传感器知识点经典浓缩版

1.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。

2.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。 3.仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的.

4.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。

5.热电偶的工作原理:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。 6.电阻应变片式传感器的工作原理:电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。

7.霍尔电动势产生的原理:一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势UH。

8.霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？请详细推导分流法。（10分） 答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。

霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。

温度补偿方法：a 分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况。b 电桥补偿法

9.压电式传感器的前置放大器的作用是什么？电压式与电荷式前置放大器各有何特点？

答：作用是将输出电压放大，并与输入电压或输入电流成正比。电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出，并将微弱的电压信号进行适当放大，但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化，而且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦。

电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器，其虽然允许使用很长的电缆，并且电容Ce变化不影响灵敏度，但它比电压放大器价格高，电路较复杂，调整也比较困难。

10.

答

：

1 0.238, 2 0.35, 3 0.16, 4 0.11, 5 0

L

Lmax0.35

100% 7%yFS5

拟合直线灵敏度 0.67,线性度 ±7%

11.利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较好的灵敏度，应该让线圈与被测物的距离大大小于 线圈半径.

12.什么叫传感器？传感器主要由哪几部分组成？它们的作用和相互关系如何？

答：传感器——能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

传感器通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件的作用：能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为非电量）部分。转换元件作用：将敏感元件感受或响应的可用输出信号（一般为电信号）。敏感元件是转换元件的前提。

13.什么是金属导体的电阻－应变效应和热电阻效应:金属电阻的应变电阻效应——当金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将相应地发生变化。热电阻效应——金属导体的电阻随温度的变化而变化。 14.请说明高频反射式电涡流传感器的基本结构和工作原理。

答：基本结构主要由金属导体板与相邻处线圈构成。当线圈中通以交变电流i1时，线圈周围空间产生交变磁场H1。此时，金属板中将产生感应电动势，从而形成电涡流i2，此电涡流又产生一个磁场H2。由于H2对线圈的反作用，从而导致线圈的电感量、阻抗、品质因数发生变化。

15.压电式传感器的工作原理是什么？压电式传感器的信号调理为什么必须要设置前置放大器？其作用是什么？主要采用哪些类型的前置放大器？ 16.答：压电式传感器的工作原理是压电效应。压电式传感器本身的内阻很高(Ra ≥1010Ω)，而输出的能量信号又非常微弱，因此它的信号调理电路通常需要一个高输入阻抗的前置放大器。其基本作用：1．把压电式传感器的高输出阻抗变换为低阻抗输出；2．对压电式传感器输出的微弱信号进行放大。前置放大器类型为：电压放大器与电荷放大器。

16.静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。 17.简述电容式传感器的工作原理。

两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为

当被测量的变化使式中的 、 或 任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。

.什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么? 它们各反(xiyi x18.

ixiyi)

y kx b, i yi (kxi b)k

带入数据得：k=0.67 b=0.25

nxiyi xiyin x ( xi)

2i

2

2

,b

n x ( xi)

2i

映何种误差2?

答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。随机误差则是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。正确度是指测量结果与理论真值的一致程度，它反映了系统误差的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大小。

y 0.67x 0.25