传感器设计与应用：考研题解

"合肥工业大学的考研试题，包含传感器原理设计题目及解答，主要涉及传感器在自动门系统和工业大电流测量中的应用。" 1. 自动开门、关门系统设计： 方案一：红外光电对射式传感器。这种传感器由发射器和接收器组成，发射器发出红外光束，当生物或物体穿过光束时，接收器接收不到光线，导致传感器的电信号变化，从而触发开门动作。当没有障碍物时，门自动关闭。传感器选择的依据在于其能有效检测到生物或物体的存在。 方案二：热释电红外线传感器。这种传感器利用生物体发出的红外辐射来工作。当生物靠近，其体温产生的红外线被传感器探测到，进而打开门。热释电元件在感知生物体的红外辐射变化时会产生电荷不平衡，释放电荷并触发报警信号。当范围内无生物时，门会自动关闭。 2. 大电流测量系统设计： 方案一：霍尔电流传感器。基于磁平衡式霍尔效应，霍尔电流传感器通过控制电流产生与之成比例的霍尔电势，再通过测量霍尔电势间接测定电流大小。这种方式实现了电流的非接触式测量，提供了电气隔离，确保了安全。 方案二：电阻量具测量。这是一种传统的电流测量方法，通过在电路中串联已知电阻，然后测量电阻两端的电压，根据欧姆定律计算出通过的电流。电阻量具测量适用于大电流环境，但可能需要较大的功率消耗和较高的测量精度。 这两种设计方案都考虑了传感器的选择依据，即在不同应用场景下，传感器需要能够准确、稳定地感知目标信号，并具备适应工作环境的能力。同时，这些设计也体现了传感器在实际工程问题中的应用，包括安全性、可靠性和效率等方面。