傳感器復(fù)習(xí)題

1、傳感器原理復(fù)習(xí)資料一、填空題1. 傳感器是 能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置 ，傳感器通常由直接感受被測(cè)量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成。2. 通常傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路三部分組成。3. 傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有靈敏度，分辨率，漂移，線性度，遲滯，重復(fù)性等。4. 傳感器在正(輸人量增大)反(輸入量減小)行程中輸出輸入曲線不重合稱為遲滯，它一般由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。5. 傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出增量與輸入增量的比值。對(duì)線性傳感器來(lái)說(shuō)，其靈敏度是靜態(tài)特性曲線的斜率。6. 運(yùn)算式是計(jì)算傳感器線性度的公式。7.

2、某位移傳感器在輸入量變化為5mm時(shí)，輸出電壓變化800mV，其靈敏度為160 mV/mm。8. 電位器是一種將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電阻或電壓的機(jī)電傳感元件。9. 電位器式傳感器按特性不同，可分為線性電位器和非線性電位器。線性電位器 的理想空載特性曲線具有嚴(yán)格的線性關(guān)系。假定電位器全長(zhǎng)為,其總電阻為，它的滑臂長(zhǎng)度為，則滑臂間的阻值可以用=來(lái)計(jì)算。假定加在電位器A、B之間的電壓為，則輸出電壓為=。其電阻靈敏度為。電壓靈敏度為。10. 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)。直線的電阻絲繞成敏感柵后長(zhǎng)度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。11.

3、 電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這一現(xiàn)象叫做應(yīng)變。12. 電阻應(yīng)變片的配用測(cè)量電路采用差動(dòng)電橋時(shí)，不僅可以消除非線性誤差，同時(shí)還能起到提高靈敏度的作用。13. 電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為金屬材料和半導(dǎo)體材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由應(yīng)變效應(yīng)形成的，而的電阻變化主要是由壓阻造成的。半導(dǎo)體材料傳感器的靈敏度較大。14. 用彈性元件和電阻應(yīng)變片及一些附件可以組成應(yīng)變片傳感器，按用途劃分有應(yīng)變式壓力傳感器、應(yīng)變式加速度傳感器等（任填兩個(gè)）。15. 在電橋測(cè)量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，全橋接法可以得到最大靈敏度輸出。16.

4、 應(yīng)變測(cè)量電橋的三種接法分別為單臂橋、雙臂橋、全橋。17. 要使直流電橋平衡，必須使電橋相對(duì)橋臂電阻值的乘積相等。18. 由R1、R2、R3、R4四個(gè)電阻構(gòu)成的直流電橋，其中R1和R4對(duì)臂，R2和R3對(duì)臂。當(dāng)電橋平衡時(shí)，其平衡條件為。若R1為應(yīng)變電阻，初始平衡時(shí)四個(gè)電阻值相等。當(dāng)R1受應(yīng)變作用后變化R1，在作一級(jí)近似后，電橋的輸出電壓為。若采用半橋差動(dòng)工作方式，且兩個(gè)應(yīng)變片的特性相同，則輸出電壓為，此時(shí)輸入輸出關(guān)系為線性。19. 交流電橋的平衡條件是相對(duì)橋臂阻抗幅值的乘積相等且相對(duì)橋臂阻抗的相角之和相等。20. 交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分別為，若電橋平

5、衡條件為Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡條件應(yīng)為。21. 熱電阻是利用金屬的電阻值隨溫度變化而變化的特點(diǎn)制成的一種熱敏元件。22. 采用熱電阻作為測(cè)量溫度的元件是將溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻的測(cè)量。23. 熱敏電阻常數(shù)B 大于零的是正溫度系數(shù)的熱敏電阻。24. 熱敏電阻正是利用半導(dǎo)體的載流子數(shù)目隨著溫度變化而變化的特性制成的 敏感元件。25. 熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻型三大類。26. 按熱電偶本身的結(jié)構(gòu)劃分，有普通熱電偶、鎧裝熱電偶、薄膜熱電偶。27. 在熱電偶中，當(dāng)引入第三個(gè)導(dǎo)體時(shí)，只要保持其兩端的溫度相同，則對(duì)總熱電動(dòng)勢(shì)無(wú)影響，這一結(jié)論

6、被稱為熱電偶的中間導(dǎo)體定律。28. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是接觸電勢(shì)電勢(shì)和溫差電勢(shì)電勢(shì)組成的，其表達(dá)式為=。在熱電偶溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線法（即冷端延長(zhǎng)線法）是在冷端和顯示儀表之間接入補(bǔ)償導(dǎo)線，它的作用是延引熱電極。29. 電容傳感器主要有變間隙，變面積，變介電常數(shù)三種類型，其中變間隙型的輸入被測(cè)量與輸出被測(cè)量間的關(guān)系是非線性的。30. 電容式壓力傳感器是變變間隙型的。31. 變間隙式電容傳感器中，提高靈敏度和減少非線性誤差是矛盾的，為此，實(shí)際中大都采用差動(dòng)式電容傳感器32. 電感式傳感器主要由線圈、鐵芯和活動(dòng)銜鐵組成。33. 在變壓器式傳感器中，原邊和副邊互感M的大小與原邊線圈匝數(shù)成正比，與副邊線

7、圈匝數(shù)成正比，與磁回路中磁阻成反比，而單個(gè)空氣隙磁阻的大小可用公式表示。34. 在變壓器式傳感器中，原邊和副邊互感M的大小與原邊線圈的匝數(shù)成正比 ，與副邊線圈的匝數(shù)成正比 ，與回路中的磁阻成反比 。（請(qǐng)?zhí)钫然蚍幢龋?5. 電渦流式傳感器的激磁線圈通正弦高頻交流時(shí)，在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使被測(cè)金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電渦流 。它的存在要消弱激磁線圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化。使線圈等效阻抗發(fā)生變化（對(duì)比無(wú)被測(cè)金屬時(shí)變?。?。該變化完全取決于被測(cè)金屬導(dǎo)體的電渦流效應(yīng)。而電渦流效應(yīng)的大小與被測(cè)金屬導(dǎo)體的電阻率、磁導(dǎo)率及幾何形狀有關(guān)，又與線圈的幾何尺寸、線圈中激磁電流的幅度和頻率有關(guān)，還與線圈與被測(cè)金屬導(dǎo)體間的距離等參數(shù)有

8、關(guān)。如果保持上述中的其它參數(shù)不變，而只改變其中的一個(gè)參數(shù)，則傳感器的阻抗就僅僅是這個(gè)參數(shù)的單值函數(shù)。通過(guò)測(cè)量線圈 電感 的變化量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該參數(shù)的測(cè)量。36. 塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一圈圈閉合的電流，利用該原理制作的傳感器稱電渦流式傳感器。37. 渦流傳感器的線圈與被測(cè)物體的距離減小時(shí)，互感系數(shù)M將增大。38. 壓電材料可以分為天然壓電晶體材料和人工合成壓電材料兩種。39. 壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質(zhì)材料的壓電效應(yīng)，是一種典型的有源傳感器。二、選擇題1. A 是測(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過(guò)程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的

9、各種信號(hào)。A 敏感元件 B 轉(zhuǎn)換元件 C傳感器 D被測(cè)量2. 傳感器能感知的輸入變化量越小， 表示傳感器的 D 。A.線性度越好 B.遲滯越小 C.重復(fù)性越好 D.分辨力越高3. 傳感器在不考慮遲滯蠕變等因素的影響下，其靜態(tài)特性方程為：，其中定義為靜態(tài)靈敏度的量為 B 。A B C D 4. 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是 D 。A重復(fù)性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率5. 變氣隙式電感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的大小增大時(shí)，鐵芯上線圈的電感量將 B A 增大 B減小 C不變6. 在平行極板電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出電容值之間的關(guān)系中，是線性的關(guān)系 A 。A 變面積型 B變極距型 C變介

10、電常數(shù)型7. 一骨架為圓形截面的電位器，半徑為，現(xiàn)用直徑為，電阻率為的導(dǎo)線繞制，已知繞線節(jié)距為，則線繞式電位器的電阻靈敏度表達(dá)式為 B (需考慮導(dǎo)線的直徑)。A. B. C. D. 8. 將電阻應(yīng)變片貼在 C 上，就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體 C.彈性元件 D.機(jī)器組件9. 應(yīng)變片的主要參數(shù)有 BC 。A.額定電壓 B.初始電阻值 C.允許工作電流 D.額定功率10. 產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有 A 。A電阻絲有溫度系數(shù)  B試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同C電阻絲承受應(yīng)力方向不同11. 電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種,其中用的最多的是 B 。A

11、 60 B 120 C 200 D 35012. 金屬絲電阻應(yīng)變片的基本特性中對(duì)測(cè)量結(jié)果影響最大的是 D 。A 機(jī)械滯后 B 溫漂 C 蠕變 D 橫向效應(yīng)13. 用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小 C 。 A兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片14. 通常用應(yīng)變式傳感器測(cè)量 C 。A.溫度 B.密度 C.加速度 D.電阻15. 電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為 C 的輸出。A. 電阻 B. 電容 C. 電壓 D. 電荷16. 熱

12、電偶溫度計(jì)采用補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是為了 B 。A節(jié)省熱電偶的長(zhǎng)度 B. 避免使用冷端補(bǔ)償 C. 可以直接使用分度表17. 通常用熱電阻測(cè)量 C 。A電阻B扭矩C溫度D壓力18. 對(duì)于正溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，隨著溫度上升，電阻率 A 。A.上升B.迅速下降 C.保持不變 D.歸零19. 熱電偶可以測(cè)量 C 。A 壓力 B 電壓 C 溫度 D 熱電勢(shì)20. 熱電偶中產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件是 BC 。 A兩熱電極材料相同 B兩熱電極材料不同C兩熱電極的兩端溫度不同D兩熱電極的兩端溫度相同21. 常用于測(cè)量大位移的傳感器有( A )A.感應(yīng)同步器B.應(yīng)變電阻式 C.霍爾式 D.渦流式22. 電容傳感

13、器的輸入被測(cè)量與輸出量間的關(guān)系，除 B 之外是線性的。A.變面積型 B.變極距型 C.變介電常數(shù)型23. 目前，我國(guó)使用的鉑熱電阻的測(cè)量范圍是 A 。A.200850°C B.50850°C C.200150°C D.20050°C24. 變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離之間是 A 。A 正比關(guān)系B 反比關(guān)系 C 無(wú)關(guān)系25. 測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為 A 。A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵型26. 由 A 組成交流電橋平衡條件可寫成Z1Z2=Z3Z4A、電感和電容 B、電阻、電容和電感C、串聯(lián)和并聯(lián) D、并聯(lián)和混

14、聯(lián)27. 下列傳感器中不能做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的是 D 。A 電阻應(yīng)變式 B 自感式 C 電容式 D 電渦流式28. 差動(dòng)電容傳感器采用脈沖調(diào)寬電路作測(cè)量電路時(shí)，當(dāng)，則其輸出電壓正比于( B )。A B. C. D. 29 .差動(dòng)變壓器式位移傳感器中線圈之間的互感M B 。A.始終保持不變 B.隨被測(cè)位移的變化而變化 C.不隨被測(cè)位移的變化而變化 D.隨線圈電流的變化而變化30. 下列不是電感式傳感器的是 D 。A 變磁阻式自感傳感器 B 電渦流式傳感器 C 變壓器式互感傳感器 D 霍爾式傳感器31. 對(duì)于電渦流傳感器的諧振測(cè)位移電路，當(dāng)無(wú)金屬導(dǎo)體靠近時(shí)，其輸出電壓 最大 。32. 電渦流式傳感器激磁

15、線圈的電源是 C 。A 直流 B 工頻交流 C 高頻交流 D 低頻交流三、計(jì)算題1已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)的頻率f=72Hz，測(cè)量齒盤的齒數(shù)Z=36，求： （1）被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？ （2）在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1 個(gè)數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？ 2一熱敏電阻在0和100時(shí)，電阻值分別為200k和10k。試計(jì)算該熱敏電阻在20時(shí)的電阻值。3. 用鎳鉻-鎳硅勢(shì)電偶測(cè)量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計(jì)相連接。在某時(shí)刻，從電位差計(jì)測(cè)得熱電熱為-1.19mv，此時(shí)電位差計(jì)所處的環(huán)境溫度為15，試求該時(shí)刻溫箱的溫度是多少度？鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表

16、測(cè)量端溫度0123456789熱電動(dòng)勢(shì)(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.0

17、81.121.164. 下面是熱電阻測(cè)量電路，試計(jì)算：（1）. 已知Rt是Pt100鉑電阻，且其測(cè)量溫度為T=50，試計(jì)算出Rt的值和Ra的值。（2）. 電路中已知R1、R2、R3和E，試計(jì)算電橋的輸出電壓VAB。其中（R1=10K，R2=5K，R3=10K，E=5伏）5. 分析（線性）電位器式傳感器由于測(cè)量線的線路中的負(fù)載電阻RL帶來(lái)的負(fù)載誤差，并計(jì)算它與位移x之間的關(guān)系；6. 分析下圖所示自感傳感器當(dāng)動(dòng)鐵心左右移動(dòng)（x1,x2發(fā)生變化）時(shí)自感L變化情況。（已知空氣氣隙的長(zhǎng)度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導(dǎo)率為，線圈匝數(shù)W不變）。7. 如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路

18、，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，R=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）(R/R)。8. 圖示電荷放大器中Ca=100 PF，Ra=，Rf= ，Ri= ，CF=10 PF。若考慮引線電容CC 影響，當(dāng)A0=104時(shí)，要求輸出信號(hào)衰減小于1%，求使用90 PF/m的電纜，其最大允許長(zhǎng)度為多少？9. 將一只靈敏度為0.08mv/ 的熱電偶與毫伏表相連,已知接線端溫度為50,毫伏表的輸出為60 mv, 求熱電偶熱端的溫度為多少?10.下圖為變

19、極距型平板電容電容傳感器的一種測(cè)量電路，其中CX為傳感器電容，C為固定電容，假設(shè)運(yùn)放增益A=，輸入阻抗Z=；試推導(dǎo)輸出電壓U0與極板間距的關(guān)系，并分析其工作特點(diǎn)。11. 下圖為一直流應(yīng)變電橋，圖中E=8V，R1=R2=R3=R4=120，試求： R1，R2都是應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感應(yīng)應(yīng)變的極性和大小都相同，其余為外接電阻，電橋輸出電壓U0=？ 題中，如果R2與R1感受應(yīng)變的極性相反，且增量R1=R2=1.2，電橋輸出電壓U0=？ 12 已知在其特定條件下材料A與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)，材料B與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)，試求出此條件下材料A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)。13某霍爾元件為沿方向通以電流，在垂直面方向加有均

20、勻磁場(chǎng)，傳感器的靈敏度系數(shù)為，試求其輸出霍爾電勢(shì)及載流子濃度。（）14如圖所示為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)，為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)，未受應(yīng)變時(shí)，當(dāng)試件受力時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變，求 （1）應(yīng)變片電阻變化量和電阻相對(duì)變化量。（2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測(cè)量電橋，電橋電源電壓為直流3，求電橋 輸出電壓是多少。 等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)15. 圖示為串聯(lián)式測(cè)溫電路，其中Rt=R01+(t-t0)為感溫?zé)犭娮?，Rs為常值電阻，E為工作電壓，U0為輸出電壓，=0.02/.當(dāng)給定溫度為0，Rt的電阻值為10k，若測(cè)溫范圍為 0400，輸出電壓U0的范圍是1V5V，試計(jì)算工作電壓E和常值電阻Rs各取多少?()四、簡(jiǎn)答題

21、1. 簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。答：在N型半導(dǎo)體薄片的控制電流端通以電流I，則半導(dǎo)體中的載流子電子將沿著和電流相反的方向運(yùn)動(dòng)，再在垂直于半導(dǎo)體薄片平面的方向上加一磁場(chǎng)B，則由于洛倫茲力的作用，電子向一邊偏轉(zhuǎn)，并使該邊形成電子積累，另一邊則積累正電荷，于是產(chǎn)生內(nèi)部電場(chǎng)，該電場(chǎng)阻止運(yùn)動(dòng)電子的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等時(shí)，電子的積累便達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)，在薄片兩端面之間建立的電場(chǎng)稱為霍爾電場(chǎng)，相應(yīng)的電勢(shì)即為霍爾電動(dòng)勢(shì)。2. 簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理。答：由A、B兩種不同導(dǎo)體材料兩端相互緊密地連接在一起，形成一個(gè)閉合回路，這樣構(gòu)成一個(gè)熱電偶。當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度不等時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)，從而形成電流，

22、這就是熱電偶的工作原理。總的熱電勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成，熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件為：熱電偶必須采用兩種不同的材料作為熱電極；熱電偶的熱端和冷端兩個(gè)結(jié)點(diǎn)必須具有不同的溫度。3. 以石英晶體為例簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。（P280-281）4. 簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理。14. 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。答：電阻應(yīng)變式傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體在受到外力作用發(fā)生形變時(shí)，其阻值也隨之改變。即：設(shè)金屬電阻絲，長(zhǎng)度為，截面積為，電阻率為，則該導(dǎo)體的電阻為：。當(dāng)電阻絲受到拉力F作用時(shí)，伸長(zhǎng)，截面積相應(yīng)減小，電阻率的改變?yōu)?，則電阻的相對(duì)變化量為：5. 什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)

23、、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？說(shuō)明勢(shì)電偶測(cè)溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因素，并說(shuō)明減小誤差的方法。（P208-213）6. 分析應(yīng)變片式傳感器在使用單臂電橋測(cè)量電路時(shí)由于溫度變化而產(chǎn)生測(cè)量誤差的過(guò)程。（答案見(jiàn)P152）7. 傳感器的定義和組成框圖？答：傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件和裝置，由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。組成框圖如下：被測(cè)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件輔助電源信號(hào)轉(zhuǎn)換電路傳感器組成方框圖 8. 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(cè)量電路？答

24、：直流電橋：P149-153；交流電橋：P235-2369. 為什么要對(duì)應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，分析說(shuō)明該類型傳感器溫度誤差補(bǔ)償方法。17. 用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？答：用電阻應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要求被測(cè)量只隨應(yīng)變而變，而不受任何其他因素的影響，但應(yīng)變片的電阻變化受溫度影響很大，給測(cè)量帶來(lái)很大的誤差，即溫度誤差，所以要對(duì)應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。導(dǎo)致溫度誤差的主要原因：電阻的熱效應(yīng)；試件與應(yīng)變絲的材料線膨脹系數(shù)不一致，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形，造成電阻的變化。溫度誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鹤匝a(bǔ)償法；線路補(bǔ)償法。10. 以自感式傳感器為例說(shuō)明差動(dòng)式傳感器可以提高靈敏度的原理。（P25

25、3-254）11. 什么是金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)？請(qǐng)解釋它與金屬絲靈敏系數(shù)的區(qū)別。答：金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)：應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化與應(yīng)變片軸向應(yīng)變的比值，即單位應(yīng)變所引起的阻值的改變量的大小。應(yīng)變片的靈敏系數(shù)小于同種材料金屬絲的靈敏系數(shù)，主要大原因是應(yīng)變片的橫向效應(yīng)和粘貼膠帶來(lái)的應(yīng)變傳遞失真。12. 熱電阻與熱敏電阻的電阻-溫度特性有什么不同?答：熱阻效應(yīng)P202，半導(dǎo)體熱敏電阻P204-20513. 試簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理及分類。答：物體間的電容量與其結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)而改變物體間的電容量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的檢測(cè)，就是電容式傳感器的工作原理。物體間的電容量與構(gòu)成電容元件的兩個(gè)極板的

26、形狀、大小、相互位置以及極板間的介電常數(shù)有關(guān)，即：，電容式傳感器可通過(guò)改變介電常數(shù)，兩極板相互覆蓋的面積和極板間的距離來(lái)改變電容量而實(shí)現(xiàn)測(cè)量。所以電容式傳感器可分為變間隙、變面積和變介質(zhì)三類。15簡(jiǎn)述正、逆壓電效應(yīng)。P28016簡(jiǎn)述熱電偶的三個(gè)基本定律（要求有適當(dāng)文字說(shuō)明及公式表達(dá)）。答：中間溫度定律：熱電偶AB的熱電勢(shì)僅取決于熱電偶的材料和兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度，而與溫度沿?zé)犭姌O的分布以及熱電極的參數(shù)和形狀無(wú)關(guān)。用公式表示為：中間導(dǎo)體定律：在熱電偶AB回路中，只要接入的第三導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)回路的總熱電勢(shì)沒(méi)有影響。用公式表示為：標(biāo)準(zhǔn)電極定律：當(dāng)熱電偶回路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度為T，T0時(shí)，用導(dǎo)體AB組

27、成的熱電偶的熱電勢(shì)等于熱電偶AC和熱電偶CB的熱電勢(shì)的代數(shù)和，導(dǎo)體C為標(biāo)準(zhǔn)電極，即：五、名詞解釋1. 傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2. 傳感器的幅頻特性和相頻特性：幅頻特性：傳感器輸出特性的幅度與輸入信號(hào)頻率之間的關(guān)系。相頻特性：傳感器輸出特性的相位與輸入信號(hào)頻率之間的關(guān)系。3. 傳感器的分辨力、線性度：傳感器在全部工作范圍內(nèi)，都能夠產(chǎn)生可觀測(cè)輸出變化的最小輸入變化量的最大值即傳感器的分辯力。傳感器實(shí)際的靜態(tài)特性的校準(zhǔn)特性曲線與某一參考直線不吻合程度的最大值即線性度。4. 電阻應(yīng)變片的橫向效應(yīng)：金屬電阻絲制成應(yīng)變片時(shí)，在電阻絲的彎段，電阻的變化率與直段不同，導(dǎo)致應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比直段線材的靈敏度小，即產(chǎn)生橫向效應(yīng)。5. 壓阻效應(yīng)：固體受到作用力后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象即固體的壓阻效應(yīng)。6熱電效應(yīng)：物質(zhì)的電阻率隨溫度變化的物理現(xiàn)象。大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增加，其原因是：當(dāng)溫度增加時(shí)，自由電子的動(dòng)能增加，這樣要改變自由電子的運(yùn)動(dòng)方式使之形成定向運(yùn)動(dòng)所需的能量要增加，這反映到電阻上，其阻值增加。7接觸電勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體相互緊密連接在一起，由于導(dǎo)體中自由電子的濃度不同，自由電子就會(huì)擴(kuò)散，單位時(shí)間里自由電子濃度大的