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1、.一、選擇填空:1. 變氣隙式自感傳感器,當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí),鐵芯上的線圈電感量( A )A. 增加 B.減小 C.不變2. 電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出量間的關(guān)系,除( B )外是線性的。A 變面積型 B 變極距型 C 變介電常數(shù)型3. 測(cè)量微位移工作臺(tái)的位移量(行程200m,分辨力1m),可選用:( C )A. 應(yīng)變傳感器B. 電感傳感器C. 電容傳感器4. 差動(dòng)變壓器一般具有幾個(gè)線圈:( C )A. 1個(gè)線圈B. 2個(gè)線圈C. 3個(gè)線圈5. 測(cè)量微位移工作臺(tái)的位移量(行程200m,分辨力1m),可選用:( C ) A. 應(yīng)變傳感器B. 電感傳感器C. 電容傳感器6. 測(cè)量油庫(kù)儲(chǔ)油罐內(nèi)油
2、的液位高度,適于采用:( B )A 電阻應(yīng)變傳感器 B電容液位傳感器 C磁電液位開關(guān)7. 電容式液位傳感器屬于下列那一種型式:( C )A變極距型 B變面積型 C變介質(zhì)型8. 對(duì)生產(chǎn)流水線上的塑料零件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù),可采用的傳感器為:( )A 光電傳感器B 霍爾傳感器C 電容傳感器9. (A)傳感器屬于無(wú)源型傳感器。A壓電式 B霍爾式 C電感式 D電容式10. 電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化為( C)的輸出。A電阻 B電容 C電壓 D電荷11. 半導(dǎo)體應(yīng)變片具有( A)等優(yōu)點(diǎn)。A靈敏度高 B溫度穩(wěn)定性好 C參數(shù)一致性高 D接口電路簡(jiǎn)單12. 當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時(shí),其電阻率發(fā)生
3、變化的現(xiàn)象,稱( B)A.光電效應(yīng) B.壓阻效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.霍爾效13. 導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí),其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象,稱( A)A. 應(yīng)變效應(yīng) B.光電效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.霍爾效應(yīng)14. 差動(dòng)變壓器式傳感器可測(cè)出微小位移,如想分辨出位移的方向,則應(yīng)在電路中加( C)電路。A.調(diào)頻電路 B.放大電路 C.相敏檢波電路 D.交流電橋15. 電感式和電容式傳感器采用差動(dòng)連接的目的是( D)。A改善回程誤差 B提高固有頻率 C提高精度 D提高靈敏度16. 2: 電容傳感器做成差動(dòng)式之后,靈敏度( 1 ),而且非線性誤差( 2 )。 ( B)A.1提高,2增大
4、 B.1提高,2減小 C.1降低,2增大 D.1降低,2減小17. 光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí), 阻值(亮電阻)急劇( 1 ),電路中電流迅速( 2 )。( C)。A.1增大,2減小 B.1增大,2增大 C.1減小,2增大 D.1減小,2減小18. 電渦流式傳感器激磁線圈的電源是( C )。A 直流 B 工頻交流 C高頻交流 D低頻交流19. 傳感器能感知的輸入變化量越小, 表示傳感器的( D ) A.線性度越好 B.遲滯越小 C.重復(fù)性越好 D.分辨力越高20. 封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是( D ) A. 兩個(gè)發(fā)光二極管 B.一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管 C. 兩個(gè)光敏二極管 D.
5、一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管21. 電渦流接近開關(guān)可以利用電渦流原理檢測(cè)出( C )的靠近程度。A. 人體 B. 水 C.金屬零件 D. 塑料零件22. 在電容傳感器中,若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路,則電路中 ( B )A. 電容和電感均為變量 B. 電容是變量,電感保持不變C. 電容保持常數(shù),電感為變量 D. 電容和電感均保持不變23. 使用壓電陶瓷制作的力或壓力傳感器可測(cè)量( C )A. 人的體重 B. 車刀的壓緊力C. 車刀在切削時(shí)感受到的切削力的變化量 D. 自來(lái)水管中的水的壓力24. 將電阻應(yīng)變片貼在( C )上,就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。 A.質(zhì)量塊 B.導(dǎo)體
6、C.彈性元件 D.機(jī)器組件25. 通常用差動(dòng)變壓器傳感器測(cè)量( A )。A位移 B振動(dòng) C加速度 D厚度二、填空1. 霍爾集成電路按輸出信號(hào)的類型不同,可分為( 模擬信號(hào) )和( 開關(guān)信號(hào))兩類。2. 塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一圈圈閉合的電流,利用該原理制作的傳感器稱(電渦流)傳感器;這種傳感器只能測(cè)量(金屬)物體。3. 電渦流傳感器的線圈與被測(cè)物體的距離減少時(shí),互感系數(shù)M將(增大)。4. 利用電渦流位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí),被測(cè)軸齒盤的材料必須是(金屬材料)。5. 利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量等轉(zhuǎn)換成線圈的(自感)或互感量的變化,
7、這種裝置稱為(電感式)傳感器。6. 傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下,輸出(的電參數(shù))與輸入(的非電量的物理量之間)的比值。對(duì)線性傳感器來(lái)說(shuō),其靈敏度是(一個(gè)常數(shù))。7、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值將發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱(應(yīng)變)效應(yīng);直線的電阻絲繞成敏感柵后長(zhǎng)度相同但應(yīng)變不同,圓弧部分使靈敏度K下降了,這種現(xiàn)象稱為(橫向)效應(yīng)。8、螺線管式差動(dòng)變壓器式傳感器理論上講,銜鐵位于中心位置時(shí)輸出電壓為零,而實(shí)際上差動(dòng)變壓器輸出電壓(不為零),我們把這個(gè)不為零的電壓稱為(零點(diǎn)殘余電壓)電壓;利用差動(dòng)變壓器測(cè)量位移時(shí)如果要求區(qū)別位移方向(或正負(fù))可采用(相敏檢波)電路。9、傳感器的輸入輸出
8、特性指標(biāo)可分為(靜態(tài))和動(dòng)態(tài)指標(biāo)兩大類,線性度和靈敏度是傳感器的(靜態(tài))指標(biāo),而頻率響應(yīng)特性是傳感器的(動(dòng)態(tài))指標(biāo)。10、采用(交流)電源供電的電橋稱為交流電橋。11、采用(直流)電源供電的電橋稱為直流電橋。三、判斷對(duì)錯(cuò)(正確:,錯(cuò)誤:)1. 接觸式傳感器將會(huì)產(chǎn)生測(cè)量力,從而帶來(lái)測(cè)量誤差,影響測(cè)量精度。( )2. 半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬應(yīng)變傳感器,主要是因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)占主要地位。( )3. 用于測(cè)量金屬板材厚度的電渦流傳感器,常采用兩個(gè)測(cè)頭和較高的激勵(lì)頻率,以便滿足大多數(shù)板材厚度的測(cè)量需求。( )4. 電荷放大器是將傳感器輸出的電荷進(jìn)行放大的前置放大器,由于它可以使用較
9、長(zhǎng)的電纜并不受分布電容的影響,因而收到歡迎。( )5. 壓電式力傳感器既可以測(cè)量靜態(tài)力,也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)力。( )6. 熱敏電阻的電阻值將隨著溫度的升高而下降。( )7. 由于光敏電阻的光照特性是非線性的,因此不宜用作精密測(cè)量元件。 ( )8. 由于光電池的開路輸出電壓與光強(qiáng)成正比,因此可以用于測(cè)量光強(qiáng)。( )9. 電感式位移傳感器由于屬于接觸式測(cè)量,所以不適于高頻動(dòng)態(tài)位移的測(cè)量。( )10. 調(diào)頻式電感傳感器轉(zhuǎn)換電路由于輸出信號(hào)是脈沖信號(hào),因此抗干擾能力強(qiáng),易于數(shù)字化和遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)。( )11. 如果電容傳感器的電纜丟失了,更換另一個(gè)電纜后,可以不必對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)行標(biāo)定,也可直接使用。(
10、)12. 由于光敏電阻的光照特性是非線性的,因此不宜用作測(cè)量元件。但由于光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間很短,因此可以用作高速光電開關(guān)。( )13. 遲滯(或稱遲環(huán))特性表明傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程期間輸出和輸入特性曲線不重合的程度。( )14.話筒是一種常用的聲傳感器,其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)()15.電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器( )四、簡(jiǎn)答題:1、傳感器的定義?能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出電信號(hào)的器件或裝置。2、傳感器由哪幾部分組成?各部分的作用?傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件:它是直接感受被測(cè)量,并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系
11、的某一種量的元件。轉(zhuǎn)換元件:敏感元件的輸出量就是轉(zhuǎn)換元件的輸入量,轉(zhuǎn)換元件把輸入量轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路:把轉(zhuǎn)換元件的輸出電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路,便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。3、用什么來(lái)描述傳感器的基本特性?用動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性來(lái)描述傳感器的基本特性。4、什么是傳感器靜態(tài)特性?傳感器靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些?傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)傳感器輸入輸出特性。靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有線性度、靈敏度、遲滯性、重復(fù)性、分辨率、漂移等。5、什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性?動(dòng)態(tài)特性是指檢測(cè)系統(tǒng)的輸入為隨時(shí)間變化的信號(hào)時(shí),系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系。主要?jiǎng)討B(tài)特性的性能指標(biāo)有時(shí)域單位階躍響應(yīng)性能指標(biāo)和頻域
12、頻率特性性能指標(biāo)6、什么是傳感器的標(biāo)定?傳感器的標(biāo)定是指在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下,利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)度。7、傳感器的標(biāo)定分為幾種?分為動(dòng)態(tài)標(biāo)定和靜態(tài)標(biāo)定兩種。8、什么是應(yīng)變效應(yīng)?導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在受到外界力(拉力或壓力)作用時(shí),將產(chǎn)生機(jī)械變形,機(jī)械變形會(huì)導(dǎo)致其阻值變化,這種因形變而使其阻值變化的現(xiàn)象成為“應(yīng)變效應(yīng)”。9、電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路有哪些?各有何特點(diǎn)?請(qǐng)畫出相應(yīng)電路示意圖?電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路分直流電橋和交流電橋兩種電路,其中直流電橋電路又分為單臂電橋、差動(dòng)半橋和差動(dòng)全橋電路。單臂電橋:,有溫漂。差動(dòng)半橋:,有溫度補(bǔ)償作用。差動(dòng)全橋:,有溫度補(bǔ)償作用。電路略:1
13、0、什么是正壓電效應(yīng)?某些電介質(zhì)物質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí),內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在其表面上產(chǎn)生電荷;當(dāng)外力去掉后,又重新回到不帶電的狀態(tài),這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象稱為“正壓電效應(yīng)”。11、什么是逆壓電效應(yīng)?在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng),它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形,當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí),電介質(zhì)的變形隨之消失。這種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”12、舉例說(shuō)明“正壓電效應(yīng)”和“逆壓電效應(yīng)”在實(shí)際中的應(yīng)用?13、壓電傳感器的前置放大器電路形式主要有哪兩種?一種是電壓放大器,其輸出電壓與輸入電壓(傳感器的輸出電壓)成正比;另一種是電荷放大器,其輸出電壓與輸入電荷成正比。電荷放大器是一
14、個(gè)高增益,帶電容反饋的運(yùn)算放大器。14、測(cè)量的定義?測(cè)量是以確定被測(cè)量的值或獲取測(cè)量結(jié)果為目的的一系列操作。所以, 測(cè)量也就是將被測(cè)量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)。15、什么是測(cè)量值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差?答:絕對(duì)誤差是測(cè)量結(jié)果與真值之差,即: 絕對(duì)誤差=測(cè)量值真值相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量真值之比,常用絕對(duì)誤差與測(cè)量值之比,以百分?jǐn)?shù)表示,即:相對(duì)誤差=絕對(duì)誤差/測(cè)量值100%引用誤差是絕對(duì)誤差與量程之比,以百分?jǐn)?shù)表示,即:引用誤差=絕對(duì)誤差/量程100%R1R2U0R4R3+E-16、什么是直流電橋?若按橋臂工作方式不同,可分為哪幾種?各自的輸出電壓如何計(jì)算?
15、答:如圖所示電路為電橋電路。若電橋電路的工作電源E 為直流電源,則該電橋稱為直流電橋。按應(yīng)變所在電橋不同的工作橋臂,電橋可分為:1 單臂電橋電路,R 1為電阻應(yīng)變片,R 2 、R 3、R 4為電橋固定電阻。其輸出電壓為。2 差動(dòng)半橋電路,R 1、R 2為兩個(gè)所受應(yīng)變方向相反的應(yīng)變片,R 3 、R 4 為電橋固定電阻。其輸出電壓為:。差動(dòng)全橋電路,R1、R2、R3、R4 均為電阻應(yīng)變片,且相鄰兩橋臂應(yīng)變片所受應(yīng)變方向相反。其輸出電壓為:。17、電容式傳感器有幾種基本類型?各有什么特點(diǎn)?電容式傳感器可以有三種基本類型即變極距或變間隙型、(用來(lái)測(cè)量微小變化量)變面積(S)型、(可測(cè)量范圍較大的線位移
16、和角位移)變介電常數(shù)型。(用來(lái)測(cè)量電介質(zhì),位移,液位,根據(jù)極間介質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度和濕度改變而變化測(cè)量溫度和濕度)18、電感式傳感器有幾種類型?有三種,即自感式,差動(dòng)變壓器式,電渦流式傳19、簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理?電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng),即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí),它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。20、直流電橋和交流電橋有何區(qū)別?根據(jù)電源不同分為直流和交流電橋。直流電橋優(yōu)點(diǎn):高穩(wěn)定度直流電源容易獲得,電橋平衡電路簡(jiǎn)單,傳感器至測(cè)量?jī)x表的連接導(dǎo)線分布參數(shù)影響小。但是后續(xù)要采用直流放大器,容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,線路也較復(fù)雜。交流電橋在這些方面都有改進(jìn)。它們的區(qū)別主要是直流電橋用直流電源
17、,只適用于直流元件,如電阻應(yīng)變片,交流電橋用交流電源,適用于所有電路元件,如電阻應(yīng)變片、電容、電感元件。21、為什么說(shuō)壓電式傳感器只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量而不能用于靜態(tài)測(cè)量?因?yàn)閴弘娛絺鞲衅魇菍⒈蛔訙y(cè)量轉(zhuǎn)換成壓電晶體的電荷量,可等效成一定的電容,如被測(cè)量為靜態(tài)時(shí),很難將電荷轉(zhuǎn)換成一定的電壓信號(hào)輸出,故只能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。22、簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器,如果不考慮邊緣效應(yīng),其電容量為式中:極板間介質(zhì)的介電常數(shù),S極板的遮蓋面積;極板間的距離。當(dāng)被測(cè)量的變化使式中的、S或任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí),電容量C也就隨之變化。23、差動(dòng)變壓器式傳感器有幾種結(jié)構(gòu)形式?各有什么樣特點(diǎn)?變間隙式差動(dòng)變
18、壓器,適合微位移測(cè)量。螺線管式差動(dòng)變壓器,適合范圍較大的位移測(cè)量。變截面式差動(dòng)變壓器,適合旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的測(cè)量。差動(dòng)傳感器有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):靈敏度提高一倍,非線性誤差降低一級(jí),補(bǔ)償溫度誤差。24、傳感器的分辨力分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分
19、比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性五、綜合題1、有一測(cè)力傳感器利用等強(qiáng)度梁制成,梁的上下面各粘貼兩片相同的電阻應(yīng)變片,并構(gòu)成全等臂橋路,如下圖所示。(1) 請(qǐng)?jiān)陔姌虻乃膫€(gè)橋臂上填寫正確的應(yīng)變片符號(hào);(2) 請(qǐng)推導(dǎo)全等臂電橋輸出公式:;U0UbR1 R2FtR3 R4l證明過(guò)程略。R3R1U0R4R2+U-2、有一等截面圓環(huán)受力如圖所示,為測(cè)壓力在環(huán)內(nèi)表面貼有四個(gè)同類型的應(yīng)變片,請(qǐng)?jiān)趫D上隨意畫出環(huán)上四應(yīng)變片的位置編號(hào),并說(shuō)明各自產(chǎn)生的應(yīng)變類型及對(duì)應(yīng)變片阻值的影響?(應(yīng)變類型為拉力還是壓力?應(yīng)變片阻值的影響是阻值增大還是減少?)3、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的
20、簡(jiǎn)化電路,圖中R2=R3=R是固定電阻,R1與R4是兩個(gè)相同的電阻應(yīng)變片,工作時(shí)R1受拉,R4受壓,當(dāng)R=0,橋路處于平衡狀態(tài),當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí),橋路失去平衡,這時(shí),就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明:。證明:因?yàn)镽2=R3=R 因?yàn)楹苄?,就更小了,故略去的二次?xiàng),即可得4、圖為用電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量金屬材料的彎曲變形的原理圖,簡(jiǎn)支梁在力F的作用下發(fā)性彎曲,在梁的上下表面各貼一片應(yīng)變片,試說(shuō)明這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的工作原理。FR1R2a畫出測(cè)試電路的原理圖,并給出計(jì)算公式。b圖中用兩個(gè)應(yīng)變片有什么好處?)電路如圖所示是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路,圖中R3、R4
21、為固定電阻且R3=R4,R1、R2是兩個(gè)相同的電阻應(yīng)變片,當(dāng)不受力時(shí)R1=R2=R,R=0,橋路處于平衡狀態(tài),當(dāng)工作受力時(shí)R1受壓,R2受拉,即R1-R,R2+R,應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí),橋路失去平衡,這時(shí),就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。即:或。電路中用兩個(gè)應(yīng)變片可以使電路的輸出靈敏度和溫度穩(wěn)定性得到提高,減小溫漂。5、如下圖所示,請(qǐng)說(shuō)出相應(yīng)的傳感器類型及其特點(diǎn)?(a)、(b)變間隙式差動(dòng)變壓器,適合微位移測(cè)量。(c)、(d)螺線管式差動(dòng)變壓器,適合范圍較大的位移測(cè)量。(e)、(f)變截面式差動(dòng)變壓器,適合旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的測(cè)量。差動(dòng)傳感器有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):靈敏度提高一倍,非線性誤差降低一級(jí),補(bǔ)償溫度誤差。6、圖為一直流應(yīng)變電橋,E = 4V,R1=R2=R3=R4=350,求:R1為應(yīng)變片其余為外接電阻,R1增量為R1=3.5時(shí)輸出U0=?。R1、R2是應(yīng)變片,感受應(yīng)變極性大小相同其余為電阻,電壓輸出U0=?。R1、R2感受應(yīng)變極性相反,輸出U0=?。R1、R2、R3、R4都是應(yīng)
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