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传感器原理及检测技术 2024尔雅满分答案
习题 待做
1
【填空题】
传感器由＿、＿、＿、＿四部分组成。
答案：敏感元件
传感元件
测量转换电路
电源
2
【填空题】
按构成滤波器的元件类型分为＿、＿滤波器 答案：RL RC
第一空：
第二空：
3
【填空题】
传感器实际曲线与理论直线之间的＿与输出满量程之比称为传感器的＿。 答案：最大误差 线性度
第一空：
第二空：
4
【填空题】
传感器的灵敏度是指稳态下，＿变化量与＿变化量的比值。对＿传感器来说，其灵敏度是常数。
答案：输出
输入
线性
5
【填空题】
作为传感器的核心部件，直接感受被测物理量并对其进行转换的元件称为＿。 答案：敏感元件
第一空：
6
【简答题】
什么是传感器？ 答案：能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置。
- 填写答案
7
【简答题】
什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？ 答案：传感器的静态特性是指被测量处于稳定状态下的输入输出关系。传感器的主要性能指标：灵敏度、分辨力和分辨率，测量范围和量程。
- 填写答案
8
【简答题】
传感器的分类方法有哪几种？各有什么优缺点？ 答案：传感器的分类方法有两种：按被测物理量性质（输入量）分类；按工作原理（转换原理）分类。
根据被测量的性质进行分类，优点是可以明确传感器的用途，便于使用者根据其用途选用；缺点是没有区分每一种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便于使用者掌握其工作原理和分析方法。
按工作原理（转换原理）分类，优点是对传感器的工作原理比较清楚，可以从原理上归纳传感器的共性和特性，类别少，适合于对传感器进行深入研究分析，其缺点是不便于使用者根据用途来选用传感器。
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9
【简答题】
传感器的信号调理电路有哪些？各有什么作用？ 答案：常见的信号调理电路有放大电路、线性化电路、信号形式变换电路、滤波电路等。放大电路主要是将微小的传感器输出信号放大后，便于显示与控制。线性化电路是对传感器的输出进行线性化处理，在工业现场，由于传感器和仪表之间、仪表和仪表之间的信号传送都采用标准信号，即0-5V直流电压或0-10mA、4-20mA直流电流。当用电压信号传送信号时，传输线会受到噪声的干扰，而且传输线的分布电阻会产生电压降。为了解决这个问题，通常采用电流来传输信号，这样我们就需要将电压信号转换成与之成正比的电流信号，即电压-电流转换。 电压-频率变换通常是将传感器的输出电压的大小转换成单位时间内脉冲数的多少，通过这种变换使输出信号抗干扰能力提高了，并且适合长距离传输，但是不适合实时性要求很高的场合。滤波电路主要是保留有用信号，去除干扰信号。
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习题 待做
1
【填空题】
半导体应变片的主要优点是＿。 答案：灵敏度高；灵敏度较大，机械滞后小、频率响应快
第一空：
2
【填空题】
电阻应变式传感器的测量转换电路为直流电桥，电桥灵敏度高、线性好、有温度自动补偿功能的是＿。 答案：
全桥
第一空：
3
【填空题】
影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是＿。 答案：导电材料几何尺寸的变化；导电材料几何尺寸变化
第一空：
4
【填空题】
制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属材料是＿。 答案：康铜
第一空：
5
【填空题】
压阻式固态压力传感器是利用硅的＿效应和集成电路技术制成的新型传感器。 答案：
压阻
第一空：
6
【填空题】
压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件＿起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件＿起来。 答案：
并联
串联
第一空：
第二空：
7
【填空题】
压电式传感器利用压电效应工作，常用的前置放大器有＿和＿。 答案：电压放大器
电荷放大器
第一空：
第二空：
8
【填空题】
用石英晶体制作的压电式传感器，晶面上产生的＿与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片＿和面积无关。答案：电荷；尺寸
第一空：
第二空：
9
【简答题】
什么是应变效应？ 答案：导体或半导体材料在外力作用下会产生机械变形，其电阻值发生变化的现象。
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10
【简答题】
电阻应变片可以分为哪几种？各有什么特点？ 答案：电阻应变片种类繁多，形式多样，但常用的应变片可分为两类:金属电阻应变片和半导体电阻应变片。金属电阻应变片根据敏感栅分为丝式、箔式和薄膜式三种。
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11
【简答题】
什么是压阻效应？ 答案：半导体材料在某一轴向受外力作用时, 其电阻率发生变化的现象
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12
【简答题】
压阻式传感器可以测量哪些物理量？ 答案：压力、应力、应变、速度、加速度、液位
- 填写答案
13
【简答题】
说明压电效应的原理。 答案：某些电介质如石英、钛酸钡等，在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。
石英等压电单晶压电系数很小（d=2.31×10-12oC/N），介电常数很低，但稳定性很高，在20o～200o的范围内压电常数的变化率只有-0.0001/oC，多用来作标准频率控制的振子、高选择性（多属高频狭带通）的滤波器以及高频、高温超声换能器等。
经极化处理的压电陶瓷具有非常高的压电系数，约为石英晶体的几百倍，但机械强度较石英晶体差，由于压电陶瓷的制造成本较低，因此目前国内外生产的压电元件绝大多数都采用压电陶瓷。
高分子压电材料成型性能良好、耐冲击、弹性柔软性好，可制造大面积薄膜。其声阻抗与水接近，能很好的与水介质匹配．可用来制作频率较高的换能器以及宽频带水听器。
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14
【简答题】
简述压电式传感器前置放大器的作用及两种形式各自的优缺点。 答案：前置放大器也有两种形式：电压放大器和电荷放大器。
电压放大器的输入电压与连接线路的分布电容Cc有关，当连接线路的长度改变时，分布电容Cc随之改变，输入电压Ui也随之改变，所以压电传感器放大器之间的连接线路不能随意更换，否则影响测量结果。
电荷放大器的输出与分布电容无关，只取决于输入电荷和反馈电容，且与 q 成正比，与分布电容无关，因此可以进行远距离测量，并且连接线的分布电容变化也不影响灵敏度，这是电荷放大器的最大特点。
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