傳感器技術(shù) _試卷3

1、PAGE 學(xué)號(hào) 姓名 密封線東 南 大 學(xué) 考 試 卷（A 卷）課程名稱傳感器技術(shù)考試學(xué)期06-07-2得分適用專業(yè)考試形式閉考試時(shí)間長(zhǎng)度120分鐘一、填空題（30分，每空1.5分）1傳感器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為_和動(dòng)態(tài)指標(biāo)兩大類，線性度和靈敏度是傳感器的_指標(biāo)。2導(dǎo)電絲材的截面尺寸發(fā)生變化后其電阻會(huì)發(fā)生變化，用這一原理可制成的傳感器稱為_式傳感器，它通過測(cè)量_來測(cè)量作用于物體的力。利用材料具有磁致伸縮效應(yīng)可制成_式傳感器也可用以測(cè)量力，而壓電式傳感器則利用了一些具有離子型晶體電介質(zhì)的_效應(yīng)，它敏感的最基本的物理量也是力。3熱電式傳感器中，能將溫度變化轉(zhuǎn)換為_變化的一類稱為熱電阻。一種熱電阻

2、的型號(hào)為Pt100，這種熱電阻在攝氏零度時(shí)的電阻值為 ，而能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的一類稱為_。4旋轉(zhuǎn)式編碼器可分為絕對(duì)式編碼器和_編碼器，用以測(cè)量轉(zhuǎn)軸的角位移，其中_在任意位置都有固定的數(shù)字編碼與位置對(duì)應(yīng)，所以這種編碼器能直接反映轉(zhuǎn)軸位置；用一個(gè)線數(shù)為200線的編碼器分辨力為_（角）度。5光敏電阻的原理是基于 （填內(nèi)、外）光電效應(yīng)的。6目前壓電式傳感器的常用的材料有 、 和高分子電致伸縮材料等三類。壓電材料的 效應(yīng)還可以用來產(chǎn)生超聲波。7傳感器可分為物性型和結(jié)構(gòu)型傳感器，熱電阻是 型傳感器， 電容式加速度傳感器是 型傳感器。8. 光纖傳感器的常用的調(diào)制方法有強(qiáng)度調(diào)制、 調(diào)制、相位調(diào)制以及 調(diào)制

3、等幾種。二、簡(jiǎn)答題（40分，每題10分）：1什么是傳感器？以加速度傳感為例，畫圖說明傳感器的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的定義和作用。2簡(jiǎn)述電容式傳感器的原理及分類。3試畫圖說明壓電元件并聯(lián)和串聯(lián)的方法及對(duì)測(cè)量的影響。4說明反射式光強(qiáng)度調(diào)制器輸出電壓與位移關(guān)系曲線圖中AB段和CD段的物理意義。三、綜合題（30分，每題15分）。試列出三種能測(cè)量直線位移的傳感器，畫出示意圖并說明工作原理。以任意一種傳感器為例，說明差動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。07物理系傳傳感器技術(shù)試題 A卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、 1靜態(tài) 靜態(tài) 2電阻應(yīng)變式 變形 壓磁式 壓電 3電阻 100 勢(shì)電偶 4增量式 絕對(duì)式編碼器 18 5內(nèi) 6壓電晶體 壓電

4、陶瓷 逆壓電 7物性型 結(jié)構(gòu)型 8偏振 頻率 二、1答：傳感器是一種能將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成電量的裝置，由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測(cè)量電路組成(3分 )。加速度傳感器一般由質(zhì)量塊、彈性元件和機(jī)電轉(zhuǎn)換元件組成，質(zhì)量塊裝在彈性元件上，起到對(duì)加速度的敏感作用，因此是敏感元件。(2分 )根據(jù)不同的機(jī)電原理可以構(gòu)成電阻應(yīng)變式傳感器、電容式或電感式加速度傳感器，這些機(jī)電元件是轉(zhuǎn)換元件（2分）。對(duì)轉(zhuǎn)換元件的測(cè)量裝置構(gòu)成測(cè)量電路。（圖3分略）2.答：電容式傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電容變化的一類傳感器（2分）。其原理是：電容C：（2分）式中，0：真空介電常數(shù):(8.8541012 F/m；r：介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)；：兩極板間的

5、距離；A：極板的有效面積（2分）。因此，改變r(jià)、A三者之一可分別構(gòu)成變介質(zhì)型、變極距型和變面積型電容式傳感器。（4分）3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(gè)特點(diǎn)（2分）。組合的基本方式有串聯(lián)和并聯(lián)。并聯(lián)的特點(diǎn)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(chǎng)合（3分，圖1分）。串聯(lián)的特點(diǎn)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(chǎng)合（3分，圖1分）。4答：這是一種反射式光纖傳感的原理圖，它根據(jù)接收光纖接收到的光強(qiáng)度變化來確定被測(cè)量表面距離的變化。其中AB段為前坡區(qū)，CD段為后坡區(qū)，BC段為

6、光峰區(qū)。（2分）由于光纖有一定的數(shù)值孔徑，當(dāng)光纖探頭緊貼被測(cè)表面時(shí)，發(fā)射光纖中的光不能反射到接收光纖中，接收光纖中無光信號(hào)。當(dāng)被測(cè)表面逐漸遠(yuǎn)離光纖探頭時(shí)，發(fā)射光纖照亮被測(cè)表面的面積越來越大，于是，相應(yīng)的發(fā)射光錐和接收光錐生命面積越來越大，接收光纖中的光信號(hào)有一個(gè)增長(zhǎng)的過程，形成AB段的前坡區(qū)（3分）。當(dāng)整個(gè)接收光纖全部被照亮?xí)r，輸出信號(hào)達(dá)到最大，形成光BC段的峰值。當(dāng)被測(cè)表面繼續(xù)遠(yuǎn)離光纖探頭，發(fā)射光纖照亮的區(qū)域在于接收光纖的數(shù)值孔徑，就有一部分光不能被接收探接收，也由于隨著距離的增大，接收探頭接收的光強(qiáng)減弱，這兩方面的原因共同導(dǎo)致接收信號(hào)減弱。（3分）前峰區(qū)信號(hào)增加很快，適合于um級(jí)的位移測(cè)量，后坡區(qū)大致與距離的平方反比，適合于較長(zhǎng)距離，且精度要求不高的場(chǎng)合。（2分）三、1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）每說種傳感器給5分，其中：圖2分