传感器总结

光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。

器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成

什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通

常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性（10分）

答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称。而传感器的输入输出特性是其基本特性，一般把传感器作为二端网络研究时，输入输出特性是二端网络的外部特性，即输入量和输出量的对应关系。由于输入量的状态（静态、动态）不同分静态特性和动态特性。静态特

性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性。动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性。可以从时域和频域来研究动态特性

4光伏产业

利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直

接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生

产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。

从未来光伏产业的发展趋势来看，首先，XX的晶硅太阳能电池继续追求降低成本与制

造能耗。新一代多晶硅工艺技术研究，硅片高效化、薄型化和大面积化，生产设备由半自动

化向自动化、智能化过渡等方面工艺技术和设备的提升都将有利于降低太阳能电池的成本与

制造能耗；

其次，基于新材料、新结构和新工艺等下一代新型太阳能电池将不断涌现。XX围绕降

低生产成本、降低能耗，提高光电转换效率、提高能源再生比例等问题，量子点太阳能电池、

量子阱太阳能电池、染料敏化电池、热光伏电池及有机薄膜太阳能电池等新型太阳能电池正

不断涌现。

5，检测系统的基本结构

1)传感器

2)信号调理电路

3)信号分析处理

4)通信接口和总线

5)记录，显示仪器

6检测技术的发展方向

(1)测试精度更高，功能更强

(2)检测方法的推进

(3)检测仪器与计算机技术的集成

1）硬件功能的软件化

2）仪器仪表的集成化和模拟化

3）参数正定和修改实时化

4）硬件平台通用化

7线性度在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYma_）与满量程

输出（Y）的百分比，称为线性度

8.灵敏度传感器达到稳定工作状态时（1分）输出变化量与引起此变化的输入变化量

9补偿电桥法补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的

10“动态校零”的稳零技术的实质是什么自动稳零技术为什么把温度漂移抑制的很低、

它将放大器的工作过程分割成两个节拍，一个是对输入失调Uos的校正电压进行寄存的误差，即寄存节拍，另一个则是放大器的校零节拍。该电路的特点是，即使失调电压Uos较大，由于动态校零的结果，可使其温度漂移抑制的很低，约可达到0.2uv/c

开关的反复通断，使得放大器的漂移不断被校正，这就是动态校零的工作原理

11自举原理的实质是什么，自举反馈型高输入阻抗放大器中的关键元件是什么，决定其量值的大小的一居室什么

自举电路实质是在放大器的局部引入正反馈，提高了输入阻抗

直流输入电阻RiRgR1R2

12常用的信号转换电路有哪些种类各有什么功能

1）电压比较电路用来对输入信号进行鉴别和比较，以判别其大于还是小于给定

2）V/F(电压／频率)转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地

应用于调频、调相、模／数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测

遥控设备中。

3）F/V(频率／电压)转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应

用于调频、调相信号的解调等。

4）V/I(电压／电流)转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如，在远距离监控

系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗

对信号的影响。

5）I/V(电流／电压)转换器进行电流、电压信号之间的转换。例如，对电流进行数

字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量、

13什么是信号调制在测控系统中为什么要采用信号调制什么是调制在测控系统中常用的调制方法有哪几种

调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号）让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。

一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。

14相敏检波电路与包络检波电路在功能，性能及电路构成上最主要的区别是什么

相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要的区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向、在性能上最主要的区别是相敏检波电路具有判别信号相位和频率的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。

从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。参考信号应与所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这一条件。

15试举例说明在传感器中完成相位调制的方法

电路调制的方法也有很多，调相电桥，脉冲采样式调相电路，都可以在此加以应用16，脉冲调制主要有哪些方式为什么没有脉冲调幅

脉冲调制可调脉冲的频率或相位，但因脉冲信号只有0和1两个电平，所以没有脉冲调幅。

脉冲调制也可以在传感器外部通过电路来调制来实现，电路调制的实现方式主要有参量调宽和电压调宽。

17为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比，有利于提高它的抗干扰能力其作用通过哪些方面体现

在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。通过调制，对测量信号赋以一定的特征，使已调信号的频带在以载波信号频率为中心的很窄的范围内，而噪声含有各种频率，即近乎于白噪声。这时可以利用选频放大器、滤波器等，只让以载波频率为中心的一个很窄的频带内的信号通过，就可以有效地抑制噪声。采用载波频率作为参考信号进行比较，也可抑制远离参考频率的各种噪声。

18数字相位计的工作原理

两路信号通过参考通道信号通道各自的放大衰减器，输出经检相进行电压滤波，输入A/D转换器经微处理器进行数据处理后送入显示器。直读式数字相位计是基于时间间隔测量法，通过相位时间转换器，将相位差为的两个信号（分别称参考信号和被测信号）转换成一定的时间间隔的起始和停止脉冲，然后用电子计数器测量其时间间隔。如果让电子计数器的时钟脉冲频率倍乘36_10n次方（n为正整数），则显示值即为以度为单位的相位差值。也可以用相位频率转换器，把两信号之间的相位差变为频率，用电子计数器测量。此外可采用相位电压转换器，把相位转化为电压，用电压表测量。

19解决非线性特性的一般可采用三种方法

1）减小测量范围，即取非线性特性中的一段，以近似值指示

2）指示仪表采用非线性刻度

3）加非线性校正环节

4）利用多传感器法

20，5种非线性特性的补偿方法的核心问题是什么，运用于哪些场合最合适（P180）关键问题;已知其他环节

（1）开环式非线性补偿法

1）计算法

2）图解法当传感器等环节的非线性特性用计算法比较困难时，用图解法

来取线性化器的输入—输出特性比用计算法求取还简单，实用

（2）闭环式非线性补偿法

（3）最佳参数选择法

（4）差动补偿法

（5）数字控制分段校正法

P192例题

21取样积分和数字多点平均的基本原理是什么两者各有什么特点

取样积分原理：周期为T的信号s（t）叠加了干扰噪声n（t），形成被测信号_（t）=s（t）+n（t），经过放大输入到取样开关。r（t）是与被测信号同频的参考信号，也可以是被测信号本身，触发电路根据参考信号波形的情况形成出发脉冲信号，触发脉冲信号在经过延时后，生成一定宽度的Tg的取样脉冲，控制取样开关S的开闭，完成对输入信号_（t）的取样，取样后的信号送入积分器进行积分处理，以消除噪声的影响，最终恢复出信号s（t）特点：要求A.0.707即可得而fcTg《=0.42希望回复信号的频率越高，取样脉冲的宽度就要越窄。

数字式平均原理：由采样、保持器对被测信号进行取样，再由A/D转换器将被测信号取样值变成数字量，病将其存储在寄存器中，累加平均的运算过程由微处理单元或数字信号处

理器完成，运算结果存储在寄存器中，并由D/A转换器输出相应的模拟量。

特点，每个信号周期内取样多次，信号利用率更高，切利用数字式累加代替模拟电路积分，并利用了存储器存储处理结果，没有漏电和漂移问题。

22检测微弱信号的基本方法

1）窄带滤波法（滤波器）

2）锁定放大法（电压表）

3）取样积分法（示波器）

4)相关分析法

23微弱信号检测的发展趋势

1）理论方面噪声理论和模型及其客服途径；应用功率谱方法解决单词信号的捕捉；少量积累平均而极大改善信噪比的方法；快速瞬变的处理；对低占空比信号的再现；测量时间的减少以及随机信号的平均等；

2）仪器技术方面要不断改善传感器的噪声等特性，针对新的方案，设计心得弱信号检测仪器和对原有的仪器加以改进。将许多微检测技术连立起来应用。

24，干扰的来源和传播途径

来源外部干扰（自然干扰，人为干扰）

内部干扰（仪表内部的元器件噪声）

途径1）电厂耦合

2）磁场耦合

3）漏电流效应

4）共阻抗耦合

25产生差模干扰和工模干扰的原因

共模干扰：一般指在两根信号线上产生的幅度相等，相位相同的噪声。

差模干扰：则是幅度想等，相位相反的的噪声。

常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。