根据提供的文件信息,我们可以归纳出以下几个关键知识点: ### 一、传感器分类及应用 #### 1. 位移测量传感器 - **光纤传感器**:利用光在光纤中的传播特性变化来测量位移。 - **差动变压器**:通过变压器线圈间的互感变化来反映位移变化。 - **电阻应变片**:通过电阻值的变化来测量应变(形变),进而推算位移。 #### 2. 温度测量传感器 - **热电偶**:基于塞贝克效应(热电效应)工作,能够直接将温度差转化为电信号。 - **热敏电阻**:电阻值随温度变化而变化,适用于温度监测。 - **热释电器件**:利用热释电效应,能够检测温度变化产生的电信号。 #### 3. 半导体式传感器 - **磁敏电阻**:电阻值受磁场强度的影响。 - **霍尔元件**:基于霍尔效应,能够将磁场强度转换为电压信号。 - **气敏传感器**:能够检测气体成分变化。 - **压阻式传感器**:电阻值随压力变化而变化。 #### 4. 光电传感器 - **光电耦合器**:将光信号转化为电信号。 - **光电池**:直接将光能转换为电能。 - **光纤传感器**:利用光在光纤中的传播特性变化来检测物理量。 - **光电二极管**:基于光电效应,能够将光信号转化为电信号。 #### 5. 磁场测量传感器 - **霍尔器件**:基于霍尔效应,用于检测磁场。 - **磁敏晶体管**:利用材料磁敏感特性进行磁场检测。 #### 6. 振动或加速度测量传感器 - **磁电传感器**:利用电磁感应原理,能够检测机械振动。 - **压电传感器**:基于压电效应,能够将机械振动转化为电信号。 #### 7. 利用反射进行非电量检测的传感器 - **超声波传感器**:利用超声波反射原理进行距离测量。 - **红外传感器**:利用红外线的吸收和发射特性进行温度、运动等检测。 ### 二、单项选择题解析 #### 1. 对压电式加速度传感器,希望其固有频率尽可能高 - **答案**:C. 尽量高些 - **解析**:固有频率高可以提高传感器的响应速度,更准确地捕捉到快速变化的振动信号。 #### 2. 可用于医疗上-50℃~150℃之间的温度测量的传感器 - **答案**:C. 半导体三极管 - **解析**:半导体三极管可以在较宽的温度范围内稳定工作,并且具有良好的温度稳定性。 #### 3. 信号传输过程中,产生干扰的原因 - **答案**:C. 干扰的耦合通道 - **解析**:干扰通常是通过耦合通道进入信号传输线路,包括电场耦合、磁场耦合等方式。 #### 4. 差动电桥由环境温度变化引起的误差 - **答案**:D. 0 - **解析**:差动电桥能够有效抵消温度变化带来的影响,因此其误差理论上为0。 #### 5. 概率密度函数提供了随机信号沿幅值域分布的信息 - **答案**:B. 沿幅值域分布 - **解析**:概率密度函数描述了随机变量在各个可能取值上的概率分布情况。 #### 6. 非线性度是表示校准曲线偏离拟合直线的程度 - **答案**:B. 偏离拟合直线 - **解析**:非线性度用来衡量传感器输出与输入之间是否完全呈线性关系。 #### 7. 非周期信号的频谱是连续的 - **答案**:A. 连续的 - **解析**:非周期信号的频谱通常包含所有频率成分,呈现为连续的频谱。 #### 8. 莫尔条纹光栅传感器的输出是数字脉冲式 - **答案**:A. 数字脉冲式 - **解析**:莫尔条纹光栅传感器通常输出脉冲信号,用于测量位移或角度。 #### 9. 半导体应变片的优点 - **答案**:A. 灵敏度高 - **解析**:半导体应变片具有较高的灵敏度,能够在较小的应力变化下产生较大的电阻变化。 #### 10. 一阶系统的动态表征参数 - **答案**:D. 时间常数 - **解析**:一阶系统的时间常数反映了系统对输入变化的响应速度。 #### 11. 常用于测量大位移的传感器 - **答案**:A. 感应同步器 - **解析**:感应同步器可以用于测量较长距离的位移变化。 #### 12. 将电阻应变片贴在弹性元件上 - **答案**:C. 弹性元件 - **解析**:将电阻应变片贴在弹性元件上,可以制作成各种类型的传感器。 #### 13. 半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率迅速下降 - **答案**:B. 迅速下降 - **解析**:大多数半导体热敏电阻表现为负温度系数,即温度升高时电阻率下降。 #### 14. 结构型传感器依赖于传感器结构参数的变化 - **答案**:C. 结构参数 - **解析**:结构型传感器的输出与传感器内部结构参数的变化有关。 #### 15. 阻抗头是测量振动系统激振力及其响应的拾振器 - **答案**:D. 激振力及其响应 - **解析**:阻抗头能够同时测量振动系统的激振力和响应。 ### 三、论述题和计算题解答 #### 1. 传感器特性在检测系统中起到的作用 - **解析**:传感器特性决定了检测系统的性能,包括灵敏度、精度、响应时间等方面。它是连接被测对象与后续数据处理系统的关键部件,直接影响到整个系统的准确性和可靠性。 #### 2. 传感器动态特性和静态特性的区别 - **解析**:静态特性是指传感器在输入量为常量或变化极慢时的特性;动态特性则是指输入量随时间变化时的特性。在低频或稳态条件下,可以仅考虑静态特性;而在高频或动态条件下,则需要综合考虑动态特性。 #### 3. 测量系统的总灵敏度计算 - **解析**:给定的灵敏度分别为S1=20C/mm、S2=0.5m/C、S3=2.0V/℃。根据题目描述,可以将各环节的灵敏度相乘得到系统的总灵敏度。即:\[ S_{\text{总}} = S_1 \times S_2 \times S_3 = 20 \times 0.5 \times 2.0 = 20 V/m \]。 #### 4. 磁电式传感器与电感式传感器的区别 - **解析**:磁电式传感器主要基于电磁感应原理工作,适用于测量转速、振动等动态信号;而电感式传感器则更多地应用于位移、振动等静态或低频信号的测量。两者的工作原理和应用场景有所不同。 通过以上分析,我们不仅总结了传感器的基本分类及应用,还深入探讨了传感器在检测系统中的作用以及不同类型传感器的特点和差异,希望能够帮助读者更好地理解和掌握传感器的相关知识。
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