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2018传感器与检测技术简答题

1.传感器是如何定义的？有哪几部分组成？

传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和

装置，由敏感元件和转换元件组成。

2.什么是传感器的静态特性？静态特性指标有哪些？并说明它们的含义。

传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的

传感器的输入-输出关系中不含时间变量。静态特性指标是线性度、灵敏度、分

辨率、迟滞、重复性和漂移。

3.什么是传感器的动态特性？其动态特性指标有哪些？

传感器的动态特性是指传感器对动态激励的响应特性，即输出对时间变化的输入

量的响应特性。零阶系统常采用灵敏度K，一阶系统常采用时间常数τ，二阶系

统常采用固有频率ω，阻尼比ξ等来描述。

4.测量误差分类有哪些？各自有什么特点？

①系统误差：由固定原因造成的，重复测定时，具有单向性、重现性和重复性，

是可校正的。

②随机误差：由不确定因素造成，可通过多次测量求平均值的方法来减小误差。

具有有界、单峰、对称、呈对称分布的特点。

③粗大误差：由操作不当引起的误差，应重新测量。

5.简述电阻应变效应。

指金属导体的电阻在导体受力产生形变时发生变化的物理现象。当金属电阻丝受

到轴向拉力时，长度增加而横截面变小，引起电阻增加。反之，受到轴向压力时

电阻减小。

6.常见的电阻应变片分为哪两类？各自特点是什么？

①金属电阻应变片：工作原理是基于应变效应导致其材料几何尺寸的变化；

②半导体电阻应变片：工作原理是基于半导体材料的压阻效应。

7.减小电阻应变片测量电桥非线性误差的方法有哪些？

①提高桥臂比；②采用差动电桥；③采用高内阻的恒流源电桥；

8.电阻应变片的温度误差是如何产生的？可以通过哪些方法加以消除？

产生原因：当测量环境温度发生变化，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系

数的差异性给测量带来了附加误差。

补偿方法：电桥补偿法和应变片自补偿法。

9.试分析差动测量电路在应变电阻式传感器测量中的好处。

①单臂电桥测量电路存在非线性误差，而半桥差动和全桥差动电路均无非线性

误差；

②半桥差动电路的电压输出灵敏度比单臂电桥提高了一倍。全桥差动电路的电

压输出灵敏度是单臂电桥的4倍。

10.简述自感式传感器的工作原理。

自感式传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。当被测量变化时，使衔铁

发生位移，引起磁阻变化，导致电感线圈的电感量变化，就能确定衔铁位移量的

大小和方向，这种传感器又称变磁阻式传感器。

11.什么是零点残余误差？其产生原因是什么？如何消除？

零点残余误差是指衔铁位于中间位置时的差动输出电压。

产生原因：①（线圈）传感器的两个二次绕组的电气参数和几何尺寸不对称，导

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致产生的感生电动势幅值不等、相位不同，构成零点残余电压的基波；

②（铁心）由于磁性材料磁化曲线的非线性，产生了零点残余电压的高次谐波；

③（电源）励磁电压本身含高次谐波。

消除方法：

①尽可能保证传感器的几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称；②采用适当的测

量电路，如差动整流电路。

12.什么是电涡流效应？举例说明电涡流传感器的应用，并分析其原理。

线圈通入交变电流，线圈下方导体会产生感应电流，电流的方向沿圆周方向转圈。

这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。

电涡流式传感器用于测量振动，位移，厚度，转数，温度，硬度等参数，还可以

进行无损探