傳感器測(cè)量原理

1、第六章 傳感器原理與測(cè)量電路習(xí)題（一）填空題1、 屬于能量控制型的傳感器有 電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器 等（每個(gè)至少舉例兩個(gè)）。2、 金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用 機(jī)械變形 引起的電阻變化，后者利用 電阻率 變化引起的電阻變化。3、 為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對(duì)測(cè)量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用 差動(dòng)式 工作方式。4、 壓電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大器）有兩種形式： 電荷 放大器和 電壓 放大器，后接 電荷 放大器時(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)度的限制

2、。5、 渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的 電渦流 效應(yīng)。6、 磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是 V/（mm/s） 。7、 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 壓電效應(yīng) 而工作的。（二）選擇題1、 電阻應(yīng)變片的輸入為 2 。（1）力 （2） 應(yīng)變 （3）速度 （4）加速度2、 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠 3 的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。（1）本身物理性質(zhì)（物性型） （2）體積大小 （3）結(jié)構(gòu)參數(shù) （4）電阻值3、 不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是 4 。（電渦流效應(yīng)）（1）位移 （2）材質(zhì)鑒別 （3）探傷 （4）非金屬材料4、 變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 2 關(guān)系。 （1）非線性 （2）線性

3、 （3）反比 （4）平方5、 半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 3 。（1）長(zhǎng)度 （2）截面積 （3）電阻率 （4）高通6、 壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)引起傳感器的 3 產(chǎn)生變化。（1）固有頻率 （2）阻尼比 （3）靈敏度 （4）壓電常數(shù)7、 在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 4 傳感器。（1）電容式 （2）壓電式 （3）電阻式 （4）電渦流式8、 自感型可變磁阻式傳感器，當(dāng)氣隙變化時(shí)，其靈敏度與之間的關(guān)系是： 4 。？（1） （2） （3） （4）9、 光電倍增管是利用 2 效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電 （2）外光電 （3）光生伏

4、特 （4）阻擋層10、 光敏元件中 2 是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻 （2）光電阻 （3）光敏晶體管 （4）光導(dǎo)纖維11、下列傳感器屬于發(fā)電型位移傳感器的是（ D ）。 A.電阻式位移傳感器 B.電容式位移傳感器 C.電感式位移傳感器 D.磁電式位移傳感器12、測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ A ）A容柵型 B變極距型（?。?C變介質(zhì)型 D 變極板面積型13、在光柵式位移傳感器中，為了分辨小于柵距W的位移量，必須采用（ D ）。A 放大電路 B 辨向電路 C 微分電路 D 細(xì)分電路14、可用作測(cè)量小位移的傳感器有（ C ）。 A電渦流傳感器 B感應(yīng)同步器 C光柵 D磁尺15、壓電傳

5、感器是高內(nèi)阻傳感器，因此，要求前置放大器的輸入阻抗（ A ）。A很高 B.較高 C很低 D較低 16、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于（ C ）。A. 壓磁效應(yīng) B. 壓電效應(yīng) C. 壓阻效應(yīng) D. 霍爾效應(yīng)（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用或表示）1、 滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)量。（ ）2、 渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ ）3、 壓電加速度計(jì)的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（ ）?4、 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（ ）?（四）簡(jiǎn)答和計(jì)算題1、 哪些傳感器可選作小位移傳感器？答：光柵傳感器、變極距型電容式、變氣隙型電感式、電渦流式、壓電式、霍爾式、氣動(dòng)流量式、應(yīng)變電阻式。2

6、、 渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？答：渦流傳感器能對(duì)位移，厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力，材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不怕油等介質(zhì)污染；渦流傳感器不能測(cè)量大位移量，只有當(dāng)測(cè)量范圍較小時(shí)，才能保證一定的線性度。3、 電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？答：厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等4、 電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測(cè)量了。答：電渦流傳感器不能測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移；因?yàn)闄z測(cè)對(duì)象錯(cuò)誤，塑料不能產(chǎn)生渦

7、流；要在塑料上加裝金屬材質(zhì)的物體。5、 壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？答：加速度傳感器要通過(guò)質(zhì)量塊把加速度轉(zhuǎn)換為力作用在壓電片上。6、 試用雙螺管線圈差動(dòng)型電感傳感器做成一個(gè)測(cè)力傳感器。（1） 用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；（2） 兩個(gè)線圈通常應(yīng)該接在什么電路中？用圖說(shuō)明如何接法。答：7、 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問(wèn)：（1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 如果測(cè)量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mV）在時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？答：（1）由電容的計(jì)算公式為：，則： A、當(dāng)

8、時(shí)： 則： B、當(dāng)時(shí)： 則： （2）當(dāng)時(shí)：讀數(shù)儀表的變化量為 格 當(dāng)時(shí)： 讀數(shù)儀表的變化量為 格 8、 選用傳感器的基本原則是什么？答：靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、可靠性、精確度、測(cè)量方法、體積、重量、價(jià)格等各方面綜合考慮。9、 什么是物性型傳感器? 答：依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的傳感器。例如：水銀溫度傳感器。10、 什么是壓電效應(yīng)？答：某些物質(zhì)，受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部會(huì)被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。11、 為什么壓電式加速度傳感器要使用高輸入阻抗電荷放大器？ 答：當(dāng)傳感器與高壓放大器之間的連接電纜發(fā)生變化時(shí)，由于電纜電容與傳感器電容并聯(lián)，必然引起傳感器輸出電壓的靈敏度變化，引起誤差，