感測器與檢測技術
第一章測量技術概述
一、 測量的一般知識
1、 測量是指人們用實驗的方法，借助於一定的食品或裝置，將被測量與同性質的單位標準量進行比較，並確定被測量對標準量的倍數，從而獲得關於被測量的定量資訊。
2、 測量的結果包括數值大小和測量單位兩部分。
3、 一切測量過程都包括比較、示差、平衡和讀數等四個步驟，測量過程的核心是比較。
4、 按照測量過程的特點可以將測量方法分為直接測量和間接測量；按照獲得測量值的方式可以將測量方法分為偏差式測量、零位式測量和微差式測量。
5、 電工實驗中，採用平衡電橋測量電阻的阻值是屬於 c 測量，而用水銀溫度計測量水溫的微小變化是屬於 a 測量。
a．偏差式 ｂ．零位式 c．微差式
二、 測量誤差及其分類
1、 真值是指在一定條件下被測量客觀存在的實際值，測量所得的值與客觀真值之間都會存在一定的差別，這個差值稱為測量誤差。
2、 測量誤差的主要**可以概括為工具誤差、環境誤差、方法誤差和人員誤差等。
3、 測量誤差按照表示方法可以分為絕對誤差和相對誤差；按照誤差出現的規律可以分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差；；按照被測量與時間的關係可以分為靜態誤差和動態誤差等。
4、 在選購線性儀表時，必須在同一系列的儀表中選擇適當的量程，這時必須考慮到應盡量使選購的儀表量程為欲測量的 c 左右為宜。
a．3倍 ｂ．10倍 c．1.5倍d．0.75倍
5、 用萬用表交流電壓擋測量100khz，10v左右的高頻電壓，發現示值不到2v，該誤差屬於 b 。用該錶直流電壓擋測量5號乾電池電壓，發現每次示值均為1.8v，該誤差屬於 a 。
a．系統誤差 ｂ．粗大誤差 c．隨機誤差 d．動態誤差
6、有乙隻電壓表，其測量範圍為0~500v，精度等級為0.5級，現用它測量400v的電壓，求儀表的最大絕對誤差和示值相對誤差。
7、某電壓表精度為0.5級量程為0~250v和1.0級量程為0~100v的兩個電壓表，要測量80v的電壓，問：採用哪個電壓表好？
8、在選購線性儀表時，必須考慮應盡量使選購的儀表量程為欲測量的1.5倍左右為宜。
三、 感測器概述
1、 感測器是一種能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。
2、 感測器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。
3、 根據被測量物件的不同，感測器可分為物理量感測器、化學量感測器和生物量感測器三大類；按轉換原理，感測器可分為結構型、物性型和複合型三大類；按輸出訊號的形式，感測器可分為開關式、模擬式和數字式； 按輸入、輸出特性，感測器可分為線性和非線性兩類；按轉換元件的能量轉換方式，感測器可分為有源型和無源型兩類。
4、 感測器的作用可包括資訊的收集、資訊資料的交換及控制資訊的採集。
5、 感測器的特性主要是指輸出與輸入之間的關係。感測器的效能由感測器的靜態特性和動態特性來評價。感測器的靜態我的主要技術指標包括靈敏度、分辨力、線性度和遲滯。
第二章參量感測器
一、電阻應變式感測器
1、電阻式感測器的基本原理是將被測的非電量轉化成電阻值的變化，再通過轉換電路以電壓形式輸出。
2、電阻應變式感測器是利用電阻應變片受力後發生應變致使電阻值發生變化的原理來測量被測物理量的大小。
3、電阻應變式感測器主要由彈性元件、貼上在彈性元件上的應變片和殼體所組成。
4、電阻應變感測器測量中，希望靈敏度高、線性好、有溫度自補償功能，應選擇
c 測量轉換電路。
a．單臂電橋 ｂ．雙臂電橋 c．四臂電橋
5、如圖1所示為一直流電橋，供電電源電動勢e=3v，r3=r4=100ω，r1和r2為同型號的電阻應變片，其電阻均為50ω，靈敏度係數k=2.0。兩隻應變片分別貼上於等強度梁同一截面的正反兩面。
設等強度梁在受力後產生的應變為5000με，試求此時電橋輸出端電壓uo。（12分）
二、熱電阻感測器
1、熱電阻感測器是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高、效能穩定。
2、熱敏電阻感測器是半導體測溫元件，按溫度係數可分為負溫度係數熱敏電阻（ntc）和正溫度係數熱敏電阻（ptc）兩大類。
3、熱電阻感測器主要用於測量溫度以及與溫度有關的參量。
4、熱電阻測量轉換電路採用三線制是為了 d 。
a．提高測量靈敏度減小非線性誤差
c．提高電磁相容性d．減小引線電阻的影響
5、銅熱電阻的阻值rt與溫度t的關係在0~150℃範圍內可用rt≈r0(1+αt)表示，已知：0℃時銅熱電阻的r0為50ω，溫度係數α約為4.28×10-3。
求：當溫度為100℃時的電阻值。
三、氣敏、溼敏電阻感測器
1、氣敏電阻感測器就是一種將檢測到的氣體的成分和濃度轉換為電訊號的感測器。
2、氣敏電阻是一種半導體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發生變化這一機理來進行檢測的。
3、為了得到更大的電導變化率，氣敏元件在使用時需要進行加熱。
4、氣敏電阻根據加熱的方式可分為直熱式和旁熱式兩種，其中旁熱式效能穩定，消耗功率小，應用面較廣。
5、溼敏電阻感測器是利用溼敏材料吸收空氣中的水分而導致本身電阻值發生變化這一原理而製成的。
6、溼敏電阻必須工作於交流迴路中，且對頻率也有要求，對離子導電型溼敏元件，電源頻率一般以1000hz為宜，對電子導電型溼敏元件，電源頻率應低於50hz。
7、mq-n5型氣敏元件可測量 a 的濃度。
a．可燃性氣體 ｂ．有機液體蒸汽 c．氧氣 d．氮氣
8、在使用測謊器時，被測人由於說謊、緊張而手心出汗，可用 d 感測器來檢測。
a．應變片 ｂ．熱敏電阻 c．氣敏電阻 d．溼敏電阻
四、自感式感測器
1、電感式感測器是利用線圈自感或互感系數的變化來實現非電量測量的一種裝置。
2、自感式感測器主要由線圈、鐵芯、銜鐵等組成。
3、欲測量極微小的位移，應選擇 a 電感感測器。
a．變極距式 ｂ．變面積式 c．螺管式
4、螺線管式自感感測器採用差動結構是為了 b 。
a．加長線圈的長度從而增加線性範圍 ｂ．提高靈敏度，減小溫漂
c．降低成本
五、差動變壓器式感測器
1、差動變壓器是互感式感測器，它是將被測物理量轉換為感測器線圈的互感系數變化量。
2、螺管型差動變壓器感測器的基本結構包括銜鐵、初級線圈、次級線圈和線圈框架等。
3、新的國家標準規定感測器電流輸出為4~20ma，電壓輸出為1~5v。
六、電渦流式感測器
1、電渦流式感測器是基於電渦流效應原理製成的感測器。
2、成塊的金屬物體置於變化著的磁場中，或者在磁場中運動時，在金屬導體中會感應出一圈圈自相閉合的電流，稱為電渦流。
3、用電渦流式感測器測量齒數為60的齒輪的轉速，測得頻率為400hz，則該齒輪的轉速n為 a r/min。
a．400 ｂ．3600 c．24000
七、電容式感測器
1、電容式感測器是以各種型別的電容器作為敏感元件，將被測物理量的變化轉換為電容量的變化，再由轉換電路轉換為電壓、電流或頻率，以達到檢測的目的。
2、在實際應用中，電感式感測器和電容式感測器常採用差動形式，不僅可以改善線性度，而且可以提高靈敏度。
感測器技術及應用試題 四
時，應變片的標稱電阻值發生變化。當試件與與電阻絲材料的線膨脹係數不同時，由於溫度的變化而引起的附加變形，使應變片產生附加電阻。電阻應變片的溫度補償方法有線路補償法和應變片自補償法兩大類。電橋補償法 是最常用且效果較好的線路補償法，應變片自補償法是採用溫度自補償應變片或雙金屬線柵應變片來代替一般應變片...
感測器應用技術試卷
淮陰師範學院 2007級電氣技術及其自動化專業 感測器應用技術 課程考試卷 a 2009 2010 學年第 2 學期 一 選擇題 每題2分，共計20分 1 下述對感測器靈敏度的描述不正確的是 a 對線性感測器，靈敏度隨輸入量而變化 b 對非線性感測器，靈敏度隨輸入量而變化 c 等於感測器輸出量與相應...
感測器總結
第1章 感測器技術基礎 1 p2 乙個完整的自動測控系統一般由感測器 測量電路 顯示記錄裝置 或調節執行設定 和電源四部分組成。自動測控系統可分為開環和閉環兩種。感測器的主要作用 是將被測非物理量轉換成與其有一定關係的電量。2 p15 遠距離傳輸輸出電流國際上規定為4 20ma。訊號為0時對應4ma...