【传感器复习题】涉及的知识点广泛,涵盖了多种传感器的工作原理、分类和应用。以下是对部分内容的详细解释:
1. **红外探测器**:红外探测器分为热敏探测器和光子探测器。热敏探测器基于热电效应,例如热释电传感器,当接收红外辐射时,其温度改变导致电阻变化,进而转化为电信号。光子探测器如光伏探测器,利用光子效应,如光电二极管,红外光照射时产生光电流。
2. **光栅**:光栅是一种光学元件,具有多个等间距的透光和不透光部分。物理光栅利用光的衍射进行光谱分析,而计量光栅通过莫尔条纹(莫尔现象)测量物理量,如长度、角度等。
3. **测量精度与光栅栅距**:提高测量精度的关键在于光栅的栅距设计,以及通过细分技术进一步细化栅距。
4. **编码器**:编码器分为接触式和非接触式,如接触式的磁性编码器,非接触式的光电编码器和电磁编码器。它们用于检测角度、速度等机械参数。
**简答题解答**:
1. **有源与无源传感器**:有源传感器(如光电池、压电式传感器、热电偶)能自行产生电信号,无需外部电源;无源传感器(如电阻式、电容式、电感式)需外部电源,被测信号改变其内部能量状态。
2. **应变式加速度传感器**:质量块受到加速度作用产生惯性力,使粘贴在梁上的应变片产生应变,改变电桥输出电压,从而测量加速度。
3. **电容传感器的边缘效应**:边缘效应导致电场不均匀,可通过增大初始电容量、设置等位环来改善。等位环能使得电场分布更加均匀,减少误差。
4. **电涡流效应**:交变电磁场使接近的导体产生涡流,涡流产生的反向磁场影响传感器线圈参数,根据参数变化可测量距离。
5. **热电偶冷端补偿**:冷端温度不恒定会导致测量误差,补偿方法包括冷端恒温(如冰浴)、计算修正(根据冷端实际温度调整读数)和电桥补偿(使用补偿电桥抵消冷端温度影响)。
6. **霍尔式位移传感器**:通过控制电流和测量霍尔电动势,确定磁场与位移的关系,实现位移的非接触测量。
7. **超声波无损探伤**:超声波在材料内反射,通过观察反射波形确定缺陷位置和大小,适用于检测内部结构缺陷。
8. **电容式差压传感器**:单电容传感器中,压力变化引起极板位移改变电容;双电容差动结构提高灵敏度,两固定极板间的可动极板受压变化,改变电容量,通过转换电路检测差压。
以上知识点涵盖了红外探测、光栅测量、传感器分类、电容效应、热电偶测温、霍尔效应、超声波检测和电容差压传感等多个方面,这些都是传感器理论和技术的重要组成部分。