傳感技術期末試卷AB含答案

1、 一.填空題(1*20).1.人們將傳感器定義為敏感于待測_并可將它轉換成與之對應的_的元件.2.傳感器應由_,_和其他輔助元件組成.3.導體或半導體因機械變形而使其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為_.4.電阻應變片可為_,_.5.金屬線繞式應變片的靈敏系數(shù)由兩個因素決定_,_6.電感式傳感器用于測量_是比較精確的7.直流電橋的平衡條件是_8.直流電橋的電壓靈敏度正比與_,是橋臂電阻比值n的函數(shù),當n=_靈敏度才最高.9.交流電橋平衡的條件是_.10.電容式傳感器分為_,_,_.11.電感式傳感器可以分為_,_,_.一. 填空題1.非電量,電信號 2.敏感元件,轉換元件 3.應變效應 4.金屬電阻應變片

2、,半導體電阻應變片 5.受力后幾何尺寸的變化,受力后材料的電阻率發(fā)生的變化 6. 微小位移量 7.R1R4=R2R4 8.電橋供電電壓, n=1 9.Z1Z4=Z2Z4 11 10面積變化形,極距變化形,介質(zhì)變化形 11. 自感式,互感式,渦流式 三. 簡答題二. 選擇題(1*8) 1. 在壓阻效應中_發(fā)生顯著變化.( C )A R B L C P D R和P 2. 如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢已知,則此兩種導體組成熱電偶的熱電勢( A ) A 可以計算出來 B 不可以計算出來 C看情況而定 D 沒有區(qū)別 3. 熱電材料必須具備以為的特點( D ) (1)電阻溫度系數(shù)

3、要盡可能大和穩(wěn)定 (2)電阻率高 (3)電阻與溫度之間關系最好成線性 A 1 ,2 B 1,3 C 2,3 D 1,2,3 4. 雙臂直流電橋的電壓靈敏度為Sv = ? ( C )A E B E C E D 2E 5. 線饒電位器的負載特性在什么情況下才呈現(xiàn)線性特性( A )A RL= B RL=0 C RL =常數(shù) D 不可能 6. 差動式電感傳感器的靈敏度S=? ( B )A S=2L0/30 B S=2L0/0 C S=L0/30 D S=L0/0 7. 電渦流的大小與下列那些因素有關( D )(1)電阻率 (2)相對磁導率 (3)金屬導體厚度(4)線圈激勵信號頻率 (5)線圈與金屬之間

4、的距離A 1,2,3,5 B 1,2,4,5 C 2,3,4,5 D 1,2,3,4,5 8. 石英晶體片的兩個電極上加交流電壓, 在電極方向有伸長和縮短的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱之為( D ) A 壓電現(xiàn)象 B順壓電效應 C逆壓電效應 D壓阻現(xiàn)象二. 選擇題三. 簡答題(5*6)1.熱電效應把兩種不同的金屬兩頭相互連接組成閉合回路.如果其中一端進行加熱,另一端溫度不變,回路中就會有電流產(chǎn)生的現(xiàn)象就叫熱電效應.2壓電效應、當某些物質(zhì)沿其某一方向施加壓力或拉力時,會產(chǎn)生變形,此時這兩種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷;當去掉外力后,它又重新回到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應.3.金屬電阻應變片測量

5、外力的原理.因為導體或半導體的電阻R=PL/A與電阻率P及其幾何尺寸(其L為長度,A為橫截面積)有關,當導體或半導體在受外力作用時,這三者都會發(fā)生變化,所以會引起電阻的變化.通常測量阻值的大小,就可以反映外界作用力的大小.4.減小直流電橋的非線性誤差有那些方法?盡可能地提高供橋電源有什么利弊?(1)提高橋臂比 (2)采用差動電橋 (3 )采用高內(nèi)阻的恒流源電橋可以提高靈敏度但是卻受到電阻應變片的允許功耗的限制.5.壓阻效應.所謂壓阻效應是指半導體材料, 當某一軸向受外力作用時,其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.6.石英晶體的橫向和縱向壓電效應的產(chǎn)生與外力的作用的關系是什么?并畫圖詳細標示.四. 分析計算

6、題(2*6)1.在半導體應變片電橋電路中,其一橋臂為半導體應變片,其余均為固定電阻,該橋路受=4300µ應變作用.若該電橋測量應變時的非線性誤差為1%,n=R2/R1=1,該應變片的靈敏系數(shù)為多少?由公式:即得 =0.02而 =KS=4.65 2.當差動式極距變化型的電容傳感器動極板相對于定極板位移 時,若初始電容量為C1=C2=80pF,初始距離d=4mm,試計算其非線性誤差.若將差動電容改為單只平行電容,初始值不變,其非線性誤差有多大?差動電容的非線性誤差 單只平板電容非線性誤差 五. 證明題(8)試證明在熱電偶中接入第三種材料,只要接入的材料兩端的溫度相同,對熱電勢沒有影響這一

7、結論.(1)熱電偶回路的總熱電勢為 E=eAB(T)+eBC(T0)+eCA(T0) (1)如果熱電偶回路各接點溫度相同,其總的熱電勢為0.E=eAB(T0)+eBC(T0)+eCA(T0)=0變換后eCA(T0)+eBC(T0)= - eAB(T0) (2)(2)代入(1)中得 E= eAB(T)+eBC(T0)(2)E= eAB(T)+eBC(T1)+eCB(T1)+ eBA(T0)由于eBC(T1)+eCB(T1)=0E= eAB(T)+ eBA(T0)六. 設計題(10)1.用熱電偶設計測量平均溫度的測溫線路,并說明工作原理.(1)測量平均溫度的方法通常用幾只相同型號的熱電偶并聯(lián)在一起

8、,要求三只熱電偶都工作在線性段.在測量儀表中指示的為三只熱電偶的輸出電勢的平均值.在每一只熱電偶線路中,分別串接均衡電阻R1,R2,R3, 其作用是為了在T1,T2,T3,不相同時,使每一只熱電偶的線路中流過的電流免受電阻不等的影響,所以R1,R2,R3很大.好處是儀表的分度和單獨配用一個熱電偶的時一樣,缺點是一只熱電偶熱斷時,不能很快地覺察出來.E1 =EAB(T1,T0)E=EAB(T2,T0)E=EAB(T3,T0)2.試設計一個電容式測厚傳感器,并簡述工作原理.(12)一. 填空題(1*20)1.所謂壓阻效應是指半導體材料, 當某一軸向受外力作用時,其_電阻率_發(fā)生變化的現(xiàn)象.2.直流

9、電橋的平蘅條件是_3.直流電橋的電壓靈敏度正比與_,是橋臂電阻比值n的函數(shù),當n=_靈敏度才最高.4.交流電橋平衡的條件是_.5.電容式傳感器分為_,_,_.6.變磁阻式傳感器又可分為_,_.7.熱電效應產(chǎn)生的熱電勢是由_和_兩部分組成8.電渦流式傳感器可以分為_ 和_.9.熱敏電阻的線性化網(wǎng)絡處理的法有_和_.10.電感線圈產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過金屬導體產(chǎn)生感應電流,該電流的流線呈閉合曲線.稱之為_.11.電感式傳感器用于測量_是比較精確的.12.熱電式傳感器是一種將_轉化為_變化的裝置一.填空題1. 電阻率 2. R1R4=R2R4 3. 電橋供電電壓, n=1 4. Z1Z4=Z2Z 5. 面

10、積變化形,極距變化形,介質(zhì)變化形 6. 變空氣隙厚度,變氣隙面積7. 接觸電勢,溫差電勢 8. 高頻反射式,低頻透射式 9.并聯(lián)法,串連法. 10.電渦流. 11.微小位移量 12. 溫度變化,電量二. 選擇題(1*7) 1. 在壓阻效應中_發(fā)生顯著變化.( C )A R B L C P D R和P 2. 如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢已知,則此兩種導體組成熱電偶的熱電勢( A ) A 可以計算出來 B 不可以計算出來 C看情況而定 D 沒有區(qū)別 3. 熱電材料必須具備以為的特點( D ) (1)電阻溫度系數(shù)要盡可能大和穩(wěn)定 (2)電阻率高 (3)電阻與溫度之間關系最好

11、成線性 A 1 ,2 B 1,3 C 2,3 D 1,2,3 4. 全臂直流電橋的電壓靈敏度為Sv = ? ( A )A E BE C E D 2E 5. 線饒電位器的負載特性在什么情況下才呈行線性特性( A )A RL= B RL=0 C RL =常數(shù) D 不可能 6. 單只極板式電感傳感器的靈敏度S=? ( B )A S=2L0/30 B S=2L0/0 C S=L0/30 D S=L0/0 7. 電渦流的大小與下列那些因素有關( D )(1)電阻率 (2)相對磁導率 (3)金屬導體厚度(4)線圈激勵信號頻率 (5)線圈與金屬之間的距離A 1,2,3,5 B 1,2,4,5 C 2,3,4

12、,5 D 1,2,3,4,5三.簡答題(5*6)1. 壓磁效應這種由于應力使鐵磁材料磁化強度變化的現(xiàn)象2.壓電效應當某些物質(zhì)沿其某一方向施加壓力或拉力時,會產(chǎn)生變形,此時這兩種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷;當去掉外力后,它又重新回到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應.3.熱電效應把兩種不同的金屬兩頭相互連接組成閉合回路.如果其中一端進行加熱,另一端溫度不變,回路中就會有電產(chǎn)生的現(xiàn)象就叫熱電效應.4.傳感器的靜態(tài)特性由那些性能指標描述?它們一般用何公式表示?線性度,靈敏度,重復性,遲滯現(xiàn)象,分辨率,穩(wěn)定性,漂移 5.應變效應導體或半導體因機械變形而使其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應變效 6.什么

13、是電渦流,電渦流傳感器為什么也屬于電感傳感器.電感線圈產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過金屬導體時,金屬導體就會產(chǎn)生感應電流,該電流稱之.電渦流式傳感器等效電路參數(shù)均是互感系數(shù)M和電感L,L1,的函數(shù),故把這類傳感器歸為電感式傳感器四.計算題解:由公式:即得 =0.02而 =KS=4.652.解 差動電容的非線性誤差 單只平板電容非線性誤差 五.證明題AC,AB,和BC三個電偶,其接點溫度一端都為T,另一端為T0 ,若 E= eAB(T)+eBC(T1)+eCB(T1)+ eBA(T0) EAC(T, T0 )= eAC(T)- eAC(T0) EAB(T,T0)= eAB(T)- eAB(T0)EAC(T,

14、T0 )- EAB(T,T) = eAC(T)- eAC(T0) -eAB(T)+eAB(T0)= eAC(T)- -eAB(T)- eAC(T0 )+eAB(T0) eAC(T)- eAB(T)=eBC(T) eAC(T0)- eAB(T0 =eBC T0)因此EAC(T, T0 )- EAB(T,T0)= eBC(T)- eBC T0)=EBC(T, T0 )得證.六.設計題.O 儀表四. 分析計算題(2*8)1.在半導體應變片電橋電路中,其一橋臂為半導體應變片,其余均為固定電阻,該橋路受=4300µ應變作用.若該電橋測量應變時的非線性誤差為1%,n=R2/R1=1,該應變片的靈

15、敏系數(shù)為多少? 2.當差動式極距變化型的電容傳感器動極板相對于定極板位移 時,若初始電容量為C1=C2=80pF,初始距離d=4mm,試計算其非線性誤差.若將差動電容改為單只平行電容,初始值不變,其非線性誤差有多大?五.證明題(11)證明兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢已知,則此兩種導體組成的熱電偶的熱電勢就已知六.設計題(15)用熱電偶設計測量幾點溫度之和的測溫線路,并說明工作原理 傳感技術A卷答案一. 填空題1.非電量,電信號 2.敏感元件,轉換元件 3.應變效應 4.金屬電阻應變片,半導體電阻應變片 5.受力后幾何尺寸的變化,受力后材料的電阻率發(fā)生的變化 6. 微小位移

16、量 7.R1R4=R2R4 8.電橋供電電壓, n=1 9.Z1Z4=Z2Z4 11 10面積變化形,極距變化形,介質(zhì)變化形 11. 自感式,互感式,渦流式 二. 選擇題 1 C 2 A 3 D 4 C 5 A 6 B 7 D 8 C三. 簡答題1. 把兩種不同的金屬兩頭相互連接組成閉合回路.如果其中一端進行加熱,另一端溫度不變,回路中就會有電流產(chǎn)生的現(xiàn)象就叫熱電效應.2. 當某些物質(zhì)沿其某一方向施加壓力或拉力時,會產(chǎn)生變形,此時這兩種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷;當去掉外力后,它又重新回到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應.3. 因為導體或半導體的電阻R=PL/A與電阻率P及其幾何尺寸

17、(其L為長度,A為橫截面積)有關,當導體或半導體在受外力作用時,這三者都會發(fā)生變化,所以會引起電阻的變化.通常測量阻值的大小,就可以反映外界作用力的大小.4. (1)提高橋臂比 (2)采用差動電橋 (3 )采用高內(nèi)阻的恒流源電橋可以提高靈敏度但是卻受到電阻應變片的允許功耗的限制.5. .所謂壓阻效應是指半導體材料, 當某一軸向受外力作用時,其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.6. 略四.計算題1.解:由公式:即得 =0.02而 =KS=4.652.解 差動電容的非線性誤差 單只平板電容非線性誤差 五.證明題:分兩種情況證明(1)熱電偶回路的總熱電勢為 E=eAB(T)+eBC(T0)+eCA(T0) (1

18、)如果熱電偶回路各接點溫度相同,其總的熱電勢為0.E=eAB(T0)+eBC(T0)+eCA(T0)=0變換后eCA(T0)+eBC(T0)= - eAB(T0) (2)(2)代入(1)中得 E= eAB(T)+eBC(T0)(2)E= eAB(T)+eBC(T1)+eCB(T1)+ eBA(T0)由于 eBC(T1)+eCB(T1)=0E= eAB(T)+ eBA(T0) 六.設計題(1)測量平均溫度的方法通常用幾只相同型號的熱電偶并聯(lián)在一起,要求三只熱電偶都工作在線性段.在測量儀表中指示的為三只熱電偶的輸出電勢的平均值.在每一只熱電偶線路中,分別串接均衡電阻R1,R2,R3, 其作用是為了

19、在T1,T2,T3,不相同時,使每一只熱電偶的線路中流過的電流免受電阻不等的影響,所以R1,R2,R3很大.好處是儀表的分度和單獨配用一個熱電偶的時一樣,缺點是一只熱電偶熱斷時,不能很快地覺察出來.E1 =EAB(T1,T0)E=EAB(T2,T0)E=EAB(T3,T0)(2)略傳感技術B卷答案一.填空題1. 電阻率 2. R1R4=R2R4 3. 電橋供電電壓, n=1 4. Z1Z4=Z2Z 5. 面積變化形,極距變化形,介質(zhì)變化形 6. 變空氣隙厚度,變氣隙面積7. 接觸電勢,溫差電勢 8. 高頻反射式,低頻透射式 9.并聯(lián)法,串連法. 10.電渦流. 11.微小位移量 12. 溫度變

20、化,電量二.選擇題1.C 2.A 3.D 4.A 5.A 6.D 7.D三. 簡答題1. 這種由于應力使鐵磁材料磁化強度變化的現(xiàn)象.2. 當某些物質(zhì)沿其某一方向施加壓力或拉力時,會產(chǎn)生變形,此時這兩種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷;當去掉外力后,它又重新回到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應.3. 把兩種不同的金屬兩頭相互連接組成閉合回路.如果其中一端進行加熱,另一端溫度不變,回路中就會有電流產(chǎn)生的現(xiàn)象就叫熱電效應.4.線性度,靈敏度,重復性,遲滯現(xiàn)象,分辨率,穩(wěn)定性,漂移5.導體或半導體因機械變形而使其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應變效應6.電感線圈產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過金屬導體時,金屬導體就會產(chǎn)生感應電流,