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第1章緒論

1.傳感器的基本概念是什么？一般情況下由哪幾部分組成？

國家標準(GB7665-87)傳感器的定義：能夠感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。

2.傳感器有幾種分類形式，各種分類之間有什么不同？

共有10種分類形式。根據傳感器的工作機理：基于物理效應、基于化學效應、基于生物效應；傳感器的構成原理：結構型與物性型；能量轉換情況：能量轉換型和能量控制型；根據傳感器的工作原理分類：可分為電容式、電感式、電磁式、壓電式、熱電式、氣電式、應變式等；根據傳感器使用的敏感材料分類：可分為半導體傳感器、光纖傳感器、陶瓷傳感器、高分子材料傳感器、復合材料傳感器等；根據傳感器輸出信號為模擬信號或數字信號：可分為模擬量傳感器和數字量(開關量)傳感器；根據傳感器使用電源與否：可分為有源傳感器和無源傳感器；根據傳感器與被測對象的空間關系：可分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器；根據與某種高新技術結合而得名的傳感器：如集成傳感器、智能傳感器、機器人傳感器、仿生傳感器等；根據輸入信息分類：可分為位移、速度、加速度、流速、力、壓力、振動、溫度、濕度、粘度、濃度等。

3.舉例說明結構型傳感器與物性型傳感器的區別。

結構型：利用物理學中場的定律構成的，特點是其工作原理是以傳感器中元件相對位置變化引起場的變化為基礎，而不是以材料特性變化為基礎。其基本特征是以其結構的部分變化或變化后引起場的變化來反映被測量(力、位移等)的變化。如電容傳感器利用靜電場定律研制的結構型傳感器。

物性型：利用物質定律構成的,如虎克定律、歐姆定律等。物質定律是表示物質某種客觀性質的法則。這種法則，大多數是以物質本身的常數形式給出。這些常數的大小，決定了傳感器的主要性能。因此，物性型傳感器的性能隨材料的不同而異。如，光電管利用了外光電效應，壓敏傳感器是利用半導體的壓阻效應。

6.什么是信息？信息的基本特征是什么？

“信息是物質存在的一種方式、形態或運動狀態，也是事物的一種普遍屬性，一般指數據、消息中所包含的意義，可以使消息中所描述事件的不定性減少。”

①普遍性；②客觀性；③依附性；④時效性(動態性)；⑤可識別；⑥可轉換；⑦可傳輸；⑧可存儲； eq \o\ac(○,9)可共享性、永不枯竭性。

7.什么是信息技術？什么是3C技術？

信息技術是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術，是指有關信息的收集、識別、提取、變換、存貯、傳遞、處理、檢索、檢測、分析和利用等的技術，是用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。

“3C”技術——Collection Communication Computer)，指信息的收集、通信和計算機技術。

第2章 傳感器的理論基礎

3.舉例說明傳感器與守恒定律、場的定律、統計法則和物質定律的關系。

利用守恒定律構成的傳感器，如利用差壓原理進行流量測量的傳感器，其基本原理是以能量守恒定律、伯努利方程和流動連續性方程為基礎的；

利用場的定律構成的傳感器，其性能由定律決定，與使用材料無關，如利用靜電場的有關定律制成電容傳感器，利用電磁感應定律可以構成磁電感應式傳感器；以差壓變壓器為例，使用坡莫合金或鐵氧體做鐵芯，都是作為差壓變壓器工作。

利用各種物質定律構成的傳感器統稱為物性型傳感器。這些傳感器的主要性能在很大程度上受相應的物理常數或化學、生物特性所決定，也即與物質的材料密切相關，利用半導體物質具有的壓阻、熱阻、光阻、濕阻和霍爾等效應，可以分別制成力、壓力、溫度、光強、濕度和磁場等傳感器，利用壓電材料所具有的壓電效應可制成壓電式、聲表面波和超聲波等傳感器，利用生物、化學敏感特性制成的生物、化學傳感器等。

統計物理學認為：所有宏觀上可觀測的物理量都是相應微觀量的統計平均值，許多看似雜亂無章的微觀運動表現出統計規律性。利用熱噪聲的熱力學溫度的關系可以構成熱噪聲型熱敏電阻。

目前成功利用構成傳感器的法則是奈奎斯特定理，利用熱噪聲與絕對溫度的關系可以構成熱噪聲型熱敏電阻。由于絕對溫度與熱噪聲電壓之間有確定的關系，因此它可作為彼岸準溫度計用來直接測量絕對溫度而不需要校準

4.什么是熱平衡型的一次效應和二次效應？寫出熱平衡現象中的麥克斯韋關系式，舉例說明它們在傳感器中的應用。

不同種類能量所對應的強度型狀態量與容量型狀態(或相反)微分之比為定值，具有這種關系的效應稱為熱平衡一次效應，一次效應是可逆的；

同一種類能量的示強變量與示容變量微分之比，或同一種類能量的示容變量與示強變量微分之比，是不能直接構成傳感器的，這些比例系數雖然不能在傳感器中直接而將被測量轉換成電信號輸出，但可以利用其中的狀態量與其他狀態量之間的關系制成各種傳感器，這種變換稱為二次效應，二次效應沒有逆效應。

一次效應

總結

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