傳感器技術(shù)期末考試試題庫(kù)

1、一、填空題(每題3分)1、傳感器靜態(tài)性是指?jìng)鞲衅髟诒粶y(cè)量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)輸出量和輸入量之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。aY2、靜態(tài)特性指標(biāo)其中的線性度的定義是指°l=±廠*100%FS3、靜態(tài)特性指標(biāo)其中的靈敏度的定義是指K=AX4、5、最小檢測(cè)量和分辨力的表達(dá)式是m=CNKmaxX100%6、我們把a(bǔ)Hh=±2YmaxX100%叫傳感器的遲滯。7、傳感器是重復(fù)性的物理含意是5=±2535x100%YFS8、傳感器是零點(diǎn)漂移是指零漂早X100。FS9、傳感器是溫度漂移是指rX100%FS傳感器的精度等級(jí)是允許的最靜態(tài)特性指標(biāo)其中的精度等級(jí)的定義式是

2、.大絕對(duì)誤差相對(duì)于其測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，即A=AA/Y*100%。FS10、_傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性叫傳感器動(dòng)態(tài)性。11、動(dòng)態(tài)特性中對(duì)一階傳感器主要技術(shù)指標(biāo)有時(shí)間常數(shù)_。12、動(dòng)態(tài)特性中對(duì)二階傳感器主要技術(shù)指標(biāo)有_固有頻率_、阻尼比。13、動(dòng)態(tài)特性中對(duì)二階傳感器主要技術(shù)指標(biāo)有固有頻率、阻尼比。14、傳感器確定擬合直線有切線法、端基法和最小二乘法3種方法。15、傳感器確定擬合直線切線法是將過實(shí)驗(yàn)曲線上的初始點(diǎn)的切線作為按慣例直線的方法。16、傳感器確定擬合直線端基法是將_把傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的零點(diǎn)輸出的平均值a0和滿量程輸出的平均值b0連成直線a0b0作為傳感器特性的擬合直線。17、傳感

3、器確定擬合直線最小二乘法是_最小二乘法確定擬合直線的截距和斜率從而確定擬全直線方程的方法。25、傳感器的傳遞函數(shù)的定義是H(S)=Y(S)/X(S)。29、幅頻特性是指。30、相頻特性是指。31、傳感器中超調(diào)量是指_超過穩(wěn)態(tài)值的最大值A(chǔ)(過沖)與穩(wěn)態(tài)值_之比的百分?jǐn)?shù)。32、我們制作傳感器時(shí)總是期望其輸出特性接近階傳感器。33、零階傳感器的幅頻特性是。34、當(dāng)待測(cè)頻率遠(yuǎn)小于傳感器的固有頻率時(shí),傳感器測(cè)得的動(dòng)態(tài)參數(shù)與靜態(tài)參數(shù)一致。35、當(dāng)待測(cè)頻率遠(yuǎn)大于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器沒有響應(yīng)。36、當(dāng)待測(cè)頻率等于傳感器的固有頻率時(shí),傳感器測(cè)得的動(dòng)態(tài)參數(shù)會(huì)嚴(yán)重失真。37、傳感器是能感受被測(cè)量并按照一定規(guī)律

4、轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。38、傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件、以及相應(yīng)的信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。44、要實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量，檢測(cè)系統(tǒng)的幅頻特性應(yīng)為常數(shù)。45、金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)是指金屬材料在受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生機(jī)械變形，導(dǎo)致其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象叫金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)。46、半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化_，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。47、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其相同點(diǎn)是它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。48、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其不同點(diǎn)是金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變?yōu)橹?，材?/p>

5、的電阻率相對(duì)變化為輔；而半導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變導(dǎo)致的電阻率的相對(duì)變化為主，而機(jī)械形變?yōu)檩o。49、金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)是指金屬應(yīng)變片單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化叫金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。50、金屬箔應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)與金屬絲應(yīng)變片靈敏度系數(shù)不同點(diǎn)是金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)與金屬絲應(yīng)變片靈敏度系數(shù)不同，金屬絲應(yīng)變片由于由金屬絲彎折而成，具有橫向效應(yīng)，使其靈敏度小于金屬箔式應(yīng)變片的靈敏度。54、采用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量時(shí)要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)脑蚴?1)金屬的電阻本身具有熱效應(yīng)，從而使其產(chǎn)生附加的熱應(yīng)變；(2)基底材料、應(yīng)變片、粘接劑、蓋板等都存在隨溫度增加而長(zhǎng)度應(yīng)變的線膨脹效應(yīng)，若它

6、們各自的線膨脹系數(shù)不同，就會(huì)引起附加的由線膨脹引起的應(yīng)變。55、對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器常用溫補(bǔ)方法有_單絲自補(bǔ)償雙絲組合式自補(bǔ)償和電路補(bǔ)償法三種。56、對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器常用溫補(bǔ)方法有單絲自補(bǔ)償，雙絲組合式自補(bǔ)償和電路補(bǔ)償法三種。62、直流電橋根據(jù)橋臂電阻的不同可以分成等臂電橋_、第一對(duì)稱電橋和第二等臂電橋。65、直流電橋的等臂電橋輸出電壓為在R>>AR的情況下，橋路輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系。66、直流電橋的第一對(duì)稱電橋輸出電壓為_在R>>AR的情況下，橋路輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系。67、直流電橋的第二對(duì)稱電橋輸出電壓為輸出電壓的大小和靈敏度取決于鄰臂電阻的比值，當(dāng)k小于1

7、時(shí)，輸出電壓、線性度均優(yōu)于等臂電橋和第一對(duì)稱電E4橋。對(duì)U橋靈敏度輸出電壓變化300mY，其靈敏度為68、僅單臂工作的直流第一對(duì)稱電橋的電橋靈敏度為69、僅單臂工作的直流第二為。70、某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化5mm時(shí),60mV/mm。71、單位應(yīng)變引起的_電阻的相對(duì)變化稱為電阻絲的靈敏系數(shù)。72、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)_。73、固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱_壓阻效應(yīng)。74、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。75、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。76、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片

8、將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構(gòu)成,彈性元件用來感知應(yīng)變,電阻敏感元件用來將應(yīng)變的轉(zhuǎn)換為電阻的變化。80、要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測(cè)量出來，需采用特別設(shè)計(jì)的測(cè)量電路，通常采用電橋電路。81、對(duì)第二對(duì)稱電橋?yàn)榱藴p小或消除非線性誤差的方法可以采用增大橋臂比的方法。82、為了消除溫度誤差可以采用半差動(dòng)電橋和全差動(dòng)電橋。83、為了消除溫度誤差可以采用半差動(dòng)電橋和用全差動(dòng)電橋。84電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量。85、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反比關(guān)系。86、移動(dòng)電容式傳感器動(dòng)極板

9、，導(dǎo)致兩極板有效覆蓋面積A發(fā)生變化的同時(shí)，將導(dǎo)致電容量變化，傳感器電容改變量C與動(dòng)極板水平位移成線性關(guān)系。89、變極距型電容傳感器做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高原來的2倍。而非線性誤差轉(zhuǎn)化為平方反比關(guān)系而得以大大降低。90、電容式傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路中，運(yùn)放電路適用于單個(gè)電容量變化的測(cè)量，二極管環(huán)形檢波電路和寬度脈沖調(diào)制電路用于差動(dòng)電容量變化的測(cè)量。94、電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)主要有測(cè)量范圍大、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、機(jī)械損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。98、電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)主要有測(cè)量范圍大、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、機(jī)械損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)。99、電容式傳感器主要缺點(diǎn)有寄生電容影響較大、當(dāng)電容式

10、傳感器用于變間隙原理進(jìn)行測(cè)量時(shí)具有非線性輸出特性。111、電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的一種傳感器。112、電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測(cè)量電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)非電量的測(cè)量。114、與差動(dòng)變壓器傳感器配用的測(cè)量電路中，常用的有兩種：差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路。116、變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵3部分組成。119、變磁阻式傳感器測(cè)量電路包括交流電橋、變壓器式交流電橋和諧振式測(cè)量電路。122、差動(dòng)電感式傳感器結(jié)構(gòu)形式主要有變氣隙式、螺線管式兩種。126、差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式不同，但工作原理基本一樣，都是基于線圈互感系數(shù)

11、的變化來進(jìn)行測(cè)量的，實(shí)際應(yīng)用最多的是螺線管式差動(dòng)變壓器。128、電渦流傳感器的測(cè)量電路主要有調(diào)頻式和調(diào)幅式兩種。130、電渦流傳感器可用于位移測(cè)量、振幅測(cè)量、轉(zhuǎn)速測(cè)量和無損探傷。134、電渦流傳感器從測(cè)量原理來分，可以分為高頻掃射式和低頻透射式兩大類。136、電感式傳感器可以分為自感式、互感式、渦流式三大類。139、壓電式傳感器可等效為一個(gè)電荷源和一個(gè)電容并聯(lián)，也可等效為一個(gè)與電容相串聯(lián)的電壓源。143、壓電式傳感器是一種典型的二傳感器（或發(fā)電型傳感器），其以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，來實(shí)現(xiàn)非電量檢測(cè)的目的。144、壓電式傳感器使用大器時(shí)，輸出電壓幾乎不受連接電纜長(zhǎng)度的影響。145、壓電式傳

12、感器的輸出須先經(jīng)過前置放大器處理，此放大電路有電荷放大器和電壓放大器兩種形式。149、壓電式傳感器的前置放大器兩大作用是進(jìn)行阻抗變換和放大信號(hào)。151、壓電式電壓放大器特點(diǎn)是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸153、電荷放大器的特點(diǎn)是能把壓電器件的高內(nèi)阻的電荷源變換為傳感器低內(nèi)阻的電壓源，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。160、熱電動(dòng)勢(shì)來源于兩個(gè)方面，一部分由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)構(gòu)成，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)。162、補(bǔ)償導(dǎo)線法常用作熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償，它的理論依據(jù)是中間溫度定律。164、常用的熱電式傳感元件有熱

13、電偶和熱敏電阻。166、在各種熱電式傳感器中，最為普遍是以將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)或電阻變化。167、熱電偶是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的測(cè)溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)換為電阻變化的測(cè)溫元件。169、熱電阻最常用的材料是鉑和銅，工業(yè)上被廣泛用來測(cè)量中低溫區(qū)的溫度，在測(cè)量溫度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合，銅熱電阻得到了廣泛應(yīng)用。172、熱電阻引線方式有三種，其中三線制適用于工業(yè)測(cè)量，一般精度要求場(chǎng)合；二線制適用于引線不長(zhǎng)，精度要求較低的場(chǎng)合；四線制適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，精度要求高的場(chǎng)合。175、霍爾效應(yīng)是指_在垂直于電流方向加上磁場(chǎng)，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場(chǎng)的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負(fù)電荷的

14、堆積，從而使這兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象。176、制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是半導(dǎo)體材料，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差最大。180、應(yīng)該根據(jù)元件的輸入電阻、輸出電阻_、靈敏度等合理地選擇霍爾元件的尺寸。186、CCD的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào)。187、光纖工作的基礎(chǔ)是光的全反射_。188、按照工作原理的不同，可將光電式傳感器分為電效應(yīng)傳感器、紅外熱釋電傳感器、固體圖像傳感器和光纖傳感器。192、按照測(cè)量光路組成，光電式傳感器可以分為透射式、反射式、輻射式和開關(guān)式光電傳感器。196、光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。198、通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的

15、光電效應(yīng)分為3大類。第一類是利用在光線作用下光電子逸出物體表面的外光電效應(yīng)，這類元件有光電管、光電倍增;第二類是利用在光線作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電效應(yīng),這類元件有光敏電阻；第三類是利用在光線作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng)，這類元件有光電池、光電儀表。三、簡(jiǎn)答題（每題10分）302、什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性?簡(jiǎn)述在什么條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。302 答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)動(dòng)態(tài)激勵(lì)（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。傳感器的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)）信號(hào)作用下的輸入輸出關(guān)系。靜態(tài)特性所描述的傳感

16、器的輸入、輸出關(guān)系式中不含有時(shí)間變量。當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。303、簡(jiǎn)述在什么條件下需要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性?實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件是什么?303 答：當(dāng)輸入量隨時(shí)間變化時(shí)一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件是幅頻特性:A（3）=IH（j«）I=A（常數(shù)）相頻特性:（）=-®to（線性）A3O5、試簡(jiǎn)要說明使電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因，并說明有哪幾種補(bǔ)償方法。305答：溫度誤差產(chǎn)生原因包括兩方面：溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變，試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償方法基

17、本上分為橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。306、在傳感器測(cè)量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應(yīng)用場(chǎng)合?用電阻應(yīng)變片組成的半橋、全橋電路與單橋相比有哪些改善?306、答：直流電橋適合供電電源是直流電的場(chǎng)合，交流電橋適合供電電源是交流的場(chǎng)合。半橋電路比單橋電路靈敏度提高一倍，全橋電路比單橋電路靈敏度提高4倍，且二者均無非線性誤差。310、試分析圓筒型電容式傳感器測(cè)量液面高度的基本原理。310答：當(dāng)初始狀態(tài)時(shí)，液面高度h=0,則C二1，當(dāng)液面高度為h時(shí),InRr則由此可見，電容變化量AC與液面高度h成正比，只要將電容的變化量測(cè)出發(fā)出來，就可間接獲得被測(cè)液面高度。0311、根據(jù)電容式傳感器

18、工作原理，可將其分為幾種類型?每種類型各有什么特點(diǎn)?各適用于什么場(chǎng)合?311、答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，可將其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型。變極板間距型電容式傳感器的特點(diǎn)是電容量與極板間距成反比，適合測(cè)量位移量。變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點(diǎn)是電容量與面積改變量成正比，適合測(cè)量線位移和角位移。變介質(zhì)型電容傳感器的特點(diǎn)是利用不同介質(zhì)的介電常數(shù)各不相同，通過改變介質(zhì)的介電常數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的檢測(cè)，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生改變的場(chǎng)合。317、試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同。317、答：

19、(1)不同點(diǎn)：1)自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；2)差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。(2)相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。319圖差動(dòng)整流電路原理圖319、試分析圖所示差動(dòng)整流電路的整流原理，若將其作為螺線管式差動(dòng)變壓器的測(cè)量電路，如何根據(jù)輸出電壓來判斷銜鐵的位置？319答：該差動(dòng)整流電路是把差動(dòng)變壓器的兩個(gè)二次輸出電壓分別整流，然后再將整流后的電壓的差值作為輸出，具體整流原理如下：A、當(dāng)Ui上正下負(fù)時(shí)，上線圈a正b負(fù)，下線圈c正d負(fù)。上線圈：電流從aflf2f43fb,流過電容C的電流是由2到4,電容C上的

20、電壓為V24；下線圈：電流從Cf5f6f87fd，流過電容C2的電流是由6到8,電容C2上的電壓為U68。B、當(dāng)Ui上負(fù)下正時(shí)，上線圈a負(fù)b正，下線圈d正c負(fù)。上線圈：電流從b-3-2-4-1-a，流過電容C1的電流是由2到4,電容C1上的電壓為V24；下線圈：電流從d-7-6-8-5-c，流過電容C2的電流是由6到8,電容C2上的電壓為U68。由此可知，不論兩個(gè)二次繞組的輸出電壓極性如何，流經(jīng)電容C1的電流方向總是從2-4，流經(jīng)電容C2的電流方向總是從6到8，故整流電路的輸出電壓為：U=U=U+U=U-U02624862468 當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，u24=u68，所以，u0=0 當(dāng)銜鐵位于

21、中間位置以上時(shí)，u24>u68，所以，u0>0 當(dāng)銜鐵位于中間位置以下時(shí)，u24vu68，所以，uovo。如此，輸出電壓的極性反映了銜鐵的位置，實(shí)現(xiàn)了整流的目的。321、試說明圖示的電感式傳感器差動(dòng)整流電路的工作原理。321答：圖示的全波相敏整流電路，是根據(jù)半導(dǎo)體二級(jí)管單向?qū)ㄔ磉M(jìn)行解調(diào)的。如傳感器的一個(gè)次級(jí)線圈的輸出瞬時(shí)電壓極性，在f點(diǎn)為"+",e點(diǎn)為"一",則電流路徑是fgdche。反之，如f點(diǎn)為"一"，e點(diǎn)為"+",則電流路徑是ehdcgf?？梢?，無論次級(jí)線圈的輸出瞬時(shí)電壓極性如何，通過電阻R的

22、電流總是從d到Co同理可分析另一個(gè)次級(jí)線圈的輸出情況。輸出的電壓波形見圖(b)，其值為USC=eab+ecd。第321題圖324、壓電元件在使用時(shí)常采用n片串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。試述在不同聯(lián)接下輸出電壓、電荷、電容的關(guān)系，它們分別適用于何種應(yīng)用場(chǎng)合?324答：并聯(lián)接法在外力作用下正負(fù)電極上的電荷量增加了n倍，電容量也增加了n倍，輸出電壓與單片時(shí)相同。適宜測(cè)量慢變信號(hào)且以電荷作為輸出量的場(chǎng)合。串聯(lián)接法上、下極板的電荷量與單片時(shí)相同，總電容量為單片時(shí)的1/n，輸出電壓增大了n倍。適宜以電壓作輸出信號(hào)且測(cè)量電路輸入阻抗很高的場(chǎng)合。325、簡(jiǎn)述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn)。

23、325答:傳感器與電壓放大器連接的電路，其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比，但容易受電纜電容的影響。傳感器與電荷放大器連接的電路，其輸出電壓與壓電元件的輸出的電荷成正比，電纜電容的影響小。330、試說明壓電傳感器電荷放大器中所說的“密勒效應(yīng)”是什么意思？330答：“密勒效應(yīng)”是說，將壓電傳感器電荷放大器中反饋電容與反饋電阻CF、Rf等效到A0的輸入端時(shí)，電容CF將增大(1+A0)倍。電導(dǎo)1/Rf也增大了(1+A0)倍。331、簡(jiǎn)述熱電偶的幾個(gè)重要定律，331答：1、中間導(dǎo)體定律；2、標(biāo)準(zhǔn)電極定律；3、連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律332、熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的補(bǔ)償方法有哪

24、些？332 答(1)因?yàn)闊犭娕嫉臒犭妱?shì)只有當(dāng)冷端的溫度恒定時(shí)才是溫度的單值函數(shù)，而熱電偶的標(biāo)定時(shí)是在冷端溫度特定的溫度下進(jìn)行的，為了使熱電勢(shì)能反映所測(cè)量的真實(shí)溫度，所以要進(jìn)行冷端補(bǔ)償。(2)A：補(bǔ)償導(dǎo)線法B：冷端溫度計(jì)算校正法C：冰浴法D：補(bǔ)償電橋法。333、試說明如圖所示的熱電偶三線制測(cè)溫時(shí)，是如何消除連接導(dǎo)線電阻r帶來的測(cè)溫誤差的。333 答：當(dāng)電橋平衡時(shí)，可寫出下列關(guān)系式，即(尺|r)R.i局-八局由此可以得出”屮設(shè)計(jì)電橋時(shí)如滿足R1=R2則圖中右邊含有r的項(xiàng)完全消去，這種情況下連線阻r對(duì)橋路平衡毫無影響，即可以消除熱電阻測(cè)量過程中r的影響。但必須注意，只有在對(duì)稱電橋(R=R2的電橋)，

25、且只有在平衡狀態(tài)下才如此。338、采用熱電阻測(cè)量溫度時(shí)，常用的引線方式主要有哪幾種?試述這幾種引線方式各自的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。338答：熱電阻常用的引線方式主要有：兩線制、三線制和四線制。兩線制的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，但是引線電阻及其變化會(huì)帶來附加誤差。主要適用于引線不長(zhǎng)、測(cè)溫精度要求較低的場(chǎng)合。三線制的特點(diǎn)是可較好地減小引線電阻的影響，主要適用于大多數(shù)工業(yè)測(cè)量場(chǎng)合。四線制的特點(diǎn)是精度高，能完全消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響，主要適用于實(shí)驗(yàn)室等高精度測(cè)量場(chǎng)合。342、霍爾電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)?如何提高霍爾傳感器的靈敏度?342答：霍爾電動(dòng)勢(shì)與霍爾電場(chǎng)EH、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的寬度b、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的

26、厚度d、電子平均運(yùn)動(dòng)速度u、磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I有關(guān)。R1霍爾傳感器的靈敏度Kh=K=丄。為了提高霍爾傳感器的靈敏度，HHdned霍爾元件常制成薄片形。又因?yàn)榛魻栐撵`敏度與載流子濃度成反比，所以可采用自由電子濃度較低的材料作霍爾元件。355、光在光纖中是怎樣傳輸?shù)?對(duì)光纖及入射光的入射角有什么要求?355答：光在同一種介質(zhì)中是直線傳播的，當(dāng)光線以不同的角度入射到光纖端面時(shí)，在端面發(fā)生折射進(jìn)入光纖后，又入射到折射率較大的光密介質(zhì)（纖芯）與折射率較小的光疏介質(zhì)（包層）的交界面，光線在該處有一部分投射到光疏介質(zhì)，一部分反射回光密介質(zhì)。對(duì)光纖的要求是包層和纖芯的折射率不同，且纖芯的折射率大于包層

27、的折射率。對(duì)入射角的要求是入射角小于臨界角。四、計(jì)算題361、一臺(tái)精度等級(jí)為0.5級(jí)、量程范圍6001200°C的溫度傳感器，它最大允許絕對(duì)誤差是多少？檢驗(yàn)時(shí)某點(diǎn)最大絕對(duì)誤差是4°C,問此表是否合格？361解：根據(jù)精度定義表達(dá)式Y(jié)FSX100%,并由題意已知：A=0.5%,Yfs=（1200600）C，得最大允許絕對(duì)誤差A(yù)=A.YF.S=0.5%X（1200600）=3C此溫度傳感器最大允許絕對(duì)誤差為3°C。檢驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)的最大絕對(duì)誤差為4°C,大于3C,故此傳感器不合格。362、已知電感壓力傳感器最縣檢測(cè)量為0.5mmH2O，測(cè)量范圍0250mmH2O,輸出

28、電壓為0500mV，噪聲系數(shù)C=2；另一個(gè)電容壓力傳感器最小檢測(cè)量為0.5mmH2O，測(cè)量范圍為0100mmH2O,輸出電壓為0300mV，噪聲系數(shù)C=2。問：哪個(gè)傳感器噪聲電平大？大多少？362解：根據(jù)傳感器靈敏度計(jì)算式K=AY/AX，得電感壓力傳感器K1=（5000）/（2500）=2Mv/mmH2O電容藥理傳感器K2=（3000）/（1000）=3Mv/mmH2O由最小檢測(cè)量計(jì)算式M=CN/K，得噪聲電平N=KM/C，分別計(jì)算結(jié)果如下：電感壓力傳感N=蘭05=0.5mv1C2電容壓力傳感器N=蘭05=0.5mv1C2答：電感壓力傳感器噪聲電平大，AN二N-N=0.25mv。21363、某

29、玻璃水銀溫度計(jì)微分方程式為4些0+2Q0=2XlO-3Q，式中為水銀柱dt0i高度（m）；Q為被測(cè)溫度（°C）。試確定該溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度系數(shù)。idY363解：該溫度計(jì)為一階傳感器，其微分方程基本形式為adY+aY=bX，此1dt00式與已知微分方程比較可知時(shí)間常數(shù)與靜態(tài)靈敏度系數(shù)，即：4aT=1a02sb2xlO-3K=o=a20=10-3mOc364、某壓電式加速器計(jì)動(dòng)態(tài)特性可用下述微分方程描述；空+3.0x103dq+2.25xlOioq=11.0x10ioa，式中q為輸出電荷量(PC)；a為輸dt2dt入加速度(m/s2).試確定該加速度計(jì)的靜態(tài)靈敏度系數(shù)K值；測(cè)量

30、系統(tǒng)的固有振蕩頻率叫及阻尼比數(shù)p。364解：該加速度計(jì)為二階傳感器，其微分方程基本形式為：a竺+adY+aY=bX2dt21dtoo此式與已知微分方程式比較可得：b靜態(tài)靈敏度系數(shù)K=-0=11.0X1010/2.25X101。=4.89pC/(m/s2)a0固有振蕩頻率Woa；2.25*1010ao=A=1.5x105rad/s2聖竺=o.o1aa2J2.25x1O1ox1o2365、已知某一階傳感器的傳遞函數(shù)w(p)=1/(tp+1),t=o.oo1s。求該傳感器輸入信號(hào)工作頻率范圍。365解：由題目可知該一階傳感器的頻率傳遞函數(shù)w(jw)=1/(1+jwt),幅頻特性B/A=lw(jw)l

31、=1/J1+(j3)2。曲線如圖所示。由圖可知當(dāng)fB/A>o.7O7時(shí)輸出信號(hào)失真較小，測(cè)量結(jié)果比較精確，故取此范圍為工作段。則又OT=1，即O=1/T=2*f故COT計(jì)算題365題圖所以輸入信號(hào)工作范圍o159Hz。366、已知某溫度計(jì)測(cè)量范圍0200°C。檢測(cè)測(cè)試其最大誤差Ymax=4°C，求其滿度相的誤差，并根據(jù)精度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判斷精度等級(jí)。366解：YFS=200-0=200FS由A=AA/Yfs*100%有A=4/200*100%=2%。精度特級(jí)為2.5級(jí)。368、檢驗(yàn)一臺(tái)量程為0250mmH2O的差壓變送器，當(dāng)差壓由0上升至100mmH2O時(shí)，差壓變送器讀數(shù)為

32、98mmH2O；當(dāng)差壓由250mmH2O下降至100mmH2O時(shí)差壓變送器讀數(shù)為103mmH2O,問此儀表在該點(diǎn)遲滯(變差)是多少？368解：hmax=10398=5Y=2500=250故5=Ahmax/Y*100%=2%HFS故此在該點(diǎn)的遲滯是2%。372、如果將100Q電阻應(yīng)變片貼在彈性試件上，若試件受力橫截面積S=0.5X10-4m2,彈性模量E=2X10nN/m2,若有F=5X104N的拉力引起應(yīng)變電阻變化為1Q。試求該應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)？o=F/S),故應(yīng)變372解：由題意得應(yīng)變片電阻相對(duì)變化量R/R=1/100。根據(jù)材料力學(xué)理論可知：應(yīng)變£=o/E(o為試件所受應(yīng)力,s=

33、F/SE=5X104/0.5X10-4X2X1011=0.005應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K=R/R/s=1/100/0.005=2v375、采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片(K=2),將其_貼在實(shí)心圓柱形測(cè)力小彈性元件上。如圖(a)R.R13所示，力F=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm，楊氏模量E=2X107N/cm2，泊松比卩=0.3。應(yīng)變片在圓柱計(jì)算題373題圖上貼粘位置及相應(yīng)測(cè)量橋路原理如圖所示，若各應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)閟1=s3=156卩s，s2若供電橋壓U=6V，求橋路輸出電壓U=?(2)此種測(cè)量方式能否補(bǔ)償環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的影響？說明原因。375解：1ARARARAR1ARAR(1U=_(1-2+3

34、-4)U=_(1-2)U04RRRR2RR1123412=_(3.12x10-4+0.94x10-4)x6=1.22mVt=s4=47ps,(1)24Rld計(jì)算題375題圖(2)此種測(cè)量方式可以補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的影響。因?yàn)樗膫€(gè)相同電阻應(yīng)變?cè)谕瑯迎h(huán)境條件下，感受溫度變化產(chǎn)生電阻相對(duì)變化量相同，在全橋電路中不影響輸出電壓值，即ARARit2TAR=3T=ARtrARAU=4ARARARARit0tU=0u377、一應(yīng)變片的電阻R=120Q,k=2.05，應(yīng)變?yōu)?00ym/m的傳感元件。求：(1) AR和AR/R；(2) 若電源電壓U=3V，求此時(shí)惠斯通電橋的輸出電壓U0。377解：已知R=120Q,K=2.05,£=800口m/m由£*K=AR/R=800*2.05*10-6=1.64*10-3R=1.64*10-3*120=0.1968QU=EKe/4=3*1.64*1