传感器复习-名词解释简答

名词解释：传感器的基本特性：静态特性：指被测量的值处于稳定状态时，其输出与输入关系特性。线性度（非线性误差）：是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度灵敏度：传感器的灵敏度是其在稳态下输出增量△y与输入增量△x的比值，常用Sn来表示即Sn=△y/△x重复性：重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测量时，所得其输出特性曲线不一致性的程度迟滞现象：迟滞特性能表明传感器在正向（输入量增大）行程和反向（输入量减小）行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度。应变效应：导体或非导体材料在受到外界力（拉力或压力）作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻值的变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现象称为“应变效应”半导体应变片：半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应压阻效应：是指半导体材料，当某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。电涡流：电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，该电流的流线呈闭合曲线，类似水涡形状故称之为电涡流。接触电势：由于不同金属中的自由电子密度不同，因此当两种不同材料金属A和B接触时电子在两个方向上扩散的速率不一样，A.B两导体接触处产生电位差，称之为接触电势压电效应：当某些物质沿某一方向被施加压力或拉力时，会产生变形，此时这种材料的两个面将产生符号相反的电荷；当去掉外力时，他又重新回到不带电状态，这种现象称之为压电效应。反之某些物质的极化方向上施加电场，他就会产生机械变形，当去掉外加电场后，该物质的变形随之消失，这种电能转变为机械能的现象，称之为“逆电压效应”外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称之为外光电效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管。内光电效应：1.光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键和状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化称之为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。2.光生伏特效应：在光线作用下能够产生使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。基于这种效应的光电器件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。光纤传感器的类型：光纤传感器按传感器原理分为两类.一类是传光型，另一类是传感型。①在传光型光纤传感器中，光纤仅作为传播光的介质，对外界信息的“感觉“功能是依靠其他物理性质的功能元件来完成得，传感器中的光纤是不连续的，期间有中断，中断的部分要接上其他介质的敏感元件②传感型光纤传感器是利用对外界信息具有敏感能力和检测功能的光纤作传感元件，将传和感合为一体的传感器。这类传感器中，光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素作用下，其光学特性的变化来实现传和感的功能。霍尔效应：一块半导体薄片，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在他相对的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电势UH，即UH=KHIB，这一现象称之为霍尔效应(注：上面的H为下角标！)磁阻效应：当一载流导体放置于磁场中，其电阻会随磁场而变化，这种现象称之为磁阻效应。红外辐射/大气窗口：大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。根据分析证明，对于波长为1-5μm,8-14μm区域的红外光具有比较大的“透明度”，即这些波长的红外光能较好的通过大气层。莫尔条纹：若将两块光栅叠合在一起，并且使他们的刻线之间成一个很小的角度，由于遮光效应，两块光栅的刻线相交处形成亮带，而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成的暗带，在与光栅刻线垂直的方向，将出现明暗相间的条纹，称之为莫尔条纹简答题：什么叫做传感器？他有哪几部分组成？它们的作用以及相互关系怎样？答：传感器：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用的输出信号的器件或装置。传感器由敏感元件，转换元件，和其他辅助部件组成。敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱,因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。应变式加速度计结构与工作原理：在悬臂梁2的一端固定质量块1，梁的另一端用螺钉固定在壳体6上，在梁的上下两面粘贴应变片5，梁和质量块的周围充满阻尼液，用以产生必要的阻尼，测量振动时，将传感器壳体和被测对象刚性固定在一起，因此作用在质量块上的惯性力F=ma使悬臂梁产生变形，这样，粘贴在梁上用应变片所构成的电桥失去平衡而输出电压，此输出电压大小正比于外界振动加速度a运算型电容测厚传感器工作原理：在被测带材的上，下两侧各置一块面积相等，与带材距离相等的极板，这样极板与带材就构成了两个电容器C1和C2。把两块极板用导线连成一个电极，而带材就是电容的另一个电极，其总电容Cx=C1+C2，电容Cx与固定电容C0、变压器的次级L1和L2构成电桥，音频信号发生器提供变压器初级信号，经耦合作交流电桥的供桥电源。当被轧制板材的厚度相对于要求值发生变化时，则Cx变化，若Cx增大，表示板材厚度变厚；反之，板材变薄。变隙式差动压力传感器：当被测压力进入C型弹簧管时，C型弹簧管产生变形，其自由端发生位移，带动与自由端连成一体的衔铁运动，使线圈1和线圈2中电感发生大小相等符号相反的变化，即一个电感量增大，另一个电感量减小，电感的这种变化通过电桥电路转换为电压输出，所以输出电压与被测压力之间呈比例关系，所以只要用检测仪表测量出输出电压，即可得被测压力大小。转速测量：在一个旋转金属体上安装一只有N个齿的齿轮，旁边安装电涡流传感器，当旋转体转动时，齿轮的齿与传感器的距离变小，电感量变小；距离变大，电感量变大。经电路处理后将周期地输出信号，该输出信号频率f可用频率计测出，然后换算成转速n=f/N×60式中的n为被测转速（r/min）中间导体定律：在热电偶中插入第三种材料，只要插入材料两端的温度相同，对热电偶的总热电势没有影响。这一定律具有特别重要的实际意义：因为利用热电偶来测量温度，必须在热电偶回路中接入电气测量仪表，也就相当于接入第三种材料，根据中间导体定律，如果保证接入第三种材料同端温度相等，第三种导体的引入，不会影响回路热电势，它为热电偶引入测量仪表，对热电势进行测量，提供理论依据。叙述温敏晶体管的UBE-T关系为什么比温敏二极管的UBE-T关系更为线性：答：温敏二极管的温度特性只对扩展电流成立，但实际二极管的正向电流除扩散电流成分外，还包括空间电荷区中的复合电流和表面复合电流成分，这两种电流与温度的关系不同于扩散电流成分能够到达集电极形成的集电极电流，而晶体管的另外两种电流成分则作为基极电流漏掉，并不到达集电极，因此，晶体管的Ic-UBE关系比二极管的IF-UF关系更符合理想情况，所以表现出更好地电压-温度线性关系。（注：上面的BE和F均为下角标）为什么不能用压电传感器测变化比较缓慢的信号：答：由压电传感器等效电路可知，只有在外电路负载无穷大，且内部无漏电时，受力产生的电压U才能长期保持不变；如果负载不是无穷大，则电路就要以时间常数RLCe按指数规（上面L为下角标）律放电，由于外力作用的而使压电材料上产生电荷，该电荷只有在无泄漏的情况下才会长期保存，因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗，而实际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测量，只能在其上加交变力，电荷才能不断得到补充，可以供给测量电路一定的电流，故压电传感器只宜作动态测量，不能测变化比较缓慢的信号。石晶体的压电常数：d12含义：表示在延Y轴方向作用单位单向应力是，在垂直X轴表面产生的电荷第三行三列为0说明石英晶体在垂直于Z轴的平面内不会产生电荷第三列全为0说明石英晶体在沿Z轴方向作用力时，其他表面不产生电荷