傳感器考試試題答案終極版

1、傳感器原理考試試題1、有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0-200，精度等級(jí)為0.5級(jí)。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為_(kāi)1_，當(dāng)測(cè)量100 時(shí)的示值相對(duì)誤差為_(kāi)%1_。2、傳感器由_敏感元件_ 轉(zhuǎn)換元件_、_測(cè)量電路_三部分組成3、熱電偶的回路電勢(shì)由_接觸電勢(shì)、溫差電勢(shì)_兩部分組成，熱電偶產(chǎn)生回路電勢(shì)的兩個(gè)必要條件是_即熱電偶必須用兩種不同的熱電極構(gòu)成；熱電偶的兩接點(diǎn)必須具有不同的溫度。4、電容式傳感器有變面積型、變極板間距型、變介電常數(shù)型三種。5傳感器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為_(kāi)靜態(tài)量_和_動(dòng)態(tài)量_兩大類，線性度和靈敏度是傳感器的_靜態(tài)_量_指標(biāo)，而頻率響應(yīng)特性是傳感器的_動(dòng)態(tài)量_指標(biāo)。6、傳感器靜態(tài)特性指

2、標(biāo)包括_線性度、_靈敏度、_重復(fù)性_及遲滯現(xiàn)象。7、金屬應(yīng)變片在金屬絲拉伸極限內(nèi)電阻的相對(duì)變化與_應(yīng)變_成正比。8、當(dāng)被測(cè)參數(shù)A、 d或發(fā)生變化時(shí)， 電容量C也隨之變化，因此，電容式傳感器可分為變面積型_、_變極距型_和_變介質(zhì)型三種。9、縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)受拉力時(shí)產(chǎn)生電荷與拉力間關(guān)系分別為 和 qy=-d11abFy 。10、外光電效應(yīng)器件包括光電管和光電倍增管。1、何為傳感器的動(dòng)態(tài)特性？動(dòng)態(tài)特性主要的技術(shù)指標(biāo)有哪些？（1）動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性；（2）動(dòng)態(tài)指標(biāo)：對(duì)一階傳感器：時(shí)間常數(shù)；對(duì)二階傳感器：固有頻率、阻尼比。2、傳感器的線性度如何確定？擬合直線有幾

3、種方法？傳感器標(biāo)定曲線與擬合直線的最大偏差與滿量程輸出值的百分比叫傳感器的線性度；。四種方法：理論擬合，端基連線擬合、過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合、最小二乘法擬合。3、應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量時(shí)為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？常用的溫度補(bǔ)償方法有哪些？（1）金屬的電阻本身具有熱效應(yīng)，從而使其產(chǎn)生附加的熱應(yīng)變；（2）基底材料、應(yīng)變片、粘接劑、蓋板等都存在隨溫度增加而長(zhǎng)度應(yīng)變的線膨脹效應(yīng)，若它們各自的線膨脹系數(shù)不同，就會(huì)引起附加的由線膨脹引起的應(yīng)變；常用的溫度補(bǔ)償法有單絲自補(bǔ)償，雙絲組合式自補(bǔ)償和電路補(bǔ)償法。4、分布和寄生電容對(duì)電容傳感器有什么影響？一般采取哪些措施可以減小其影響？寄生電容器不穩(wěn)定，導(dǎo)致傳感器特性不穩(wěn)定，可采用靜電屏

4、蔽減小其影響，分布電容和傳感器電容并聯(lián)，使傳感器發(fā)生相對(duì)變化量大為降低，導(dǎo)致傳感器靈敏度下降，用靜電屏蔽和電纜驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以消除分布電容的影響。5、熱電偶測(cè)溫時(shí)為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心男?？答：熱電偶熱電?shì)的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度0為依據(jù)，否則會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，常采用一些措施來(lái)消除冷鍛溫度變化所產(chǎn)生的影響，如冷端恒溫法、冷端溫度校正法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、補(bǔ)償電橋法。三、計(jì)算題1、下圖為圓形實(shí)芯銅試件，四個(gè)應(yīng)變片粘貼方向?yàn)镽1、R4 軸向粘貼，R2、R3 圓周向粘貼，應(yīng)變片的初始值R1

5、=R2=R3=R4=100，靈敏系數(shù)k=2，銅試件的箔松系數(shù)= 0.285，不考慮應(yīng)變片電阻率的變化，當(dāng)試件受拉時(shí)測(cè)得R1 的變化R1 = 0.2。如電橋供壓U = 2V，試寫(xiě)出R2、R3、R4 輸出U0（15分）2、一冶煉系統(tǒng)由利用“熱電效應(yīng)”制成的K型熱電偶測(cè)溫。已知冷端環(huán)境溫度為30C而此時(shí)熱表讀到的被測(cè)溫度為800C（10分）附：分度號(hào)K熱電偶輸出（mV）060708090000.400.801.201.612.022.442.853.273.6880033.2833.6934.1034.5034.9135.3135.7236.1236.5236.93（1）簡(jiǎn)述“熱電效應(yīng)”。（5分）（

6、2）用計(jì)算校正法修正后的真實(shí)被測(cè)溫度。（5分）答：將兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體A、B串接成一個(gè)閉合回路，如圖所示，如果兩接合點(diǎn)處的溫度不同(T0 T),則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，并在回路中有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。答：熱電效應(yīng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體形成閉路，其兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別置于不同溫度的熱源中，則該回路會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。（5分）（2）用計(jì)算校正法修正后的真實(shí)被測(cè)溫度。（5分E(T,0) = E(800,30) + E(30,0) = 33.28 + 1.20 = 34.48 mV 查表：得 T = 829（5分）3、運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)采用應(yīng)變計(jì)測(cè)量壓力。為校準(zhǔn)傳感器，在同一工作條件下，按同一方

7、向在全測(cè)量范圍0200kP內(nèi)對(duì)此傳感器做了20次測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所得輸入輸出特性曲線具有一定的不一致性。經(jīng)系統(tǒng)維修并調(diào)整成電壓輸出后，可得傳感器方程為：簡(jiǎn)述這種現(xiàn)象反映了此傳感器的什么性能，如何表示。求此傳感器系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度。此時(shí)重新檢驗(yàn)測(cè)試出其最大誤差為Fmax=0.8kP，試判斷其精度等級(jí)。 解：重復(fù)性。反映了結(jié)果偶然誤差的大小。 ，求此傳感器系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度。解：a0=80104 a1= 20, b0=1.24102 = a1/ a0=20 /80104 =2.510-3 (s) , (2分) K= b0/ a0=1.2102/80104=1.510-3 (2分)此時(shí)重新檢驗(yàn)

8、測(cè)試出其最大誤差為Fmax=0.8kP，試判斷其精度等級(jí)。解：0.8/200100% = 0.4%. 屬0.5級(jí)。4、分析電容傳感器測(cè)量電路的脈沖寬度調(diào)制電路工作原理。(15分)解： C1、C2為差動(dòng)式電容傳感器, 電阻R1=R2, A1、A2為比較器。當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于某一狀態(tài), Q=1, =0, A點(diǎn)高電位通過(guò)R1對(duì)C1充電, 時(shí)間常數(shù)為1 = R1 C1, 直至F點(diǎn)電位高于參比電位U, 比較器A1輸出正跳變信號(hào)。與此同時(shí), 因 = 0, 電容器C2上已充電流通過(guò)VD2迅速放電至零電平。A1正跳變信號(hào)激勵(lì)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn), 使Q = 0, = 1, 于是A點(diǎn)為低電位, C1通過(guò)VD1迅速放電, 而B(niǎo)點(diǎn)高電位通過(guò)R2對(duì)C2充電, 時(shí)間常數(shù)為2=R2C2, 直至G點(diǎn)電位高于參比電位U。 （6分）C1=C2 C1C2（圖形說(shuō)明2分）