传感器技术简答题

什么是传感器

传感器是能感受规定的被测量量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

传感器的共性是什么？

传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量输出。

传感器一般由哪几部分组成？

传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能。另外还需要信号调理与转换电路，辅助电源。

传感器是如何分类的？

传感器可按输出量、输入量、工作原理、基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征等分类，其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍。

按传感器的输入量进行分类

按输入量分类的传感器以被测物理量命名，如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

按传感器的工作原理进行分类

根据传感器的工作原理（物理定理、物理效应、半导体理论、化学原理等），可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。

按传感器的基本效应进行分类

根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应，可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。

改善传感器性能的技术途径有哪些？

差动技术、平均技术、补偿与修正技术、屏蔽，隔离与干扰抑制、稳定性处理。

什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？

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。

衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。

电阻应变片的种类有哪些？各有什么特点？

常用的电阻应变片有两种：金属电阻应变片和半导体电阻应变片。金属电阻应变片的工作原理是主要基于应变效应导致其材料几何尺寸的变化；半导体电阻应变片的工作原理是主要基于半导体材料的压阻效应。

试分析差动测量电路在应变电阻式传感器测量中的好处。

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。

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。

引起零点残余电压的原因是什么？如何消除零点残余电压？

零点残余电压的产生原因：

①传感器的两个二次绕组的电气参数和几何尺寸不对称，导致他们产生的感生电动势幅值不等、相位不同，构成了零点残余电压的基波；

②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励磁电压本身含高次谐波。

零点残余电压的消除方法：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。

在使用螺线管电感式传感器时，如何根据输出电压来判断衔铁的位置？

无论两个二次绕组的输出瞬时电压极性如何，流经电容C1的电流方向总是从2端到4端，流经电容C2的电流方向总是从6端到8端，所以整流电路的输出电压为U0=U24-U65.

当衔铁位于中间位置时，U24=U68,故输出电压U0=0;当衔铁位于零位以上时，U24>U68,则U0>0;当衔铁位于零位以下时，则有U24