发布时间 : 星期一 文章传感器原理及工程应用总复习 - 图文更新完毕开始阅读
其允许的最大绝对误差值相对于其测量范围的百分数。它可以用下式表示
式中A——检测系统的精度；
△A——测量范围内允许的最大绝对误差；
满量程输出。
检测系统设计和出厂检验时，其精度等级代表的误差指检测系统测量的最大允许误差。 1．5
检测系统的动态特性与性能指标
对于动态信号的检测，理想情况下，检测系统在输入量改变时，其输出量应能立即随之不失真地改变。在实际检测过程中，如果检测系统选用不当，输出量不能良好地追随输入量的快速变化会导致较大的测量误差，因此研究检测系统的动态特性有着十分重要的意义。系统的动态响应特性一般通过描述系统的微分方程、传递函数、频率响应函数、单位脉冲响应函数等数学模型来进行研究。
1 3．2 综合练习
1 3．2．1 填空
1．传感器是一种能够感受被测量，并能把外界被测量按一定规律转换成可用信号的＿＿和＿＿。
2．构成现代信息技术的三大支柱是＿＿、＿＿、＿＿，它们分别起到信息的＿＿、＿＿、＿＿＿ 作用。
3。传感器在机器人系统中可以起到感官作用，如类似于人的＿＿觉、＿＿觉、＿＿觉、＿＿觉。
4．传感器的静态特性指标主要有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等，而影响动态特性指标的主要参数是＿＿、＿＿、＿＿。
5．传感器最小检测量越小，则表示传感器＿ ＿越高。
6．红外传感器主要有＿＿、＿＿两大类型。其中热释电元件通过＿＿＿＿→热→＿＿＿＿的两次转换过程实现红外检测的。
7．交通警察进行酒后驾车检测时，一般通过检测＿＿含量，检测系统通常采用＿＿传感器。
8．红外光敏二极管只能接收＿＿＿ 光信号，对＿＿＿ 光没有响应。
9．金属应变片工作原理是利用＿＿效应；半导体应变片工作原理是利用＿＿效应。二者灵敏度系数主要区别是：金属应变片的电阻变化主要由＿＿引起的，半导体应变片的电阻变化主要由＿＿引起的。
10．电容式传感器，变极距型多用于检测＿＿，变面积型主要用于检测＿＿，变介电常数型可用于检测＿＿等参数。 11．块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称＿＿传感器。当被测＿＿材料的物体靠近它时，利用线圈的＿＿变
化进行非电量检测。
12。把一导体(或半导体)两端通以控制电流I，在电流垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称＿＿效应；利用这一效应的制作的元件一般可用于检测＿＿、＿＿。
13．磁敏电阻利用＿＿效应；磁敏二极管是利用＿＿在磁场中运动时受到作用的原理制成。
14．压电元件的工作原理是利用＿＿效应；目前使用的压电材料主要有： ＿、＿ 、＿＿＿
15．超声波的发射与接收换能器则是利用压电效应，其中超声波发射换能器是将＿＿能转换为＿＿能，它是利用压电元件的＿＿压电效应。
16．半导体材料在光线作用下，入射光强改变物质导电率的现象称 效应，基于这种效应的器件有 ；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应称＿＿效应，基于这种效应的器件有＿＿。 17。核辐射传感器是利用放射性同位素的原子核在没有外力作用下，自动的发生衰变过程中释放出＿＿、＿＿、＿＿三种射线，核辐射传感器是通过核辐射与物质间的＿＿、＿＿＿ 相互作用进行测量。
18．两个不同的金属导体两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度(T、To)不同时，回路中会产生电动势，这种现象称＿＿效应；热电势主要由＿＿和＿＿两个部分组成，所以能够产生热电势的必要条件是＿＿。
1 3．2．2 选择填空
1．选择以下传感器填入空内(每空填两项，可重复填写) 电阻应变片；磁敏电阻；霍尔传感器；气敏传感器；压电传感器；电容传感器；热释电器件；热敏电阻；光纤传感器；磁敏晶体管；电动式磁电传感器；光电二极管；差动变压器；红外传感器；色敏传感器；电涡流传感器；超声波传感器；光电开关；核辐射探测器；压阻式传感器；光电池；热电偶；CCD电荷耦合器件；集成温度传感器。 (1)选择合适小位移测量的传感器：＿＿。
(2)便于检测机械振动或加速度的传感器：＿＿。 (3)可用于磁场检测的传感器：＿＿。
(4)适用于家用电器的温度检测传感器：＿＿。 (5)可应用于图13．28中自动生产线瓶盖(金属)检测和标签检测的传感器分别为：＿＿。
2．选择填空
(1)负温度系数热敏电阻也称为＿＿热敏电阻， 在常温下其阻值随温度上升而＿＿。 A．PTC B． NTC C．增大 D．减小
(2)硅光电池的结构类似一只大面积半导体 ＿＿，属于＿＿器件。
A．二极管 B．三极管 C．有源 D．无源
(3)热释电元件属于＿＿红外线传感器，它可检测红外线的＿＿波长。
A．热电型 B．光量子型 C。全波段 D．有限段
(4)通常我们用绝对湿度、相对湿度和露点温度表示环境中的水蒸气含量，其中相对湿度表示为＿＿，量纲为＿＿。
3．画出下列传感器的电路图形符号
光敏电阻；光敏晶体管；光电池；光电耦合器；光敏二极管；发光二极管；压电元件；霍尔元件；热敏电阻；气敏传感器。
13．2．3分析与计算
1．图13．29a所示悬臂梁，距梁端部为L位置上下各粘贴完全相同的电阻应变片R1、已知电源电压U=4V，R=250Ω 是固定电阻，并且当有一个力F作用时，应变片电阻变化量为△R=2．5Ω，请分别求出图13—29b、c、d、e四种桥臂接法的桥路输出电压Uo。
图13．29 悬臂梁及电路结构
2．有一吊车的拉力传感器如图13-30所示，其中电阻应变片
贴在等截面轴上。已知标称阻值
桥路电压为2V，物重M引起变化增量
△R=1.2Ω。请完成以下内容：
(1)画出应变片组成的直流电桥电路，标出各应变片； (2)计算出测得的电桥输出电压和电桥输出灵敏度； (3)说明R3、R4起到什么作用?
3、图13．31a是电容式差压传感器结构示意图，金属膜 片与两盘构成差动电容两边压力分别为当时，
图13．31b为二极管双T型电路，电路中电容器分别
是图13．31a中差动电容电路中电阻为负载电阻，E电源是占空比为50％的方波。试分析以下两种情况时电阻RL上电压。
图13．31 电容式差压传感器 (1)当两边压力相等时，一个周期内负载电阻RL上的平均电压是多少? (2)当压力时，写出一个周期内负载电阻RL上的平均电压大小和方向。
4．参见第10章图10—10酒精测试仪电路示意图，图中LM3914是LED显示驱动器， LM3914内部有10个比较器，当输入电压增加时，