【正文】 具體的技術(shù)措施，稱為 溫度補償 技術(shù)。 10. 傳感器的動態(tài)標定主要是研究傳感器的動態(tài)響應，而與動態(tài)響應有關(guān)的參數(shù)，對一價傳感器只有一個 時間常數(shù)τ ；對二價傳感器則有 固有頻率 ω n 和 阻尼比ξ 兩個參數(shù)。對新研制或生產(chǎn)的傳感器進行全面的技術(shù)檢定，稱為 標定 ；將傳感器在使用中或儲存后進行的性能復測，稱為 校準 。7. 靜態(tài)標定是指在靜態(tài)標準條件下，對傳感器的 靜態(tài)特性 、 靜態(tài)靈敏度 、 非線性 、 滯后 、 重復性 、等指標的確定。 絕對誤差 與儀表 的 滿量程 之比，這一指標通常用來表征儀器本身的精度，而不是 測量 的精度。 指測量結(jié)果 與 被測參量真值 之間所存在的差值的絕對值。 作業(yè)題 1．傳感器所能測量的最大被測量（即輸入量的數(shù)值）稱為 測量上限 ，最小的被測量稱為 測量下限 ，用這兩個數(shù)值表示的測量區(qū)間，稱為 測量范圍 。 。 應根據(jù)實際的需要和可能，在確保主要指標實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，放寬對次要指標的要求，以求高的性能價格比。靜態(tài)標定是指在靜態(tài)標準3 條件下，對傳感器的靜態(tài)特性、靜態(tài)靈敏度、非線性、滯后、重復性、等指標的確定。 7．什么是傳感器的標定、動態(tài)標定及靜態(tài)標定 傳感器的標定 :是指在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標準器具對傳感器進行標度。對于連續(xù)時間系統(tǒng)來說，沖激響應一般用 函數(shù) h(t)來表示 。 (3)平穩(wěn)隨機激勵時，輸出和輸入的互譜與輸入的自譜之比。 頻率響應函數(shù)： (1)簡諧激勵時，穩(wěn)態(tài)輸出相量與輸入相量之比。動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。 11 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性又稱長期穩(wěn)定性，即傳感器在相 當長時間內(nèi)保持其原性能的能力。 9 閾值： 閾值是指能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨能力。 靈敏度： 靈敏度 指示器的相對于被測量變化的位移 率， 靈敏度 是衡量物理儀器的一個標志，特別是電學儀器注重儀器 靈敏度 的提高。取其中最大值與輸出滿度值之比作為評價 線性度 （或非線性誤差）的指標 4）遲滯：傳感器在正（輸入量增大）或（輸入量減?。┬纬芍休敵鲚斎肭€不重合成為遲滯。 2）量程：檢測上限和檢測下限的代數(shù)差為量程。在該范圍內(nèi)規(guī)定了測量儀器儀表的不確定度限。這種分類方法便于使用者選用傳感器。 電阻式、電感式、電容式 三種基本形式。結(jié)構(gòu)型傳感器依靠傳感器的 結(jié)構(gòu)參數(shù) 變化而實現(xiàn)信號變換。 ，如用電橋?qū)㈦娐沸詤?shù)（如電阻電容電感）轉(zhuǎn)換為可供傳輸 處理顯示和幾率的 電壓 或電流 信號；利用濾波電路抑制 噪聲 和選出 有用 信號；對在傳感器及后續(xù)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的一些誤差作必要的 補償 和 校正信號送入計算機以前需經(jīng) 模 數(shù)轉(zhuǎn)換 及在計算機處理后續(xù)處理時需經(jīng) 數(shù) 模轉(zhuǎn)換 等。相應地對信 號也有 有用 信號和 干擾 信號的提法，但這是相對的。傳輸他的載體稱為 信號 。 、運動和特征等方面的 信息 。 為滿足測試要求，對傳感器的一般要求有哪些？答： 1）靈敏度高、線性度好； 2）輸出信號信噪比高，這要求其內(nèi)噪聲低，同時不應引入 外噪聲； 3）滯后、漂移??； 4）特性的復現(xiàn)性好，具有互換性； 5）動態(tài)性能好； 6）對測量對象的影響小，即“負載效應”較低。按照物理原理分類，可分為：電路參量式傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器、光電式傳感器、波式傳感器、熱點式傳感器、射線式傳感器、半導體式傳感器、其他原理的傳感器等。 按傳感器的工作機理、能量轉(zhuǎn)化方式、輸入量及物理原理四種方法，傳感器分別是如何分類 的？ 答：按照傳感器的工作機理，可分為結(jié)構(gòu)型與物性型兩大類。 畫出測試系統(tǒng)（不含信號處理功能）的組成框圖，并說明各組成部分的作用。測試工作總是根據(jù)一定的目的和要求，獲取有限的、觀察著感興趣的某些特定的信息。 簡述測試工作的任務(wù)。信息總是通過某種物理量的形式表現(xiàn)出來，這些物理量就是信號。信息一般理解為消息、情報或知識。1 什么是測試、信息、信號、傳感器？ 答：測試是具有試驗性質(zhì)的測量。測試是人類認識自然、掌握自然規(guī)律的實踐途徑之一，是科學研究中獲得感性材料、接受自然信息的途徑，是形成、發(fā)展和檢驗自然科學理論的實踐基礎(chǔ)。信號是信息的載體。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應關(guān)系的、便于應用的另一種量的測量裝置。 答：測試工作是為了獲取有關(guān)研究對象的狀態(tài)、運動和特 征等方面的信息。測試工作總是要用最簡捷的方法獲得和研究任務(wù)相聯(lián)系的、最有用的、表征特征的有關(guān)信息，而不是企圖獲得該事物的全部信息。 答： 傳感器是由哪幾部分組成的？ 答：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。按照傳感器的能量轉(zhuǎn)化情況，可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器。按照傳感器的輸入量分類：幾何量、力學、溫度、濕度、實踐、電量、磁性、光學、聲學、射線、化學、生理。 作業(yè)題： 測量 和 試驗 兩方面，凡需要考查食物的狀態(tài)變化和特征等并對他進行 定量 的描述時，都離不開測試工作。從物理學觀點出發(fā)，他的物質(zhì)所固有的，是其客觀存在或運動狀態(tài)的特征。 ，但是信號中既含有我們所需的信息，也常常含有大量我們不感興趣的其他信息，后者統(tǒng)稱為 干擾 。 是測試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測試系統(tǒng)或測試過程中需要觀測的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。 ，傳感器可分為機構(gòu)性和物性型兩大類。物性型傳感器在實現(xiàn)變化過程中傳感器的 結(jié)構(gòu)參數(shù) 基本不變，而僅依靠傳感器中元件內(nèi)部 物理、化學 性傳感器 信號變換 顯示、記錄 被測量 觀測 2 質(zhì)變化實現(xiàn)傳感功能。 ，例如用來測力的稱 力 傳感器，測量位移的稱 位移 傳感器。 1．解釋下列名詞 1） 測量范圍： 由被測量或供給量的兩個值限定的范圍。一個儀器儀表可以有幾個測量范圍 量程。 3）線性度： 實際曲線與其兩個端點連線（稱理論直線）之間的偏差稱為傳感器的非線性誤差。 重復性： 重復性是用本方法在正常和正確操作情況下，由同一操作人員，在同一實驗室內(nèi)，使用同一 儀器 ，并在短期內(nèi)，對相同試樣所作多個單次測試結(jié)果，在 95％概率水平兩個獨立測試結(jié)果的最大差值 。通過 靈敏度 的研究可加深對儀表 的構(gòu)造和原理的理解 靈敏度誤差： 天平靈敏度示值與約定真值之差 分辨力：分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測輸入量的最小變化值。 10 漂移：漂移是指在一定時間間隔內(nèi)，傳感器的輸出存在著與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化。 2．什么是傳感器的靜特性、動特性？ 傳感器的靜特性是指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系。 3．不失真檢測的條件是什么？ 傳感器無失真檢測條件是：幅頻特性應當是常數(shù)（即水平直線）（如同 a）；相頻特性應該是線性關(guān)系（如圖 b） 4．傳遞函數(shù)、頻率響應函數(shù)、脈沖響應函數(shù)是如何定義的？ 傳遞函數(shù)： 零初始 條件下線性系統(tǒng)響應 (即輸出 )量的拉普拉斯變換 (或 z 變換 )與激勵 (即輸入 )量的拉普拉斯變換之比 。 (2)瞬態(tài)激勵時，輸出的傅里葉變換與輸入的傅里葉變換之比。 脈沖響應函數(shù)： 在信號與系統(tǒng)學科中，沖激響應 (或叫 脈沖響應 )一般是指系統(tǒng)在輸入為單位沖激 函數(shù) 時的輸出 (響應 )。 5．傳感器動態(tài)特性的評價指標有哪些？ 當測量隨時間變化的參數(shù)時，壓力、震動、 溫度、都會 影響 6．測定頻率響應函數(shù)的方法有哪幾種？ 正弦信號激勵、脈沖信號激勵、階躍信號激勵。傳感器的動態(tài)標定主要是研究傳感器的動態(tài)響應，而與動態(tài)響應有關(guān)的參數(shù)，對一價傳感器只有一個時間常數(shù)τ；對二價傳感器則有固有頻率 ω n 和阻尼比ξ兩個參數(shù)。 。在設(shè)計、制造傳感器時合理選擇其結(jié)構(gòu)、材料和參數(shù)是保證具有良好性能價格比的先提。 1）將傳感器全量程（測量范圍）分成若干等間隔點； 2）根據(jù)傳感器量程分點情況，由大到小逐點輸入標準量值，并記錄下與各輸入直相對應的輸出值； 3）將輸入值再由大到小逐點減小下來，同時記錄相應的各輸出值； 4）按 2）， 3）所述過程，對傳感器進行正、反行程反復循環(huán)多次測試，將得到的輸出 輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或畫成 曲線； 5）對測試數(shù)據(jù)進行必要的處理，根據(jù)處理結(jié)果，可以確定傳感器的線性度、靈敏度、滯后和重復性等靜態(tài)特性指標。 理論輸出值 的偏離程度。 絕對誤差 與被測量真值的比值，通常以百分數(shù)表示。 輸入量 作用時，輸出 輸入之間的關(guān)系，通常為 相應特性 。 8. 傳感器的標定是指在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標準器具對傳感器進行 標度 。 器產(chǎn)生已知的非電量（如校準、壓力、位移等），作為 輸入量 ，輸入到待標定的傳感器中，然后將傳感器的 輸出量 與 輸入的標準量 作比較，獲得一系列校準數(shù)據(jù)或曲線。 （或稱非線性補償）方法有一下兩種： 開環(huán)式 非線性補償法和 非線性反饋 補償法。 差靈敏度是指傳感器輸出變化量與引起該輸出量變化的 溫度變化量 之比。 思考題： 1 簡述電容式傳感器的工作原理。實際上，它本身就是一個可變電容器。 電容式傳感器的測量電路有哪些？ 答：電容式傳感器的測量電路有：（ 1）電橋電路（ 2）運算放大器 式電路（ 3）調(diào)頻電路（ 4）脈沖調(diào)寬電路 簡述電容式傳感器的誤差分析與補償方法。（ 2）消除和減小邊緣效應。（ 4）防止和減小外界干擾。 答：電容式傳感器的主要性能有靜態(tài)靈敏度，非線性和動態(tài)特性。 6 、 簡述電容式傳 感器的優(yōu)缺點。 電容式傳感器的缺點是輸出阻抗高，負載能力。 答：近年來，在變面積型電容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展成一種新型傳感器，稱為容柵傳感器，它分為長容柵和圓容柵兩種。將固定容柵和可動容柵的柵極面相對放置，中間留有間隙δ，形成一對對電容，這些電容并聯(lián)連接。 作業(yè)題： 1 在應用中電容式傳感器有三種基本類型，即 變極距型 或稱 變間隙 (δ )型、 變 面積 (S)型和 變介電常數(shù) (ε )型。 2 容柵傳感器是在 變面積型電容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型傳感器，它分 為 長容柵 和 圓容柵 兩種。 變極距式電容傳感器的電容變化量△ C 與極距的變化量△δ之間不是 線性 關(guān) 系。這種類型的傳感器一般用來測量 微小變化 的量。為了改善變極距式電容傳感器的非線性，可以采用 差動形式 ，并使輸出為 兩電容之差。 變面積型和變介電常數(shù)型（測厚除外）電容傳感器具有很好的線性，但它們 的結(jié)論都是在忽略了 邊緣效應 下得到的。 電容式傳感器的主要缺點是：① 輸出阻抗高 ，負載能力差；② 寄生電容 影響大；③ 輸出特性 非線性。 思考題： 說明變氣隙型電感傳感器、差動變壓器式傳感器和渦流傳感器的主要組成、工作原理和基本特性。線圈是套在鐵心上的，在鐵心與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為δ。 當外部作用力作用在傳感器的運動部分時，銜鐵將產(chǎn)生位移，使空氣隙δ發(fā)生變化，磁路磁阻 Rm發(fā)生變化，從而引起線圈電感的變化。 ② 差動變壓器式傳感器主要由鐵心、銜鐵和線圈組成。上下兩個鐵心及初級、次級線圈是對稱的。上下兩個初級線圈串聯(lián)后接交流激磁電壓 1，兩個次級線圈按電勢反相串聯(lián)。缺點是示值范圍小，非線性嚴重。線圈用高強度漆包線或銀線繞制而成，用粘合劑站在框架端部，也可以在框架上開一條槽，將導線繞在槽內(nèi)形成一個線圈。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應。 為什么螺管型電感傳感器比變氣隙型電感傳感器有更大的測位移范圍？ 答：變氣隙型靈敏度高，因為原始氣隙δ 0 一般取得很?。?~），當氣隙變化為△