传感器原理及工程应用总复习 - 图文

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,

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)