發布日期：2022-10-09 點擊率：607
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基于外光電效應的器件有______和______；基于內光電效應的播件有______、______、______和______等。
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塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時，導體內部會產生一圈圈閉合的電流．利用該原理制作的傳感器稱______傳感器。這種傳感器只能測量______物體。
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壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質在外界機械力作用下，其內部產生機械應力，從而引起極化現象，這種現象稱為______。相反，某些鐵磁物質外界磁場的作用下會產生機械變形，這種現象稱為______。
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把一導體(或半導體)兩端通以控制電流，，在垂直方向施加磁場B，在另外兩側會產生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現象稱______，這個電動勢稱為______。外加磁場使半導體(導體)的電阻值隨磁場變化的現象稱為______
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用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是______和______。
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在磁敏式傳感器中______傳感器和______傳感器屬于體型磁敏傳感器，______和______屬于結型磁敏傳感器。
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通常情況下，半導體NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______；光敏電阻的阻值隨光強的增加而______；LiC1濕敏電阻的阻值隨濕度的減小而______。
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將溫度轉換為電勢大小的熱電式傳感器是______傳感器，而將溫度變化轉換為電阻大小的熱電式傳感器是______(金屬材料)或______(半導體材料)
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光電傳感器的理論基礎是光電效應。通常把光線照射到物體表面后產生的光電效應分為三類。第一類是利用在光線作用下光電子逸出物體表面的______，這類元件有光電管、光電倍增管等；第二類是利用在光線作用下使材料內部電阻率改變的______，這類元件有光敏電阻等；第三類是利用在光線作用下使物體內部產生一定方向電動勢的______，這類元件有光電池、光電儀表等。
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光纖傳感器由______、______和______3部分組成，光纖傳感器一般分為兩大類，一類是______光纖傳感器，也稱為非功能型光纖傳感器，另一類是______光纖傳感器，也稱為功能型光纖傳感器，前者多使用______光纖，而后者只能用______光纖。
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邊緣效應不僅使電容傳感器的靈敏度降低而且產生非線性，因此應盡量消除或減小它。
適當減小極間距，使極徑與間距比很大，可減小邊緣效應的影響，但易產生擊穿并有可能限制測量范圍。也可以采用電極做得極薄使與極間距相比很小的辦法來減小邊緣電場的影響。除此之外，可在結構上增設等位環來消除邊緣效應，如圖4-5所示。圖a為帶有等位環的電容式傳感器原理圖，圖b為其實例。圖中2為傳感器內電極(圓形)，1為另一電極(可以在傳感器內也可以是被測物)，3為等位環。等位環3安放在電極2外，且與電極2電絕緣但等電位，這樣就能使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，而發散的邊緣電場發生在等位環3的外周不影響工作。絕緣層4的厚度約100~200hm，隨被測物最大位移的增大而適當加厚。等位環的外面還加有套簡5，供測量時夾持用，可接大地以防止外界電場的干擾，且與等位環3電絕緣。連接傳感器與電子線路的電纜最好采用雙屏蔽低電容85pF/m)電纜，其芯線6接電容傳感器的電極2，內屏蔽層7接等位環3，外屏蔽層8接大地。
如果不能采用等位環結構而邊緣電場又不能忽略的情況下，為了精確的設計和計算，必要時需用電場圖解法來解決。
應該指出，邊緣效應所引起的非線性與變極上距型電容傳感器原理上的非線性正好相反，因此在一定程度上起了補償作用，但這是輛性了靈敏度來改善傳感器的非線性。
三、簡答題
（每題
10
分）
301
、試述傳感器的定義、共性及組成。
301
答：①傳感器的定義：能感受被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的
器件或裝置；②傳感器的共性：利用物理定律和物質的物理、化學或生物特性，
將非電量
(
如位移、
速度、
加速度、
力等
)
轉換為電量
(
電壓、
電流、
電容、
電阻等
)
；
③傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。
302
、什么是傳感器動態特性和靜態特性
?
簡述在什么條件下只研究靜態特性就
能夠滿足通常的需要。
302
答：
傳感器的動態特性是指傳感器對動態激勵
(
輸入
)
的響應
(
輸出
)
特性，
即其
輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。
傳感器的靜態特性是指它在穩態
(
靜態或準靜態
)
信號作用下的輸入－輸出關系。
靜態特性所描述的傳感器的輸入、輸出關系式中不含有時間變量。
當輸入量為常量或變化極慢時只研究靜態特性就能夠滿足通常的需要。
303
、簡述在什么條件下需要研究傳感器的動態特性
?
實現不失真測量的條件是
什么
?
303
答：當輸入量隨時間變化時一般要研究傳感器的動態特性。
實現不失真測量的條件是
幅頻特性
: A(
ω
) = |H(j
ω
) | =A(
常數
)
?
?
相頻特性
:
Φ
(ω) =
-
ω
t
o
(
線性
)
304
、什么叫應變效應？利用應變效應解釋金屬電阻應變片的工作原理。
304
答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應變效應。
應變式傳感器的基本工作原理：
當被測物理量作用在彈性元件上，
彈性元件在力、
力矩或壓力等作用下發生形變，
變換成相應的應變或位移，
然后傳遞給與之相連
的應變片，
將引起應變敏感元件的電阻值發生變化，
通過轉換電路變成電量輸出。
輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。
305
、試簡要說明使電阻應變式傳感器產生溫度誤差的原因，并說明有哪幾種補
償方法。
305
答：溫度誤差產生原因包括兩方面：
在電容器極板中部的電場比較均勻，電場線幾乎是平行直線分布，到了邊緣處，由于電極形狀的限制，電場線從極板間區域擴展到外部空間，電場線由平行線變為呈開口狀分布，電場分布集中在極板邊緣，這種現象總成為邊緣效應。
邊緣效應是指在兩個或兩個以上不同性質的生態系統交互作用處，由于某些生態因子(物質、能量、信息、時機或地域)或系統屬性的差異和協合作用而引起系統某些組分及行為的較大變化。邊緣效應在其性質上可分為正效應和負效應，正效應表現出效應區(交錯區、交接區、邊緣區)比相鄰生態系統具有更為優良的特性，如生產力提高、物種多樣性增加等、反之。稱為負效應。
在電容器極板中部的電場比較均勻,電場線幾乎是平行直線分布,到了邊緣處,由于電極形狀的限制,電場線從極板間區域擴展到外部空間,電場線由平行線變為呈開口狀分布,電場分布集中在極板邊緣,這種現象總成為邊緣效應.
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