傳感器期末復習

1、傳感器期末復習一.單選題。1 .電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉換為（C）或電流的輸出變化。2 A.電阻B.電容C.電壓D.電荷.半導體應變片的工作原理是基于半導體材料的（B）A.應變效應B.壓阻效應C.壓電效應D.壓磁效應.電阻應變片傳感器是利用金屬的（A）將被測機械量轉換成（）。3 A.電阻應變效應電阻變化B.壓電效應電壓變化C.熱電效應電流變化D.熱阻效應電阻變化.壓阻式傳感器和應變式傳感器相比，工作原理類似，以下說法正確的是（B）。5 A.兩者都主要依靠改變電阻率和截面積而改變阻值大小B.前者主要依靠改變電阻率改變阻值大小，后者主要依靠變形改變阻值大小C.前者主要依靠變形改變阻

2、值大小，后者主要依靠改變電阻率改變阻值大小D.以上都對.應變測量中，希望靈敏度高、線性好、有溫度自補償功能應選擇（B）測量轉換電路。6 A.單臂半橋B.四臂全橋C.雙臂半橋.為了提高變極距型電容傳感器的靈敏度、線性度和減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應用時常常采用（D）工作方式。A.同步B.異步C.共模輸入D.差動.直線位移圓筒電容式傳感器外圓筒的孔徑為D,內(nèi)圓筒（或圓柱）的直徑為d,覆蓋長度為L。若外圓筒的孔徑變?yōu)樵瓉淼?倍，要使其靈敏度不便，應做怎樣的變化（C）。7 A.L變?yōu)樵瓉淼?倍B.L變?yōu)樵瓉淼?/2C.d變?yōu)樵瓉淼?倍D.d變?yōu)樵瓉淼?/2.差動電容傳感器采用脈沖調(diào)寬電路作

3、測量電路時，其輸出電壓正比于（B）oA.C1CB.（C1-C2）/（C1+C2）C.C1+C2/C1-C2D.C1/C1+C2£2.自感傳感器或差動變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了（C）。11 A.將輸出的交流信號轉換成直流信號B.提高靈敏度C.使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號的相位和幅度D.減小非線性誤差A.電容壓力傳感器B.電感壓力傳感器C.渦流壓力傳感器D,壓電壓力傳感器.壓電元件的等效電路可以是（C）。12 A.電容和電荷源串聯(lián)B.電容和電壓源并聯(lián)C.電阻和電壓源串聯(lián)D.電容和電荷源并聯(lián).壓電傳感器的前置放大器的主要作用是（B）。13 A.對傳感器的輸出信號進行

4、濾波B.把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出C.把傳感器的低阻抗輸出變換為高阻抗輸出D.對傳感器的輸出信號進行解調(diào).壓電式加速度傳感器是（C）信號的傳感器。1.1. A.適于測量直流B.適于測量緩變C.適于測量動態(tài)D.適于測量任意阻抗變換的作用是將傳感器的（A）。A.高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩笲.低輸出阻抗變?yōu)楦咻敵鲎杩闺娙軨.電壓信號變成電流信號輸出D.電流信號變成電壓輸出.某轉動軸的徑向截面上貼有4塊磁鋼，利用霍爾元件與轉軸上的磁鋼接近產(chǎn)生脈沖的方法測量軸的轉速。若頻率計測得的頻率為50Hz,則軸的轉速為（C）。15 A.200r/minB.500r/minC.750r/minD.1000r

5、/min.霍爾元件采用恒流源激勵是為了（B）。16 A.提高霍爾靈敏度系數(shù)KHB.克服溫漂C.減少不等位電勢D.提高霍爾輸出電壓UH.熱電偶熱電動勢的大小與兩種金屬材料及熱端與冷端之間的（B）有關。17 A.溫度和B.溫度差C.平均溫度D.最高溫度.電偶式溫度傳感器的T端稱為工作端，又稱（B）。18 A.參考端B.熱端C.冷端D.低溫端.為了測量多點的平均溫度，可以將同一型號的熱電偶的同性電極參考端相（B）A.串聯(lián)B.并聯(lián)C.可串聯(lián)或并聯(lián)D.既串聯(lián)又并聯(lián).熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件是（B）。A.兩熱電極兩端材料相同，溫度不同B.兩熱電極兩端材料，溫度都不同C.兩熱電極兩端材料不同，溫度相同D.兩

6、熱電極兩端材料，溫度都相同二.填空題。2 .通常傳感器由（敏感元件）、（轉換元件）和（轉換電路）組成.金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為（電阻應變效應）；固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為（壓阻效應）；直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現(xiàn)象稱為（橫向效應）。3 .在直流電橋中，電橋輸出靈敏度最高的接法是（差動接法）。.將電橋接成差動方式可以提高（靈敏度），改善（非線性），實現(xiàn)（溫度）補償。為了補償溫度變化給應變測量帶來的誤差，工作應變片與溫度補償應變片應接在（相鄰）橋臂上。.電容式檢測元件按被測量所改變電容器

7、的參數(shù)可分為：（變極距式）、（變面積式）、和（變介電式）三種。4 .如果一個極距變化型的電容傳感器的極距由1師變化到10g,電容量由1/變?yōu)椋?.1gF）。5 .變極距型電容位移傳感器只有在（小位移）測量時，其靈敏度才為常數(shù)。6 .為了提高自感式傳感器特性的線性度和靈敏度，實用中大都采用（差動）式。.利用差動變壓器式位移傳感器進行測量時，為了辨別輸入位移的方向，處理電路中必須有（相敏檢波環(huán)節(jié)）。7 .電感式傳感器也稱為（變磁阻式）傳感器，它是利用（電磁感應）原理將被測物理量轉換成線圈（自感系數(shù)）和（互感系數(shù)）的變化，再由測量電路轉換為電壓或電流的變化，從而實現(xiàn)非電量到電量的轉換。8 .差動變壓

8、器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器輸出不為零，這個不為零的電壓稱為（零點殘余電壓）；利用差動變壓器測量位移時，如果要求區(qū)別位移方向或正負可采用（相敏檢波電路）。.磁電式傳感器是利用（電磁感應定律）將被測量轉變成（感應電動勢）輸出而進行測量的一種傳感器。它的工作不需要供電電源，而是直接從被測物體吸取（機械）能量并轉換成（電）信號輸出，是一種典型的有源傳感器。9 .當某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時，其相應的兩個相對表面產(chǎn)生極性相反的電荷，去掉外力時電荷消失，這種現(xiàn)象稱為（壓電效應）。10 .當測量緩慢變化信號或測量以電荷輸出的場合時，可以將兩個壓電元件進行

9、（串聯(lián)使用）。11 .壓電式傳感器在使用電壓前置放大器時，連接電纜長度改變，測量系統(tǒng)的（輸出電壓）也發(fā)生變化。壓電式傳感器在使用（電荷）放大器時，輸出電壓幾乎不受連接電纜長度變化的影響。12 .壓電傳感器輸出可以是（電壓）信號，也可以是（電荷）信號，因此前置放大器有兩種形式：（電壓放大器）和（電荷放大器）。其作用一是（把它的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗）；二是（放大傳感器輸出的微弱信號）。13 .某些電介質(zhì)，當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，內(nèi)部就產(chǎn)生（極化）現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上便產(chǎn)生（符號相反）的電荷，當外力去掉后，又重新恢復到不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)（壓電）效應。當作用力方向改變時，電荷的

10、極性也隨之改變，把這種（機械能）轉換為（電能）的現(xiàn)象，稱為“正壓電效應"。當在電介質(zhì)（極化）方向施加電場，這些電介質(zhì)也會產(chǎn)生（幾何變形），這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應”。.把一導體（或半導體）兩端通一控制電流I,在垂直方向施加磁場B,在另外兩側會產(chǎn)生一個與控制電流和磁場成比例的電動式，這種現(xiàn)象稱為（霍爾效應），這個電動勢稱為（霍爾電勢）。14 .霍爾式傳感器是一種基于（霍爾效應），將電流、磁場、位移、壓力、壓差、轉速等被測量轉換成（電動勢）輸出的傳感器。15 .熱電偶式溫度傳感器的工作原理是基于（熱電效應）。16 .在已知兩導體組成的熱電偶中，當引入第三個導體時，只要保持引入導體兩端的溫

11、度相同，則對總電動勢無影響，這一結論被稱為熱電偶的（中間導體）定律。.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢與兩個熱電極的材料及兩個接點的溫度有關，由兩部分組成：（接觸電勢）和（溫差電勢）。三.簡答題。1 .傳感器通常有幾部分組成？它們的作用與相互關系怎樣？答：傳感器一般由敏感元件、傳感元件和其他輔助件組成。2 .什么是傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性？答:靜態(tài)特性是指當傳感器的輸入量不隨時間變化或隨時間變化很緩慢時，傳感器的輸出量與輸入量之間的關系特性。動態(tài)特性是指傳感器的輸出量對于隨時間變化的輸入量的響應特性。3 .什么叫金屬導體應變電阻效應？電阻應變片的基本結構由哪幾部分組成？答：金屬的應變電阻效應，即金屬導體

12、材料在受到外界拉力或壓力作用時，產(chǎn)生機械變形，機械變形導致導體材料的阻值變化，這種因形變而使其電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為金屬的應變電阻效應。電阻應變片的基本結構由1敏感柵、2導線、3覆蓋層和4基底四個部分組成.4 .電容式傳感器有什么主要特點？5 答：優(yōu)點：（1）溫度穩(wěn)定性好（2）結構簡單（3）動態(tài)響應好（4）可以實現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應。缺點：（1）輸出阻抗高，負載能力差（2）寄生電容影響大.試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。答：（1）不同點：自感式傳感器把被測非電量的變化轉換成自感系數(shù)的變化；差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉換成互感系數(shù)的變化。（2）相同點：兩者都屬于電

13、感式傳感器，都可以分為氣隙式、截面式和螺管型3種。6 .為什么磁電感應式傳感器又叫做速度傳感器？怎樣用它測量運動位移和加速度？答：根據(jù)電磁感應定律，磁電感應式傳感器的線圈感應電壓與線圈磁通對時間的導數(shù)成正比，而實現(xiàn)磁通變化有兩種方式：活動銜鐵相對磁鐵振動或轉動，線圈相對磁鐵振動或轉動。這兩種方式的感應電壓都與振動或轉動的速度成正比，因此磁電感應式傳感器又叫速度傳感器。.壓電式傳感器測量電路的作用是什么？其核心是解決什么問題？答：壓電式傳感器測量電路的作用是將壓電晶體產(chǎn)生的電荷轉換為電壓信號輸出，其核心是要解決微弱信號的轉換與放大，得到足夠強的輸出信號。7 .簡述霍爾式壓力傳感器的工作原理。答:

14、工作原理：波登管在壓力作用下，其末端產(chǎn)生位移，帶動霍爾元件在均勻梯度的磁場中運動。當霍爾元件通入恒定電流時，便產(chǎn)生與被測壓力成正比的霍爾電動勢，完成壓力到電量的變換。8 .比較熱電偶與熱電阻測溫有什么不同？答：熱電偶是利用熱電效應的原理，即兩種不同導體連接成閉合回路，接點分置于不同溫度下，回路中就會產(chǎn)生熱電動勢；熱電阻測溫是基于熱電阻效應的原理，即材料的電阻率隨溫度的變化而變化，通過測量電阻值的變化來得到溫度。四.計算題。1 .某位移傳感器，當輸入量變化4mm時，輸出電壓變化2000mV,求其靈敏度。答：K=200mV/4mm=50(mV/mm)。.某測溫度系統(tǒng)由鉗電阻溫度傳感器、電橋、放大器

15、和記錄儀組成，各自的靈敏度分別為0.4Q/C、0.01V/Q、100(放大彳§數(shù))、0.1cm/V。(1)求該測溫系統(tǒng)的總靈敏度。(2)求記錄儀筆尖移動4cm時所對應的溫度變化值。答：設系統(tǒng)總靈敏度為K0,而K1=0.4Q/C,K2=0.01V/Q,K3=100,K4=0.1cm/V則(1)K0=K1K2K3K4=0.4x0.01x100x0.1=0.04(cm/C)(2)由題意知，記錄儀筆尖移動Y=4cm,則對應的輸入溫度變化值為AX=Y/K0=4/K0=4/0.04=100(C).有三臺測溫儀表，量程均為0s800C,精度等級分別為2.5級、2.0級和1.5級，現(xiàn)要測量500c的

16、溫度，要求相對誤差不超過2.5%,選那臺儀表合理？答：2.5級時的最大絕對誤差值為20C,測量500c時的相對誤差為4%;2.0級時的最大絕對誤差值為16C,測量500c時的相對誤差為3.2%;1.5級時的最大絕又差值為12C,測量500c時的相對誤差為2.4%。因此，應該選用1.5級的測溫儀器。3 .采用阻值R=120Q靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應變片與阻值R=120Q的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V。當應變片應變?yōu)?000時，若要使輸出電壓大于10mV,則可采用何種工作方式(設輸出阻抗為無窮大)？.一壓電式傳感器的靈敏度K1=10pC/MPa,連接靈敏度K2=0.008V/pC的電荷放大器，所用的筆式記錄儀的靈敏度K3=25mm/V,當壓力變化p=8MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移為多少？解：記錄筆在記錄紙上的偏移為:S=10x0.008x25x8=16mm12個磁鋼，頻率計讀出輸出電動勢的頻率為6.利用霍爾式轉速傳感器測量軸的轉速，在軸的徑向裝有f=60Hz,試求：(1)被測軸的轉速n；(2)若頻率計的計數(shù)誤