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1、第一章:第一章:1 1、何为准确度、精密度、精确度并阐述其与系统误差和随机误差的关系、何为准确度、精密度、精确度并阐述其与系统误差和随机误差的关系.准确度:反应测量结果中系统误差的影响程度;精密度:反应测量结果中随机误差的影响程度;精确度:反应测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度,其定量特性可用测量的不确定度(或极限误差)表示。关系:具体的测量,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确度高的精密度和准确度都高。4 4、为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的、为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的 2/32/3 一上范围内使用一上范围内使用
2、答:为了使仪表测出来的数据误差更小、更精确。1414、何谓传感器的静态标定和动态标定试述传感器的静态标定过程。、何谓传感器的静态标定和动态标定试述传感器的静态标定过程。传感器静态特性标定:传感器静态标定目的是确定传感器的静态特性指标,如线性度、灵敏度、精度、迟滞性和重复性等。传感器动态特性标定:传感器动态特性标定的目的确定传感器的动态特性参数,如时间常数、上升时间或工作频率、通频带等。标定步骤:(1)将传感器全量程分成若干等间距点;(2)根据传感器量程分点情况,由小到大一点一点地输入标准量值,并记录与个输入值相对应的输出值;(3)将输入值由大到小一点一点减小,同时记录与各输入值相对应的输出值;
3、(4)按(2)(3)所述过程,对传感器进行正、反行程王府循环多次测试,将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线;(5)对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。第二章:第二章:1 1、什么是应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。、什么是应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。应变效应:导体或半导体电阻随其机械变形而变化的物理现象。金属导体的电阻值随着它受力所产生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生变化的现象称之为金属的电阻应变效应。2 2、金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别各有何优缺点、金属电阻应变
4、片与半导体应变片的工作原理有何区别各有何优缺点金属应变片是通过电阻的形变导致电阻的变化从而被检测的。半导体是通过PN 的应力而改变的。机理不同。半导体应变片的特点:在较小功耗下具有较高的灵敏度和较大的电阻变化。金属应变片的特点:温度稳定性较好,线性度高,应变范围大(可达到 4%,而半导体应变片只能达到%),使用方便(可贴敷在弯曲表面上)。6 6、什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种各自的输出电压如何计算、什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种各自的输出电压如何计算直流电桥:测量直流电阻或其变化量的电桥。也用于测量转换为直流电阻的非电量。分类:单臂电桥:R 1 为电阻应变片
5、,R 2、R 3、R 4 为电桥固定电阻。其输出电压为。差动半桥电路:R 1、R 2 为两个所受应变方向相反的应变片,R 3、R 4 为电桥固定电阻。其输出电压为:。差动全桥电路:R、R、R、R均为电阻应变片,且相邻两桥臂应变片所受应变方向相反。其输出电压为:。第三章:第三章:1 1、自感式传感器测量电路的主要任务是什么变压器式电桥和带相敏检波的交流电桥,哪个、自感式传感器测量电路的主要任务是什么变压器式电桥和带相敏检波的交流电桥,哪个能更好地完成这一任务为什么能更好地完成这一任务为什么主要任务:把被测量变化转换成自感L 的变化,通过一定的转换电路转换成电压或者电流输出。带相敏检波的交流电桥能
6、更好的完成这一任务。使用相敏整流电路,输出电压不仅能反映衔铁位移的大小和方向,而且还消除了零点残余电压的影响。4 4、何谓零点残余电压说明该电压产生的原因及消除方法。、何谓零点残余电压说明该电压产生的原因及消除方法。零点残余电压:当差动电压器处于中心位置时,理想条件下,输出电压为0,实际上,当使用电桥电路时,在零点总有一个最小的输出电压。一般把这个最小的输出电压称为零点残余压。产生原因:1.由于两个二次测量线圈的等效参数不对称,时期输出地基波感应电动势的幅值和相位不同,调整磁芯位置时,也不能打到幅值和相位同时相同。2.由于铁芯的 B-H 特性非线性,产生高次谐波不同,不能互相抵消。消除方法:1
7、.在设计工艺上,力求做到磁路对称、线路对称。2.采用拆圈的试验方法减小零点残余电压。3.在电路上进行补偿。线路补偿主要有:加串联电阻,加并联电容,加反馈电阻或反馈电容。1010、利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是什么、利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是什么答:当板材的厚度变化时,将使传感器探头与金属板间的距离改变,从而引起输出电压的变化。第四章:第四章:5 5、什么叫、什么叫 CCDCCD 势阱论述势阱论述 CCDCCD 的电荷转移过程。的电荷转移过程。CCD 势阱:在一系列MOS 电容器金属电极上,加以适当的脉冲电压,排斥掉半导体衬底内的多数载流子,形成势阱的运动,进而达到信号电荷的转移
8、。过程:为了实现信号电荷的转换:必须使MOS 电容阵列的排列足够紧密,以致相邻MOS 电容的势阱相互沟通,即相互耦合;控制相邻MOC 电容栅极电压高低来调节势阱深浅,使信号电荷由势阱浅的地方流向势阱深处;在CCD 中电荷的转移必须按照确定的方向。7 7、说明光导纤维的组成并分析其导光原理,指出光导纤维导光的必要条件是什么、说明光导纤维的组成并分析其导光原理,指出光导纤维导光的必要条件是什么组成:石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等。导光原理:光在空间是直线传播的。在光纤中,光的传输限制在光纤
9、中,并随光纤能传送到很远的距离,光纤的传输是基于光的全内反射。当光纤的直径比光的波长大很多时,可以用几何光学的方法来说明光在光纤内的传播。设有一段圆柱形光纤,它的两个端面均为光滑的平面。当光线射入一个端面并与圆柱的轴线成 i角时,根据斯涅耳(Snell)光的折射定律,在光纤内折射成 j,然后以 k角入射至纤芯与包层的界面。若要在界面上发生全反射,则纤芯与界面的光线入射角k应大于临界角 c(处于临界状态时,r=90),即:角度反复逐次反射,直至传播到另一端面。且在光纤内部以同样的必要条件:光线在纤芯与包层的节目上发生全反射。1010、光栅传感器的基本原理是什么莫尔条纹是如何形成的有何特点、光栅传
10、感器的基本原理是什么莫尔条纹是如何形成的有何特点基本原理:莫尔条纹原理形成:把光栅常数相等的主光栅和指示光栅相对叠合在一起(片间留有很小的间隙),并使两者栅线之间保持很小的夹角,于是在近于垂直栅线的方向上出现明暗相间的条纹,两光栅的栅线彼此重合,光线从缝隙中通过,形成亮带;l 两光栅的栅线彼此错开,形成暗带。特点:1起放大作用由于角度非常小,因此莫尔条纹纹距W 要比栅距大的多。如=0.01mm,即光栅的线纹为每毫米 100 条,此栅距人们无法用肉眼分辨,但如果调整角,使得 W=10mm,即放大倍数为 W=1000 倍,10mm 宽的莫尔条纹是清晰可见的。2莫尔条纹的移动与栅距成比例当标尺光栅移
11、动时,莫尔条纹就沿着垂直于光栅移动的方向移动,并且光栅每移动一个栅距,莫尔条纹就准确地移动一个纹距W,只要通过光电元件感测移过莫尔条纹的数目,就可以知道光栅移动了多少个栅距,而栅距是制造光栅时确定的,因此工作台移动的距离就可以计算出来。而且当工作台移动方向改变时,莫尔条纹的移动方向也有规律地变化:设标尺光栅不动,将指示光栅按逆时针方向转过角,那么当指示光栅左移时,莫尔条纹向下移动;反之,当指示光栅右移时,条纹则向上移动。如果将指示光栅按顺时针方向转过角,那么情况与上述相反。由上可见,如果沿着莫尔条纹方向安装二组距离相差W4 的光电元件,就可以测量光栅的移动距离和方向。3起平均误差作用因为莫尔条纹是由许多光栅线纹所组成,若光电元件接受的长度(即纹距)为 10mm,在栅距=0.01mm 时,光电元件所接受的信号由 1000 条线纹组成,因此制造上的缺陷,例如间断地少几条线纹只会影响千分之几的光电感应信号强弱。因此用莫尔条纹时,其精度是由一组线的平均效应决定,精度尤其是重复精度会更高。