传感器与测试技术作业参考答案.doc

【传感器与测试技术】知识点详解 传感器与测试技术是一门重要的工程学科，它涉及各种物理量的检测和信号转换，广泛应用于工业、医疗、环境监测等多个领域。本篇将主要围绕以下几个方面进行深入探讨： 1. **传感器的基本组成**： - 敏感元件：直接感受被测量的元件，如电阻应变片感受物体的形变。 - 转换元件：将敏感元件的感受转换为便于处理的电信号，如电容式传感器将物理变化转化为电容量变化。 2. **传感器分类**： - 电容式传感器：利用电容的变化来感知物理量，如压力、位移等。 - 按信号类型分类：模拟信号传感器（如电阻式、电容式）和数字信号传感器（如光电式编码器）。 3. **性能指标**： - 线性度：描述传感器输出与输入之间的线性关系程度。 - 分辨率：传感器能检测到的最小输入变化，反映了传感器的精度。 - 精度：表示传感器测量结果与真实值的接近程度，高精度意味着更准确的测量。 4. **电阻应变片工作原理**： - 应变电阻效应：材料在受力变形时，电阻值发生变化。 - 其灵敏系数 Ks 表示单位应变下的电阻变化率，ε 为测点处的应变。 - 应变片的横向效应：弯折部分的电阻变化会影响整体灵敏系数。 5. **滤波器分类**： - 按选频作用分类：低通、高通、带通、带阻滤波器。 - 按元器件类型分类：CR、LC 或晶体谐振滤波器。 - 按电路性质分类：有源和无源滤波器。 - 按信号性质分类：模拟和数字滤波器。 6. **热电偶**： - 热电效应：不同金属接合形成热电偶，两端温度差产生电动势。 - 根据标准电极定律和分度表，可以计算不同温度下的热电动势，用于温度测量。 7. **压电传感器**： - 压电效应：某些材料在受力时产生电荷，反之亦然（逆压电效应）。 - 输出电荷与输入压强成正比，通过前置放大器（电压放大器或电荷放大器）转换为电信号。 8. **放射性检测**： - 探测器类型：电离室、闪烁探测器和 G-M 计数管，用于检测α、β、γ射线。 - 应用场景：金属探伤、密度测量以及放射性物质的检测。 总结，传感器与测试技术涵盖的范围广泛，从基础的物理原理到实际应用的各类传感器，都需要深入理解其工作原理和性能指标，以便在实践中选择合适的传感器并优化测量系统。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解和解决实际工程中的检测和控制问题。