1、1=1基本概念傳感器的定義：工程中通常把直接作用于被測量，能按一定規律將其轉換成同 種或別種量值輸出的器件稱作傳感器。傳感器的分類。（1）物性型傳感器：依靠敏感元件材料本身物理化學性質的變化來實現信號 變換的傳感器。屬于物性型傳感器有：光電式和壓電式，如：電阻應變片，壓電 式加速度計，光電管等。（2）結構型傳感器：依靠傳感器結構參量的變化實現信號轉換。屬于結構型 傳感器的有：電感式，電容式，光柵式。如：電容傳感器，渦流傳感器，差動變 壓器式等。（3）按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（光電式傳感器）靜態指標：線性度，靈敏度，重復性等。（1）線性度：指測量裝置輸出、輸入之間保持常值比例關系的

2、程度。（2）靈敏度：輸出的變換量與輸入的變換量之比。（3）重復性：指測量系統在輸入量按同一方向做全量程連續多次測試時所得 輸入、輸出特性曲線不重合程度。動態指標：屬于傳感器動態性能的有：固有頻率，靈敏度：（1）測試系統的靈敏度越高，則其測量范圍：越窄（2）對于理想的定常線性系統，靈敏度是（常數）（3）傳感器靈敏度的選用原則。盡量選用靈敏度高的傳感器 盡量選 用信噪比大的傳感器當被測量是向量時要考慮交叉靈敏度的影響過高的 靈敏度會縮小其適用的測量范圍線性度：非線性度是表示校準曲線（偏離擬合直線）的程度。穩定性：測試裝置在規定條件下保持其測量特性恒定不變的能力稱（穩定度）精確度：（1）精度：也稱為

3、精確度，是反映測量系統誤差和隨機誤差的綜合誤差指標， 即準確度和精密度的綜合偏差程度。（2）傳感器精確度的選用原則。 盡量選用精確度高的傳感器，同時考慮 經濟性對于定性試驗，要求傳感器的精密度高對于定量試驗，要求傳感 器的精確度高傳感器的精確度越高，價格越昂貴。可靠性：是指在使用環境和運行指標不超過極限的情況下，系統特性保持不變 的能力。在靜態測量中，根據繪制的定度曲線，可以確定測量系統的三個靜態特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。在非電量電測法中，總是將被測信號轉換成（電信號）傳感器測量方式的選用原則。 工作方式不同對傳感器要求也不同 對運 動部件，往往需要非接觸測量對自動控制與檢測系統應進行

4、在線測量對 危險的工作場合，應采用遙測裝置。測量裝置有效地辨別緊密相鄰量值的能力稱（分辨力）通常物性型傳感器的工作頻率范圍（較寬 ）傳感器響應特性的選用原則。響應特性必須滿足不失真測量條件延遲 時間越短越好物性型傳感器響應較快，可工作頻率范圍寬；結構型傳感器固 有頻率低，可工作頻率較低充分考慮被測物理量的變化特點。電參數型傳感器：被測量變化導致電阻、電感、電容發生變化的敏感元件統 稱為電參數型傳感器。按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（光電式傳感器）測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（容柵型 ）對差動變壓器式傳感器進行靜態定標時，鐵芯向上和向下運動時零點不一致 的原因是（零點殘余電壓）差

5、動變壓器零點殘余電壓：由于兩個次級線圈結構不對稱，以及初級線圈銅 損電阻、鐵磁材質不均勻，線圈間分布電容等原因所形成的現象。渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優點是什么？能實現 非接觸測量，結構簡單，不怕油等介質污染。渦流傳感器能否測量大位移量?為什么?渦流傳感器不能測量大位移量，只有 當測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。光柵式 莫爾條紋光柵傳感器的輸出是（數字脈沖式）感應同步器：（1）（感應同步器）常用于測量大位移。（2）直線式感應同步器由哪兩個繞組組成？由固定繞組和滑動繞組組成。（3）鑒相式測量電路的作用是什么？檢測感應電動勢的相位，從而根據相位 確定位移量的大小和方向。

6、將電阻應變片貼在（彈性元件）上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參 數的傳感器。金屬絲應變片在測量某一構件的應變時，其電阻的相對變化產生的原因是（幾何尺寸變化）半導體應變片的工作原理是基于（壓阻效應）半導體應變片具有（靈敏度高）等優點。半導體應變片的特點：靈敏度高；由于機械滯后小、橫向效應小及體 積小等特點，擴大了使用范圍； 溫度穩定性能差；靈敏度分散度大，非線 性誤差大。金屬電阻應變片與半導體應變片的區別？金屬電阻應變片是利用導體形變引 起電阻的變化，而半導體應變片是利用半導體電阻率變化引起電阻的變化。應變片在彈性元件上的布置原則及幾種電橋接法具有溫度補償作用。貼在應變最敏感部位，使其靈敏

7、度最佳；在復合載荷下測量，能消除相 互干擾；考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具 有溫度補償作用。應變片的溫度補償法：消除由溫度引起的影響，或者對它進行修正以求出僅 由載荷作用引起的真實應變的方法。利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（兩 個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片）。直流電橋同一橋臂增加應變片數，則電橋靈敏度（不變）有人在使用電阻應變儀時發現靈敏度不夠，于是在半橋雙臂各串聯一片電阻 應變片，問是否提高靈敏度？為什么？不能提高靈敏度；因為電橋靈敏 度只與供橋電壓和電阻的相對變化有關。壓電式：（2）壓電式傳感器最好采用電荷放大器的原

8、因是（可忽略導線電容和分布電 容）（3）壓電式傳感器與一般電壓放大器連接使用時，中間加一級前置放大器，該放 大器主要用來（實現高阻抗輸入、低阻抗輸出）（4）壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。傳感器與電壓放大器連接的電路，其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正 比，但容易受電纜電容的影響。傳感器與電荷放大器連接的電路，其輸出電壓 與壓電元件的輸出電荷成正比，電纜電容的影響小。壓磁式扭矩儀的工作原理：壓磁式扭矩儀的軸是強導磁材料。根據磁彈效應， 當軸受扭矩作用時，軸的磁導率發生變化，從而引起線圈感抗變化，通過測量電 路即可確定被測扭矩大小。舉例說明兩類扭矩的測量原理。（1）軸類

9、零件受扭矩作用時，在其表面產生 切應變，可通過測量該應變檢測扭矩，如電阻應變式扭矩傳感器。（2 ）彈性轉軸 受扭后，兩端面的相對轉角只與所承受的扭矩有關，且呈比例關系，可通過測量 扭轉角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。通常采用的彈性式壓力敏感元件有（波紋管）可變磁阻式傳感器中，鐵芯磁阻比空氣隙磁阻（小得多）磁電式速度計輸出電量大小正比于（線圈與殼體的相對速度）磁電式速度計工作頻率范圍比本身固有頻率（高）壓電式加速度計的工作原理是基于（壓電效應）壓電式加速度計與測振儀之間可串聯的儀器有（電荷放大器）壓電式加速度計橫向靈敏度：表示它對橫向（垂直于加速度軸線）振動的敏感程度。壓電式加速度傳感器

10、是（適于測量動態）信號的傳感器。壓電式加速度計輸出電荷多少正比于（絕對加速度）壓電式加速度計電壓靈敏度：加速度計輸出電壓與所承受加速度之比。壓電式加速度計工作頻率范圍比本身固有頻率（低） 壓電式加速度計的工作頻率上限為（二2）影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是（前置放大器的輸入阻抗）壓電式加速度計的阻尼率一般為（& a O）對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率（盡量高些）固體半導體攝像元件CCD是一種（MOS型品體管開關集成電路）激光視覺傳感器將條形碼的信息傳輸的信號處理裝置的工作過程。（1）多面棱鏡高速旋轉，將激光器發出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。（2）條形碼反射的光束經光電轉換及

11、放大元件接收并放大后再傳輸給信號處理 裝置。人工視覺系統圖像處理中，對像素信息進行編碼的作用是（傳輸和存儲信 息）薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點：熱容量小（或熱慣性小），時間常數小， 反應速度快。測量不能直接接觸的高溫物體溫度，可采用（熱電偶）溫度傳感器。半導體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率（迅速下降 ）被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是（溫度 ）（半導體三極管）傳感器可用于醫療上-50C150C之間的溫度測量。測量等速變化的溫度時，為減少測量誤差，希望測溫傳感器的時間常數（小些 好）液柱溫度計屬于（一階系統）電容式濕度傳感器只能測量（水分）濕度。在一個測試系統中直接獲取被測對象信息

12、的裝置是（傳感器）電橋測量電路的作用是把傳感器的參數變化轉為（電壓）的輸出。在動態測量中，電橋的輸出量通常是（電壓量）為提高電橋靈敏度可采取（適當提高電橋電源電壓）差動電橋由環境溫度變化引起的誤差為（0 ）載波頻率為f0，調制信號的最高頻率為fm，兩者的關系為（f0fm ）選擇二階裝置的阻尼比（=0.707其目的是（接近不失真條件）。無源RC低通濾波器從（電容C ）兩端引出輸出電壓。在采用限定最大偏差法進行數字濾波時，若限定偏差 Y0.01，本次采樣 值為0.315,上次采樣值為0.301,則本次采樣值Yn應選為（0.301 ）若模/數轉換器輸出二進制數的位數為10,最大輸入信號為2.5V,則

13、該轉換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（2.44mV）逐次逼近法的模/數轉換器主要包括哪幾部分：由電壓比較器、麴模轉換器、 順序脈沖發生器、數碼寄存器和逐次逼近寄存器組成。信號傳輸過程中，產生干擾的原因是（干擾的耦合通道）將電阻R和電容C串聯后再并聯到繼電器或電源開關兩端所構成的RC吸收 電路，其作用是（消除電火花干擾）為了抑制干擾，常采用的電路有（調諧電路）下列函數哪些是周期函數、哪些是非周期函數。x1（t）=sin3w t，x2（t）=e-t，x3（t）=esin”，x4（t）=6 （t），x5（t）=sin 上。答：x1（t） x3（t） x5（t）周期函數，x2（t） x4（t）非周期函

14、數。概率密度函數提供了隨機信號（沿幅值域分布）的信息。單位脈沖信號6 （t）當t=0時幅值為（8）周期信號的自相關函數必為（周期偶函數 ）自相關函數一定是（偶）函數。記錄磁帶慢錄快放，放演信號的頻寬將（擴展，幅值減小）（ x（t） *-at sin *）信號的頻譜是連續譜。非周期信號的頻譜是（連續的 ）如果信號分析設備的通頻帶比磁帶記錄信號的頻帶窄，為滿足分析要求，可將 磁帶記錄儀重放速度（放慢 ） TOC o 1-5 h z 為保證振動測試的幅值和相位精度，應選用（伺服式加速度計）既能測激振力又能測該點的響應的裝置是（阻抗頭 ）阻抗頭是測量振動系統（激振力及其響應）的拾振器。用脈沖錘激振時，

15、為了獲得較寬的激振頻率，可（增加錘頭硬度）在大型設備的激振時，應采用（電液激振器）激振器的激振力一般通過（實測）獲得二階系統的阻尼比的理想區間為（0.60.8）。質量彈簧阻尼系統屬于（二階系統 ）。傳遞函數：當初始條件全為零，則:H（s） = Y（s）X（s） Y（s） = L|y（t）;X（s） = L|X（t）|稱H（s）為系統的傳遞函數。光線示波器振動子屬于（二階系統）。一階系統的動態表征參數是（時間常數）。線性定常系統中，“0 an、0 b m均為（常數）。 選擇二階裝置的阻尼比(=0.707其目的是(接近不失真條件)。電阻式傳感器：把被測量轉換為電阻變化的傳感器。磁電式傳感器：把被測量轉換為感應電動勢的傳感器。在非電量電測法中，總是將被測信號轉換成(電信號)。不失真測量條件：4( )=常數；奴)=-腎