傳感器與檢測技術(shù)考題及答案

..傳感器與檢測技術(shù)考試試題填空（20分）1，測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等（2）2.霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強度相單位控制電流時的霍爾電勢大小。熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是兩種導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差k(T

)ln AT

。Ne 0 NNB

A B T（即冷端延長線法是在連接導(dǎo)線和較遠(yuǎn)并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定的地方，以減小冷端溫度變化的影響。壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機械力作用下，（2）量②減?、鄄蛔儯?分）（①相對誤差②絕對誤差誤差）來表示的）（①變面積型③變介電常數(shù)型）（2）1增大時，鐵心上線圈的電感量，②減小，③不變。2、在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān)，②變極距型，③變介電常數(shù)型）3M（①（①正比，②反比，③不成比例，與回路中磁阻成（①正比，②反比，。4、傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件5、熱電偶所產(chǎn)生的熱電熱是由兩種導(dǎo)體的接觸電熱和單一導(dǎo)體的溫差電熱組成。2、電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為① _金屬_材料和② 半導(dǎo)體材料它們在受到外力作用時電阻發(fā)生變化其中①的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng)形成的，而②的電阻變主要是由溫度效應(yīng)造成的。半導(dǎo)體材料傳感器的靈敏度較大。5.磁電式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場發(fā)生相對運動而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢的。而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）（6）8表征（5）簡答題二、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電勢為-1.19mv分）鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表測量端0123456789溫度℃熱電動勢(mv)-20-0.7-0.8-0.8-0.8-0.9-0.9-0.9-1.0-1.0-110-0.3-0.4-0.4-0.5-0.5-0.5-0.6-0.6-0.7-0.79371592604-0-0.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.2-0.2-0.2-0.3-0.30482603715+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16（6）答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度不以石英晶體為例簡述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理（6）答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時在兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理）機械變形時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。1、什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下只研）性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入-輸出特性。動態(tài)特性指當(dāng)輸入量隨時間變化時傳感器的輸入-輸出特性?？梢詮臅r域和頻域來研究動態(tài)特性2、簡述霍爾電動勢產(chǎn)生的原理（5）BIUH。3（10）答：在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)t

與柵絲與試件膨脹系數(shù)（與）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時會產(chǎn)生與真實g s應(yīng)變同數(shù)量級的誤差。（15）（15）5（4）答：傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入—輸出特性。）答：①熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一通稱熱電勢。溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。③溫差電動勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。⑤熱電偶三定律a中間導(dǎo)體定律時，連接導(dǎo)線與顯示一起等均可看成中間導(dǎo)體。b中間溫度定律任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T，冷端為T0

時的熱電勢等于該熱電偶熱端為T冷端為Tn

時的熱電勢與同一熱電偶熱端為T，冷端為T時熱電勢的代數(shù)和。n 0應(yīng)用：對熱電偶冷端不為00C熱電偶的長度不夠時，可根據(jù)中間溫度定律選用適當(dāng)?shù)难a償線路。c參考電極定律如果AB（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點溫度為（T，T0

）時分別為EAC

,T0

EBC

,T0那么愛相同溫度下，又A、B兩熱電極配對后的熱電勢為E ,TAB

EAC

,T0

EBC

,T0對組成熱電偶的熱電勢便可由上式求得，而不需逐個進(jìn)行測定。⑥誤差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響00C恒溫法b（冷端溫度修正法點調(diào)整法d熱電偶補償法e電橋補償法f冷端延長線法是什么？溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？請詳細(xì)推導(dǎo)分流法（10）答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等。磁場時，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。溫度補償方法：ab電橋補償法一、簡答題（306/題）1、從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。2、直流電橋和交流電橋有何區(qū)別？直流電橋的平衡條件是什么？應(yīng)變片式電阻傳感器、自感式、互感式、渦流式、電容式、熱電阻式傳感器分別可采用哪種電橋作為測量電路？答：根據(jù)電源不同分為直流和交流電橋。直流電橋優(yōu)點：高穩(wěn)定度直流電源容易獲得，電橋平衡電路簡單，傳感器至測量儀表的連接導(dǎo)線分布參數(shù)影響小。但是后續(xù)要采用直流放大器，容易產(chǎn)生零點漂移，線路也較復(fù)雜。交流電橋在這些方面都有改進(jìn)。直/R=R/R，RR=RR1 2 3 4 14 233、以自感式傳感器為例說明差動式傳感器可以提高靈敏度的原理。L0

W2S0 02l0LL

W2S0 0 )

W2S0 2l

W2S 0 2l

l l 0 l 10 l 0 0 0 0差動式靈敏度:

2L

l l2 S

l01

l l

...0 0

0 與單極式傳感器靈敏度

L l l2 比較Sl0

l l

...00

0 靈敏度提高一倍，非線性大大減少。4、傳感器的定義和組成框圖？畫出自動控制系統(tǒng)原理框圖并指明傳感器在系統(tǒng)中的位置和作用。答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學(xué)研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。被測量敏感元件被測量敏感元件傳感元件信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路輔助電源傳感器的作用：感受被測量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號傳送給控制對象。給定+

擾動傳感器 對象﹣反饋裝置5測量，哪些用于接觸式測量，測量何種物理量？（）答：非接觸式測量：熱電式傳感器：測量溫度光纖傳感器：測量光信號接觸式測量：電位器式壓力傳感器：測量壓力應(yīng)變片式電阻傳感器：測量電阻值應(yīng)變式扭矩傳感器：測量扭矩6、傳感器（或測試儀表行標(biāo)定工作，請問標(biāo)定的意義？答：傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定兩種。靜態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。動態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器的動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。7、什么是金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)？請解釋它與金屬絲靈敏系數(shù)的區(qū)別。答：應(yīng)變片一般做成絲柵狀，測量應(yīng)變時，將應(yīng)變片貼在試件表面第二，絲沿長度方向承受應(yīng)變時，應(yīng)變片彎角部分也承受應(yīng)變，其截面積變大，則應(yīng)變片直線部分電阻增加時，彎角部分的電阻值減少，/證明題8/題）1靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量范圍廣等優(yōu)點，因2、為什么要對應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補償，分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方法。答：①在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)t

與柵絲與試件膨脹系數(shù)