傳感器課后題及答案

1、傳感器課后題及答案第1章傳感器特性1 .什么是傳感器？2 .傳感器哪幾個部分組成？分別起到什么作用？3.傳感器特性在檢測系統(tǒng)中起到什么作用？4 .解釋下列名詞術語：1）敏感元件；2）傳感器；3）信號調理器;4）變送器。5 .傳 感器的性能參數反映了傳感器的什么關系？靜態(tài)參數有哪些？各種參數代表什么意義？動態(tài)參數有那些？應如何選擇？6 .莫傳感器精度為 2%FS,滿度值50mv ,求生現(xiàn)的最 大誤差。當傳感器使用在滿刻度值 1/2和1/8時計算可能產 生的百分誤差，并說由結論。7 . 一只傳感器作二階振蕩系統(tǒng)處理，固有頻率 f0=800Hz,阻尼比 =,用它測量頻率為400的正弦外力， 幅植比

2、=時。又為多少？相角各為多少？8 .莫二階傳感器固有頻率 f0=10KHz,阻尼比 =若幅度誤差小于3%,試求：決定此傳感器的工作頻率9 .莫位移傳感器，在輸入量變化5 mm時，輸由電壓變化為300 mV,求其靈敏度。10.莫測量系統(tǒng)傳感器、放大器 和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=/ C、S2=/mV S3=/V, 求系統(tǒng)的總的靈敏度。11 .測得莫檢測裝置的一組輸入輸由數據如下：a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和 靈敏度；b)用C語言編制程序在微機上實現(xiàn)。12 .莫溫度傳感器為時間常數 T=3s的一階系統(tǒng)，當傳 感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示由溫差的 1/3和1/2 所需的

3、時間。13 .莫傳感器為一階系統(tǒng)，當受階躍函數作用時，在t=0 時，輸由為10mV;t-8時，輸由為 100mV;在t=5s時，輸由 為50mV,試求該傳感器的時間常數。14 .奧一階壓力傳感器的時間常數為，若階躍壓力從 25MPa試求二倍時間常數的壓 力和2s后的壓力。15 .莫壓力傳感器屬于二階系統(tǒng)， 具固有頻率為1000Hz, 阻尼比為臨界值的50%,當500Hz的簡諧壓力輸入后，試求其 幅值誤差和相位滯后。16.已知莫壓力傳感器的測定范圍為 010000Pa,輸入特性表示為：y=10(+20XX)請問這種傳感器能使用嗎？17 .莫CO2氣體傳感器在 20。C,濃度范圍為 0100Ppm

4、 時的輸入特性表示為Rx=x+250(k Q ),用差動法回答以下問題：利用最簡單的電阻-電壓變換電路，繪由 X, V0的關 系圖。利用電橋進行電阻-電壓變換電路，繪由20。C時X, V0的關系圖。另外，當 30o C時，Rx=x+500(k Q ),在同一 張圖上再加上X, V0的關系圖，然后進行比較。采用兩個差動法的傳感器電路繪由20o C, 30o C時X,V0的關系，然后與中的圖形進行比較。18.設阻抗Rs為1 kQ俄信號源與100V的動力線有50m 的并行走線距離，靜電感應所產生的噪聲電壓為多少？分布 電容設為10pF/m。第3章電感式傳感器1,敘述變磁阻式傳感器的工作原理。2 .說

5、明差動變壓器傳感器的結構形式與輸由特性。3.什么是零點殘余電壓，有哪些方法可以進行殘余電壓補償？4 .用差動變壓器進行位移測量時采用那種電路形式可 以直接輸由電壓區(qū)別位移的大小和方向？5 .什么是電渦流效應？電渦流傳感器可以進行哪些非 電量參數測量？分別利用哪些物理量進行檢測，哪個電參量轉換進行電量輸由的？6 .差動電感結構有什么優(yōu)點，采用什么電路可有線形輸由？7.電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？8 .試分析差動變壓器相敏檢測電路的工作原理。9 .分析電感傳感器由現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？10 .圖所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁 路取為中心磁路，不記漏磁，設鐵心

6、及銜鐵的相對磁導率為 104,空氣的相對磁導率為1,真空的磁導率為 4兀X 10-7H. m-1,試計算氣隙長度為零及為 2mm寸的電感量。圖中所注 尺寸單位均為 mm.11 .簡述電渦流效應及構成電渦流傳感器的可能的應用 場合。電感：12 .問振幅是5V,頻率是1000Hz的正弦波交 流的有效值為多少？周期為多少？13.在膜厚傳感器上，厚度l越大，線圈的自感系數是變大還是變??？第4章電容式傳感器1.電容傳感器有哪些類型？2 .敘述電容傳感器的工作原理，輸由特性。3 .為什么電感式和電容式傳感器的結構多采用差動形 式，差動結構形式的特點是什么？4.電容傳感器的測量電路有哪些？敘述二極管雙T型交

7、流電橋工作原理。5.說明P100圖5-17差動式電容壓力傳感器結構和工作原理。圖5-6 ,已知變面積型電容傳感器的兩極板間距離為 d=10mm； =50以F/m;兩極板幾何尺寸一樣為30mm*20mm*5mm;在外力作用下動極板在原位置向外移動10mm試求A C=?。7 .差動式電容測厚傳感器系統(tǒng)的工作原理？8 .如圖：電容傳感器的雙T電橋測量電路，已知R1=R2=R=40K RL=20K求UL的表達試,E=10V, f=1MHz, C1=10pF, C1=1 Pf帶入參數求UL的值。9 .推導差動式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容 傳感器相比較。10 .根據電容傳感器的工作原理說明它的分類

8、，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？11 .有一個直徑為2m高5m的鐵桶，往桶內連續(xù)注水， 當注水數量達到桶容量的 80%才就應當停止，試分析用應變 片式或電容式傳感器系統(tǒng)來解決該問題的途徑和方法。12 .總結電容式傳感器的優(yōu)缺點，主要應用場合以及使用中 應注意的問題。13 .試推導圖F1-8所示變電介質電容式位移傳感器的 特性方程C=f(x)。設真空的介電系數為 0, 2 1，以 及極板寬度為 W其他參數如圖F1-8所示。14 .在上題中，設 8 =d=1mm極板為正方形。 1 =1, 2=4試在x=0到50mm范圍內，輸由磁位移傳感器的特性曲 線，并給以適當說明。15 .簡述電容式傳感器用差

9、動脈沖調寬電路的工作原理及特點第5章磁電式傳感器2.1.為什么說磁電感應式傳感器是一種有源傳感器?變磁阻式傳感器有哪幾種結構形式？可以檢測哪些非電呈？3 .磁電式傳感器是速度傳感器，它如何通過測量電路獲 得相對應的位移和加速度信號？4.什么是霍爾效應？霍爾電勢的大小與方向和哪些因素有關？影響霍爾電勢的因素 有哪些？5 .集成霍爾器件有哪幾種類型？試畫由其輸由特性曲 線。6 .有一測量轉速裝置，調制盤上有100對永久磁極，N、S極交替放置，調制盤轉軸帶動旋轉，在磁極上方固定一個 霍爾元件，每通過一對磁極霍爾元件產生一個方脈沖送到計 數器。假定t=5min采樣時間內，計數器收到N=15萬個脈沖，

10、求轉速n=?轉/分。7 .磁敏元件有哪些？什么是磁阻效應？簡述磁敏二極 管、晶體管工作原理。8 .磁敏電阻與磁敏晶體管有哪些不同？與霍爾元件在 本質上的區(qū)別是什么？9.磁敏晶體管與普通晶體管的區(qū)別是什么？ 10 .試證明霍爾式位移傳感器的輸由與位移成正 比。11 .磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式 傳感器主要用于測量哪些物理參數？12 .霍爾元件能夠測量哪些物理參數？霍爾元件的不 等位電勢的概念是什么？溫度補償的方法有哪幾種？13.簡述霍爾效應及構成以及霍爾傳感器可能的應用場合。14.發(fā)電機是利用導線在永久磁鐵的磁場中作旋轉運動 而發(fā)電的。無論負載怎樣消耗這個電能，永久磁鐵不會變弱，這是什么道理？第6章壓電式傳感器1 .什么是正壓電效應？什么是逆壓電效應？壓電效應 有哪些種類？壓電傳感器的結構和應用特點是什么？能否 用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？2 .石英晶體X、Y、Z軸的名稱是什么？有哪些特征？3 .簡述壓電陶瓷特性，作為壓電元件比較他與石英晶體 有哪些特點？4.說明電壓放大器與電荷放大器的優(yōu)缺點，各自要解決什么問題？5 .用石英晶體加速度計及電荷放大器測量機器振動，已 知，加速