傳感器原理及應(yīng)用習(xí)題答案

1、2-4、現(xiàn)有柵長為 3mm和5mm兩種絲式應(yīng)變計，其橫向效應(yīng)系數(shù)分別為 卩=0.33的鋁合金構(gòu)件在單向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分布 計?為什么？答：應(yīng)選用柵長為 5mm的應(yīng)變計。由公式應(yīng)力大小是通過測量應(yīng)變片電阻的變化率來實現(xiàn)的。5%口 3%欲用來測量泊松比（其應(yīng)力分布梯度較大）。試問：應(yīng)選用哪一種應(yīng)變字=（1 +2粧x +獸和 = （1 2卩）+C（1_2M k =Kmx知R R電阻的變化率主要由受力后金屬絲幾何尺寸變化所致部分（相對較大）加上電阻率隨應(yīng)變而變的部分（相對較?。Ｒ话憬饘仝?.3，因此（1+2 M胡.6 ;后部分為電阻率隨應(yīng)變而變的部分。以康銅為例，C胡,C（1-2 0 -0.4，所

2、以此時K0=Km -2.0。顯然,金屬絲材的應(yīng)變電阻效應(yīng)以結(jié)構(gòu)尺寸變化為主。從結(jié)構(gòu)尺寸看，柵長為5mm的絲式應(yīng)變計比柵長為3mm的應(yīng)變計在相同力的作用下，弓I起的電阻變化大。2-5、現(xiàn)選用絲柵長10mm的應(yīng)變計檢測彈性模量E=2X 10 W/m2、密度p =7.8g/cm 3的鋼構(gòu)件承受諧振力作用下的應(yīng)變，要求測量精度不低于0.5%。試確定構(gòu)件的最大應(yīng)變頻率限。答：機(jī)械應(yīng)變波是以相同于聲波的形式和速度在材料中傳播的。當(dāng)它依次通過一定厚度的基底、膠層（兩者都很薄，可忽略不計 ）和柵長I而為應(yīng)變計所響應(yīng)時，就會有時間的遲后。應(yīng)變計的這種響應(yīng)遲后對動態(tài)（高頻）應(yīng)變測量，尤會產(chǎn)生誤差。由e或f又知道聲

3、波在該鋼構(gòu)件中的傳播速度為：mav式中v為聲波在鋼構(gòu)件中傳播的速度;瞳0 N / m 2履0丄履m 3 , 7.8暨10 丄kg_ pEJO8 X9.8Kg Mm2/s27.8kg=1.585圖04m/s ；可算得 fmax =-牛萌58竽0：m/S“W5%=112kHZ。2-6、為什么常用等強(qiáng)度懸臂梁作為應(yīng)變式傳感器的力敏元件？現(xiàn)用一等強(qiáng)度梁：有效長|=150mm固支處寬b=18mm厚h=5mm彈性模量 E=2X 105N/mn2，貼上4片等阻值、K=2的電阻應(yīng)變計，并接入四等 臂差動電橋構(gòu)成稱重傳感器。試問：1）懸臂梁上如何布片？又如何接橋？為什么？2）當(dāng)輸入電壓為3V,有輸出電壓為2mV

4、時的稱重量為多少？R1、R4和R2、R3，并接成差動電橋，則電橋輸出電壓Uo與6Flx =2b0h E不隨應(yīng)變片粘貼位置變化。所示。接橋方式如圖 2-20b所示。這樣當(dāng)梁上受力時，R1、R4受答：當(dāng)力F作用在彈性臂梁自由端時，懸臂梁產(chǎn)生變形，在梁的上、下表面對稱位置上應(yīng)變大小 相當(dāng)，極性相反，若分別粘貼應(yīng)變片 力F成正比。等強(qiáng)度懸臂梁的應(yīng)變1）、懸臂梁上布片如圖2-20a拉伸力作用，阻值增大，R2、R3受壓，阻值減小，使差動輸出電壓成倍變化?？商岣哽`敏度。2）、當(dāng)輸入電壓為3V，有輸出電壓為2mV時的稱重量為：計算如下：U。zzUiKe =U i6F2=xh_EUo 由公式：b0h E 6Kl

5、Ui代入各參數(shù)算F=33.3N ;3.4Kg。1牛頓=0.102千克力；所以，F(xiàn)=3.4Kg。此處注意：F=m*g ;即力=質(zhì)量*重力加速度；1N=1Kg*9.8m/s 2.力的單位是牛頓（N ）和質(zhì)量的單位是 Kg ;所以稱得的重量應(yīng)該是2-7、何謂壓阻效應(yīng)？擴(kuò)散硅壓阻式傳感器與貼片型電阻應(yīng)變式傳感器相比有什么優(yōu)點，有什么缺點 何克服？答：“壓阻效應(yīng)”是指半導(dǎo)體材料（鍺和硅）的電阻率隨作用應(yīng)力的變化而變化的現(xiàn)象。優(yōu)點是尺寸、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后都很小，靈敏系數(shù)極大，因而輸出也大，可以不需放大器直接與 記錄儀器連接，使得測量系統(tǒng)簡化。缺點是電阻值和靈敏系數(shù)隨溫度穩(wěn)定性差，測量較大應(yīng)變時非線性嚴(yán)重

6、； 靈敏系數(shù)隨受拉或壓而變,且分散度大，一般在（3-5）%之間，因而使得測量結(jié)果有 （3-5）%的誤差。?如壓阻式傳感器廣泛采用全等臂差動橋路來提高輸出靈敏度, 響。2-8、一應(yīng)變片的電阻 R=120Q , k=2.05，用作應(yīng)變片為a. 求 R/R 和 R;又部分地消除阻值隨溫度而變化的影800m/m的傳感元件。U0。答：甞=(1 +2A)+C(1 2A)k =KmxRdR=800 jjm/m ;所以R= Zx=1.6個 10 ；朋=1.64氣百風(fēng)120 =0.197。;全橋電路連接時，輸出電壓可按下式計算:u。出各R1式中n = R2/R1，為橋臂比；此處取四個電阻相等，所以 2-9、在材

7、料為鋼的實心圓柱形試件上，沿軸線和圓周方向各貼一片電阻為 把這兩片應(yīng)變片接入差動電橋（如圖2-19 ）,若鋼的泊松系數(shù) 1橋電源電壓U=2V,當(dāng)試件受軸向拉伸時，測得應(yīng)變片的電阻變化 為多少？算得 U0=4.92mV。120 Q的應(yīng)變片R1和R2,=0.285，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù) k=2，電 R1=0.48 Q,求電橋的輸出電壓U0n=1 ;圖2-12a半橋電路1fJ 0b. 若電源電壓U=3V惠斯登電橋初始平衡，求輸出電壓-知器-002；總的應(yīng)變答：由坦軸向應(yīng)變引起的電阻變化；可求的軸向應(yīng)變系數(shù)系數(shù) = x + yi如=1.285龜0.002 =0.00257 ;PUi又 Uo =亠*k*

8、=2.57mV4或:也可以根據(jù)分壓定律來做。得U0=2.567mV。4-1有一只變極距電容傳感元件， 的相對介電常數(shù)是 1.0006，答：由變極距型電容傳感器知識可知，其位移靈敏度兩極板重疊有效面積為 8X 10-4m,試計算該傳感器的位移靈敏度。QG 飛T飛0兩極板間的距離為1mm已知空氣4-2kg由已知條件可知西，代入數(shù)據(jù)可以求得：kg匯。簡述電容式傳感器的工作原理C=名竜s答：有物理知識可知，物體間的電容量乏 ，電容式傳感器的基本原理就是基于物體間S、或名發(fā)生變化時, 電容量C也隨之變化。如果保持其中兩個參數(shù)不變，而僅改變其中一個參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn) 換為電容量的變化 AC，這就組

9、成了電容式傳感器。4-5采用運(yùn)算放大器作為電容傳感器的測量電路，其輸出特性是否為線性？為什么？的電容量與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系來實現(xiàn)。也即當(dāng)被測參數(shù)變化使得上式中的/輸入特性關(guān)系為：圧CS匚答：采用運(yùn)算放大器作為電容傳感器的測量電路時，其輸出可見運(yùn)算放大器的輸出電壓與極板間距離成線性關(guān)系。因此，運(yùn)算放大器式電路解決了單個變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。但要求輸入阻抗Zi及放大倍數(shù)足夠大。同時，為保證儀器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容C值穩(wěn)定。6-4 什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？ 答：置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體， 方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，霍爾器件工作產(chǎn)生的霍爾電勢為當(dāng)它

10、的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。URhIB =Kh|bd，由表達(dá)式可知，霍爾電勢 UH正比于激勵電流I及磁感應(yīng)強(qiáng)度B，其靈敏度Kh與霍爾系數(shù)Rh成正比，而與霍爾片厚度d成反比。6-5 影響霍爾元件輸出零點的因素有哪些？怎樣補(bǔ)償？答：影響霍爾元件輸出零點的因素主要是霍爾元件的初始位置。霍爾位移傳感器，是由一塊永久磁鐵組成磁路的傳感器，在霍爾元件處于初始位置 爾電勢Uh不等于零?；魻柺轿灰苽鞲衅鳛榱双@得較好的線性分布，在磁極端面裝有極靴，霍爾元件調(diào) 整好初始位置時，可以使霍爾電勢Uh = 0。如=0時，霍6-6 溫度變化對霍爾元件輸出電勢有什么影響？如何

11、補(bǔ)償？ 答：霍爾元件的靈敏系數(shù)Kh是溫度的函數(shù)，關(guān)系式為：Kh =Kh0 +度系數(shù)轡是正值，因此，它們的霍爾電勢也將隨溫度升高而增加補(bǔ)償溫度變化對霍爾電勢的影響，通常采用一種恒流源補(bǔ)償電路?；舅枷胧牵涸跍囟仍黾拥耐瑫r,大多數(shù)霍爾元件的溫T倍。讓激勵電流1恭目應(yīng)地減小，并能保持 kh日：乘積不變，也就可以相對抵消溫度對靈敏系數(shù)kh增加的影響，從而抵消對霍爾電勢的影響。答：測量鋼水溫度的基本原理是利用了熱電效應(yīng)；因為鋼水是導(dǎo)體，又處在同一個溫度下，把鋼水看作是第三導(dǎo)體接入，禾U用了熱電偶的導(dǎo)體接入7-1在煉鋼廠中，有時直接將廉價熱電極(易耗 品，例如鎳鉻、鎳硅熱偶絲，時間稍長即熔化)插 入鋼水中

12、測量鋼水溫度， 如圖7-27所示。試說明測 量鋼水溫度的基本原理？為什么不必將工作端焊在 一起？ 要滿足哪些條件才不影響測量精度？采用 上述方法是利用了熱電偶的什么定律？如果被測物 不是鋼水，而是熔化的塑料行嗎？為什么？定律；如果被測物不是鋼水，而是熔化的塑料不行，因為，塑料不導(dǎo)電，不能形成熱電勢。7-5用鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶測溫度，已知冷端溫度to為40C，用高精度毫伏表測得這時的熱電勢為29.186mV，求被測點溫度？KK：兀3：遠(yuǎn)Kg詞11 時曲亠站 GMtlt r 1 -I-答：查K分度表，熱電偶在 40 C時相對于 熱電勢為：1.6118mV;由公式：U (t,0) =U (t,4

13、0) +U (40,0)=29.186+1.6118mV=30.798mV;查K分度表得被測點溫度值為：740 Co答：主回路：380V交流電從接線排引入，經(jīng)過交流接觸器，到退火電爐主加熱回路。檢測回路：取220V單相電給控制盒，獲得低壓直7-6圖7-29為利用XCT-101型動圈儀表組成的熱電 偶測溫、控溫電路。請正確連線。圖7 29利用XCT-101型動圈儀表組成 熱電偶測溫、控溫電路L1火流電，給檢測回路供電；熱電偶接入控制盒輸入端, 經(jīng)內(nèi)部處理電路，控制直流繼電器線圈，用直流繼電器的常開觸點控制交流接觸器的線圈電壓。線經(jīng)過交流接觸器的線圈一端，線圈另一端接直流繼電器的常開觸電端，直流繼

14、電器的公共端接交流電 的零線。使得當(dāng)直流繼電器吸合時，交流接觸器線圈得點，吸合。工作過程：上電后，熱電偶傳感器檢測退火爐中的溫度，當(dāng)溫度低于要求的溫度點時，交流接觸器線圈得電吸合，退火爐加熱；當(dāng)傳感器檢測到退火爐的溫度高于要求值后，控制直流繼電器釋放， 交流接觸器線圈失電，主回路斷電，退火爐不加熱。從而達(dá)到控制爐溫在設(shè)定的范圍。7-9使用k型熱電偶，基準(zhǔn)接點為0C、測量接點為 30C和900C時，溫差電動勢分別為 1.203mV和37.326mV。當(dāng)基準(zhǔn)接點為 30C，測溫接點為 900C時的溫差電動勢為多少？答：由公式 U (900,0) =U(900,30)+U (30,0)，得：U (9

15、00,30) =U (900,0)-U (30,0)=當(dāng)基準(zhǔn)接點為30C，測溫接點為 900C時的溫差電動勢為：37.326-1.203=36.123mV。9- 1利用熱導(dǎo)率式氣敏傳感器原理，設(shè)計一真空檢測儀表，并說明其工作原理。答：每種氣體都有固定的熱導(dǎo)率，混合氣體的熱導(dǎo)率也可以近似求得。因為以空氣為比較基準(zhǔn)的校正比較容易實現(xiàn)，所以用熱導(dǎo)率變化法測氣體濃度時，往 往以空氣為基準(zhǔn)比較被測氣體。其基本測量電路如圖9-32所示，其中F1、F2可用不帶催化劑的白金線圈制作，也可 用熱敏電阻。F2內(nèi)封存入已知的比較氣體，F(xiàn)1與外界相通， 當(dāng)被測氣體與其相接觸時，由于熱導(dǎo)率相異而使 F1的溫度 變化，F(xiàn)

16、1的阻值也發(fā)生相應(yīng)變化，電橋失去平衡，電橋輸 出信號的大小與被測氣體的種類中濃度有確定的關(guān)系，這 類氣體傳感器因為不用催化劑，所以不存在受催化劑影響 而使特性變壞的問題，它除了用于測量可燃性氣體外，也 可用于無機(jī)氣體及濃度的測量。10- 4根據(jù)你已學(xué)過的知識設(shè)計一個超聲波探傷實用裝置（畫出原理框圖），并簡要說明它探傷的工作過程？答：高頻發(fā)生器產(chǎn)生高頻振蕩波，發(fā)達(dá)后驅(qū)動超聲波發(fā)生器，將超聲波發(fā)生器和被測工件充分接觸，在接 觸的表面會反射回第一個回波T, 一部分超聲波繼續(xù)往前傳播，當(dāng)遇到有砂眼、裂紋等缺陷時，會返回一個波到 接收探頭F，超聲波繼續(xù)前行遇到工件B面再反射回波到探頭接收器。通過將接收到

17、的回波整形，測量T波到波的時間差，就可以計算出缺陷離T面的距離。11- 4試用核輻射原理設(shè)計一個物體探傷儀，并說明其工 作原理。答：核輻射探測器的作用是將核輻射信號轉(zhuǎn)換L成電信號，從而探測出射線的強(qiáng)弱和變化。對于一定的放射源和一定的材料就有一定剛SL和圖9-32熱導(dǎo)率氣敏元件測量電路原理圖高頻接收-TFB11發(fā)生器T放大h111bL-_rurun ；T r探頭則測出J和J0。即可計算確定該材料的厚度t。放 射源一般用P、X或娜射線。當(dāng)射線經(jīng)過有裂紋、沙眼 等缺陷的被測物體時，由于密度不同，使接收器收到的 射線強(qiáng)度和其他部分不同。12 5試述光柵傳感器中莫爾條紋的辨向和細(xì)分的原理。答：（1）辨向

18、原理：在相隔Bh/4間距的位置上，放置兩個光電元件1和2 ,得到兩個相位差n /2的電信號u1和u2 （畫圖，在圖中波形是消除直流分量后的交流分量），經(jīng)過整形 后得兩個方波信號 u1和U2。從圖中波形的對應(yīng)關(guān)系可看出，光柵沿A方向移動時，u1經(jīng)微分電路工件缺陷F rB圖10 8反射法探傷示意圖圖10-4超聲波探傷原理框圖卄13124BhIUU 1U2打B .春AB（B）對應(yīng)的莫爾條紋移動方向UiA（ A）光柵移動方向;1、2光電元件；3、4光柵：A（ ）光柵移動方（向；與（）對應(yīng)的莫爾條紋移動方向1、2 光電元件；3、4 光柵圖u標(biāo)圻*t必:摻嵌忿習(xí)必 rUnu 1u電廠 JkiT豎后產(chǎn)生的脈

19、沖，正好發(fā)生在 U2的1 ”電平時，從而經(jīng)丫1輸出一個計數(shù)脈沖；而 U1經(jīng)反相并微分后產(chǎn)生的脈沖，則與u2的0”電平相遇與門丫2被阻塞，無脈沖輸出。在光柵沿 A方向移動時，U1的微分脈沖發(fā)生在U2為0”電平時，與門丫1無脈沖輸出；而U1的反相微分脈沖則發(fā)生在 U2的1 ”電平時，與門丫2輸出一個計數(shù)脈沖，則說明 U2的電平狀態(tài)作為與門的控制信號，來控制在不同的移動方向時，U1所產(chǎn)生的脈沖輸出。這樣就可以根據(jù)運(yùn)動方向正確地給出加計數(shù)脈沖或減計數(shù)脈沖，再將其輸入可逆計數(shù)器，實時顯示出相對于某個參考點的位移量。（2）細(xì)分原理：就是在莫爾條紋信號變化一個周期內(nèi)，發(fā)出若干個脈沖，以減小脈沖當(dāng)量，如一個

20、周期內(nèi)發(fā)出n個脈沖，即可使測量精度提高到n倍，而每個脈沖相當(dāng)于原來柵距的1/n。由于細(xì)分后計數(shù)脈沖頻率提高到了 n倍，因此也稱之為 n倍頻。細(xì)分方法有機(jī)械細(xì)分和電子細(xì)分兩類。 傳感器原理與工程應(yīng)用練習(xí)題一、單項選擇題1、在整個測量過程中，如果影響和決定誤差大小的全部因素（條件）始終保持不變，對同一被測量進(jìn) 行多次重復(fù)測量，這樣的測量稱為（ C）A. 組合測量B靜態(tài)測量C.等精度測量D.零位式測量1.1在直流電路中使用電流表和電壓表測量負(fù)載功率的測量方法屬于（間接測量 等精度測量A. 直接測量B.C.組合測量D.2、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（A.重復(fù)性B.固有頻率2. 1不屬于傳感器靜態(tài)特性指

21、標(biāo)的是（A .重復(fù)性B.固有頻率C.靈敏度）.靈敏度.漂移2.2以下那一項不屬于電路參量式傳感器的基本形式的是 A.電阻式B.電感式C.電容式D.電壓式2.2傳感器的主要功能是（）A.檢測和轉(zhuǎn)換B.C.調(diào)制和解調(diào)D.3.電阻式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成A.電子B.電壓（C.電感漂移）濾波和放大傳輸和顯示）變化的傳感器。D.電阻3.1電阻應(yīng)變片配用的測量電路中,為了克服分布電容的影響,多采用（3.23.3A.直流平衡電橋B .直流不平衡電橋C.交流平衡電橋 電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多的是D.交流不平衡電橋A、60 Q電阻應(yīng)變片式傳感器一般不能用來測量下列那些量（ A、位移B、

22、120 QC、 200 Q350 QB、壓力C、加速度D、電流3.4直流電橋的平衡條件為（A. 相鄰橋臂阻值乘積相等C.相對橋臂阻值比值相等.相對橋臂阻值乘積相等 .相鄰橋臂阻值之和相等3.5全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（A.不變 B. 2 倍3.6、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)A.導(dǎo)電材料電阻率的變化C.導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化）。C. 4倍 D. 6K的主要因素是（BD3.7、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（A.電阻絲有溫度系數(shù)C.電阻絲承受應(yīng)力方向不同3.8、直流電橋平衡的條件是（A相臨兩臂電阻的比值相等C相臨兩臂電阻的比值不相等倍）。.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的

23、變化）。.試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同電阻絲與試件材料不同相對兩臂電阻的比值相等所有電阻都相等4、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量將（ A.增大B .減小 C .不變D.無法確定4.1、差動螺線管式電感傳感器配用的測量電路有A.直流電橋C.差動相敏檢波電路4.2、差動變壓器屬于（）A.電容式傳感器C.電阻式傳感器4.3、渦流式壓力傳感器利用渦流效應(yīng)將壓力的變化變換成線圈的A.電阻變化B.電容變化C.渦流變化D.阻抗變化4.4下列不是電感式傳感器的是。A 變磁阻式自感傳感器BC 變壓器式互感傳感器D4.5下列傳感器中不能做成差動結(jié)構(gòu)的是。A電阻應(yīng)變式

24、 B自感式C 電容式4.6關(guān)于電渦流傳感器說法不正確的是（電渦流傳感器是基于電磁感應(yīng)原理工作的電渦流傳感器是由渦流線圈和支架構(gòu)成的電渦流傳感器可以實現(xiàn)無接觸測量電渦流傳感器只測量靜態(tài)量，不能測量動態(tài)量。OB.壓電式傳感器D.電感式傳感器A、B、C、D、A)。D（）。.變壓器式交流電橋運(yùn)算放大電路差電渦流式傳感器 霍爾式傳感器電渦流式）5、電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成（A ）變化一種傳感器A.電容量B.電感量C.介電常數(shù)D.距離5.1變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離A正比關(guān)系B反比關(guān)系C無關(guān)系dO之間是（c )。5.2、下列不屬于電容式傳感器測量電路的是（A.調(diào)頻測量電路BC

25、 .脈沖寬度調(diào)制電路D5.3、如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，A.保持不變B.C.減小一倍D.運(yùn)算放大器電路.相敏檢波電路 則其靈敏度將（增大一倍 增大兩倍5.4、 當(dāng)變隙式電容傳感器的兩極板極間的初始距離d0增加時,A.靈敏度Ko增加B靈敏度Ko不變C.非線性誤差增加D非線性誤差減小5.5、用電容式傳感器測量固體或液體物位時，應(yīng)該選用（A.變間隙式B .變面積式C.變介電常數(shù)式D .空氣介質(zhì)變間隙式5.6、關(guān)于差動脈沖寬度調(diào)制電路的說法正確的是（）。A. 適用于變極板距離和變介質(zhì)型差動電容傳感器B. 適用于變極板距離差動電容傳感器且為線性特性C. 適用于變極板距離差動電容傳感器且為非線

26、性特性D. 適用于變面積型差動電容傳感器且為線性特性5.7、下列不屬于電容式傳感器測量電路的是（）A.調(diào)頻測量電路B運(yùn)算放大器電路C.脈沖寬度調(diào)制電路D.相敏檢波電路5.8電容式傳感器采用“驅(qū)動電纜”技術(shù)是為了減少或消除（A.溫度變化B.寄生電容C.邊緣效應(yīng)D將引起傳感器的（c)。）的影響。非線性6、霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的主要原因不包括（c ）霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位上 半導(dǎo)體材料不均勻造成電阻率不均勻或幾何尺寸不均勻 周圍環(huán)境溫度變化激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分配A.B.C.D.6. 1、下面不屬于不等位電勢 U0產(chǎn)生原因的是（ 霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位

27、面上； 半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或幾何尺寸不均勻; 元件由金屬或絕緣體構(gòu)成； 激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分布等。 關(guān)于霍爾傳感器說法不正確的是（ 霍爾片越厚，霍爾傳感器輸出靈敏度越大 霍爾片越薄，霍爾傳感器輸出靈敏度越大 霍爾傳感器可以作測量元件 霍爾傳感器可以作開關(guān)元件A、B、C、D6.2、A、B、C、D7、壓電晶片的連接方式中串聯(lián)接法（A、B、C、D、輸出電壓大，輸出電荷大，輸出電壓小， 輸出電荷小，本身電容小，適宜用于以電壓作輸出信號 本身電容大，時間常數(shù)大本身電容大，適宜用于以電壓作輸出信號 本身電容小，時間常數(shù)大并聯(lián)時電荷量增加 串聯(lián)時電荷量增加 并聯(lián)時電荷量不變、

28、 串聯(lián)時電荷量不變、等效輸出電容增加一倍、都不正確以下說法正確的是（）1倍、電容量增加1倍、輸出電壓不變1倍、電容量增加1倍、輸出電壓增大1倍 電容量減半、輸出電壓增大1倍電容量減半、輸出電壓不變7.3用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了原理。A.磁阻效應(yīng) B.正壓電效應(yīng)C. 逆壓電效應(yīng)7.4下面材料中不是壓電材料有（D ）。B.氧化鋅D.有機(jī)玻璃y方向的力作用下會（b ）B.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)D.產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng)壓電傳感器輸入電路中的電荷放大器的輸出電壓與 反饋電容 放大倍數(shù)）。A.石英晶體C.鈮酸鉀晶體7.5、石英晶體在沿機(jī)械軸A.產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)C.不產(chǎn)生壓電效應(yīng)7.6、在運(yùn)算放大器放大倍數(shù)很

29、大時，A.輸入電荷B.C.電纜電容D.7.7對石英晶體，下列說法正確的是（）成正比。7.1兩個型號相同的壓電片串聯(lián)使用時，下列說法正確的是（A等效輸出電荷增大一倍BC等效輸出電壓增加一倍D7.2關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接，A. 與單片相比，B. 與單片相比，C. 與單片相比，D. 與單片相比，A. 沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生。B. 沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會有電荷產(chǎn)生。C. 沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒有電荷產(chǎn)生。D. 沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會有電荷產(chǎn)生。7.8、石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)對比正確的是（）A.

30、 壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯,B. 壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯,C. 石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯,D. 石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯,穩(wěn)定性也比石英晶體好 穩(wěn)定性不如石英晶體好 穩(wěn)定性也比壓電陶瓷好 穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好7.9、兩個壓電元件相并聯(lián)與單片時相比說法正確的是（A. 并聯(lián)時輸出電壓不變，輸出電容是單片時的一半B. 并聯(lián)時輸出電壓不變，電荷量增加了2倍C. 并聯(lián)時電荷量增加了2倍，輸出電容為單片時D. 并聯(lián)時電荷量增加了一倍，輸出電容為單片時的7.10、兩個壓電元件相串聯(lián)與單片時相比說法正確的是（A. 串聯(lián)時輸出電壓不變，電荷量與單片時相同B. 串聯(lián)時輸出電壓增大

31、一倍，電荷量與單片時相同C. 串聯(lián)時電荷量增大一倍，電容量不變）原理。 壓阻效應(yīng) 逆壓電效應(yīng)D. 串聯(lián)時電荷量增大一倍，電容量為單片時的一半7.11、用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了（A.磁阻效應(yīng)B.C.正壓電效應(yīng)D.7.12、壓電陶瓷傳感器與壓電石英晶體傳感器的比較是（ A.前者比后者靈敏度高BC.前者比后者性能穩(wěn)定性好D）。.后者比前者靈敏度咼 .前者機(jī)械強(qiáng)度比后者的好7.13、壓電式傳感器目前多用于測量（ A.靜態(tài)的力或壓力C.位移）。B .動態(tài)的力或壓力D .溫度7.14、石英晶體在沿機(jī)械軸A.產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)C.不產(chǎn)生壓電效應(yīng)y方向的力作用下會（）。B.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)D.產(chǎn)生逆向壓

32、電效應(yīng)7.15、在運(yùn)算放大器放大倍數(shù)很大時，壓電傳感器輸入電路中的電荷放大器的輸出電壓與（ 正比。A.輸入電荷C.電纜電容7.16、石英晶體在沿電軸A.不產(chǎn)生壓電效應(yīng)C.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)）成反饋電容 D.放大倍數(shù)X方向的力作用下會（）產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng) .產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng) 以下說法正確的是（ 1倍、電容量增加1倍、 1倍、電容量增加1倍、 電容量減半、輸出電壓增大 電容量減半、輸出電壓不變B.B.7.17、關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接，A. 與單片相比，并聯(lián)時電荷量增加B. 與單片相比，串聯(lián)時電荷量增加C. 與單片相比，并聯(lián)時電荷量不變、D. 與單片相比，串聯(lián)時電荷量不變、）輸出電壓不變輸出

33、電壓增大1倍1倍9下列光電器件中，基于光電導(dǎo)效應(yīng)工作的是A 光電管BC .光電倍增管D封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是（） 一個發(fā)光二極管和一個發(fā)光三極管 一個光敏二極管和一個光敏三極管 兩個發(fā)光二極管或兩個光敏三極管 一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管 光電二極管工作是需（ 、加正向工作電壓）光敏電阻.光電池9.1、A.B.C.D.9.2、9.3、C、不需加電壓 有關(guān)光敏電阻的描述， 暗電阻大B一樣大DA、C、9.4、A、9.5、A.C.9.6、AB、D、正確的是（、亮電阻大 、無法比較加反向工作電壓 反電壓都可以）正、基于外光電效應(yīng)的光電器件有（ 光電倍增管 B 、光電池 C、光敏電阻 D、發(fā)光二

34、極管 利用內(nèi)光電效應(yīng)原理制成的光電元件是（ 光電管B光電倍增管光電池D.光敏電阻下列器件中是基于外光電效應(yīng)制成的是。光敏電阻 B 光電池 C 光電倍增管 D 光敏晶體管）9.7光敏電阻的特性是（D )。A .有光照時亮電阻很大B .無光照時暗電阻很小C .無光照時暗電流很大D .受一定波長范圍的光照時亮電流很大9.8、基于光生伏特效應(yīng)工作的光電器件是（A.光電管B.光敏電阻C.光電池D.光電倍增管10.不能實現(xiàn)非接觸式測量的傳感器是。光纖式A 壓電式B 電渦流式 C光電式 D填空題1、運(yùn)算L =叫xymax y min100%是計算傳感器的公式。2、3、4、5、6、7、8、要使直流電橋平衡，必

35、須使電橋相對臂電阻值的相等。 量程是指傳感器在 內(nèi)的上限值與下限值之差。相對誤差是指測量的 與被測量量真值的比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示。傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)主要有、等。半導(dǎo)體應(yīng)變片在應(yīng)力作用下電阻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為 效應(yīng)。電阻應(yīng)變片一般由 、覆蓋層、引線 四個部分組成，其中金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱是核心部件。效應(yīng)；半導(dǎo)體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱 效應(yīng)。9、電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件是，其工作原理是基于。10、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。11、應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因為和。通常采用的溫度補(bǔ)償方法

36、有等。12、電感式傳感器是利用換裝置。13、自感式傳感器主要有變間隙式、變截面式和螺管式三種類型。14、 差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上由于兩線圈的結(jié)構(gòu)及參數(shù)不相等，差動變壓器輸出電壓不為零，此電壓稱為 15、在電感式傳感器中，線圈之間的沒有耦合的是自感式傳感器, 感器。16、 電感式傳感器是建立在基礎(chǔ)上的，電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為或的變化， 電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實現(xiàn)對非電量的測量。17、電感式傳感器根據(jù)工作原理的不同可分為、和等種類。18、差動變壓器結(jié)構(gòu)形式有、和等，但它們的工作原理基本一樣，都是基于的變化來進(jìn)行測量，實際應(yīng)用最多

37、的是差動變壓器。19、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量（增加，減少）原理，將被測量的變化轉(zhuǎn)化成變化的一種機(jī)電轉(zhuǎn)O被測對象也是磁路一部分的是互感傳并通過測量20、21、22、23、24、電容式傳感器按結(jié)構(gòu)特點可分為變極距型、型和變面積型等三種。電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為的變化來實現(xiàn)對物理量的測量。電容式傳感器根據(jù)其工作原理的不同可分為電容式傳感器、電容式傳感器和電容式傳感器。變極距型電容式傳感器單位輸入位移所引起的靈敏度與兩極板初始間距成關(guān)系。忽略邊緣效應(yīng)，變面積型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為（線性、非線性），變介質(zhì)型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系

38、為（線性、非線性），變極距型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為（線性、非線性）。25、變極距型電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高了倍，而非線性誤差轉(zhuǎn)化為 關(guān)系而得以大大降低。26、將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的壓電效應(yīng)稱為。27、壓電式傳感器是一種典型的傳感器（或發(fā)電型傳感器） 為基礎(chǔ)，來實現(xiàn)非電量電測的目的。28、 某些電介質(zhì)當(dāng)沿一定方向?qū)ζ涫┝Χ冃螘r內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的表面產(chǎn)生符號相反的電 荷，當(dāng)外力去掉后又恢復(fù)不帶電的狀態(tài)， 這種現(xiàn)象稱為效應(yīng)；在介質(zhì)極化方向施加電場時電介質(zhì)會產(chǎn)生 形變，這種效應(yīng)又稱效應(yīng)。29、 為了分析方便，在晶體學(xué)中把石英晶體用三根互相垂直的軸x、y、z來描述，分別

39、稱為軸、軸和軸。30、石英晶體沿方向施加作用力不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，沒有點電荷產(chǎn)生。31、石英晶體的X軸稱為_ ，垂直于X軸的平面上最強(qiáng)；Z軸稱為光軸或中性軸，Z軸方向上無壓電效應(yīng)。32、壓電效應(yīng)將轉(zhuǎn)變?yōu)椋鎵弘娦?yīng)將轉(zhuǎn)化為。33、壓電式傳感器可等效為一個和一個并聯(lián)，也可等效為一個與相串聯(lián)的電壓源。34、壓電式傳感器使用放大器時，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。35、 壓電元件測量電路采用前置放大器的目的是：、。目前經(jīng)常應(yīng)用的前置放大器有和兩種。36、 目前壓電式傳感器的常用的材料有壓電晶體、壓電陶瓷和高分子電致伸縮材料等三類，其中 壓電晶體具有良好的溫度穩(wěn)定性，常用于高精度的測量。壓電材

40、料的逆壓電效應(yīng)還可以用來產(chǎn)生超聲波。，其以某些電介質(zhì)的Y軸稱為，沿丫軸的最明顯;37、霍爾元件有兩對電極，一對用來施加 出，稱為電極。38、霍爾效應(yīng)指：金屬或半導(dǎo)體置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在 勢。，稱為電極，另一對用來輸方向上會產(chǎn)生電動內(nèi)光電效應(yīng)39.光電效應(yīng)分為 外光電效應(yīng) 、光生伏特效應(yīng)和三大類。光電效應(yīng)分為 光電效應(yīng)兩大類，其中，光敏電阻的原理是基于效應(yīng)的。1、2、3、三、名詞解釋: 傳感器 重復(fù)性 線性度2、正壓電效應(yīng)答：壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用時發(fā)生變形，并且在其表面上會產(chǎn)生電荷，若將外力去掉，它們又重新回到不帶電的狀態(tài)。具有壓電效應(yīng)材料有石英晶體、

41、人工制造的壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛等。1、2、逆壓電效應(yīng) 四、簡答題 解釋什么是傳感器？傳感器的基本組成包括哪兩大部分？這兩大部分各自起什么作用？ 什么是傳感器的靜態(tài)特性，描述靜態(tài)特性的技術(shù)指標(biāo)有哪些？3 .金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同？半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主4、答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的, 要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。簡要說明電容式傳感器的工作原理。答：電容式傳感能將被測量轉(zhuǎn)換為傳感器電容變化。傳感器有動靜兩個板板，板板間的電容為:=Eg r A/0 ，式中:r介質(zhì)的相對介電常數(shù)A極板的有效面積 0 真空介電常數(shù)5兩極板間的距

42、離有關(guān)從而構(gòu)成變極距式、變面積式和變當(dāng)動板板運(yùn)動或極板間的介質(zhì)變化就會引起傳感器電容值的變化， 介質(zhì)型的電容式傳感器。5、什么是電渦流效應(yīng)？6、石英晶體x、y、z軸的名稱及其特點是什么？7、畫出壓電元件的兩種等效電路。&畫出壓電式傳感器中采用電荷放大器的電路圖，并分析證明輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的 影響。9試說明壓電式傳感器中，壓電片并聯(lián)和串聯(lián)后對測量的影響。答：壓電元件能夠方便地組合應(yīng)用，起到提高電壓輸出靈敏度的作用，這是壓電式傳感器的一個特點（2分）。組合的基本方式有串聯(lián)和并聯(lián)。并聯(lián)的特點是：輸出電壓相等，電容相加，總電荷量相加，因此輸出的電荷量增加，適用于電荷輸出場合（3分，圖1分）。串聯(lián)的特點是總電荷量不變，電壓相加，電容減小，因此，電靈敏度提高，適用于電壓輸出場合（3分，圖1分）。則在與磁場和電流都垂直的方向上會1879年發(fā)現(xiàn)的。產(chǎn)生的電勢差稱10.什么是霍爾效應(yīng)？ 答：在置于磁場的導(dǎo)體或半導(dǎo)體中通入電流，若電流與磁場垂直，出現(xiàn)一個電勢差，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，是由科學(xué)家愛德文霍爾在 為霍爾電壓?；谕夤怆娦?yīng)的光電元件有光電 光敏晶體管等；基于光生伏特效應(yīng)的光電11光電效應(yīng)有哪幾種 ？與之對應(yīng)的光電元件各有哪些 ？ 答：光電效應(yīng)有外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏