現(xiàn)代傳感技術(shù)與系統(tǒng)課后題及答案

1、1第1章緒論1.傳感器的基本概念是什么？一般情況下由哪幾部分組成？國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB766587）傳感器的定義：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2.傳感器有幾種分類形式，各種分類之間有什么不同？共有10種分類形式。根據(jù)傳感器的工作機(jī)理：基于物理效應(yīng)、基于化學(xué)效應(yīng)、基于生物效應(yīng)；傳感器的構(gòu)成原理：結(jié)構(gòu)型與物性型；能量轉(zhuǎn)換情況：能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型；根據(jù)傳感器的工作原理分類：可分

2、為電容式、電感式、電磁式、壓電式、熱電式、氣電式、應(yīng)變式等；根據(jù)傳感器使用的敏感材料分類：可分為半導(dǎo)體傳感器、光纖傳感器、陶瓷傳感器、高分子材料傳感器、復(fù)合材料傳感器等；根據(jù)傳感器輸出信號(hào)為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)：可分為模擬量傳感器和數(shù)字量（開關(guān)量）傳感器；根據(jù)傳感器使用電源與否：可分為有源傳感器和無(wú)源傳感器；根據(jù)傳感器與被測(cè)對(duì)象的空間關(guān)系：可分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器；根據(jù)與某種高新技術(shù)結(jié)合而得名的傳感器：如集成傳感器、智能傳感器、

3、機(jī)器人傳感器、仿生傳感器等；根據(jù)輸入信息分類：可分為位移、速度、加速度、流速、力、壓力、振動(dòng)、溫度、濕度、粘度、濃度等。3.舉例說(shuō)明結(jié)構(gòu)型傳感器與物性型傳感器的區(qū)別。結(jié)構(gòu)型：利用物理學(xué)中場(chǎng)的定律構(gòu)成的，特點(diǎn)是其工作原理是以傳感器中元件相對(duì)位置變化引起場(chǎng)的變化為基礎(chǔ)，而不是以材料特性變化為基礎(chǔ)。其基本特征是以其結(jié)構(gòu)的部分變化或變化后引起場(chǎng)的變化來(lái)反映被測(cè)量（力、位移等）的變化。如電容傳感器利用靜電場(chǎng)定律研制的結(jié)構(gòu)型傳感器。物性型：利用物質(zhì)

4、定律構(gòu)成的如虎克定律、歐姆定律等。物質(zhì)定律是表示物質(zhì)某種客觀性質(zhì)的法則。這種法則，大多數(shù)是以物質(zhì)本身的常數(shù)形式給出。這些常數(shù)的大小，決定了傳感器的主要性能。因此，物性型傳感器的性能隨材料的不同而異。如，光電管利用了外光電效應(yīng)，壓敏傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。6.什么是信息？信息的基本特征是什么？“信息是物質(zhì)存在的一種方式、形態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也是事物的一種普遍屬性，一般指數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，可以使消息中所描述事件的不定性減少?！雹倨?/p>

5、遍性；②客觀性；③依附性；④時(shí)效性（動(dòng)態(tài)性）；⑤可識(shí)別；⑥可轉(zhuǎn)換；⑦可傳輸；⑧可存儲(chǔ)；可共享性、永不枯竭性?！?7.什么是信息技術(shù)？什么是3C技術(shù)？信息技術(shù)是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術(shù)，是指有關(guān)信息的收集、識(shí)別、提取、變換、存貯、傳遞、處理、檢索、檢測(cè)、分析和利用等的技術(shù)，是用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱?！?C”技術(shù)——CollectionCommunicationComputer)，指信息的收集、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)。第

6、2章傳感器的理論基礎(chǔ)3.舉例說(shuō)明傳感器與守恒定律、場(chǎng)的定律、統(tǒng)計(jì)法則和物質(zhì)定律的關(guān)系。利用守恒定律構(gòu)成的傳感器，如利用差壓原理進(jìn)行流量測(cè)量的傳感器，其基本原理是以能量守恒定律、伯努利方程和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的；利用場(chǎng)的定律構(gòu)成的傳感器，其性能由定律決定，與使用材料無(wú)關(guān)，如利用靜電場(chǎng)的有關(guān)定律制成電容傳感器，利用電磁感應(yīng)定律可以構(gòu)成磁電感應(yīng)式傳感器；以差壓變壓器為例，使用坡莫合金或鐵氧體做鐵芯，都是作為差壓變壓器工作。利用各種物質(zhì)定律構(gòu)

7、成的傳感器統(tǒng)稱為物性型傳感器。這些傳感器的主要性能在很大程度上受相應(yīng)的物3、(4)電路參數(shù)型和(5)多級(jí)變換型。（1）能量變換基本型特點(diǎn)：1.只由敏感元件構(gòu)成。2.不需外加電源，敏感元件就是能量變換元件，能量從被測(cè)對(duì)象獲得，輸出能量較弱。(3)利用熱平衡現(xiàn)象或傳輸現(xiàn)象中的一次效應(yīng)制成是可逆的。(4)對(duì)被測(cè)對(duì)象有負(fù)荷效應(yīng)（因輸出逆效應(yīng)而影響輸入）。(5)輸出能量不可能大于被測(cè)對(duì)象的能量。（2）能量控制基本型特點(diǎn)：（1）也由敏感元件組成，但

8、需外加電源才能將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量輸出。（2）輸出能量可大于被測(cè)對(duì)象具有的能量。（3）無(wú)需變換電路即可有較大的電量輸出。（3）能量變換特殊型（輔助能源型）特點(diǎn)：1.只由敏感元件構(gòu)成。2.能量從被測(cè)對(duì)象獲得，屬能量變換型。3.輔助能源是為了增加抗干擾能力或提高穩(wěn)定性，或取出信號(hào)，或?yàn)樵硭枰褂霉潭ù艌?chǎng)。（4）電路參數(shù)型特點(diǎn)：(1)敏感元件對(duì)輸入非電信號(hào)進(jìn)行阻抗變換。(2)轉(zhuǎn)換電路含有該敏感元件。(3)電源向轉(zhuǎn)換電路提供能量從而輸出