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最新传感与测试技术

1 传感器动态特性主要包括频率响应特性和阶跃响应特性;

2 红外传感器用来测量温度;

3 固有频率高的传感器测加速度;

4电桥是最常见的信号调理电路之一,能将电阻,电容和电感的变化转换为电压或电流的形式输出。

5 传感器的定义:把特定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。

6 真值是客观存在的,但是不可测量的

7 温度测量方法可分为:接触式:基于热平衡原理;非接触式:利用物质的热辐射原理。

8 电感式传感器是利用线圈电感的改变来实现非电量电测的,它可以把输入的各种机械量如位移、振动、压力、流量、密度等转换成电量输出。可分为变气隙型(非线性,不可以用差动消除)和变面积型(线性)。

9 热电偶是将温度量转换为电势大小的热电式传感器。特点:结构简单,使用方便,精度高,热惯性小,可测局部温度和便于远距离传送与集中检测。

10电涡流式传感器是基于电涡流效应工作的,由于结构简单,灵敏度高,频率响应范围宽,抗干扰能力强,不受油污等介质的影响,并能进行非接触测量等优点而备受重视和采用。

原理:1.在平板上产生电涡流2.电涡流产生一个电磁场3.电涡流有热效应4.对铁磁材料要磁化,产生附加的磁场5.铁磁材料由于存在磁滞损耗,要发热。

11不失真测量系统的幅频特性位常量,相频特性是过原点且有负斜率的直线(与输入信号的频率成线性关系)。

12 压电式传感器的工作原理是基于某些晶体受力后,在其表面产生电荷的压电效应

13 差动输入可消除共模干扰。

14 传感器在稳态下输出变化量与输入变化量之比为其静态灵敏度

15 一阶系统是一个常量,二阶系统是由若干一阶系统串联的

16 结构型传感器的特性主要由其结构参数决定,与构成传感器的物质的性质无关,性能稳定,成本较高,应用广泛。结构型传感器:被测非电量→敏感元件→有用非电量→传感元件→有用电量物性型传感器:被测非电量→传感元件→有用电量

17 传感器的动态特性主要包括频率响应特性和阶跃响应特性。静态特性主要包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等

18 干扰时由于干扰源于测量源耦合。

19 非周期信号频谱是连续的

20 电阻应变片的测量原理为:金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。

简答题

1、直流电桥和交流电桥有何区别?直流电桥的平衡条件是什么?

答:根据电源不同分为直流和交流电桥。直流电桥优点:高稳定度直流电源容易获得,电桥平衡电路简单,传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小。但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂。交流电桥在这些方

面都有改进。直流电桥平衡条件:R1/R2=R3/R4,R1R4=R2R3。

2、什么叫线性度?

答:指测量系统的实际输入-输出特性曲线对于参考线性输入-输出特性曲线的接近或偏离程度。

3、什么叫灵敏度?

答:灵敏度是指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量增量的比值。

4、什么叫测量的系统误差?产生的原因?如何消除?

答:在相同的测量条件下,多次测量同一物理量时,误差不变或按一定规律变化着,这样的误差称之为系统误差。

原因:①工具误差:指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。②方法误差:指由于对测量方法研究不够而引起的误差。③定义误差:是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。④理论误差:是由于测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。⑤环境误差:是由于测量仪表工作的环境(温度、气压、湿度等)不是仪表校验时的标准状态,而是随时间在变化,从而引起的误差。⑥安装误差:是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。⑦个人误差:是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。

消除:①引入更正值法②替换法③差值法④正负误差相消法⑤选择最佳测量方案

5、什么叫金属的热电效应?

答:将两种不同性质的导体A 、B 组成闭合回路,如果两结点1、2的温度T 、T 0 不同,则在回路中有电势产生,形成一定大小的电流,这一现象称为热电效应或塞贝尔效应。相应的电势称为热电势,产生的电流称为热电流,导体A 、B 称为热电极。测温时结点1置于被测温度场中,称为测量端(工作端);结点2一般处于某一恒定温度,称为参考端(自由端、冷端)。

计算题(简述)

1 给一系列测量值 给一个标准值(真值)(详见书本p11)

求 (1)绝对误差 绝对误差是测量值与真值得差

绝对误差=测量值-真值

(2)相对误差 相对误差是指绝对误差与被测真值得比值

相对误差=(绝对误差/被测真值)*100%

(3) 引用误差 引用误差是指测量仪器的绝对误差除以仪器对的量程所得的值

引用误差=(绝对误差/测量仪器的量程)*100% 2 测20电阻 得到20组数据。

求这20组数据的算术平均值

求20组数据的标准差 ?--?∑=21

)(11n i i i n

3 求电桥平衡条件

详见书本p154

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4 求灵敏度

灵敏度=输出变化量/输入变化量