傳感器期末復習

1、傳感器期末復習一.單項選擇題.1 .電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)換為C或電流的輸出變化.A.電阻B.電容C.電壓D.電荷2 .半導體應變片的工作原理是基于半導體材料的BA.應變效應B.壓阻效應C.壓電效應D.壓磁效應3 .電阻應變片傳感器是利用金屬的A 將被測機械量轉(zhuǎn)換成.A.電阻應變效應電阻變化B.壓電效應電壓變化C.熱電效應電流變化D.熱阻效應電阻變化4 .壓阻式傳感器和應變式傳感器相比,工作原理類似,以下說法正確的選項是 B .A.兩者都主要依靠改變電阻率和截面積而改變阻值大小B.前者主要依靠改變電阻率改變阻值大小,后者主要依靠變形改變阻值大小C.前者主要依靠變形改變阻值大小

2、,后者主要依靠改變電阻率改變阻值大小D.以上都對5 .應變測量中,希望靈敏度高、線性好、有溫度自補償功能應選擇 B 測量轉(zhuǎn)換電路.A.單臂半橋B.四臂全橋C.雙臂半橋6 .為了提升變極距型電容傳感器的靈敏度、線性度和減小外部條件變化對測量精度的影響,實際應用時 常常采用D 工作方式.A.同步B.異步C.共模輸入D.差動7 .直線位移圓筒電容式傳感器外圓筒的孔徑為D,內(nèi)圓筒或圓柱的直徑為d,覆蓋長度為L.假設外圓筒的孔徑變?yōu)樵瓉淼?倍,要使其靈敏度不便,應做怎樣的變化C .A. L變?yōu)樵瓉淼?倍B.L變?yōu)樵瓉淼?/2 C.d變?yōu)樵瓉淼?倍D.d變?yōu)樵瓉淼?/28 .差動電容傳感器采用脈沖調(diào)寬電路

3、作測量電路時,其輸出電壓正比于B oA.C 1 C B.C 1 -C 2 /C 1 +C 2 C.C 1 +C 2 /C 1 -C 2 D. C 1 /C 1 + C 2 29 .自感傳感器或差動變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了 C .A.將輸出的交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號B.提升靈敏度C.使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號的相位和幅度D.減小非線性誤差A.電容壓力傳感器B.電感壓力傳感器C.渦流壓力傳感器D,壓電壓力傳感器11 .壓電元件的等效電路可以是 C .A.電容和電荷源串聯(lián) B.電容和電壓源并聯(lián)C.電阻和電壓源串聯(lián) D.電容和電荷源并聯(lián)12 .壓電傳感器的前置放大器的主要作用

4、是B.A.對傳感器的輸出信號進行濾波B.把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出C.把傳感器的低阻抗輸出變換為高阻抗輸出D.對傳感器的輸出信號進行解調(diào)13 .壓電式加速度傳感器是C 信號的傳感器.A.適于測量直流B.適于測量緩變C.適于測量動態(tài)D.適于測量任意1.1. 阻抗變換的作用是將傳感器的A .A.高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩笲.低輸出阻抗變?yōu)楦咻敵鲎杩闺娙軨.電壓信號變成電流信號輸出D.電流信號變成電壓輸出15 .某轉(zhuǎn)動軸的徑向截面上貼有4塊磁鋼,利用霍爾元件與轉(zhuǎn)軸上的磁鋼接近產(chǎn)生脈沖的方法測量軸的轉(zhuǎn)速.假設頻率計測得的頻率為50Hz ,那么軸的轉(zhuǎn)速為C .A.200r/min B.500r/

5、min C.750r/min D.1000r/min16 .霍爾元件采用恒流源鼓勵是為了 B .A.提升霍爾靈敏度系數(shù) K H B.克服溫漂 C.減少不等位電勢 D.提升霍爾輸出電壓 U H17 .熱電偶熱電動勢的大小與兩種金屬材料及熱端與冷端之間的 B 有關.A.溫度和B.溫度差C.平均溫度D.最高溫度18 .電偶式溫度傳感器的 T端稱為工作端,又稱B.A.參考端B.熱端C.冷端D.低溫端19 .為了測量多點的平均溫度,可以將同一型號的熱電偶的同性電極參考端相 B A.串聯(lián)B.并聯(lián)C.可串聯(lián)或并聯(lián) D.既串聯(lián)又并聯(lián)20 .熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件是 B .A.兩熱電極兩端材料相同,溫度不同B

6、.兩熱電極兩端材料,溫度都不同C.兩熱電極兩端材料不同,溫度相同D.兩熱電極兩端材料,溫度都相同二.填空題.2 .通常傳感器由敏感元件 、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成3 .金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時,它的電阻值將發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為電阻應變效應；固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為 壓阻效應；直線的電阻 絲繞成敏感柵后長度相同但應變不同,圓弧局部使靈敏度K下降了,這種現(xiàn)象稱為 橫向效應.4 .在直流電橋中,電橋輸出靈敏度最高的接法是差動接法.5 .將電橋接成差動方式可以提升靈敏度,改善非線性,實現(xiàn)溫度補償.為了補償溫度變化給應變測量帶來的誤差,工作應變片與溫度補償應變片應接在相鄰橋

7、臂上.6 .電容式檢測元件按被測量所改變電容器的參數(shù)可分為：變極距式、變面積式、和變介電式三種.7 .如果一個極距變化型的電容傳感器的極距由1師 變化到10 g,電容量由1/變?yōu)?.1 gF .8 .變極距型電容位移傳感器只有在 小位移測量時,其靈敏度才為常數(shù).9 .為了提升自感式傳感器特性的線性度和靈敏度,實用中大都采用 差動式.10 .利用差動變壓器式位移傳感器進行測量時,為了區(qū)分輸入位移的方向,處理電路中必須有相敏檢波環(huán)節(jié).11 .電感式傳感器也稱為變磁阻式傳感器,它是利用電磁感應原理將被測物理量轉(zhuǎn)換成線圈 自 感系數(shù)和互感系數(shù)的變化,再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化,從而實現(xiàn)非電量到

8、電量的轉(zhuǎn) 換.12 .差動變壓器式傳感器理論上講,銜鐵位于中央位置時輸出電壓為零,而實際上差動變壓器輸出不為零, 這個不為零的電壓稱為零點剩余電壓；利用差動變壓器測量位移時,如果要求區(qū)別位移方向或正負可 采用相敏檢波電路.13 .磁電式傳感器是利用 電磁感應定律將被測量轉(zhuǎn)變成 感應電動勢輸出而進行測量的一種傳 感器.它的工作不需要供電電源,而是直接從被測物體吸取機械能量并轉(zhuǎn)換成 電信號輸出,是一種典型的有源傳感器.14 .當某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時,其相應的兩個相對外表產(chǎn)生極性相反的電荷,去掉外力 時電荷消失,這種現(xiàn)象稱為壓電效應.15 .當測量緩慢變化信號或測量以電荷輸出的場合時

9、,可以將兩個壓電元件進行串聯(lián)使用.16 .壓電式傳感器在使用電壓前置放大器時,連接電纜長度改變,測量系統(tǒng)的輸出電壓也發(fā)生變化.壓電式傳感器在使用電荷放大器時,輸出電壓幾乎不受連接電纜長度變化的影響.17 .壓電傳感器輸出可以是電壓信號,也可以是 電荷信號,因此前置放大器有兩種形式：電壓放大器和電荷放大器.其作用一是 把它的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗；二是放大傳感器輸出的微弱信號 .18 .某些電介質(zhì),當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r,內(nèi)部就產(chǎn)生 極化現(xiàn)象,同時在它的兩個 外表上便產(chǎn)生符號相反的電荷,當外力去掉后,又重新恢復到不帶電狀態(tài).這種現(xiàn) 壓電效應.當作用力方向改變時,電荷的極性也隨之改

10、變,把這種 機械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象,稱為“正壓電效應.當在電介質(zhì)極化方向施加電場,這些電介質(zhì)也會產(chǎn)生幾何變形,這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應.19 .把一導體或半導體兩端通一限制電流I,在垂直方向施加磁場 B,在另外兩側會產(chǎn)生一個與限制電流和磁場成比例的電動式,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應,這個電動勢稱為霍爾電勢.20 .霍爾式傳感器是一種基于 霍爾效應,將電流、磁場、位移、壓力、壓差、轉(zhuǎn)速等被測量轉(zhuǎn)換成 電動勢輸出的傳感器.21 .熱電偶式溫度傳感器的工作原理是基于熱電效應.22 .在兩導體組成的熱電偶中,當引入第三個導體時,只要保持引入導體兩端的溫度相同,那么對總電 動勢無影響,這一結論被稱為熱電偶的中

11、間導體定律.23 .熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢與兩個熱電極的材料及兩個接點的溫度有關,由兩局部組成：接觸電勢和溫差電勢.三.簡做題.1 .傳感器通常有幾局部組成它們的作用與相互關系怎樣答：傳感器一般由敏感元件、傳感元件和其他輔助件組成.2 .什么是傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性答:靜態(tài)特性是指當傳感器的輸入量不隨時間變化或隨時間變化很緩慢時,傳感器的輸出量與輸入量之間的關系特性.動態(tài)特性是指傳感器的輸出量對于隨時間變化的輸入量的響應特性.3 .什么叫金屬導體應變電阻效應電阻應變片的根本結構由哪幾局部組成答：金屬的應變電阻效應,即金屬導體材料在受到外界拉力或壓力作用時,產(chǎn)生機械變形,機械變形導致 導體材料

12、的阻值變化,這種因形變而使其電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為金屬的應變電阻效應.電阻應變片的 根本結構由1敏感柵、2導線、3覆蓋層和4基底四個局部組成.4 .電容式傳感器有什么主要特點答：優(yōu)點：1溫度穩(wěn)定性好2結構簡單3動態(tài)響應好4可以實現(xiàn)非接觸測量,具有平均效 應.缺點：1輸出阻抗高,負載水平差2寄生電容影響大5 .試比擬自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同.答：1不同點：自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；差動變壓器式傳感器把被 測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化.2相同點：兩者都屬于電感式傳感器,都可以分為氣隙式、截面式和螺管型3種.6 .為什么磁電感應式傳感器又叫做速度傳感器

13、怎樣用它測量運動位移和加速度答：根據(jù)電磁感應定律,磁電感應式傳感器的線圈感應電壓與線圈磁通對時間的導數(shù)成正比,而實現(xiàn)磁通 變化有兩種方式：活動銜鐵相對磁鐵振動或轉(zhuǎn)動,線圈相對磁鐵振動或轉(zhuǎn)動.這兩種方式的感應電壓都與 振動或轉(zhuǎn)動的速度成正比,因此磁電感應式傳感器又叫速度傳感器.7 .壓電式傳感器測量電路的作用是什么其核心是解決什么問題 答：壓電式傳感器測量電路的作用是將壓電晶體產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出,其核心是要解決微弱信號的轉(zhuǎn)換與放大,得到足夠強的輸出信號.8 .簡述霍爾式壓力傳感器的工作原理.答:工作原理：波登管在壓力作用下,其末端產(chǎn)生位移,帶動霍爾元件在均勻梯度的磁場中運動.當霍爾元

14、件通入恒定電流時,便產(chǎn)生與被測壓力成正比的霍爾電動勢,完成壓力到電量的變換.9 .比擬熱電偶與熱電阻測溫有什么不同答：熱電偶是利用熱電效應的原理,即兩種不同導體連接成閉合回路,接點分置于不同溫度下,回路中就 會產(chǎn)生熱電動勢；熱電阻測溫是基于熱電阻效應的原理,即材料的電阻率隨溫度的變化而變化,通過測量 電阻值的變化來得到溫度.四.計算題.1 .某位移傳感器,當輸入量變化4mm時,輸出電壓變化 2000mV ,求其靈敏度.答：K=200mV/4mm=50(mV/mm).2 .某測溫度系統(tǒng)由鉗電阻溫度傳感器、電橋、放大器和記錄儀組成,各自的靈敏度分別為 0.4 Q/ C、0.01V/ Q、100(放

15、大彳數(shù))、0.1cm/V .(1)求該測溫系統(tǒng)的總靈敏度.(2)求記錄儀筆尖移動 4cm時所對應的溫度變化值.答：設系統(tǒng)總靈敏度為 K0,而 K1=0.4 Q/C, K2=0.01V/ Q, K3=100,K4=0.1cm/V 那么(1) K0=K1K2K3K4=0.4x0.01x100x0.1=0.04(cm/ C)(2)由題意知,記錄儀筆尖移動 Y=4cm ,那么對應的輸入溫度變化值為AX= Y/K0=4/K0=4/0.04=100(C)3 .有三臺測溫儀表,量程均為 0s800C,精度等級分別為 2.5級、2.0級和1.5級,現(xiàn)要測量500 c的溫度,要求相對誤差不超過2.5%,選那臺儀

16、表合理答：2.5級時的最大絕對誤差值為 20C,測量500 c時的相對誤差為 4%; 2.0級時的最大絕對誤差值為16 C,測量500 c時的相對誤差為 3.2%; 1.5級時的最大絕又差值為 12C,測量 500 c時的相對誤差為2.4%.因此,應該選用1.5級的測溫儀器.4 .采用阻值R=120 Q靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應變片與阻值 R=120 Q的固定電阻組成電橋,供橋電 壓為10V.當應變片應變?yōu)?000時,假設要使輸出電壓大于 10mV,那么可采用何種工作方式(設輸出阻抗 為無窮大)5 . 一壓電式傳感器的靈敏度K1 = 10pC/MPa,連接靈敏度K2=0.008V /pC的電荷放大器,所用的筆式記錄儀的靈敏度 K3=25mm /V,當壓力變化 p=8MPa時,記錄筆在記錄紙上的偏移為多少解：記錄筆在記錄紙上的偏移為:S=10x0.008x25x8=16mm12個磁鋼,頻率計讀出輸出電動勢的頻率為6.利用霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測量軸的轉(zhuǎn)速,在軸的徑向裝有f=60Hz ,試求：(1)被測軸的轉(zhuǎn)速n；