. 光柵 傳感器 的 測(cè)量原理，及被測(cè)量是什么？ 當(dāng)標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí)，形成的莫爾條紋產(chǎn)生亮暗交替變化，利用光電接收元件將莫爾條紋亮暗變化的光信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，并用數(shù)字顯示，從而測(cè)量出標(biāo)尺光柵的移動(dòng)距離。 35. 莫爾條紋是怎樣形成的？其寬度和什么有關(guān)？會(huì)計(jì)算莫爾條紋的分辨力。 把光柵常數(shù)相等的主光柵和指示光柵相對(duì)疊合在一起（片間留有很小的間隙），并使兩者柵線（光柵刻 線）之間保持很小的夾角 θ，于是在近于垂直柵線的方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋。在 a a 線上兩光柵的柵線彼此重合，光線從縫隙中通過，形成亮帶；在 b b 線上，兩光柵的柵線彼此錯(cuò)開，形成暗帶。這種明暗相間的條紋稱為 莫爾條紋 。 36. 采用 什么 技術(shù) 可 測(cè) 量小于 柵距 的 位移量 ？ 第七章 熱電式傳感器 37. 常用測(cè)溫傳感器有哪些？各自的特點(diǎn)如何？ 38. 什么事熱電偶的的熱電效應(yīng)？熱電勢(shì)構(gòu)成？ 把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料 A、 B 連接成閉合回路，將它們的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度為 T 及 T0（設(shè) T T0 ）的熱源中，則在該回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)（簡(jiǎn)稱熱電勢(shì)），可用 EAB（ T， T0）表示，這種現(xiàn)象稱做熱電效應(yīng)。 熱電偶回路中所產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)所組成。 39. 熱電偶的三定律的理解。 （一）中間導(dǎo)體定律 （二）標(biāo)準(zhǔn)電極定律 (三）連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律 40. 熱電偶測(cè)溫原理。 41. 熱電偶冷端補(bǔ)償原理和必要性及補(bǔ)償導(dǎo)線法的補(bǔ)償原理。 由熱電偶測(cè)溫的原理知道，只有當(dāng)熱電偶冷端溫度保持不變時(shí)，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)。在應(yīng)用時(shí)，由于熱電偶工作端與冷端距離很近， 冷端又暴露于空間，容易受到周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，因而冷端溫度難以保持恒定，為此必須進(jìn)行補(bǔ)償。 42. 熱電阻在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)為什么一般采用三線制接線方式？ 為避免或減小導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)溫的影響，工業(yè)熱電阻多半采用三線制接法，即熱電阻的一端與一根導(dǎo)線相接，另一端同時(shí)接兩根導(dǎo)線。工業(yè)熱電阻有時(shí)用不平衡電橋指示溫度，例如動(dòng)圈儀表是采用不平衡電橋原理指示溫度的。這種情況下，雖然不能完全消除連接導(dǎo)線電阻 r 對(duì)測(cè)溫的影響，但采用三線制接法肯定會(huì)減少它的影響。 43. 鉑電阻的用處 —— 基準(zhǔn)熱電阻、標(biāo)準(zhǔn)熱電阻 。 44. 熱敏電阻的主要用途有哪 些？ 熱敏電阻器的用途主要分成兩大類，一類是作為檢測(cè)元件，另一類是作為電路元件。 45. 用熱敏電阻設(shè)計(jì)自動(dòng)路燈電路。 46. 集成溫度傳感器 AD590 的主要特點(diǎn)。 47. 數(shù)字式集成溫度傳感器 —— DS18B20。 第八章 固態(tài)傳感器 48. 什么是霍爾效應(yīng)？請(qǐng)作圖說明。 49. 怎樣減小霍爾元件的溫度誤差？ 50. 霍爾集成傳感器 —— 線性、開關(guān)兩類內(nèi)部構(gòu)成。 51. 磁敏二極管通常在電路怎樣偏置？ 52. 探測(cè)微弱光應(yīng)采用何種傳感器？ 53. 什么是光電效應(yīng)，什么是光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)？ 54. 什么是內(nèi) /外光電效應(yīng)？利用此效應(yīng)制作的典型傳感器有那些？ 55. 光敏電阻的性能和光電阻、 暗電阻的關(guān)系或與光電流、暗電流的關(guān)系？ 56. 為什么光電池作光照度測(cè)量時(shí)要采用短路輸出形式？ 57. 硅光電池的開路電壓 /電流與光照度的關(guān)系。 58. 硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率理論最大值和實(shí)際值？ 59. 光電器件的物理基礎(chǔ)是什么效應(yīng)。光電效應(yīng)通常分為外光電和內(nèi)光電效應(yīng)，代表性元件有哪些？ 60. 在電路中使用光敏二極管怎樣偏置？ 61. 怎樣從愛因斯坦光電效應(yīng)方程，理解光頻閾值（紅限頻率）的概念和意義 62. 氣敏傳感器的原理，掌握氣敏報(bào)警電路工作原理？ 63. 用電阻式濕度傳感器測(cè)量濕度時(shí)，所加的激勵(lì)電源應(yīng)為直流電源 /交流電源？為什么。 64. 氧化鋯氧敏元件在測(cè)定氣體濃度 時(shí)用法？