传感器与检测技术串讲讲义(2)

【答案】B

【解析】该题考查组成传感器每一部分的作用。 二、传感器的分类 【知识点】

1、按被测量对象分类； 2、按工作机理分类；

（1）物性型：如压电式、光电式传感器

（2）结构型：如电感式、电容式、光栅式传感器。 3、按被测物理量分类；如：位移传感器、温度传感器； 4、按传感器能量源分类；

（1）无源型（又称能量转换型）；如压电式、热电式、光电式传感器 （2）有源型（又称能量控制型）：如电阻式、电容式、电感式等传感器 5、按输出信号的性质分类；

（1）开关型（二值型 1或 0）：如行程开关、接近开关等 （2）模拟型：其输出为随时间作连续变化的电量。 （3）数字型：其输出为一串脉冲信号。

① 计数型 如：增量式编码盘 ② 代码型 如：绝对值式编码器

三、传感器的特性 【知识点】

1、传感器特性的定义：指输出与输入之间的关系； 2、传感器的特性包括：（1）静态特性 （2）动态特性

静态特性——当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系称为静态特性，简称静特性。

表征传感器静特性的指标有灵敏度、线性度、重复性等

动态特性——当传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为传感器的动态特性，简称动特性。

在评定传感器动特性时，动态测量输入信号的形式，通常采用正弦信号和阶跃信号。 历年试题3：（2006.10） 三、问答题

25、什么是传感器的静态特性？试举出三个表征静态特性的指标？

【答案】静态特性—当传感器的输入量x为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出y

与输入x之间的关系y=f(x)称为静态特性，简称静特性。 表征传感器静特性的指标有灵敏度、线性度、重复性等

【解析】该题考查传感器静特性的定义及主要静特性指标。

第二节 传感器及检测系统基本特性的评价指标

常见考点：

传感器及检测系统基本特性的评价指标 【知识点】

要求掌握传感器各种评价指标的含义。具体如下：

1、测量范围及量程；2、灵敏度；3、线性度；4、重复性；5、稳定性；6、动态特性；7、

环境参数

历年试题4：（2007.10）单选题

传感器的分辨力越高，表示传感器（ ）

A．迟滞越小 B．重复性越好 C．线性度越好 D．能感知的输入变化量越小 【答案】D

【解析】该题考查学生对传感器基本特性的评价指标的具体含义，要深入理解。

第二章 位移检测传感器

第一节 参量型位移传感器

常见考点：

1、电阻式位移传感器 2、电容式位移传感器 3、电感式位移传感器

一、电阻式位移传感器

【知识点】

1、线性电位计的结构及工作原理；

2、线性电位计的优缺点。

优点：结构简单、输出信号大。

缺点：要求输入能量大，有干摩擦，易磨损，产生噪声； 3、线性电位计的空载特性

Rx?Rx?KRx l 式中 错误！未找到引用源。—— 电位计的电阻灵敏度

电位计空载输出电压为 UO?Uix?Kux l 式中 ku—— 电位计的电压灵敏度。

历年试题5：（2006.10）问答题

对于电位计式位移传感器，其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响？

如何减小这个影响？

【答案】由于与电位计输出端并联的负载电阻要从电位计分出一些电流，所以使传感器

产生负载误差。

为减少这个影响，应使负载电阻满足错误！未找到引用源。 的条件。R为电

位计本身电阻。 二、电容式位移传感器

【知识点】

1、 电容式位移传感器的三种类型，即：变极距型；变面积型和变介质型； 2、 变极距型位移传感器灵敏度的计算，即：

当满足错误！未找到引用源。时，则其灵敏度错误！未找到引用源。 3、 容栅式位移传感器的分类及其特点；

4、 容栅式位移传感器的最大电容量的计算，即：错误！未找到引用源。 式中 n——可动容栅的栅极数；

a、b——分别为宽度和长度（m）

历年试题6（2005.10）单选题

若错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。分别为变极距型电容式传感器极板间的初始极距和极距的减小量，在错误！未找到引用源。的条件下，该电容传感器的灵敏度近似等于（ ）

A．错误！未找到引用源。 B. 错误！未找到引用源。 C. 错误！未找到引用源。 D. 错误！未找到引用源。 【答案】 D

【解析】该题考察变极距型位移传感器灵敏度的计算：当满足错误！未找到引用源。

时，则其灵敏度错误！未找到引用源。。 三、电感式位移传感器

【知识点】

1、 2、

电感式位移传感器的主要类型及其各自特点； 自感式位移传感器的类型及自感系数L的计算。

类型：气隙式、截面型和螺管型；

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 3、 4、

第二节 大位移传感器

常见考点：

1、磁栅式位移传感器 2、光栅式位移传感器 3、感应同步器式位移传感器 一、磁栅式位移传感器

【知识点】

1、 磁栅式位移传感器的种类及其特点；（长磁栅和圆磁栅） 2、 磁头的种类及其结构特点；（静态磁头和动态磁头）

3、 磁栅式位移传感器的工作原理，即磁头输出绕组输出电动势与被测位移量之间

互感式位移传感器零点残余电压的概念、产生的原因。 何谓涡流效应及其分类。

的关系。

历年试题7（2007.10）

7、磁栅式位移传感器测量位移时，其输出电动势为错误！未找到引用源。，磁尺剩磁信号的波长错误！未找到引用源。，求：若错误！未找到引用源。，此时所测得的位移量L。 【答案】 由题意知，错误！未找到引用源。，由已知条件可知：错误！未找到引用源。 由上两式比较可得，错误！未找到引用源。，所以，L=错误！未找到引用源。= 0.96 (mm)

【解析】该题要求熟练掌握磁栅式位移传感器的工作原理。 二、光栅式位移传感器与感应同步器

【知识点】

1、 光栅式位移传感器的种类及其特点；（长光栅和圆光栅）

2、 光栅栅距W与莫尔条纹间距错误！未找到引用源。之间的关系，即： 错误！未找到引用源。 = 错误！未找到引用源。

3、感应同步器的结构与种类。（直线式和旋转式）

第三章 力、扭矩和压力传感器

第一节 测力传感器

常见考点：

1、电阻应变式测力传感器 2、压电式力传感器 3、压磁式力传感器

一、电阻应变式测力传感器——参量型测力传感器

【知识点】

1、 电阻应变效应——错误！未找到引用源。 式中 k —— 应变片灵敏度系数 —— 应变

2、 应变仪电桥工作方式和输出电压

工作方式 应变片所在桥臂 单臂 双臂

四臂