《傳感器?？啤房倧土暳曨}集201312

1、傳感器技術(shù)與應用知識點總復習教材：傳感器及應用技術(shù)（第二版）沈聿農(nóng)主持教師：徐丹麗聯(lián)系方式：(tel)25653399; （Email）: xudanli考試形式：閉卷筆試考試時間：90分鐘考試題型：單項選擇題（20分）；填空（20分）；簡答（30分）；計算（30分）一、單項選擇l、壓電式傳感器目前主要用于測量( B) A.靜態(tài)的力或壓力B.動態(tài)的力或壓力C.速度 2、銅電阻測溫線性好、價廉，其測溫范圍為( C ) A. -5050B. 0100C. -50150D. -1001003、應變片絕緣電阻是指已粘貼的應變片的 ( B)之間的電阻值。 A、覆蓋片與被測試件B. 引線與被測試件 C.

2、基片與被測試件D. 敏感柵與被測試件 4、變間隙式電容傳感器的在工作范圍內(nèi)，電容變化量與極板間距離變化量之間的關(guān)系是 ( A) A. 近似正比關(guān)系B. 反比關(guān)系C.無法確定 D. 二階關(guān)系5、通常用熱敏電阻測量( C) A.電阻B.扭矩C.溫度D:壓力 6、在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫( D )。 A.聲光效應B.壓電效應 C.磁電效應 D.外光電效應 7、固態(tài)壓敏電阻在某一方向上承受應力時，它的電阻值發(fā)生顯著變化，這是由哪些方面因素發(fā)生顯著變化而引起的( A) A.電阻率B.幾何尺寸c.晶面上電荷D.極化電荷 8、Xl、X2. .Xn為測量值，指出下列哪個式子表示

3、殘差( B ) A、Vi=Xi-真值 B、Vi=Xi一算術(shù)平均值 C、Vi=Xj一指示值9、轉(zhuǎn)子流量計錐形管必須（B）A.上小下大B. 上大下小 C.上下一致10、 壓電傳感器的信號處理有電荷放大器、電壓放大器，二者在應用方面最主要區(qū)別是（ B ）A. 阻抗變換能力B. 電纜線長度變化影響記入與否 C.輸出電壓與輸入電壓D. 以上講法都不對11、電阻應變片的初始電阻有多種，其中用得最多的是( B )A. 60 B. 120 C. 200 D. 240 12、差動變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)形式很多，其中應用最多的是( C ) A. 變間隙式 B.變面積式C.螺線管式 13、霍爾效應中，霍爾電勢與( A

4、 ) A. 霍爾常數(shù)成正比B.霍爾常數(shù)成反比 C.霍爾元件的厚度成正比 14、在工程技術(shù)中，通常用電容式傳感器測量( C )A. 電壓B.磁場強度C.位移 D.溫度15、轉(zhuǎn)子流量計安裝時，必須（A）安裝 A.垂直B.水平C. 30°傾斜D. 45°傾斜 17、把光電池當作傳感器時，應把它看作（ B ）。 A. 電壓源B. 電流源C. 電阻器 18、壓電式傳感器的工作原理是基于( D )。 A. 應變效應B.電磁效應 C. 光電效應 D. 壓電效應19、對于一個線性儀表，其線性度為（ c ） A. 100%B.等于零 C.不等于零的常數(shù)D.與輸入量呈線性關(guān)系 20、 熱電偶中

5、產(chǎn)生熱電勢的條件是（ B ）A.兩熱電極材料相同 B. 兩熱電極材料不同C.兩熱電極的兩端尺寸相同 D.兩熱電極的兩端尺寸不同21、轉(zhuǎn)子流量計使用時，流體流入方向為( C) A.自上而下B.水平流入c.自下而上22、電渦流傳感器的工作原理是基于( B )。 A. 應變效應B.電磁效應 C. 光電效應 D. 壓電效應23、用熱電阻測溫時，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的是( B) A.接線方便 B.減小引線電阻變化產(chǎn)生的測量誤差 C.減小橋路中其它電阻對熱電阻的影響 D.減小橋路中電源對熱電阻的影響24、光敏電阻的性能好，靈敏度高，是指給定工作電壓下( A) A.暗電阻與亮電阻差值大B.亮電阻

6、大 C.暗電阻與亮電阻差值小D.暗電阻大25、電阻應變片的線路溫度補償方法中有（ A ）A. 差動電橋補償法B. 補償線圈補償法 C. 恒流源溫度補償電路法 D. 無法進行溫度補償26、反射式電渦流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. 以上都不對27、單線圈螺線管式電感傳感器廣泛應用于測量（ C ）A. 大量程角位移B. 小量程角位移C. 大量程直線位移D. 小量程直線位移二、填空1、檢測儀表中常用測試方法有 直接比較測量法 、 微差法 和 零位法 。2、霍爾傳感器的霍爾電勢UH為 KHIB 若改變 I 或 B 就能得到變化的霍爾電勢。3、光電式傳感器主要

7、用于測量 轉(zhuǎn)速、工件尺寸、位移、壓力、工件表面質(zhì)量 。4、電容式傳感器中，變間隙式一般用來測量 微小 的位移。5、傳感器靜態(tài)特性主要技術(shù)指標有： 靈敏度 、 精確度 、測量范圍與量程和線性度。6、正態(tài)分布隨機誤差具有如下性質(zhì) 單峰性 、 對稱性 、 有界性 和抵償性。7、電容式傳感器的三種工作方式是 變間隙式 、 變面積式 、和 變介電常數(shù)式 。8、常見的旋轉(zhuǎn)式變阻器和滑線式變阻器，可作為 線 位移和 角 位移測量的電阻式感器。9、絕對誤差是測量值減 約定真值 ，某次殘差是某次測量值減 算術(shù)平均值 。10、引用誤差的定義為 最大絕對誤差除以測量范圍的百分數(shù) 11、傳感器變換的被測量的數(shù)值處在

8、恒定或緩慢變化 時，傳感器輸出與輸入的關(guān)系稱傳感器的靜特性，其主要技術(shù)指標有： 靈敏度 、 精確度 、測量范圍與量程和線性度等。12、硅光電池的光電特性中，光照度與其 短路電流 呈線性關(guān)系。13、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù) 變壓器 的基本原理制成的，其次級繞組都用 差動 形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。 14、金屬絲電阻應變片與半導體應變片其工作原理主要區(qū)別在于前者利用 導體形變引起電阻變化 、后者利用 半導體電阻率變化引起電阻變化 。15、霍爾效應的定義是 霍爾元件置于磁場中，元件二端通以電流，其垂直方向二端有霍爾電勢輸出。 16、傳感器的基本特性通常用其

9、 靜態(tài) 特性 和 動態(tài) 特性來描述。17、壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但不適宜測量 頻率太低 的被測量，特別是不能測量 靜態(tài)值 。18、電容式傳感器可廣泛應用于測量 位移 、 角度 、 振動 、 壓力 、 力 、 液位等參數(shù) 。 19、光纖傳感器具有那些優(yōu)點 靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高溫、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點。 20、差動電感式傳感器與單線圈電感式傳感器相比,線性 好 靈感度提高 一 倍、測量精度高。21、光纖傳感器可廣泛應用于測量 位移、速度、加速度、壓力、溫度、液位、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等物理量 。22、熱電偶冷端溫度有那些補償方法 補償導線

10、法、計算修正法、冷端恒溫法（冰浴法）和補償電橋法 。23空氣介質(zhì)變間隙式電容傳感器中，提高其靈敏度和減少非線性誤差是矛盾的，為此實際中大都采用 差動 式電容傳感器。24硒光電池的光譜響應區(qū)段與人類眼睛相近，它的 最大靈敏度 波長與人類正常視覺也相近，因而應用較廣。25霍爾元件是N型半導體制成的扁平長方體，扁平邊緣的兩對側(cè)面各引出一對電極。一對叫激勵電極用于引入 激勵電流 ；另一對叫霍爾電極，用于引出 霍爾電勢 。26. 光敏二極管的結(jié)構(gòu)與普通二級管類似。它是在 反 向電壓下工作的。 27. 氣敏電阻的材料不是通常的硅或鍺材料，而是 金屬氧化物 材料。28壓電式傳感器的工作原理是基于某些電介質(zhì)材

11、料的 壓電效應 。它是典型的 有源 傳感器。29自感式電感傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為 自感量L 的變化。差動變壓器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為 互感量M 的變化。差動變壓器主要優(yōu)點是 輸出幅度大、 線性好 。30傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標準條件下，輸出 變化量 與輸入 變化量 的比值。對線性傳感器來說，其靈敏度是 常數(shù) 。31用熱電阻測溫時，它在橋路中有不同的接法。工業(yè)測量中通常采用 三 線 制接法。32對于高頻反射式電渦流傳感器來說，為了使其具有較高的 靈敏度 度，不產(chǎn)生電渦流的透射損耗，要求被測特必須達到一定的 厚 度。33電容式傳感器中，變介電常數(shù)式多用于 液位或片狀材料厚度 的測量。 三、簡

12、答題1、圖示為四種電容式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，a，b動片上下移動，c，d動片旋轉(zhuǎn)移動，試分別寫出其名稱：a變間隙式b差動變間隙式c變面積式d差動變面積式2.簡述電渦流傳感器工作原理及其主要用途解: 利用金屬置于變化的磁場或在磁場中運動,金屬表面會產(chǎn)生電渦流,從而檢測被測參數(shù)變化。主要用途可測位移、振幅、厚度、轉(zhuǎn)速、金屬探傷等。3、圖示為霍爾式壓力傳感器原理，試分析其工作原理，霍爾電勢（）與壓力P的關(guān)系。彈簧管將輸入壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰芚=KP·P而霍爾元件在均勻梯度磁場中移動B=KBX這樣霍爾電勢 即測出即可知P4.熱電偶測溫時，為什么冷端溫度要補償，常用有哪幾種冷端溫度補償方法。答：消除冷

13、端溫度變化和不為零度給測量帶來的誤差。常用補償辦法有補償導線（延長導線）、恒溫法、計算修正法、補償電橋法5、圖示為熱電偶冷端補償電橋，試分析其工作原理（冷端溫度變化時，橋路怎么實現(xiàn)補償）參考答案要點：當冷端溫度變化，若增加時，則EAB（tx t0）會減小而補償電橋中Rcu會增加，使Uba增加。這樣總的EAB基本不變。6. 熱電阻傳感器在工業(yè)生產(chǎn)應用時，常用幾線制接線方式，這是什么原因？答：用三線制 兩根引線電阻分別接入測量電橋相鄰兩臂可避免引線電阻r受環(huán)境影響而引起輸出變化（引入測量誤差）7.光電傳感器可以測量哪些物理量？（寫出五種以上） 答：轉(zhuǎn)速、工件尺寸、位移、壓力、工件表面質(zhì)量、檢測溶液

14、濃度等 8. 簡述霍爾傳感器的工作原理及其四種主要用途。 答：在霍爾元件的平面法線方向施加磁感應強度B，經(jīng)有控制電流引線通入控制電流I，則由于洛侖茲力的作用，兩個霍爾電極上出現(xiàn)相反極性載流子的積累，從而在霍爾電勢輸出引線之間產(chǎn)生霍爾電勢UH，UH=KHIB。9. 試問光纖傳感器具有哪些優(yōu)點？（寫出四個以上），可廣泛應用檢測哪些物理參數(shù)（寫出四個以上）。答：光纖傳感器具有靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高溫、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點。它可用于位移、速度、加速度、壓力、溫度、液位、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等物理量的測量。10. 圖示為傳感器流量計示意圖，試分析其工作原理。 流體

15、由下而上通過錐形管時，若作用于浮子上升力大于浸沒在浮子的質(zhì)量，浮子便會上升，浮子與錐形器的間隙會增大，介質(zhì)流速會下降，作用于浮子的上升力會逐漸減少，直到上升力與浸在介質(zhì)中浮子的質(zhì)量相同時，浮子穩(wěn)定在某一高度，讀出相應刻度，便可知流量值12、圖示為雙金屬電接點傳感器，圖（a）為正常工作，圖（b）為過電流時融點斷開，試分析該傳感器工作原理及如何應用。 可用作冰箱過電流保護。 電熱絲與被保護的冰箱壓縮機相連，當壓縮機電流過大，電熱絲對雙金屬片加熱，若大電流維持，熱量使雙金屬片由中央凸起變?yōu)橹醒氚枷轄睿|點斷開，保護壓縮機。13、圖示為氣敏傳感器的原理圖，試分析其工作原理。（在清潔空氣和有害氣體中氣敏

16、傳感器阻值怎么變化，輸出又怎么變化）清潔空氣中，氣敏傳感器阻值較高則RAB+ R1與R2分壓輸出低電平。當有害氣體進入氣敏傳感器，使其阻值迅速下降，則輸出變?yōu)楦唠娖?。輸出電低電平變?yōu)楦唠娖骄涂煽貧馀棚L扇打開，并發(fā)出聲光報警。14. 如圖，是帶有等位環(huán)的平板電容器結(jié)構(gòu)原理圖，請問等位環(huán)的作用是什么？答：平板電容器的極板間存在邊緣效應，邊緣效應不僅是電容傳感器的靈敏度降低，而且產(chǎn)生非線性，增加等位環(huán)后，使電極板的邊緣電力線平直，保持邊緣部分兩極板間的電場均勻，消除和減少邊緣效應，提高傳感器的靈敏度和線性度。四、計算題1.現(xiàn)對一個量程為60MPa，壓力表進行校準，測得數(shù)據(jù)如下。儀表刻度值/ MPa0

17、102030405060標準儀表示值/ MPa0.09.820.130.340.450.260.1絕對誤差/ MPa00.2-0.1-0.3-0.4-0.2-0.1修正值/ MPa0-0.20.10.30.40.20.1試將各校準點的絕對誤差和修正值填入上表中，并確定該壓力表的精度等級。解: 最大絕對誤差為0.4Mpa該壓力表精度等級為1級.2被測對象溫度為200左右，現(xiàn)有以下幾種規(guī)格的溫度計，試從提高測量精度的角度出發(fā)，應選哪一種溫度計，為什么？ A表 量程0 300 精度等級1.5級 B表 量程0 400 精度等級1.5級 C表 量程0 500 精度等級1.0級解：A表 A=300

18、5;±1.5%=±4.5B=400×±1.5%=±6C=500×±1.0% =±53電容測微儀的電容器極板面積A=28cm2，間隙d=1.1mm，相對介電常數(shù)r=1，0=8.84×10-12F/m 求：（1）電容器電容量 （2）若間隙減少0.12mm，電容量又為多少？ 解：（1） = （2） = =25.26×10-12F4. 電容傳感器初始極板間隙d0=1.2mm，電容量為117.1PF,外力作用使極板間隙減少0.03mm。 求：（1）這測微儀測得電容量為多少？ （2）若原初始電容傳感器在外力

19、作用后，引起間隙變化，測得電容量為96PF，則極板間隙變化了多少？變化方向又是如何？（1）Cx= （2）從117.196 間隙增加了 即間隙增加了0.216mm5. 電容傳感器初始極板間隙d0=1.5mm，外力作用使極板間隙減少0.03mm，并測得電容量為180PF。 求：（1）初始電容量為多少？ （2）若原初始電容傳感器在外力作用后，引起間隙變化，測得電容量為170PF，則極板間隙變化了多少？變化方向又是如何？（1）Cx= （2）176.47170 間隙增加了 間隙增加了0.055mm 6. 電容測微儀的電容器極板面積A=32cm2，間隙d=1.2mm，相對介電常數(shù)， 求：（1）電容器電容量（2）若間隙減少0.15mm，電容量又為多少？解：（1）電容器電容量 （2）間隙減少后電容量為Cx 或另解：