2021年传感器动态与静态特性及应用详解

本次提供的文档是关于传感器复习的试题，涵盖了传感器的基本概念和性能指标，包括动态特性与静态特性的区分，金属导电材料应变灵敏系数的影响因素，应变片的工作原理，以及不同类型传感器的设计优化和误差来源。以下是对部分试题知识点的详细解析： 1. 动态特性与静态特性：动态特性通常指的是传感器在随时间变化的输入信号下的响应特性，如幅频特性（测量传感器在不同频率下输出信号的幅度）、相频特性（测量相位响应与频率的关系）和固有频率（传感器自由振动的频率）。选项B中的这些指标反映了传感器对动态信号的响应，因此正确。静态特性则侧重于传感器在恒定输入条件下的性能，如线性度（测量输出与输入之间的线性关系）、重复性和漂移（长期稳定性的保持）。 2. 应变片的响应时间：上升时间（10%-90%的时间）是指信号从起始值增长到最终稳态值所需的时间，它体现了传感器响应速度，选项B符合题意。 3. 金属导电材料应变灵敏系数的影响：应变灵敏系数K主要由导电材料的几何尺寸变化（包括金属自身的性质）决定，选项B正确。 4. 应变片灵敏系数定义：选项C正确，应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比，描述了应变片对应力变化的敏感程度。 5. 差动双臂桥的设计：为了减小非线性误差，选项C建议使用应变量变化相反的工作应变片，这样可以抵消部分温度和机械零点漂移。 6. 温度误差原因：选项D中提到，试件材料与应变丝材料线膨胀系数不同导致电阻变化，这是产生温度误差的主要原因之一。 7. 传感器功能判断：选项D中，相敏检波电路不仅能判断位移的大小，还能通过输出电压的正负判断位移的方向，因为交流信号的相位可以通过电压极性反映。 8. 螺线管式自感传感器的差动结构目的：选项B是正确的，差动结构可以提高灵敏度并减小因温度变化带来的漂移问题。 9. 差动电容传感器的输出特性：选项A不完整，正确表述应该是差动电容传感器的输出电压正比于两个电容的差值（C1-C2）。 这份复习题涵盖了传感器的多种类型、工作原理、性能参数和设计优化策略，有助于考生理解和掌握传感器的基础理论与应用技巧。