传感器与检测技术期末复习资料：重点概念解析

"这是一份关于《传感器与检测技术》的期末考试试卷及答案，涵盖了传感器的基本概念、工作原理以及常见的传感器类型，如应变式传感器和电容式传感器，涉及了传感器在嵌入式系统中的应用。" 在《传感器与检测技术》中，传感器是至关重要的组成部分，它能够感知环境或系统中的各种物理量并转化为电信号。本试卷主要考察了以下几个关键知识点： 1. 传感器的构成：传感器通常包括敏感元件、转换元件和信号调节转换电路。敏感元件直接响应被测量的物理量，转换元件则将这些变化转化为可读信号。 2. 应变效应：金属材料在受力时会变形，导致电阻值变化，这就是应变效应。半导体材料的压阻效应则是指在应力作用下，材料的电阻率显著变化。 3. 金属丝应变片与半导体应变片的比较：两者都能因应变导致电阻变化，但金属材料主要依赖机械形变，而半导体材料的变化主要体现在电阻率上。 4. 灵敏度系数：金属应变片的灵敏度系数是指单位应变引起应变片电阻的相对变化，它是衡量传感器性能的重要参数。 5. 应变式传感器的工作原理：通过将电阻应变片粘贴在弹性元件上，当弹性元件受到力的作用产生应变时，电阻敏感元件会相应改变其电阻值，从而实现应变的测量。 6. 电桥电路的应用：为了准确测量微小的电阻变化，通常使用电桥电路，它可以有效地放大微弱信号，提高测量精度。 7. 电容式传感器：这类传感器利用非电量变化引起电容的变化来测量物理量。例如，变极距型电容传感器采用差动结构可以显著提高灵敏度，使其达到原来的两倍。 8. 电容式传感器的优点：包括大的动态范围、高分辨率、线性度好以及对环境干扰的抵抗力强等特性，使得它们在嵌入式系统中广泛应用。 本试卷深入探讨了传感器的基本理论和实际应用，旨在帮助学生理解并掌握传感器在实际工程问题中的运用，以及如何通过不同的传感器类型解决各种检测需求。通过解答这些问题，学生可以巩固对传感器与检测技术的理解，为今后在嵌入式系统设计中选择和使用传感器打下坚实的基础。