傳感器的邊緣效應(yīng)：為克服電容式傳感器的邊緣效應(yīng)，可采用______方法和______結(jié)構(gòu)。為消滅寄生電容的影響可采用______、______以
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基于外光電效應(yīng)的器件有______和______；基于內(nèi)光電效應(yīng)的播件有______、______、______和______等。
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塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運(yùn)動時，導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)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(zhì)在外界機(jī)械力作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起極化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為______。相反，某些鐵磁物質(zhì)外界磁場的作用下會產(chǎn)生機(jī)械變形，這種現(xiàn)象稱為______。
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把一導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)兩端通以控制電流，，在垂直方向施加磁場B，在另外兩側(cè)會產(chǎn)生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現(xiàn)象稱______，這個電動勢稱為______。外加磁場使半導(dǎo)體(導(dǎo)體)的電阻值隨磁場變化的現(xiàn)象稱為______
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通常情況下，半導(dǎo)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(qiáng)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(zhuǎn)換為電勢大小的熱電式傳感器是______傳感器，而將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻大小的熱電式傳感器是______(金屬材料)或______(半導(dǎo)體材料)
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光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)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(nèi)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(nèi)部產(chǎn)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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傳感器的邊緣效應(yīng)：傳感器消除和減小邊緣效應(yīng)
邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器的靈敏度降低而且產(chǎn)生非線性，因此應(yīng)盡量消除或減小它。
適當(dāng)減小極間距，使極徑與間距比很大，可減小邊緣效應(yīng)的影響，但易產(chǎn)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(jié)構(gòu)上增設(shè)等位環(huán)來消除邊緣效應(yīng)，如圖4-5所示。圖a為帶有等位環(huán)的電容式傳感器原理圖，圖b為其實(shí)例。圖中2為傳感器內(nèi)電極(圓形)，1為另一電極(可以在傳感器內(nèi)也可以是被測物)，3為等位環(huán)。等位環(huán)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(fā)散的邊緣電場發(fā)生在等位環(huán)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(dāng)加厚。等位環(huán)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(huán)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(nèi)屏蔽層7接等位環(huán)3，外屏蔽層8接大地。
如果不能采用等位環(huán)結(jié)構(gòu)而邊緣電場又不能忽略的情況下，為了精確的設(shè)計(jì)和計(jì)算，必要時需用電場圖解法來解決。
應(yīng)該指出，邊緣效應(yīng)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(bǔ)償作用，但這是輛性了靈敏度來改善傳感器的非線性。
傳感器的邊緣效應(yīng)：傳感器考試題簡答題
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(guī)律轉(zhuǎn)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(zhì)的物理、化學(xué)或生物特性，
將非電量
(
如位移、
速度、
加速度、
力等
)
轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換元件組成。
302
、什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性
?
簡述在什么條件下只研究靜態(tài)特性就
能夠滿足通常的需要。
302
答：
傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵
(
輸入
)
的響應(yīng)
(
輸出
)
特性，
即其
輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。
傳感器的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)態(tài)
(
靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)
)
信號作用下的輸入－輸出關(guān)系。
靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關(guān)系式中不含有時間變量。
當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時只研究靜態(tài)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(tài)特性
?
實(shí)現(xiàn)不失真測量的條件是
什么
?
303
答：當(dāng)輸入量隨時間變化時一般要研究傳感器的動態(tài)特性。
實(shí)現(xiàn)不失真測量的條件是
幅頻特性
: A(
ω
) = |H(j
ω
) | =A(
常數(shù)
)
?
?
相頻特性
:
Φ
(ω) =
-
ω
t
o
(
線性
)
304
、什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)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(yīng)變效應(yīng)。
應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：
當(dāng)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(fā)生形變，
變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，
然后傳遞給與之相連
的應(yīng)變片，
將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，
通過轉(zhuǎn)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(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因，并說明有哪幾種補(bǔ)
償方法。
305
答：溫度誤差產(chǎn)生原因包括兩方面：
傳感器的邊緣效應(yīng)：電容器的邊緣效應(yīng)是指什么
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(qū)域擴(kuò)展到外部空間，電場線由平行線變?yōu)槌书_口狀分布，電場分布集中在極板邊緣，這種現(xiàn)象總成為邊緣效應(yīng)。
邊緣效應(yīng)是指在兩個或兩個以上不同性質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)交互作用處，由于某些生態(tài)因子(物質(zhì)、能量、信息、時機(jī)或地域)或系統(tǒng)屬性的差異和協(xié)合作用而引起系統(tǒng)某些組分及行為的較大變化。邊緣效應(yīng)在其性質(zhì)上可分為正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)，正效應(yīng)表現(xiàn)出效應(yīng)區(qū)(交錯區(qū)、交接區(qū)、邊緣區(qū))比相鄰生態(tài)系統(tǒng)具有更為優(yōu)良的特性，如生產(chǎn)力提高、物種多樣性增加等、反之。稱為負(fù)效應(yīng)。
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(qū)域擴(kuò)展到外部空間,電場線由平行線變?yōu)槌书_口狀分布,電場分布集中在極板邊緣,這種現(xiàn)象總成為邊緣效應(yīng).
