径金属涡流密度最大;线圈中心为零。轴向,只在表面薄层。非接触式测量,位移、振动、转速、厚度、材料、温度、电涡流探伤。
5. 电涡流传感器是由哪种电参量转换实现电量输出的?电涡流传感器可以检测金属材料,也可以检测非金属材料吗?电流、不可以检测非金属
1.为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器?常用的结构形式有哪些? 工作时不需外加电源,导体和磁场发生相对运动是会在导体两端输出感应电动势。恒磁通式、变磁通式。
2.磁电式传感器是速度传感器,它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号?
前置放大器分别接积分电路或微分电路,接入积分电路时,感应电动势输出正比于位移信号;接入微分电路时,感应电动势输出正比于加速度信号。 3.什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?霍尔元件不等位电势产生的原因有哪些?
通电的导体放在磁场中,电流方向与磁场方向垂直,在导体另外两侧会产生感应电动势,这种现象称为 ,原因:霍尔引出电极安装不对称,不在同一等位面上;激励电极接触不良,半导体材料不均匀造成电阻率不均匀。 4.霍尔元件的温度补偿方法有哪些?霍尔元件的常见应用。 外界温度敏感元件进行补偿:两种连接方式,恒流源激励,恒压源激励。测位移:极性相反磁极共同作用,形成梯度磁场;磁电编码器:金属齿轮计算脉冲数测转速;测压力压差;交流直流钳形数字电流表。
5.半导体磁敏元件有哪些?它们有哪些相同之处和不同之处?它们的电路符号怎样?磁敏电阻:只能测大小不能测方向,磁敏二极管、磁敏三极管:既大小又方向
1.什么是压电效应?压电传感器能否用于静态测量?为什么?
某些晶体,当沿着一定方向施加力时,内部产生极化现象,两个表面会产生符号相
反地电荷,外力去掉后又恢复不带电状态。作用力方向改变电荷极性也改变。
2.压电陶瓷极化过程是怎样的?若施加一个与极化方向相同的拉力,压电现象是怎样的?给压电陶瓷施加外加电场使电畴规则排列。
3. 石英晶体和压电陶瓷的压电效应有何不同之处?比较几种常用压电材料的优缺点,说出它们各自适用的场合。
压电陶瓷的纵向压电常数要比石英晶体大得多。压电晶体适用于传感器不用维修的场合,稳定性好,但灵敏度低;压电陶瓷灵敏度高,稳定性差,适用于环境稳定,便于校准修正的场合。
4.压电元件在使用时常采用多片串联或并联的结构形式。试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系,它们分别适用于何种应用场合?
并联粘贴,引线电极输出电容为单电容的两倍,极板上电荷是单片的两倍,输出电压与单片相等,适合测变化缓慢的信号,接电荷放大器。
串联黏贴:C'=C/2,Q'=Q,U'=2U,适合测量频率较高变化快的信号,电压放大。
5. 压电传感器的等效电路怎样?前置放大器起什么作用?电压放大器和电荷放大器各有什么特点?
作用,放大微弱信号,阻抗变换;电压放大器是阻抗变换器,输入量是电压;电荷放大器是有深度反馈的高增益放大器,输入量是电荷。
1.什么是外光电效应?内光电效应?(光生伏特效应、光电导效应)。光电器件中的光照特性、光谱特性分别描述的是光电器件的什么性能?
在光线作用下,物体内的点子溢出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。光线照在物体上使物体电导率发生变化或产生光生电动势的现象叫内光电效应。入射光强改变物质电导率的现象称为光电导效应;光照时物体能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应。照度与光电流光电压的关系;波长与灵敏度的关系。
2. 简述光电倍增管的工作原理。说明它有何特点? 高速电子撞击固体表面,再发出二次电子,将光电信号在管内进行放大。灵敏度比普通光电管高得多。 3.试述光敏电阻、光敏二极管、光电池的工作原理,各基于哪种光电效应? 其电路符号怎样?
光敏电阻的工作原理基于光电导效应,光照导电性增加,电阻下降电流增加,光照越强电流越大,无光照恢复。
光敏二极管基于光生伏特效应,工作时加反向电压,无光照时处于截止状态,光强与电流成正比。光敏三极管把二极管产生电流进一步放大。 光电池:光生伏特效应。
4. 什么是光敏电阻的亮电阻和暗电阻?暗电阻电阻值通常在什么范围? 无光照时的电阻,0.4-500M欧,光照时电阻,0.5-200K欧。
5. 说明光敏二极管与光电池的结构有什么不同?它们是如何工作的?
光电池有一个大的PN结,上电极为栅装受光电极,下电极是一层铝衬底,光照时电子空穴对迅速扩散,在PN结电场作用下产生电动势。
1.PSD、CCD等英文缩写是什么传感器?各有什么用途? 光电位置传感器 图像传感器
应用于激光光束对准、位移、振动测量、平面度检测、坐标、平面度检测、二维坐标检测系统
2. CCD器件主要由哪两个部分组成?CCD器件可分为哪几类? MOS光敏元阵列; 读出移位寄存器。 CD器件分为线阵CCD和面阵CCD;
结构上有多种不同形式,如单沟道CCD、双沟道CCD、 帧转移结构CCD、行间转移结构CCD。
3. 光纤的结构和传光原理。光纤的性能和分类。
光纤的光导材料基本采用石英玻璃,其中有不同掺杂
a.光纤的传播基于光的全反射原理。当光线以不同角度入射到光纤端面时,在端面发生折射后进入光纤;b.光线在光纤端面入射角θ减小到某一角度θc时,光线全部反射。光线全部被反射时的入射角θc称临界角;c.因此只要满足全反射条件即θ<θc,光在纤芯和包层界面上经若干次全反射向前传播,最后从另一端面射出。
性能:① 数值孔径(NA) ② 光纤模式(V) ③ 传播损耗(A)
4. 光纤传感器由哪几部分组成?光纤传感器可分为哪两大类?各有何特点? 组成:光源、透镜、入射光纤、调制器、出射光纤、光敏器件等。 光纤的类型较多致可分为功能型和非功能型两大类。 功能性:对外界被测对象具有敏感能力和检测功能,光纤不仅起到传光作用,而且有传感能力。
非功能性:只当作传播光的媒介,待测对象的调制功能是由其它光电转换元件实现的;
1.温度传感器有哪些类型?了解不同温度传感器的工作原理和结构特征以及测温范围。
热电偶:两种不同类型金属导体两端分别接在仪器构成闭合回路,两节点有温差时,导体回路有电流流动,产生热电势。普通热电偶、薄膜热电偶、铠装热电偶。最高铂铑,1600.耐高温,精度高。
热电阻:电阻值随温度变化成呈函数关系,-200至+850,将金属芯线绕制在云母板、玻璃或陶瓷上。中温
热敏电阻:半导体阻值与温度呈函数关系,结构简单,圆片、薄膜、管、平板、珠…体积小,热惯性小,可进行点温测量,40-1000K。
2.什么是热电效应,产生热电势的必要条件是什么?热电偶测温回路的热电
动势由哪两部分组成?
两种不同类型金属导体两端分别接在仪器构成闭合回路,两节点有温差时,导体回路有电流流动,产生热电势。温差。接触电势和温差电势。 3.热电偶的基本定律和分类。
中间导体定律,参考电极定律;贵金属热电偶,普通热电偶。
4. 常用热电阻都有哪些?阻值规格如何?热电阻在电桥中采用三线制接线法的目的是什么?
铂热电阻,10欧和100欧,
5.试比较说明金属热电阻和半导体热敏电阻的异同。
热敏电阻一般是半导体材料,半导体材料的导电性能也就是电阻率受光、热等因素的影响一般很剧烈的,专业点的说法就是,光和热可以作为半导体的激发源,半导体受光,或者热的作用,其载流子的浓度也能会增加好几个数量级,导电性能或者阻抗发生很大变化。反过来可以用这些效应来确定光或者温度的参数。金属当热电阻的意思是,金属的电阻会随温度的增加而变大,主要是温度使得金属原子的振动增加,对电子的散射作用增加。
2.有一温度传感器,微分方程为30dy/dt+3y=0.15x,其中y为输出电压(mV) , x为输入温度(℃)。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。
对微分方程两边进行拉氏变换,Y(s)(30s+3)=0.15X(s) 则该传感器系统的传递函数为:
H(s)?Y(s)0.150.05 ??X(s)30s?310s?1 该传感器的时间常数τ=10,灵敏度k=0.05
3. 一应变片的电阻R=120Ω,灵敏系数k=2.05,用作应变为800?m/m的传感元件。
求:①?R和?R/R;② 若电源电压U=3V,初始平衡时电桥的输出电压U0。 解:
k?2.05;??800?m/m
??R/R?k???0.0164;应变引起的电阻变化?R?0.2?

