傳感器作業(yè)及答案

霍爾傳感器填空題霍爾傳感器是利用霍爾 效應(yīng)來進(jìn)行測量的。通過該效應(yīng)可測量電流 的變化、磁感應(yīng)強(qiáng)度的化和電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化?；魻杺鞲衅饔砂雽?dǎo)體 材料制成，金屬 和絕緣體不能用作霍爾傳感器。當(dāng)一塊半導(dǎo)體薄片置于磁場 中有電流 流過時，電子將受到洛倫茲力 的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導(dǎo)體薄片的另外兩端將產(chǎn)生霍爾電動勢。選擇題常用（b ）制作霍爾傳感器的敏感材料。金屬 c．塑料下列物理量中可以用霍爾傳感器來測量的是（a 。位移量 b．濕度 c．煙霧濃度霍爾傳感器基于（ a 。霍爾效應(yīng) b．熱電效應(yīng) d．電磁感應(yīng)霍爾電動勢與（ a,d 。激勵電流成正比 b．激勵電流成反比c．磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比 d．磁感應(yīng)強(qiáng)度成正問答題?UH(稱為霍爾電勢電壓這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。度、半導(dǎo)體材料中的電子濃度對霍爾電動勢的大小也會有影響。7-15所示，簡述液位控制系統(tǒng)的工作原理。7-15液位控制系統(tǒng)的工作原理根據(jù)圖7-15也升高，磁鐵也隨之升高，液位越高，磁鐵越靠近霍爾傳感器，磁鐵作用于霍爾傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越強(qiáng)，霍爾集成電路輸出的電壓就越大，當(dāng)儲液罐的額液位達(dá)到最高液位時，電壓將達(dá)到設(shè)定值，電磁閥關(guān)閉，使液體無法流入儲液罐。如果液位沒有達(dá)到最高位，開關(guān)型霍爾集成電路輸出的電壓無法達(dá)到系統(tǒng)所設(shè)定的電壓值，電磁閥不關(guān)閉，液體源繼續(xù)輸送液體，直到達(dá)到最高液位為止。1溫度傳感器填空題物質(zhì)的熱電動勢或阻值 隨 溫度 變化的現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，利用這一效應(yīng)制作的傳感器稱溫度傳感器 。熱電偶是由 兩種不同的材料 制成的主要是利用 受熱時兩個接點溫度 的 不同 產(chǎn)生接觸電動勢隨溫度的變化而變化，從而達(dá)到測溫的目的。熱電偶由兩種不同的材料 組成回路組成熱電偶的檢測端稱為熱電極熱電偶所產(chǎn)生的 輸出 為熱電動勢，熱電偶能將溫度信號轉(zhuǎn)換為 電動勢變化 。熱電偶中的熱電動勢是由于相互接觸的兩個導(dǎo)體兩端的 電位差造成的，大小僅與導(dǎo)體材料、結(jié)點溫度有關(guān)。熱電阻是基于電阻的熱電效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，熱電阻大多由 金屬導(dǎo)體 材料制成，隨著溫度的高其阻值升高 。熱敏電阻由半導(dǎo)體 材料制成，有負(fù)溫度系正溫度系數(shù)和臨界溫度系數(shù)三種類型對應(yīng)的溫度特性分別為正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高而呈階躍性增高、負(fù)溫度系數(shù)敏電阻的電阻值隨著溫度的升高而呈階躍性減小和 臨界溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值在超過某一溫度后隨溫度的增加而激劇減小，具有很大的負(fù)溫度系數(shù)。選擇題熱電偶由（ c ）金屬材料制作而成，將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動勢。一種 b．兩種相同 c．兩種不同溫度傳感器的測量是基于（ a 。熱電效應(yīng) b．應(yīng)變效應(yīng) c．霍爾效應(yīng) d．壓電效應(yīng)熱電偶直接輸出的是（ b ，所以直接接（ d ）即可。電阻值 b．電壓值 c．橋式電路 d．放大電路（4（ c ）的數(shù)值越大，熱電偶的輸出電動勢就越大a．熱端的溫度 b．冷端的溫度c．熱端和冷端的溫差 d．熱電極的電導(dǎo)率自由電子的密度 b．接觸的溫度c．導(dǎo)體的形狀 d．導(dǎo)體的尺寸熱電阻能將溫度轉(zhuǎn)換為（ a 。電阻 b．熱電動勢

）和（b 。熱敏電阻是利用（ b ）材料的電阻率隨溫度的變化而變化的性質(zhì)制成的。金屬 b．半導(dǎo)體 c．絕緣體熱電偶可以測量（ b 。壓力 b．溫度 c．熱電動勢 d．電3．問答題什么是熱電效應(yīng)？熱電效應(yīng)。答：相同點：都是測量溫度參數(shù)不同點：熱電偶是將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電動勢輸出，而熱電阻和熱敏電阻則是將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化。(3)簡述熱電偶能夠工作的兩個條件是什么？答：a、熱電偶必須是由兩種性質(zhì)不同，但符合一定的要求的導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料構(gòu)成。b、熱電偶測量端和參考端之2間必須有溫差。(4)使用熱電偶測溫時，為什么要連接補(bǔ)償導(dǎo)線？時不便于敷設(shè)熱電偶線。考慮到熱電偶參考端所處溫度常在100同的溫度-熱電勢關(guān)系，可以起到延長熱電偶的作用，且價格便宜。所以，在使用熱電偶時要連接補(bǔ)償導(dǎo)線。(5)什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明勢電偶測溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。6、熱電偶測溫時什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心男?？答：熱電偶的分度表和根?jù)分度表刻度的溫度儀表，其分度都是指熱電偶冷端處在0℃時的電動勢，因此在實際測量中，應(yīng)使冷端保持在0℃，如果冷端不是0℃，則需要用中間溫度定律進(jìn)行補(bǔ)償。方法：補(bǔ)償導(dǎo)線法、冰點槽法、計算修正法、調(diào)整儀表起始點法、冷端補(bǔ)償電橋法壓電式傳感器填空題由于力的作用而使物體表面產(chǎn)生電荷這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)制成的傳感器稱為 壓電式 感器，一般采用 壓電晶體 作為傳感器的材料。壓電元件是一種 力 敏感元件，可以測量那些最終能轉(zhuǎn)換為 力 的物理量。壓電式傳感器不能測量靜態(tài) 的被測的量，更不能測量 零頻率的信號 ，現(xiàn)在多用于測量動量 。壓電式傳感器是基于某些壓電 材料的壓電效應(yīng)。壓電材料有：石英晶體 、壓電陶瓷、 高分子材料 。當(dāng)壓電式加速度計固定在試件上而承受振動時，質(zhì)量塊產(chǎn)生一可變力，作用在壓電晶片上，由壓電 應(yīng)，在壓電晶片兩表面上就電荷 產(chǎn)生。選擇題壓電晶體表面所產(chǎn)生的電荷密度與（c 。晶體厚度成反比 b．晶體面積成反比 c．作用在晶體上的壓力成正比壓電片受力的方向與產(chǎn)生電荷的極性（b 。無關(guān) b．有關(guān)前置放大電路具有（c ）的功能。放大 b．轉(zhuǎn)換阻抗 c．放大與轉(zhuǎn)換壓電式加速度傳感器是（d ）信號的傳感器。適合測量任意 b．適合測量直流 c．適合測量緩變 d．適合測量交流問答題（1）何為壓電效應(yīng)？大小相等的電荷，且電荷量和所受到壓力的大小成正比。外力的方向改變時，電荷的正負(fù)極性也隨之發(fā)生變化。去掉外力，元件又恢復(fù)到原來不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。3（2）壓電式傳感器能否用于靜態(tài)測量？為什么？。試述壓電式傳感器的工作原理。如下圖給出了某種壓電元件在各種受力條件下所產(chǎn)生的電荷情況，從圖中可以看出，元件表面電荷的極性與受力的方向有關(guān)。壓電效應(yīng)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。光電傳感器填空題光電效應(yīng)，能將光信號的變化轉(zhuǎn)換為電信號的變化。外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種類型。光敏電阻和光敏晶體管。對射式、反射式2種類型。光電傳感器可以檢測出所收到的光信號的變化，然后借助光敏元件將光信號的變化轉(zhuǎn)換成電輸出到處理器中進(jìn)行處理以實現(xiàn)控制。負(fù)極，光敏二極管的負(fù)極接電源正極。選擇題光敏電阻的工作基礎(chǔ)是（ b ）效應(yīng)。外光電效應(yīng) b．內(nèi)光電效應(yīng) c．光生伏特效應(yīng)光敏電阻在光照下，阻值（a 。變小 b．變大 c．不變光敏二極管工作在（b ）偏置狀態(tài)，無光照時（c ，有光照時（d 。正向 b．反向 截止 d．導(dǎo)通光敏三極管與光敏二極管相比，靈敏度（a。高 b．低 c．相同以下元件中，屬于光源的有（acde，屬于光電元件的有（bfa．發(fā)光二極管 b．光敏三極管 c．光電池d．激光二極管 e．紅外發(fā)射二極管 f．光敏二極管光敏電阻上可以加直流電壓，也可以加交流電壓。加上電壓后，無光照射時，由于光敏電阻的阻值（大（?。ㄐ。ù蠓Q為光電流。根據(jù)光電流的大小，即可推算出入射光的強(qiáng)弱。大b．小c．相同在光線作用下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（b 。外光電效應(yīng) b．內(nèi)光電效應(yīng) （8（b ）一般用于光的測量、控制和光電轉(zhuǎn)換。a．發(fā)光二極管 b．光敏電阻 c．光電池 d．激光二極管光電式傳感器屬于（b ）傳感器。4a．接觸式 b．非接觸式問答題（1）光電效應(yīng)有哪幾種？與之對應(yīng)的光電元件有哪些？答：光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種類型。在光線的作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)，基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻和光敏晶體管等；在光線的作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)，基于光生伏特效應(yīng)的光電元件有光電池等。造紙廠經(jīng)常需要測量紙張的“白度”以提高產(chǎn)品質(zhì)量，請設(shè)計一個自動檢測紙張“白度”的儀器，要求如下：a．畫出傳感器光路圖 b．畫出轉(zhuǎn)換電路圖 c．簡要說明工作原理答：如下圖所示，當(dāng)紙的顏色為白色時，光電傳感器輸出的電信號經(jīng)電橋、放大后，與給定色質(zhì)相比較，兩者一致，輸出電壓為零，；當(dāng)紙張的顏色不夠白時，光敏晶體管收到的光信號會發(fā)生變化，其輸出的電信號也隨之變化，經(jīng)電橋、放大后，與給定色質(zhì)相比較就有比較電壓差輸出。10-25所示，說明光電式傳感器工作原理。答：該光電傳感器屬于被測物遮光型，被測物體置于光源（發(fā)射器）和光敏晶體管（接收器）之間，光源發(fā)出的光經(jīng)過被測物時，被遮去其中一部分，5應(yīng)變式電阻傳感器填空題電阻也將隨之變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)金屬應(yīng)變片電阻傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片電阻傳感器兩大類。電橋電路有單臂 、雙臂和全橋三種接入方式。采用交流電源供電的為交流電橋。金屬應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)，而半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于壓阻效應(yīng)。要使直流電橋平衡，必須使直流電橋相對臂的電阻值相等 。應(yīng)變式傳感器的測量電路是把應(yīng)變片的 變形 轉(zhuǎn)換為 電阻 的變化，以便方便地顯示被測量的大小。選擇題彈性元件是一種利用（ a ）把感受到的非電量轉(zhuǎn)換為電量的（ c ）元件。a.變形 b.發(fā)熱 敏感 d.轉(zhuǎn)換應(yīng)變式電阻傳感器是（ a ）測量。a．接觸 b．非接觸（3應(yīng)變式電阻傳感器的測量電路中（c ）電路的靈敏度最高。a．單臂 b．雙臂 橋半導(dǎo)體應(yīng)變片具有（ a ）等優(yōu)點。靈敏度高 b．溫度穩(wěn)定性好 c．可靠性強(qiáng) d．接口電路復(fù)雜金屬應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)是基于（a ）的變化而產(chǎn)生的。幾何形狀 b．材料的電阻3．問答題什么是電阻的應(yīng)變效應(yīng)？答：金屬導(dǎo)體在外力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，其電阻值隨著機(jī)械變形（伸長或縮短）的變化而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬的應(yīng)變效應(yīng)。應(yīng)變式電阻稱重傳感器的工作原理是什么？變片的變形量就越大，變形量轉(zhuǎn)換為電阻值的變化量也就越大，由電橋電路將4個應(yīng)變片的電阻值的變化量轉(zhuǎn)換為電壓輸出，電壓的大小則反映出物料的重量。?答：當(dāng)被測物體以加速度a運動時，質(zhì)量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用，懸臂梁在慣性力作用下產(chǎn)應(yīng)變在一定的頻率范圍內(nèi)與質(zhì)量塊的加速度成正比，通過測量質(zhì)量塊懸臂梁的應(yīng)變，便可知加速度的大小。2-32所示為應(yīng)變片式電阻應(yīng)變片懸梁臂，③是質(zhì)量快，④是固定端。試分析該傳感器的工作原理。答：當(dāng)質(zhì)量塊上下移動時，將帶動懸梁臂自由端上下移動，使懸梁臂產(chǎn)生彈性通過應(yīng)變片組成的橋式電路，將電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出，通過測量電壓的大小便可知質(zhì)量塊的加速度的大小。圖2-32 傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖6電感式傳感器填空題電感式接近開關(guān)是一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，利用電渦流原理制成，主要用于金屬測及判斷。選擇題（1）通常用電感式傳感器測量（c）。a．電壓 b．磁場強(qiáng)度c．位移d．壓力欲測量極微小位移應(yīng)選擇（a ）電感傳感器；希望線性好、測量范圍大，應(yīng)選擇（c ）自感傳感器。變隙式 b．變面積式 c．螺管式自感式傳感器采用差動結(jié)構(gòu)是為了（b a．加長線圈長度，從而增加線性范圍b．提高靈敏度，減小測量誤差c．降低成本d．增加線圈對銜鐵的吸引力電感式接近開關(guān)能夠檢測（a ）的位置。金屬物體 b．塑料 c．磁性物體由于電渦流傳感器結(jié)構(gòu)簡單，又可實現(xiàn)（b ）的測量，因此得到了廣泛應(yīng)用。接觸 b．非接觸螺管式傳感器屬于（b ）式，兩者僅僅是結(jié)構(gòu)不同而已。變隙 b．變面積電渦流接近開關(guān)可以利用電渦流原理檢測出（c ）的接近程度。人體 b．水 c．黑色金屬零件 d．塑料零3．簡答題什么是電渦流效應(yīng)？工作的。簡述電感式傳感器的應(yīng)用。徑向跳動，并能進(jìn)行諧波分析、波高波寬分析；電感測微儀可用于微小位移的測量精密。簡述電渦流式傳感器的應(yīng)用?？捎糜跈C(jī)械中的振動與位移、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的熱膨脹量的長期監(jiān)測，生產(chǎn)線的在線自動監(jiān)測與自動控制，科學(xué)研究中的多種微小距離與微小運動的測量等。如：電渦流位移計用來測量各種形狀金屬導(dǎo)體的位移量；電渦流振幅計可以對各種振動的幅值進(jìn)行非接觸測量；電渦流轉(zhuǎn)速計可用來測量旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速；渦流探傷儀廣泛應(yīng)用于各類有色金屬、黑色金屬管及棒型、線型、絲型材料的在線、離線的探傷；涂層測厚儀既可測量導(dǎo)磁材料的鍍層和油漆層表面上非導(dǎo)磁覆電容式傳感器填空題電容式傳感器是通過一定的方式引起電容量發(fā)生變化，經(jīng)測量電路將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈囊环N測量裝置。7決定電容量變化的三個參數(shù)為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)、兩電極互相覆蓋的有效面和兩電極之間的距離電容式傳感器根據(jù)改變參數(shù)的不同，可分變極距式、變面積式、 變介電常數(shù)式三種類型。變介電常數(shù)類型的傳感器。變極距類型的傳感器。介電常數(shù)的影響這一原理制成的。投入式電容液位計利用改變電容 參數(shù)來測量，測量被測物重量的改變。在實際應(yīng)用中，為了提高電容式傳感器的靈敏度，減小非線性，誤差常常將傳感器做成差動結(jié)構(gòu)。線位移。選擇題電容式接近開關(guān)傳感器主要用于檢測（acd ）的位置。導(dǎo)電物體 磁性物體 c.塑料物體 d.木材電容式傳感器是將被測物理量的變化轉(zhuǎn)化為（ b ）量變化的一種傳感器。電阻 b.電