檢測技術(shù)試題庫及參考答案

1、檢測技術(shù)試題參考答案一、填空題1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成的器件或裝置。2、傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的 關(guān)系。3、某一線性位移傳感器，量程為 0100 cm，對應(yīng)輸出電壓為 0300mV，最大 輸出偏差為 3mV ，則傳感器的靈敏度為 ，非線性誤差為4、應(yīng)變式傳感器是利用金屬的，將測量物體變形轉(zhuǎn)換為電阻變化，通過測量電路（電橋）轉(zhuǎn)換為輸出電壓的傳感器。5、電感式傳感器按轉(zhuǎn)換原理分為和自感兩種。6、電容式傳感器分為變極距型、和 三種。7、霍爾傳感器的零位誤差主要由電動勢和寄生直流電動勢引起的。8、熱電偶的熱電勢由和 組成。9、激光器具有、 和亮度高的優(yōu)點(diǎn)

2、。10、CCD圖像傳感器的作用是將轉(zhuǎn)換為 。其中 MOS單元負(fù)責(zé)電荷的存儲， MOS單元電荷在三相脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)電荷的，通過輸出裝置實(shí)現(xiàn)電荷的 。11、光在光纖中無損耗傳輸是利用光在光纖中的原理實(shí)現(xiàn)的。12、傳感器一般由、 、 三部分組成。13、可以把壓電元件等效為一個(gè)和一個(gè)電容器14、電感式傳感器按結(jié)構(gòu)分為 、和螺管式。15、感應(yīng)同步傳感器是利用兩個(gè)平面形繞組的互感隨不同而變化的原理組成的可用來測量直線和或的位移。16、電容傳感器將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為變化的傳感器。17、對于負(fù)特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷，它的電阻率隨濕度的增加而。18、橫向效應(yīng)使電阻絲應(yīng)變片的靈敏系數(shù)19、熱電偶工作原理是基于效

3、應(yīng)，其熱電勢包括 電勢和 電勢。20、光在光纖中無損耗傳輸是利用光在光纖中的原理實(shí)現(xiàn)的。光纖的數(shù)值孔徑越大，表明光纖的集光本領(lǐng)越 。21、射線式傳感器主要由和探測器組成，常用的探測器有 、閃爍計(jì)數(shù)器和蓋革計(jì)數(shù)管。22、傳感器的靜態(tài)特性主要包括、 、重復(fù)性、穩(wěn)定性和靜態(tài)誤差。23、傳感器是一種以一定精確度把被測量轉(zhuǎn)換成有確定關(guān)系、 便于應(yīng)用的某種物理量才測量裝置。一般由 、 和轉(zhuǎn)換電路組成。24、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù) 。25、電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器， 主要類型 有：變極距型、 、 _。26 被 測量的值 處在 穩(wěn)定狀

4、態(tài) 下， 傳感器輸 出與 輸入的關(guān) 系稱為傳感器 的 ，其主要技術(shù)指標(biāo)有：、 遲滯和重復(fù)性等27、為提高光柵式測試系統(tǒng)的分辨率和測得比柵距更小的位移量，經(jīng)常采用 技術(shù)28、壓電式傳感器使用 放大器時(shí)， 輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。29、光敏電阻可以加電壓，可以加 電壓。加上電壓后，無光照時(shí)光敏電阻阻值 ，電路中電流很小。 當(dāng)有光照射光敏電阻時(shí)， 因其 急 劇減小，電路中的電流迅速增加。30、直流電橋的平衡條件是。31、壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時(shí)，其發(fā)生變化。32、熱導(dǎo)式氣體分析儀根據(jù)混合氣體，實(shí)現(xiàn)氣體組分的含量分析。33、電渦流傳感器中， 被測導(dǎo)體中電渦流

5、強(qiáng)度和被測導(dǎo)體與激磁線圈之間的距離 呈線性關(guān)系，且隨距離的 ，電渦流將迅速減小。34、變間隙式電容式傳感器常作成差動的， 其主要目的之一是 ，目的之 二是 ，目的之三是抗干擾。35、傳感器的動態(tài)特性是指傳感器的輸出的響應(yīng)特性， 反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。36、傳感器的標(biāo)定是通過實(shí)驗(yàn)以建立傳感器之間的關(guān)系。同時(shí)確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。37、直流電橋按橋臂工作方式不同可分為全橋 、 半橋 和 單臂電橋 。38、自感式傳感器是把被測量的變化轉(zhuǎn)換成自感的變化， 通過一定轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換 成電壓或電流輸出。 可分為 式自感傳感器、 式自感傳感器和螺線管是 自感傳感器。39、光電管和光電

6、倍增管是利用效應(yīng)制成的光電器件。40、對于給定光柵常數(shù) W 的兩光柵，夾角 ，則條紋寬度越大，即條紋越 稀。41、壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但不能測量的被測量。42、熱導(dǎo)池是將混合氣體 的變化轉(zhuǎn)換成電阻值變化的部件。43、CAN 總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的通信網(wǎng)絡(luò)。44、虛擬儀器由通、模塊化功能硬件和控制軟件組成。45、IEEEP1451.4標(biāo)準(zhǔn)提議定義一個(gè)允許傳感器以數(shù)字信號模式或混合模式通信的標(biāo)準(zhǔn)，目的是使傳感器能進(jìn)行 和自設(shè)置。46、傳感器的線性度是，即非線性誤差。靈敏度指 ，一般用 K 或 S 表示。47、電阻式應(yīng)變片按其結(jié)構(gòu)可以分為、 、 等三種形式。48

7、、電阻式應(yīng)變傳感器的零漂指；蠕變指49、根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，電感式傳感器分為和自感式兩種，按結(jié)構(gòu)自感式又可分為 、 和 等。50、某一鉑電阻溫度傳感器，測量溫度范圍為 0 100，測量溫度為 50.2 ， 實(shí)際溫度為 50.0，絕對誤差為，引用相對誤差為 。51、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法有和 或 。52、一稱重傳感器，滿度輸出為 1V ，正反行程最大偏差為 7mV ，其遲滯為,若標(biāo)準(zhǔn)誤差 為 0.35,誤差表達(dá)式 前系數(shù)取 2，則重復(fù)性誤差 為。53、差動變壓器兩個(gè)次級線圈采用連接，原副線圈間靠 耦合，輸出特性曲線呈 V 字 型。54、光柵尺柵距為 0.02mm，主光柵與指示光柵相對位移，計(jì)數(shù)器計(jì)得脈

8、沖數(shù)為 500，則位移為，其分辨力為 ，若加細(xì)分電路 4 細(xì)分，則其最小分辨位移為 。55、用光電轉(zhuǎn)速傳感器測軸的轉(zhuǎn)速，若傳感器一周開縫數(shù)為500，5 秒內(nèi)測得計(jì)數(shù)值為 5000 個(gè)，則軸的轉(zhuǎn)速為 。56、在自動控制領(lǐng)域中，光電耦合器的作用是。57、超聲波的發(fā)射探頭是利用壓電材料的來工作的，而接受探頭是利用壓電材料的 來工作的。58、光電池的短路電流與光照強(qiáng)度成關(guān)系，而開路電壓與光強(qiáng)度成 關(guān)系，所以把它作為照度計(jì)使用，宜工作于 狀態(tài)。59、氣敏元件都附有加熱器， 其作用是和 。60、某一渦流轉(zhuǎn)速傳感器，若旋轉(zhuǎn)盤端部開 20 個(gè)齒，已測得傳感器輸出頻率為 10Hz，則軸的轉(zhuǎn)速為。填空題參考答案1

9、、可用輸出信號2、輸出輸入3、0.3 、 1%4、電阻應(yīng)變效應(yīng)5、互感6、變面積型、 變介電常數(shù)型7、不等位、 寄生直流8、接觸電勢、 溫差電勢9、單色性好、方向性好10、圖像信號、電荷信號、 轉(zhuǎn)移 、輸出11、全反射12、敏感元件、 轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路13、電荷源14、變氣隙、變截面15、位置、 轉(zhuǎn)角16、電容量17、下降18、減小19、熱電、溫差、 接觸20、全反射、大21、放射源、電離室22、線性度、遲滯23、與之、敏感元件、轉(zhuǎn)換元件24、壓阻、大25、變面積型、變介電常數(shù)型26、靜態(tài)特性、線性度、靈敏度27、細(xì)分28、電荷29、直流、交流、很大、阻值(亮電阻)30、對臂電阻乘積相等

10、31、電阻率32、導(dǎo)熱能力的差異33、增加34、提高靈敏度、改善非線性35、對隨時(shí)間變化的輸入量36、輸入量與輸出量37、全橋、半橋、單臂電橋38、變氣隙、變面積39、外光電40、越小41、靜態(tài)42、導(dǎo)熱系數(shù)43、串行44、用個(gè)人計(jì)算機(jī)45、模擬量、自識別46、傳感器正向輸入與反向輸入時(shí)的輸出特性不一致的程度，傳感器在穩(wěn)態(tài)下的輸出變化對輸入變化的比值47、絲式、箔式，薄膜式48、不受力，溫度恒定，指示應(yīng)變隨時(shí)間而變化；受恒力，溫度恒定，指示應(yīng)變 隨時(shí)間而變化49、互感、變氣隙、變截面、螺管式50、0.2、 0.2%51、電橋補(bǔ)償法、補(bǔ)償導(dǎo)線、冰浴法52、 0.35%.(0.7%) 、 0.07

11、%53、差動、互感、 V字54、10mm、 0.02mm、 5um55、120 轉(zhuǎn)/分或 2轉(zhuǎn)/秒56、強(qiáng)弱電隔離57、逆壓電效應(yīng)、壓電效應(yīng)58、線性、非線性、短路電流59、提供氣敏元件合適的工作溫度，使其有較高的靈敏度、去除雜質(zhì)60、30 轉(zhuǎn)/分二、選擇題1. 壓電式傳感器是屬于（ ）型傳感器。A. 參量型 B. 能量轉(zhuǎn)換 C. 電感型 D. 電容型2. 當(dāng)電阻應(yīng)變片式傳感器拉伸時(shí)，該傳感器電阻（）A. 變大B. 變小C. 不變D. 不定3. 極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（）A. 成正比B. 成正比C. 成反比D. 平方成正比4. 電渦流傳感器是利用被測（ ）的電渦流效應(yīng)。A. 金

12、屬導(dǎo)電材料 B. 非金屬材料 C. PVC5. 為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（）A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C.相敏檢波器 D.全橋測量電路6. 調(diào)頻式電渦流傳感器的解調(diào)電路是（）A. 電荷放大器 B. 相敏檢波器 C. 鑒頻器 D.脈寬調(diào)制電路7. （ ）的基本工作原理是基于壓阻效應(yīng)。A. 金屬應(yīng)變片 B. 半導(dǎo)體應(yīng)變片 C. 壓敏電阻8. 莫爾條紋光柵傳感器是（ ）的。A. 數(shù)字脈沖式 B. 直接數(shù)字編碼式 C. 調(diào)幅式9. 金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對變化主要是由于電阻絲的（）變化產(chǎn)生的。A. 尺寸 B. 電阻率 10用熱電阻測溫時(shí)，熱電阻在電橋中采

13、用三線制接法的目的是（）。A接線方便 B減小引線電阻變化產(chǎn)生的測量誤差 C減小橋路中其它電阻對熱電阻的影響D減小橋路中電源對熱電阻的影響11. 單線圈螺線管式電感傳感器廣泛用于測量（）。A 大量程角位移B小量程角位移C大量程直線位移D小量程直線位移12. 螺線管三節(jié)式差動變壓器主要由線圈組合、活動銜鐵和導(dǎo)磁外殼組成。其零 殘余電壓產(chǎn)生的主要原因是（ ）。A活動銜鐵的初始位置不合適 B兩次級線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱C磁性材料飽合 13電渦流式傳感器激磁線圈的電源是（）。A直流B不需要電源C高頻交流D低頻交流14用電容式傳感器測量液體物位時(shí)，應(yīng)該選用（）A變間隙式B變面積式C變介電常數(shù)式D空氣

14、介質(zhì)變間隙式15光敏電阻的性能好、靈敏度高，是指給定電壓下（A暗電阻大B亮電阻大C暗電阻與亮電阻差值大D暗電阻與亮電阻差值小16.一個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢為 EO，當(dāng)打開其冷端串接與兩熱電極材料不同的第 三根金屬導(dǎo)體時(shí)， 若保證已打開的冷端兩點(diǎn)的溫度與未打開時(shí)相同， 則回路中熱 電勢（ ）。A增加B減小C增加或減小不能確定D不變17利用熱電偶測溫時(shí)，只有在（）條件下才能進(jìn)行。A分別保持熱電偶兩端溫度恒定 B保持熱電偶兩端溫差恒定 C保持熱電偶冷端溫度恒定 D保持熱電偶熱端溫度恒定 18熱敏電阻測溫的基礎(chǔ)是根據(jù)它們的（）。A伏安特性B熱電特性C標(biāo)稱電阻值D測量功率19. 在 VXI 的三中零槽控制

15、器方案中， （ ）方式最方便系統(tǒng)擴(kuò)展和升級A.MXI 總線控制方式 B.內(nèi)嵌式計(jì)算機(jī)（控制器）控制方式 C.GPIB 總線 控制方式 20.為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用（）A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C.相敏檢波器 D.全橋測量電路選擇題參考答案1 B 2 A 3 C 4 A 5 B 6 C 7 A 8 B 9 A 10 B11 D 12 B 13 C 14 C 15 C 16 D 17 C 18 B 19 A 20B二、簡述題1、比較金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。2、霍爾元件溫度誤差產(chǎn)生原因及補(bǔ)償方法。3、簡述熱電偶測溫原理，

16、說明在熱電偶回路中可引入連接導(dǎo)線和儀表的依據(jù)是 什么？4、什么是差動變壓器式電感傳感器零點(diǎn)殘余電壓？零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因？5、簡述電阻應(yīng)變片溫度誤差產(chǎn)生的原因及補(bǔ)償方法6、簡述形成莫爾條文的光學(xué)原理，說明莫爾條文有何重要特性？7、渦流存在的條件？怎樣利用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測量？8、試比較縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)工作原理的異同。9、什么是傳感器？傳感器在測控系統(tǒng)中起什么作用？10、工業(yè)用熱電偶測溫， 為何要對熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？任舉一種冷端補(bǔ)償 方法，并簡要說明補(bǔ)償原理。11、利用電渦流式傳感器測量物體位移。試問：如果被測物體是塑料材料制成， 此時(shí)位移測量是否可行？為什么？12、什么是霍爾效

17、應(yīng)，并寫出霍爾電勢與電流強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。13、簡述正壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)及其物理機(jī)理。14、試簡述光柵測量原理，并寫出原理式。如果要提高傳感器的分辨力，應(yīng)采用 何種技術(shù)簡述題參考答案1、相同點(diǎn) ：都是將被測力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片的電阻變化。不同點(diǎn) ：金屬應(yīng)變片是利用電阻應(yīng)變效應(yīng)， 在外力的作用下發(fā)生機(jī)械變形， 其電阻值發(fā) 生變化。 半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用壓阻效應(yīng)， 受到作用力后其電阻率發(fā)生變化。 半導(dǎo)體應(yīng)變片的 靈敏系數(shù)遠(yuǎn)大于電阻絲應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。2、霍爾元件是采用半導(dǎo)體材料制成的 , 因此它們的許多參數(shù)都具有較大的溫度系數(shù)。當(dāng)溫 度變化時(shí) , 霍爾元件的載流子濃度、遷移率、電阻率及霍爾系數(shù)都將

18、發(fā)生變化,致使霍爾電動勢變化，產(chǎn)生溫度誤差。補(bǔ)償方法：（ 1）采用恒流源供電和輸入回路并聯(lián)電阻（2）合理選取負(fù)載電阻的阻值（ 3）采用恒壓源和輸入回路串聯(lián)電阻（ 4）采用溫度補(bǔ)償元件 （如熱敏電阻、電阻絲等 ）（ 5）霍爾元 件不等位電勢采用橋路溫度補(bǔ)償3、熱電效應(yīng)，將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體串接成一個(gè)閉合回路，兩個(gè)接點(diǎn)置于不同溫 度場，會產(chǎn)生電動勢。冷端溫度恒定，工作端置于被測溫度場，由測得熱電勢可確定被 測體溫度。中間導(dǎo)體定律， 在熱電偶回路中接入儀表或?qū)Ь€， 只要兩接點(diǎn)溫度相同， 不影響熱電勢 的大小。4、差動變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓 ，它的存在使傳感器的輸出特性不過

19、零點(diǎn)，造成實(shí)際特性與理論特性不完全一致。 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因：兩電感線圈的等 效參數(shù)不對稱。5、產(chǎn)生原因： （1）應(yīng)變片電阻絲有電阻溫度系數(shù)。溫度變化造成應(yīng)變片阻值變化。（2）應(yīng)變片電阻絲的線膨脹系數(shù)與試件的線膨脹系數(shù)不同，溫度變化時(shí)， 造成有附加電阻。補(bǔ)償方法：方法 1：應(yīng)變片自補(bǔ)償。選用溫度系數(shù)小的應(yīng)變片，溫度變化時(shí)，造成電阻變化小。方法 2：橋路補(bǔ)償。用與工作片特性一樣的補(bǔ)償片，將它們接于電橋相臨兩臂，并置于同一 溫度場，溫度變化時(shí)，工作片與補(bǔ)償片阻值變化相同值。對電橋輸出無影響。方法 3：接成半橋或全橋電路，可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。6、當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵的刻線相交一個(gè)微小的夾角時(shí), 光源照

20、射光柵尺，兩光柵的柵線透光部分與透光部分疊加， 光線透過透光部分形成亮帶， 而兩光柵透光部分分別與另一光柵 不透光部分疊加， 互相遮擋， 光線透不過形成暗帶。 這種由于光柵重疊形成的光學(xué)圖案成為 “莫爾條紋 ”。重要特性：運(yùn)動對應(yīng)關(guān)系、位移放大關(guān)系、誤差平均效應(yīng)。7、渦流存在的條件：存在交變磁場導(dǎo)電體處于交變磁場中。Z f（ , ,x, ）渦流傳感器測量的基本原理是當(dāng)傳感器的線圈與被測體之間的距離發(fā)生變化時(shí)， 將引起線圈 的等效阻抗變化，電渦流影響時(shí)的等效阻抗 Z 的函數(shù)關(guān)系式為 在通電電流和被測材料確定 的情況下，阻抗 Z 成為位移 X 的單值函數(shù)，由 Z 可知 X ，因此實(shí)現(xiàn)位移測量。8、

21、相同點(diǎn)： 兩種壓電效應(yīng)均為雙向壓電效應(yīng)。 加動態(tài)力后均在垂直于電軸表面上產(chǎn)生電荷。 不同點(diǎn)：縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷極性相反?？v向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷 與壓電片的幾何尺寸無關(guān)，而橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷與壓電片的幾何尺寸有關(guān)。9、能將被測量按一定 規(guī)律轉(zhuǎn)換為可用信號（一般指電量）的器件或裝置是傳感器。傳感器 作為測控系統(tǒng)的前哨， 是獲取外界信息的主要手段和途徑。 它作為測控系統(tǒng)的電五官， 負(fù)責(zé) 信息的提取、轉(zhuǎn)換和處理。它的提取轉(zhuǎn)換精度直接影響測控系統(tǒng)的測控精度。10、熱電偶的熱電勢既與工作端溫度有關(guān)，又與冷端溫度有關(guān)，冷端溫度變化，會對熱電勢 產(chǎn)生影響，造成測量誤差。所以要對熱電偶冷

22、端溫度進(jìn)行補(bǔ)償?？刹捎醚a(bǔ)償導(dǎo)線法， 用與熱電偶熱電特性基本一致的補(bǔ)償導(dǎo)線將冷端連出， 引到新的冷 端，保持新冷端溫度不變，即可實(shí)現(xiàn)冷端溫度補(bǔ)償。亦可采用補(bǔ)償電橋， 將銅熱電阻接于電橋電路中， 銅熱電阻與熱電偶冷端置于同一溫度 場，室溫時(shí)，電橋輸出為 0，冷端溫度變化時(shí)，熱電偶熱電勢的變化值與電橋不平衡輸出大 小基本相等，符號相反，串聯(lián)回路輸出不受影響。達(dá)到補(bǔ)償目的。11、不行。因?yàn)殡姕u流只能在鐵磁性材料上產(chǎn)生。12、半導(dǎo)體薄片置于磁場中， 當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時(shí)， 半導(dǎo)體薄片上平行于電 流和磁場方向的兩個(gè)面之間上產(chǎn)生電動勢，此此現(xiàn)象為霍爾效應(yīng)。 霍爾電動勢與電流強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度成正比，

23、與載流體厚度成反比。UH KH BI13、一些電介質(zhì)的一定方向上施加機(jī)械力作用而產(chǎn)生變形時(shí)，會引起它們內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電的極化，此為正壓電效應(yīng)。若對電介質(zhì)施加電場作用時(shí)， 同樣會引起電介質(zhì)內(nèi)部正、 負(fù)電荷中心的相對位移而導(dǎo)致 電介質(zhì)產(chǎn)生變形，此為逆壓電效應(yīng)。14、當(dāng)指示光柵相對于標(biāo)尺光柵移動時(shí)， 每移過一個(gè)柵距，屏幕上移過一個(gè)莫爾條紋。 莫爾 條紋對光柵柵距具有放大作用， 用光電元件計(jì)移過莫爾條紋數(shù)目， 即可實(shí)現(xiàn)測量位移。 原理 式為 X=N W 。 采用電子細(xì)分技術(shù)。三、計(jì)算分析題1、下圖為壓電傳感器電壓放大器電路原理圖。若壓電元件上受到的正弦力為f FmSinwt ， 電阻為

24、 R RcRi /（Rc Ri ） ，電容為 C Ci Cc 。（1）說明前置放大器的作用UdFm R（ 2）已推導(dǎo)出放大器輸入端電壓幅值為im 1 2R2 （Ca Cc Ci ）2說明為何電壓輸出型壓電傳感器不宜測靜態(tài)力？（3）說明壓電傳感器與前置放大器之間連接導(dǎo)線為何不宜隨意更換長度？2、推導(dǎo)差動電容傳感器的變壓器電橋的輸出空載電壓表達(dá)式。下圖3、用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測量機(jī)器的振動，已知加速度計(jì)靈敏度為 5PC/g，電荷放大器靈敏度為 50mv/PC 當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時(shí)相應(yīng)的輸出電 壓幅值為 2V，試求該機(jī)器的振動加速度。4、單組式變面積型平板形線位移電容傳感器，兩極板相互

25、覆蓋的寬度為4mm兩極板的間隙為 0.5mm，極板間介質(zhì)為空氣， 試求其靜態(tài)靈敏度？若極板相對移 動 2mm ，求其電容變化量？已知8.85 10 12 5、（1）與簡單變間隙電容傳感器相比，差動變間隙電容傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？（ 2）若差動電容傳感器動極板與定極板之間的起始距離為d0，動極板向上移動 d。試用臺勞公式推導(dǎo)電容值的相對變化量。（ 3）若采用差動變間隙電容傳感器，動極板上移，上極板間間隙減小，下極板間間隙增大 ，推導(dǎo)傳感器靈敏度。6、下圖為半波電壓輸出型差動整流電路。（ 1） 試說明電路的作用。（2）簡述銜鐵上移時(shí)電路的辨向原理。7、霍爾元件 l 、 b、 d 尺寸分別為 1.0cm

26、0.35cm0.1cm，沿 l 方向通以電流 I 1.0mA ，在垂直 lb 面方向加有均勻磁場 B 0.3T ，傳感器的靈敏度系數(shù)為 22V / AT 試求其輸出霍爾電動勢及載流子濃度。 （電子電荷量 e=1.602*10-19C）8、一應(yīng)變片的電阻 R 120 ，k 0.05用作應(yīng)變?yōu)?800um/m的傳感元件。 求 R 和 R R9、（1）試比較石英晶體縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)工作原理的相同點(diǎn)和不同 點(diǎn)。（2）要增大輸出電壓兩片壓電片應(yīng)如何連接，若單片壓電片電容為C，輸出電壓為 U，寫出連接后輸出電壓與電容的值。（3）要增大輸出電荷，壓電片又應(yīng)如何連接，若單片壓電片電容為C，輸出電荷為

27、 Q，寫出連接后輸出電荷與電容的值。10、（1）與簡單自感傳感器比較，差動自感傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？ （2）將差動自感傳感器兩個(gè)電感接于變壓器電橋中，試推出輸出電壓。 （3）若使差動自感傳感器能辨向，應(yīng)采用何種電路？（4）試分別畫出辨向前后銜鐵位移與傳感器輸出電壓的關(guān)系曲線。11、分析下圖差動變壓器的相敏檢波電路工作原理12、畫出電渦流式傳感器的等效電路， 簡述電渦流傳感器的工作原理， 計(jì)算線圈 受金屬導(dǎo)體影響后的等效阻抗。13、光電編碼器為何采用循環(huán)碼盤？若要求碼盤能分辨角度0.36 度，應(yīng)至少用幾位二進(jìn)制碼盤？ （ 2 0.301）14、工業(yè)用鉑電阻測溫為何多采用三線制電橋？將下圖所示的鉑電阻用

28、連線接于 電橋電路并簡述補(bǔ)償原理。15、下圖為差動變壓器的相敏檢波電路，若銜鐵下移（1） 試分析電路的辨向過程。（2）說明電路的作用。16、下圖為熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電橋電路。 試分析說明補(bǔ)償原理， 若采用補(bǔ)償導(dǎo)線對熱電偶冷端溫度補(bǔ)償，對補(bǔ)償導(dǎo)線有何要求？17、下圖為全波電壓輸出型差動整流電路鐵上移一段距離，試說明電路的辨向過程 說明此電路的作用。 差動變壓器的銜計(jì)算分析題參考答案1、（ 1）放大微弱信號和阻抗變換（高輸出阻抗輸入變?yōu)榈洼敵鲎杩梗?（2）測靜態(tài)力，由公式可知，0 U im0 基本無輸出電壓。3)改變導(dǎo)線長度，分布0 電容 CC改變，輸出電壓變化，造成測量誤差。2、推導(dǎo)差動電容傳感

29、器的變壓器電橋的輸出空載電壓表達(dá)式。C1 C0 CC2 C0CZ11j (C0 C)Z21j (C0 C )U 0 U Z21U0Z1 Z2 2UC2 C04 10 3Kg1)優(yōu)點(diǎn)：提高靈敏度，減小非線性3、K 5 5 0m V / ga U 3 8gK 5 5 0 1 C b 8.85 10 12 3 a 0.5 10 304、ab (aa) bb a8.85 10 12 4 10 3 2 10 5.48 10 11c/ m2)C1C0(1 d ) 11 d0 d 0d0d C0 1 dd0( d )2 d0C2d1d0 d C0(1 dd0) 1dC0 1 dd0d2(dd0)2d d 2

30、C C1 C2 2C0( ) 1.416 10 3 d0d0Cd2C0d03)C1C2A0A012C0(1) 1 C01 ( ) ( )20020012 C0(1)C01 ( ) ( ) 0C C1 C2022C0 ( )1 ( )200K CC0 /6、(1)電路的作用：判別銜鐵的位移大小和方向，消除零點(diǎn)殘余電壓。(2) 上移時(shí)，差動變壓器互感 M1M2Ui 正半周， D1,D2 導(dǎo)通， U20Ui 負(fù)半周， D1,D2 截止， U2=0 經(jīng)半波整流，只要銜鐵上移 U20 ，通過 U2 的極性判斷銜鐵的位移方向。7、UH KHIB 22 1.0 10 3 0.36.6 10 3V1KHed1

31、22 1.62 10 19 0.1 10 2202.8 10208、0.19681200.00164R k R 2.05 800 10 6 120 0.1968R kRR k R 2.05 800 10 6 120 0.19680.19681200.00164C 串 =C/2C串 =2C9、 (1)相同點(diǎn)：都是將力變?yōu)閴弘娖碾姾?。不同點(diǎn)：縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷只與力的大小有關(guān)，與壓電片的幾何尺寸無關(guān)。 橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷既與力的大小有關(guān)，又與壓電片的幾何尺寸有關(guān)。2)應(yīng)串聯(lián)， U 串= 2U3)應(yīng)并聯(lián)， Q 串=2Q10、（1） 優(yōu)點(diǎn)：提高傳感器的靈敏度；減小非線性；消除溫度等共模信號的

32、干擾。（2）U 0 2U Z2 UZ1 Z2Z2 Z1Z1 Z2ZZ03）可采用相敏整流電路或差動整流電路。11、分析下圖差動變壓器的相敏檢波電路工作原理當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí) x（t） 0（1） 載波信號在（ 0 ）時(shí)U與 U0 同相，變壓器 A 次級輸出電壓 U1上正下負(fù)， U2上正下負(fù)；變壓器 B次級輸出電 壓 U01 左正右負(fù)， U02 左正右負(fù)。U1 正端接節(jié)點(diǎn) 4，U01 正端接節(jié)點(diǎn) 1，由于 U1 U 01，所以 4點(diǎn)電位低于 1 點(diǎn)，D1 截止；U1 正端接節(jié)點(diǎn) 4，U01 負(fù)端接 3，3點(diǎn)電壓低于 4點(diǎn)，D4 截止；U2 負(fù)端接 2，U01 正端接 1， 1點(diǎn)電位高于 2點(diǎn)，D2

33、 導(dǎo)通；U2負(fù)端接 2，U02負(fù)端接 3，由于 U02U2 ，3點(diǎn)比 4點(diǎn)電位更負(fù)， D3 導(dǎo)通。 此時(shí)， D2 回路U 01 U2i2 ，方向自下而上流經(jīng) Rf R RfD3 回路i3 U 02 U 2 ，方向自上而下流經(jīng) Rf R Rf由于 i2 i3，因此，流經(jīng)Rf 的電流方向?yàn)樽韵露?，電壓方向?yàn)橄抡县?fù)，設(shè)，此時(shí) Rf 的電壓為正。（2）載波信號為下半周（ 2 ）時(shí)U1 上正下負(fù)， U2 上正下負(fù)；變壓器 B 次級輸出電壓 U01 左負(fù)右正， U02 左負(fù)右正。U1 負(fù)端接節(jié)點(diǎn) 4，U01 負(fù)端接節(jié)點(diǎn) 1，由于 4 點(diǎn)電位高于 1 點(diǎn)， D1 導(dǎo)通；U1 負(fù)端接節(jié)點(diǎn) 4，U01 正端

34、接 3，3點(diǎn)電壓高于 4點(diǎn)，D4 導(dǎo)通；U2 正端接 2，U01 負(fù)端接 1， 1點(diǎn)電位低于 2點(diǎn)，D2 截止；U2 正端接 2，U02正端接 3，由于 U02U2 ，2點(diǎn)比 3點(diǎn)電位低， D3 截止。 D1 回路i1 U 02 U1，方向自上而下流經(jīng) Rf R RfD4 回路i4 U02 U1 ，方向自下而上流經(jīng) Rf R Rf由于 i4 i1，因此，此時(shí) Rf 上電流為自下而上，電壓為正2）當(dāng)銜鐵為零位以下時(shí)，分析情況同上Rf 上此時(shí)， Rf 上的電流始終為自上而下，因此， Rf 上電壓為負(fù) 因此，當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí)， Rf 上電壓始終為正，當(dāng)銜鐵在零位以下時(shí)，電壓始終為負(fù)。以次來判斷銜鐵

35、移動的極性，并且消除了零點(diǎn)殘余電壓。12、等效電路如圖R1 M R2根據(jù)克?；舴蚨?，可得方程R1I1 jwL1I1 jwMI 2 UjwMI1 R2 I 2 jwL 2I 2 0(R1 jwL1)I1 jwM I2 UjwMI1 (R2 jwL 2)I2 0等效阻抗為Z R1 R2w2M 2R22 w2L22jwL1 wL2w2M 2 R22 w2L22 13、可避免二進(jìn)制碼盤由于制作工藝限制及光電元件安裝位置誤差，幾位碼同時(shí)跳變時(shí)造成錯(cuò)碼。循環(huán)碼盤其循環(huán)碼相臨兩位只有一位變化， 即使有誤差， 誤差只有 360 /2n 。由360 /2n 0.36 2n 1000 n10 。至少用 10 位二進(jìn)制碼盤。14、消除長連接導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果的影響。 補(bǔ)償原理是電橋相臨兩臂增加同一阻值的電阻，對電橋輸出電壓無影響。15、（1）銜鐵下移?；ジ?M2M 1 ，Z2Z1 。Ui 正半周， A 正 B 負(fù)， D1 、D3 導(dǎo)通， D2、D4 截止。由于 Z2Z1流過 R1 的電流大于流 過 R2 的電流， C 點(diǎn)電位高于 D 點(diǎn)電位， U0 0。Ui 負(fù)半周， A 負(fù) B 正， D2 、D4 導(dǎo)通， D1、D3 截止。由于 Z2Z1流過 R1 的電流小于流 過 R2 的電流， C 點(diǎn)電位高于 D 點(diǎn)電位， U0 0。無論 Ui 為