傳感器考試試題及答案

1、傳感器原理及其應(yīng)用習(xí)題 第 1 章傳感器的一般特性 一、選擇、填空題 1、衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是靈敏度線性度、遲滯、重復(fù)性等。 2、通常傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成，是 能把外界非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件和裝置。 3、傳感器的標(biāo)定是通過實驗建立傳感器起輸入量與輸出量之間的關(guān)系，并確定不同使用 條件下的誤差關(guān)系。 4、測量過程中存在著測量誤差，按性質(zhì)可被分為粗大、系統(tǒng)和隨機(jī) 誤差三類，其中隨機(jī)誤差可以通過對多次測量結(jié)果求平均的方法來減小它對測量結(jié) 果的影響。 5、一階傳感器的時間常數(shù) P 越,其響應(yīng)速度越慢；二階傳感器的固有頻率 CD0 越,其工作頻帶越寬。 6、按所依據(jù)的

2、基準(zhǔn)直線的不同，傳感器的線性度可分為、。 7、非線性電位器包括和兩種。 8、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和（C）兩個組成部分。 A.放大電路 B.數(shù)據(jù)采集電路 C,轉(zhuǎn)換元件 D,濾波元件 9、若將計算機(jī)比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為（B）。 A.眼睛 B.感覺器官 C.手 D.皮膚 10、屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D） A.固有頻率 B.臨界頻率 C.阻尼比 D.重復(fù)性 11、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)不包括（C）。 A.線性度 B.靈敏度 C.頻域響應(yīng) D.重復(fù)性 12、下列對傳感器動態(tài)特性的描述正確的是（） A 一階傳感器的時間常數(shù) p 越大，其響應(yīng)速度越快 B 二階傳感器的固

3、有頻率。越小，其工作頻帶越寬 C 一階傳感器的時間常數(shù) p 越小，其響應(yīng)速度越快。 D 二階傳感器的固有頻率0 越小，其響應(yīng)速度越快。 二、計算分析題 1、什么是傳感器？由幾部分組成？試畫出傳感器組成方塊圖。 2、傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)有哪一些，試解釋各性能指標(biāo)的含義。 作業(yè) 3、傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)有哪一些，試解釋各性能指標(biāo)的含義 第 2 章電阻應(yīng)變式傳感器 一、填空題 1、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo) 體或固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。直線的電阻絲繞成 敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度下降了，這種現(xiàn)象稱為橫

4、向_效應(yīng)。 2、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有電阻溫度系數(shù)的影響、試驗材料和電阻絲材料的線性膨脹系數(shù)的影響_。 3、應(yīng)變片溫度補(bǔ)償?shù)拇胧┯须姌蜓a(bǔ)償法_、_應(yīng)變片的自補(bǔ)償法、。 4 .在電橋測量中，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。 5 .半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng),它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大十 6 .電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除線性誤差同時還能起到溫度補(bǔ)償 的作用。 7、若應(yīng)變計基長 L=40mm,應(yīng)變波速 v=5000m/s,則上升時間 tk=，可測頻率 f=。 8、壓阻式傳感器測量電橋的電源可采用也可采用

5、供電。 9、應(yīng)變式傳感器主要用于測量 要用于測量等物理量；壓電式傳感器主要用于測量 10、應(yīng)變式傳感器是基于效應(yīng)工作的。對金屬應(yīng)變片，其電阻的變化主要是由于 R=pL 中的變化引起的.濕敏傳感器是指能將轉(zhuǎn)換為與其成一定比例關(guān) S 系的電量輸出的裝置 選擇： 1、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（C）。 A.不變 B.2 倍 C.4 倍 D.6 倍 2.利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。–） A,兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B,兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián) C.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工

6、作應(yīng)變片 3、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（AB） 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 4 .利用電橋進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償片的選擇是（A） A.與應(yīng)變片相鄰，且同質(zhì)的工作片 B.與應(yīng)變片相鄰，且異質(zhì)的工作片 C.與應(yīng)變片相對，且同質(zhì)的工作片 D.與應(yīng)變片相對，且異質(zhì)的工作片 5 .通常用應(yīng)變式傳感器測量（C）。 A.溫度 B.密度 C.加速度 D.電阻 6 .影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù) K 的主要因素是（B）。 A.導(dǎo)電材料電阻率的變化 B.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化 C.導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化 D.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化 7 .電阻應(yīng)變片的線路溫

7、度補(bǔ)償方法有（AB）0 A.差動電橋補(bǔ)償法 B.補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法 C.補(bǔ)償線圈補(bǔ)償法 D.恒流源溫度補(bǔ)償電路 8、金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由（）來決定的 A、貼片位置的溫度變化 B、電阻絲幾何尺寸的變化 C、電阻絲材料的電阻率變化 D 外接導(dǎo)線的變化 二、計算分析題 1 說明電阻應(yīng)變測試技術(shù)具有的獨特優(yōu)點。 （1）這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠；（2）易于實現(xiàn)測試過程自動化和多點同步測量、遠(yuǎn)距測量和遙測；（3）靈敏度高，測量速度快，適合靜態(tài)、動態(tài)測量；（4）可以測量各種物 理量。 臺采用等強(qiáng)度梁的電子秤，在梁的上下兩面各貼有兩片靈敏系數(shù)均為

8、2、 k=2 的金屬箔式應(yīng)變片 做成秤重傳感器。已知梁的 L=100mm,b=11mm,h=3mm,梁的彈性模量 E=2.1M04N/mm2。將應(yīng)變片接入直流四臂電路，供橋電壓 Usr=12V0試求：秤重傳感器的靈敏度( (V/kg)?; 當(dāng)傳感器的輸出為 68mv 時，問物體的荷重為多少？提示：等強(qiáng)度梁的應(yīng)變計算式為 =6FL/bhE 3 一個量程為 10kN 的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑 20mm,內(nèi)徑 18mm.在其表面粘貼八個應(yīng)變片，4 個沿軸向粘貼，4 個沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為 120 歐,靈敏度為2,泊松系數(shù) 0.3,材料彈性模量 E=2.1x10

9、11Pa。要求； (1)給出彈性元件貼片位置及全橋電路； (2)計算傳感器在滿量程時，各應(yīng)變片電阻變化； (3)當(dāng)橋路的供電電壓為 10V 時，計算傳感器的輸出電壓 解：(1).全橋電路如下圖所示 (2) .圓桶截面積 上=汗(我工一/)=597X10Y 滿量程時: ARs=A&=&舄=一型3?1n0.3x0191=0.0573 =2,Ox WxlO3 59,7乂1。4乂2乂LO1】 xl2Q=01910 應(yīng)變片 1、2、3、4 感受縱向應(yīng)變; 應(yīng)變片 5、6、7、8 感受縱向應(yīng)變; 號=%=羽二%二三 A&=區(qū)為=K (3) 4、以阻值 R=120Q,靈敏系數(shù) K=2.0 的電阻應(yīng)變片與阻值

10、 120。的固定電阻組成電橋，供橋電壓為 3V,并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?2 仙相 2000 小時，分別求出單臂、雙臂差動電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。 解：依題意 單臂： 差動: U.qH|x2.0y黑用優(yōu)0黑 靈敏度： U_Uo_kUi/4U.5M0（V/M）,（單臂） KukJ/2=3X106（V/修）,（差動） 可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏&加倍。 5、一臺采用等強(qiáng)度梁的電子稱，在梁的上下兩面各貼有兩片電阻應(yīng)變片，做成稱重傳感器，如圖 2-12（見教材，附下）所示。已知 l=10mm,b0=11mm,h=3mm,E=2.1x104N/mm2,K=2

11、,接入直 流四臂差動電橋，供橋電壓 6V,求其電壓靈敏度（Ku=Uo/F）。當(dāng)稱重 0.5kg 時，電橋的輸出電壓 U0為多大？ 6F1 -二 h2boE 當(dāng)上下各貼兩片應(yīng)變片，并接入四臂差動電橋中時，其輸出電壓: Ui6Fl UO=K4；=KUi) 4h2boE 則其電壓靈敏度為 =3.46310-3(V/N)=3.463(mV/N) 當(dāng)稱重 F=0.5kg=0.59.8N=4.9N 時，輸出電壓為 U0=KuF=3.463*9=16.97(mV) =10 x(1+03) 597X10-6X2.1X1011 =1.037x10 Uo Ui,3cc k=父2.0父 44 (;必三) (;=20

12、00u；) 解：等強(qiáng)度梁受力 * 圖 2-12 懸臂梁式力傳感器 F 時的應(yīng)變?yōu)?Ku 6li 二Ki-h2b二2 61006 32112.1104 F 第 3 章電感式傳感器 一、選擇、填空題 1 .變間隙式自感傳感器的測量范圍和靈敏度及線性度是相互矛盾的， 因此在實際測量中廣泛采用差動結(jié)構(gòu)的變隙電感傳感器。 2 .電感式傳感器是利用被測量改變磁路的磁阻_,導(dǎo)致一線圈電感量變化的。 磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電勢的。而霍爾式傳感器是利用半導(dǎo)體在磁場中的霍爾效應(yīng)而輸出電勢的。 3 .電感式傳感器種類很多。雖然結(jié)構(gòu)形式多種多樣，可分為變氣隙式_、_變面積式_、螺 線管式三種結(jié)構(gòu)。 4

13、 .電渦流傳感器根據(jù)激勵電流頻率的高低，可以分為高頻反射式_、低頻透射式兩種。 5、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的, 其次級繞組都用反向串聯(lián)形式連接,所以又叫差動變壓器式傳感器。 6、變隙式差動變壓器傳感器的主要問題是靈敏度與測量范圍的矛盾。這點限制了它的使用，僅適 用于微小位移的測量。 7、變氣隙式自感傳感器,當(dāng)街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量增加(增加，減 少)。 8、電感式傳感器是以電和磁為媒介，利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如壓力、位移、流量等非電量 轉(zhuǎn)換成線圈或的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出的裝置。 9、 二、計算

14、分析題 1、說明電感式傳感器有哪些特點。 2、分析比較變磁阻式自感傳感器、差動變壓器式互感傳感器的工作原理和靈敏度 3、試分析差動變壓器相敏檢測電路的工作原理。 答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向 4、分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？ 答：原因是改變了空氣隙長度 改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用I差動式傳感器，/、z1 r2

15、Ln,AZ(A/Y 其靈敏度增加非線性減少。 5、某差動螺管式電感傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)為單個線圈匝數(shù) W=800 匝，l=10mm,lc=6mm,r=5mm, rc=1mm,設(shè)實際應(yīng)用中鐵芯的相對磁導(dǎo)率國=3000,試求： (1)在平衡狀態(tài)下單個線圈的電感量 L0=?及其電感靈敏度足 KL=? (2)若將其接人變壓器電橋，電源頻率為 1000Hz,電壓 E=1.8V,設(shè)電感線圈有效電阻可忽略，求該傳感器靈敏度 KO 若要控制理論線性度在 1%以內(nèi)，最大量程為多少？ 解：（1）根據(jù)螺管式電感傳感器電感量計算公式，得 -0.46H 差動工作靈敏度: =151.6H/m=151.6mH/mm (2)當(dāng)

16、f=1000Hz 時，單線圈的感抗為 XL=cJ_0=2fL0=2 兀 X10000.46=2890(Q) 顯然 XL線圈電阻 R0,則輸出電壓為 UO 測量電路的電壓靈敏度為 Ku=0=1.96V/二=1.96mV/m二 L2L020.46二 而線圈差動時的電感靈敏度為 KL=151.6mH/mm,則該螺管式電感傳感器及其測量電路的總靈敏度為 K=KLKu=151.6mH/mm1.96mV/mH=297.1mV/mm 6、有一只差動電感位移傳感器，已知電源電 Usr=4V,f=400Hz,傳感器線圈銅電阻與電感量分別 為 R=40Q,L=30mH,用兩只匹配電阻設(shè)計成四臂等阻抗電橋，如習(xí)題圖

17、 3-16 所示，試求： （1）匹配電阻 R3和 R4的值； （2）當(dāng)Zn。時，分別接成單臂和差動電橋后的輸出電壓值； （3）用相量圖表明輸出電壓Usc與輸入電壓Usr之間的相位差 解：（1）線圈感抗 XL=coL=2nfL=2 啟 400M30M107=75.4（Q） 線圈的阻抗 ZXL2-：40275.42=85.4 故其電橋的匹配電阻（見習(xí)題圖 3-16）螺管式線圈 插棒式鐵芯 (a) L0= 0：W2 l2 lr2+.：rlcrc2Icc 72 4 二 10”800 (10 黑 10=2 105210*300061210” KL=2 0加2 l2 =2 72 4 二 10 二 800

18、(10 父 10 工2 110 上 3000 線圈1 線圈2 習(xí)題圖 3-16 R3=R4=Z=85.4(Q) (2)當(dāng) AZ=10 時，電橋的輸出電壓分別為 006、2500M4M4+尸10 4mm*2,氣隙總長度 6=0.8mm 銜鐵最大位移6= 0.08mm 激勵線圈匝數(shù) W=2500 匝，導(dǎo)線直徑 d=0.06mm,電阻率 p=1.7X10-6Q.cm 當(dāng)激勵電源頻率 f=4000Hz 時，忽略漏磁及鐵損，求： (1)線圈電感值； (2)電感的最大變化量； (3)線圈的直流電阻值； (4)線圈的品質(zhì)因數(shù)； (5)當(dāng)線圈存在 200pF 分布電容與之并聯(lián)后其等效電感值。 解：(1)線圈電

19、感值 圖 3-17 氣隙型電感式傳感器(變隙式) J0W2S4二10-7250024410-61 L=-0=1.5710H=157mH 、0.810 (2)銜鐵位移 A6=+0.08mmt,其電感值 .0W2S L二 2 =1.31X10-1(H)=131mH 銜鐵位移 A6=0.08mm 時，其電感值 4二107250024410一6 0.820.0810一3* L_= 4 二 10，250024410* 0.8-20.0810工 =1.96M0-1(H)=196(mH) 故位移 A6=X.08mm 時，電感的最大變化量為 AL=L-L=196-131=65(mH) (3)線圈的直流電阻 l

20、Cp 設(shè) ，0.06 =4!4r 2 為每匝線圈的平均長度，則 :WICP I 二 d24 =1.7510上 2二fL LP=2 1-2LC -一2一 12:fLC 1.5710-1-2 二 400021.5710,20010,2 =1.60101H=160mH 8、試用差動變壓器式傳感器設(shè)計液罐內(nèi)液體液位測量系統(tǒng)，作出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并分析工作原理。 第 4 章電容式傳感器 一、填空題 1、電容式傳感器是利用電容器的原理，將非電量轉(zhuǎn)化為電容量，進(jìn)而實現(xiàn)非電量到電量的敏感器件,在應(yīng)用中電容式傳感器可分為、三種基本類型。 2、將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘孔兓瘯r，電容式位移傳感器的基本結(jié)構(gòu)可分為 型，型和型

21、三大類。 選擇： 1、極距變化型電容傳感器的靈敏度與(B)。 A、極距成正比B、極距成反比 C、極距的平方成正比D、極距的平方成反比 、計算分析題 1、簡述電容式傳感器的工作原理 2、簡述電容式傳感器的優(yōu)點。 a溫度穩(wěn)定性好 b結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng) c動響應(yīng)好 3、試計算習(xí)題 42 圖所示各電容傳感元件的總電容表達(dá)式 解：由習(xí)題圖 4-2 可見 (1)三個電容串聯(lián) 習(xí)題圖 4-2 (2)兩個電容器并聯(lián)2s C3 d1 d2.d3 C3 ；1S d3 d1；2；3d2；1；3d3；1；2；1；23S C串- s d；1d2/；2d3/飛 C并=Ci+C2=2C=2% (3)柱形電容器 八2二；L

22、C二 Ind2/di 4、在壓力比指示系統(tǒng)中采用差動式變間隙電容傳感器和電橋測量電路，如習(xí)題圖 4-3 所示。已知: ec=0.25mm；D=38.2mm；R=5.1kQUsr=60V(交流)，頻率 f=400Hz。試求： (i)該電容傳感器的電壓靈敏度 Ku(V/m); (2)當(dāng)電容傳感器的動極板位移6=10(!附，輸出電壓 Usc值。 解：由傳感器結(jié)構(gòu)及其測量電路可知 (1)初始電容 二2 0-D C1=C2=C0= ,0 。2 8.8510,2二 38.210 40.2510， =40.610F=40.6pF 12 C02二fC02二40040.610 =9.81063)0R(=5.1k

23、J) 5、有一臺變間隙非接觸式電容測微儀，其傳感器的極板半徑隙d0=0.3mm。試求： (1)如果傳感器與工件的間隙變化量d=+0 叩，電容變化量為多少？ (2)如果測量電路的靈敏度足 Ku=100mV/pF,則在d=由亦戶時的輸出電壓為多少？解：木題意可求 (1)初始電容： _8.851042父冗父(4 父 1072 0.310” =1.4810，2F=1.48pFXc U。 UiCUid 2C02、：0 從而得 U。 Ui60, -=120V/mm=0.12V/m 2020.25 U0=KuAd=0.12V/mX10m=1.2V r=4mm,假設(shè)與被測工件的初始問 C。 d0 d0 習(xí)題圖

24、 4-3 rJ. 一dI HI C：d 由 Codo,則當(dāng) Ad= 10um 寸 八八 d,_1010- LC 二 Co二 1.48 二 0.049pF do0.3 如果考慮 d1=0.3mm+10pm 與 d2=0.3mm-10 叩之間的電容變化量 AC；則應(yīng)為 AC=2|A*049=0.098pF (2)當(dāng) Ad= 1p 時 由 Ku=100mV/pF=U0/AQ 貝U U0=KuAC=100mV/p 困 O0049pF 尸住 49mV 6、有一變間隙式差動電容傳感器，具結(jié)構(gòu)如習(xí)題圖 4-5 所示。選用變壓器交流電橋作測量電路。差動電容器參數(shù)：r=12mm；d1=d2=d0=0.6mm；空

25、氣介質(zhì)，即&=0=8.85X0-12F/mo測量電路參數(shù): usr=u=Usr=3sint(V)試求當(dāng)動極板上輸入位移(向上位移)x=0.05mm 時，電橋輸出端電壓 Usc? 解：由習(xí)題圖 4-5 可求 初始電容 2, C1=C2=C0=S/d=。二r/d0 12工2 8.8510二1210 0.610， 變壓器輸出電壓 Z2 Usc=2U-U= Z1Z2 其中 Z1,Z2分別為差動電容傳感器 C1,C2的阻抗.在 AX20M0-6=200(N) 12. (1)0X 切割石英晶體，色=4.5,d11=2.3110C/N 等效電容 ；0；rS8.8510“24.52010” Ca=3 d101

26、0 一一4_ =7.97X0(F) 受力 F 產(chǎn)生電荷_12_.2_ Q=dnF=2.31M0200=462X0(C)=462pC 輸出電壓 ,Q46210-2.3、， Ua=5=5.79610V aCa7.9710,4 12(2)利用縱向效應(yīng)的BaTiO3,0=1900,d33=191X10C/N 等效電容 ；0；rS8.8510J219002010 Ca=二o d1010 =33.6M0-12(F)=33.6(pF) Q=d33F=191M0,2200=38200M0,2(C)=3.82X08C5、 某壓電晶體的電容為 1000pF,kq=2.5C/cm,電纜電容 CC=3000pF,示波

27、器的輸入阻抗為和并聯(lián)電容為 50pF (1)壓電晶體的電壓靈敏度足 Ku； 測量系統(tǒng)的高頻響應(yīng)； 如系統(tǒng)允許的測量幅值誤差為 5%,可測最低頻率是多少？ 如頻率為 10Hz,允許誤差為 5%,用并聯(lián)連接方式，電容值是多大 Ku=Kq/Ca=2.5C/cm=2.5109V/cm 解：(1)q1000PF (2)高頻(-oo)時，其響應(yīng)Uamd33kq Ku FmCaCcCiCaCcG 2.5C/cm 100030005010-12F 系統(tǒng)的諧振頻率 11 一RCaCcCi 1 1106100030005010J2 U/ K.一廣：n2由Uam/十儂/Q),得 / :n2-1-5% ,1+(O/O

28、n7(取等號計算) 010n2=0.90251 十儂/儲 f 2 =0.9025+0.9025(切/con) 解出(/Q2=9.2564/n=3.0424 =3.0424 向 3.0424247=751.5(rad/s) f=co/2 兀=751.5/2 兀=119.6(Hz) (4)由上面知，當(dāng)餐 5%f,w/n=3.0424 當(dāng)使用頻率 f=10Hz 時，即=2f=27tx10=20 兀(rad/s) ctn=/3.0424=20 兀/3.0424=20.65(rad/s) 又由 Wn=1/RC,則 C=1/gR=1/(20.65W06)=4.8410-8(F)=4.84 乂 104pF

29、6、分析壓電加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。若測量電路為電壓前量放大器 C 總=1000pF, =500MQ;傳感器固有頻率 f0=30kHz,阻尼比(=0.5 求幅值誤差在 2%以內(nèi)的使用頻率范圍。受力 F 產(chǎn)生電荷 輸出電壓 Ua Ca 3.8210- =12 33.610- 3 =1.13710V 1MQ =6.17108V/cm (3) 二247rads 解出 所以 解：壓電式加速度的上限截止頻率由傳感器本身的頻率特性決定，根據(jù)題意 1 :1-2% 11-(Q/n27+4。2010n2 (取等號計算) 1-/n2242/n2=1/1.02 1+(/n公2(/n)2+48.5?(/n連 0.

30、96 (/n)一(/n)?+0.04=0 (/n)2=0.042 或(/n*=0.96(舍去) /a=0.205 或-0.205(舍去)=0.205n fH=0.205f0=0.20530=6.15(kHz) 壓電式加速度傳感器下限截止頻率取決于前置放大器特性，對電壓放大器，具幅頻特性 +貽心nS5X108M0) =1.57(Hz) 其誤差在 2%以內(nèi)的頻率范圍為：1.57Hz6.15kHz 7、石英晶體壓電式傳感器，面積為 100mm2,厚度為 1mm,固定在兩金屬板之間，用來測量通過 晶體兩面力的變化。材料的彈性模量為 9X1010Pa,電荷靈敏度為 2pC/N,相對介電常數(shù)是 5.1,材

31、料 相對兩面間電阻是 1014。一個 20pF F=0.01sin(1000t)N,求： (1)兩極板間電壓峰一峰值； (2)晶體厚度的最大變化。 解：(1)石英壓電晶片的電容 c；0；rS C丁=4.514M0-/2(F)=4.5pF 的電容和一個 100MQ 的電阻與極板并聯(lián)。若所加力 _42_6 8.85105.110010 110飛 由于 Ra=1014Q,并聯(lián)電容 R 并=100MD=108Q 則總電阻總電容 又因 則電荷 R=Ra/R 并=1014108=10。 C=Ca/C 并=4.5+20=24.5(pF) F=0.01sin(1000t)N=Fmsin(wt)N kq=2pC

32、/N Q=dnF=kqF Qm=d11Fm=kqFm=2pC/N0.01N=0.02pC 所以 Uim dnFmR 0.021072103108 出+儂RCf1十(103父108M24.5父10722 _3_一 =0.75610(V)=0.756mV 峰一峰值：Uim-im=2Uim=28.756=1.512mV (2)應(yīng)變m=Fm/SE=0.01/(10010 支 X9M010)=1.11V0-=Adm/d99 Adm=dm=1X.1110(mm)=1.1110mm 厚度最大變化量(即厚度變化的峰一峰值) 聞=2 聞m=2X.1110-=2.22X0-(mm) =2.22X0J2m 8、為什

33、么壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量，只能用于動態(tài)測量中？用石英晶體加速度計及電荷 放大器測量機(jī)器的振動，已知：加速度計靈敏度為 5pC/g,電荷放大器靈敏度為 50mV/pC 當(dāng)機(jī)器達(dá) 到最大加速度值時相應(yīng)的輸出電壓幅值為 2V,試求該機(jī)器的振動加速度。(g 為重力加速度) 解：由題意知，振動測量系統(tǒng)(壓電式加速度計加上電荷放大器)的總靈敏度 K=Kq?Ku=5pC/g50mV/pC=250mV/g=Uo/a 式中，Uo為輸出電壓；a 為振動系統(tǒng)的加速度。 則當(dāng)輸出電壓 Uo=2V 時，振動加速度為3 a=Uo/K=2X10/250=8(g) 5-8 用壓電式傳感器測量最低頻率為 1Hz 的振動，

34、要求在 1Hz 時靈敏度下降不超過 5%。若測量 回路的總電容為 500pF,求所用電壓前置放大器的輸入電阻應(yīng)為多大？ 解：由題意知，對于電荷放大器，動態(tài)響應(yīng)幅值誤差為 /-.n n=：n2-1-5% Mnn),(取等號計算) 0/on=0.95 弋 1+(/onf (/n討=0.9025+0.9025(cn)2 /nc=3.04 r=1/nc=3.04/=3.04/(因)=0.484(s)=RC R=r/C=0.484/(50010,23)=9.6818*=968M.1 9、已知壓電式加速度傳感器的阻尼比(=0.1 其無阻尼固有頻率 f=32kHz,若要求傳感器的輸出幅值誤差在 5%以內(nèi)，試

35、確定傳感器的最高響應(yīng)頻率。 解：由加速度傳感器的頻率特性知,動態(tài)響應(yīng)幅值誤差為 1-2.n2.n440.12-n2=0.907 1 :,-10.1X06及 X（1X0）2_12_ =145X102（C） =145pC 總電容 2 C 并=2C=2scgrS/h=2sosrnr/h 123 =2X8.85102M.5X1X0）2/0.210 一12一 =125.110（F） =125.1pF 并=Q 并/C 并=145/125.1=1.16V 第 6、10 章磁電式傳感器（磁敏傳感器） 一、選擇、填空題 1、用磁電式傳感器進(jìn)行齒輪轉(zhuǎn)速測量。已知齒數(shù) Z=48,測得頻率 F=120Hz,則該齒輪的

36、轉(zhuǎn)速為 150r/min 2、 二、計算分析題 1、簡述變磁通式和恒磁通式磁電傳感器的工作原理。 2、磁電式傳感器的誤差及其補(bǔ)償方法是什么？ 3、簡述霍爾效應(yīng)及霍爾傳感器的應(yīng)用場合 答：-塊K為、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感成強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中,當(dāng)有電流I流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢Uh“這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).霍爾組件多用N型半導(dǎo)體材料，且比較薄. 霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換散率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅固、頻率響應(yīng)寬、動態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點.使用壽命長，可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術(shù)、自動控制，電磁測量、計算裝置以及現(xiàn)代軍事

37、技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用. 4、霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？S 爾元件的不等位電勢的概念是什么，溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N 答；霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力,振動、 轉(zhuǎn)速等. 霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在班定控制電流作用下,在無外加磁場時，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示. 溫度補(bǔ)償方法: 修分流電阻法 S適用于恒流源供給控制電流的情況. b電橋補(bǔ)償法 5、某動圈式速度傳感器彈簧系統(tǒng)的剛度 k=3200N/m,測得其固有頻率為 20Hz,今欲將其固有（壓力） （拉力） （壓力） h=0.2mm,圓片半徑 r=1cm,=4.5,X 電極問電壓為 U 頻率減小為 10Hz,問

38、彈簧剛度應(yīng)為多大？ fo=20Hz,k=3200N/m 時，2nJm=V3200/20=2j2 fo=10H 時，由樂=2nJmf0 22如 貝(jk=2：,mf02=2、.2102=8002.08/9.8 =8.38X02(N/m) Ku=e/v=NB0l0v/v=NB0l0 =1500X1MM0，=6V/(m/s)=6000mv/(m/s) 7、某磁電式傳感器要求在最大允許幅值誤差 2%以下工作，若其相對阻尼系數(shù)七=0.6 試求/ 的范圍。 解：由磁電勢傳感器的幅頻特性 /2 /n 11(。/%22十4U2(co/on2 得其幅值動態(tài)誤差為 /n4=1.021-.n22-40.62： .2

39、 /-nn-1-2% 1 一儂/6n21+4。2儂/on2 取其等號計算 解得(/n)2=12.354,或(/n以=2.067 /03.515,或/厲 1.438(舍去) 最大幅值誤差小于 2%時，其頻率范圍/n3.515 8、 某霍爾元件l的M=10X3.51mm：沿l方向通以電流I=1.0mA,在垂直于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,試求其輸出霍爾電勢及載流子濃度。 解：由 KH=1/ned,得 (1)n=1/(KHed)=1/(221.6 父 10，9乂 1X0-3)=2.841020/m3 (2)輸出霍爾電壓 UH=KHIB=22V/A?TX1.

40、0mAX0.3T -3 =6.6X0V=6.6mV 9、 若一個霍爾器件的 KH=4mV/mAkGs,控制電流 I=3mA,將它置于 1Gs5kGs 變化的磁場中(設(shè)磁場與霍爾器件平面垂直)，它的輸出霍爾電勢范圍多大？并設(shè)計一個 20 倍的比例放大器放大該霍爾電勢。 解：UH1=KHIB1=4mV/Ma?kGsMmAK1Gs=12以 UH2=KHIB2=4mV/Ma?kGsMmA5kGs=60mV 設(shè)計放大倍數(shù) A=20 的比例放大器，略 10、有一霍爾元件，其靈敏度 KH=1.2mV/mAkGs,把它放在一個梯度為 5kGs/mm 的磁場中，如果額定控制電流是 20mA,設(shè)霍爾元件在平衡點附

41、近作如.1mm 的擺動，問輸出電壓范圍為多少？ 解：對于梯度為 5kGs/mm 的磁場，當(dāng)霍爾元件在平衡點附近作 i0.1mm 的擺動時，其磁場的變化 AB= 5kGs/mrW.1mm= 0.5kGs 則霍爾元件輸出電壓的變化范圍為 *=k/m=2二fo=fo解： k/m=2二.m=.k/f0 AUH=KHI?AB=1.2mV/mA?kGS20mA50=100+0.4250=121（0） 當(dāng) Rt=92 建時，由 Rt=R0+Kt,得 t=(Rt-Ro)/K=(92-100)/0.42=-19(C) 5、將一靈敏度為 0.08mV/C 的熱電偶與電位計相連接測量其熱電勢，電位計接線端是 30C

42、,若 電位計上讀數(shù)是 60mV,熱電偶的熱端溫度是多少？ 某熱敏電阻，其 B 值為 2900K,若冰點電阻為 500KQ,求熱敏電阻在 100c 時的阻值。 解: 60mV 0.08mV/C 30C=780C 6、 參考電極定律有何實際意義？已知在某特定條件下材料 A 與鋁配對的熱電勢為 13.967mV,材料 B 與鋁配對的熱電勢是 8.345mV,求出在此特定條件下，材料 A 與材料 B 配對后的熱電勢。 解：由標(biāo)準(zhǔn)電極定律 E(T,TO)=EA鉗(T,TO)-EB鉗(T,TO)=13.967-8.345=5.622(mV) 7、鍥銘一鍥硅熱電偶靈敏度為 0.04mV/C,把它放在溫度為

43、1200c 處，若以指示儀表作為冷端,此處溫度為 50C,試求熱電勢大小。 解: E(1200,50)=(1200-50)8.04=46(mV) 8、熱電偶溫度傳感器的輸入電路如習(xí)題圖 7-20 所示，已知柏銘一鋁熱電偶在溫度 0100C 之間 變化時，其平均熱電勢波動為 6 因/,橋路中供橋電壓為 4V,三個鉆銅電阻(Rl、R2、R3)的阻值均 為 1Q,銅電阻的電阻溫度系數(shù)為 a=0.004C,已知當(dāng)溫度為 0c 時電橋平衡,度在050c 范圍其熱電勢得到完全補(bǔ)償，試求可調(diào)電阻的阻值只 R5O 解：熱電偶冷端補(bǔ)償電勢 E(t,0)=kt, 式中，k 為熱電偶靈敏度(k=6W/C), 而補(bǔ)償

44、電橋輸出電壓(見習(xí)題圖 7-20) 為了使熱電偶的冷端溫 冷端補(bǔ)償時有 UO UiRUR：tU 4 根據(jù)電橋電路， 具等效電路為 RI、電阻用并聯(lián)后為 1Q,由此可得 4k=-6=6000V 0.004=6mV Rcu和 R2、R3分別串聯(lián)后再并聯(lián)，然后與電源、R 串聯(lián)，橋臂 所以 1Ui=1ME/(R+1)R=E/Ui-1=4000/6-1=665.7(Q) 9、在某一瞬間，電阻溫度計上指示溫度包二 50C,而實際溫度削=100C,設(shè)電阻溫度計的動態(tài) 關(guān)系為 d% k( (i-2)dt 其中，k=0.2/s。試確定溫度計達(dá)到穩(wěn)定讀數(shù)(0.9951 所需時間。 解: 2 從 50c 上升到 0

45、.9951=0.995t00=99.5C -dT2=k1-12-2=kdt dtu1一? 99.5d12 50 2 -lni21八仙四嘿 0.2-23s 10、 解:則 TO=0C=273K,RO=500kQ;T=100C=373K R373=R273e2900(1/373-1/273)=28.98(k-) 11、簡述集成溫度傳感器 AD590 勺測溫原理，試用該傳感器設(shè)計攝氏溫度檢測電路 第 7 章壓電聲傳感器 一、選擇、填空題 1、用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是石英晶體和壓電陶瓷,其 中，為了使其具有壓電效應(yīng)，壓電陶瓷使用前需要做極化處理。 2、壓電陶瓷需要有極化和外力的共同作用才會具

46、有壓電效應(yīng)。 3、壓電式傳感器的輸出須先經(jīng)過前置放大器處理，此放大電路有電壓放大器和電荷放大器兩 種形式。壓電式傳感器在使用電壓放大器時，連接電纜長度會影響系統(tǒng)測量精度；而使用電荷放大器時，其輸出電壓與傳感器的輸入電荷成正比。 選擇： 1、某些物質(zhì)在沿著一定方向受到力作用而發(fā)生改變時，其表面會電荷，若去掉外力就恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為（A）效應(yīng)。 A.壓電效應(yīng) B.磁致伸縮 C.霍爾效應(yīng) D.壓磁效應(yīng) 2、對石英晶體，下列說法正確的是（A）。 A.沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生。 B.沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會有電荷產(chǎn)生。 C.沿光軸方向施加作

47、用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒有電荷產(chǎn)生。 D.沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會有電荷產(chǎn)生。 3、壓電式傳感器目前多用于測量（B）。 A.靜態(tài)的力或壓力 B.動態(tài)的力或壓力 C.位移 D,溫度 二、計算分析題 1、圖示為利用超聲波測量流體流量的原理圖，試分析其工作原理 解：設(shè)順?biāo)鞣较騻鬏敃r間為 t1,逆水流方向傳輸時間為 t2,則：（10） D/cos- 71, D/cos- c-vsin- t 2Dvsin- 2Dvsin-st cos-(c2-v2sin2-)cos-c2 c2cos-.,v二t 2Dsin1 Q=sv=s c2cosF 2Dsinf 二Dc2cos- 8sinf

48、:t 2、圖示為利用超聲波測量流體流量的原理圖，設(shè)超聲波在靜止流體中的流速為 （1）簡要分析其工作原理 （2）求流體的流速 v （3）求流體的流量 Q c,試完成下列各題: 第 8 章光電式傳感器 一、選擇、填空題 1、在光線作用下電子逸出物體表面向外發(fā)射稱外光電效應(yīng)；入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率 的現(xiàn)象稱光電導(dǎo)效應(yīng)；半導(dǎo)體材料吸收光能后在 PN 結(jié)上產(chǎn)生電動勢的效應(yīng)稱光生 伏特效應(yīng)。 2、電荷耦合器件的基本功能實現(xiàn)信號電荷的轉(zhuǎn)換存儲與轉(zhuǎn)移信息電荷 o 選擇： 1.光電管屬于（A）,光電池屬于（C）。 A.外光電效應(yīng) B.內(nèi)光電效應(yīng) C.光生伏特效應(yīng) 2、某 6 碼道的循環(huán)碼光電碼盤，光線照射時得到

49、的編碼是 001100,則轉(zhuǎn)角為（C）。 A.9O0B.750C.450D.300 3、基于物質(zhì)的內(nèi)光電效應(yīng)的器件有（BCD） A、光電管 B、光電池 C、光敏電阻 D、光敏晶體管 4、光敏電阻的特性是（D） A.有光照時亮電阻很大 B.無光照時暗電阻很小 C.無光照時暗電流很大 D.受一定波長范圍的光照時亮電流很大 5、數(shù)值孔徑 NA 是光纖的一個重要參數(shù)，以下說法不正確的是（B） A.數(shù)值孔徑反映了光纖的集光能力 B.光纖的數(shù)值孔徑與其幾何尺寸有關(guān) C.數(shù)值孔徑越大，光纖與光源的耦合越容易 D.數(shù)值孔徑越大，光信號的畸變也越大 6、按傳輸模式光纖可分為（） A 普通光纖與通信光纖 B 單模

50、光纖與多模光纖 C 階躍光纖與漸變光纖 D 玻璃光纖與塑料光纖 7、光敏電阻適于作為（）。 A 光的測量元件 B 光電導(dǎo)開關(guān)元件 C 加熱元件 D 發(fā)光元件 二、計算分析題 1.什么是光電效應(yīng)？什么是內(nèi)、外光電效應(yīng)？ 當(dāng)用光照射物體時，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 2 試比較光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管的性能差異.給出什么情況下應(yīng)選用哪種器件最為合適的評述。 3 假如打算設(shè)計一種光電傳感器，用于控制路燈的自動亮滅（天黑自動點亮，天明白動熄滅）。試問可 以選擇哪種

51、光電器件？試設(shè)計電路。 4 光電轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理是將被測軸的轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)頻率的脈沖信號，然后，測出脈沖頻率即可測得轉(zhuǎn)速的數(shù)值。試根據(jù)這一思路畫出光電轉(zhuǎn)速傳感器的檢測變換部分的工作原理示意圖，圖中的 光電轉(zhuǎn)換元件選用哪種光電器件比較合適？為什么？ 5 利用光敏器件制成的產(chǎn)品計數(shù)器，具有非接觸、安全可靠的特點，可廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線的產(chǎn)品計數(shù)，如機(jī)械零件加工、輸送線產(chǎn)品、汽水、瓶裝酒類等。還可以用來統(tǒng)計出入口人員的流動情況。 試?yán)霉怆妭鞲衅髟O(shè)計一產(chǎn)品自動計數(shù)系統(tǒng)，簡述系統(tǒng)工作原理。 產(chǎn)品計數(shù)器的工作原理，如圖所示。產(chǎn)品在傳送帶上運行時，不斷地遮擋光源到光敏器件間的光路，使光電脈沖電路隨著

52、產(chǎn)品的有無產(chǎn)生一個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次，光電脈沖電路便產(chǎn)生一個脈沖信號，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目。該脈沖經(jīng)計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來 傳地借 圖&產(chǎn)臍計的儲工作距理圖 第 9 章光纖傳感器 一、選擇、填空題 1、從光纖傳感器原理,光纖傳感器可分為型和型兩種 3、光纖是由折射率 n1 高的纖芯和折射率 n2 低的包層構(gòu)成的雙層同心圓結(jié)構(gòu)。 4、某光纖 n1=1.64,n2=1.45,其數(shù)值孔徑 NA 為_根號下(n1A2-n2A2),。 光纖傳感器有、等突出的優(yōu)點，因此特別適合于等場合的測量。 二、計算分析題 1 .概念:氣體傳感器、氣敏元件的選擇性，陰離子吸附、陽離子吸

53、附、物理吸附、化學(xué)吸附， 2 .簡述半導(dǎo)體氣敏傳感器的概念和分類 3 .半導(dǎo)體氣體傳感器的敏感機(jī)理有哪些？青簡要說明之 4 .無機(jī)半導(dǎo)體氣體傳感器的加熱電阻絲有什么作用？ 5 .簡述改善氣敏元件的氣體選擇性的常用方法 6 .試說明醫(yī)用二氧化碳?xì)怏w分析儀的工作原理 7、光纖損耗是如何產(chǎn)生的？它對光纖傳感器有哪些影響？ 吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動頻 率接近或相等時，會發(fā)生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成分起伏，以及在制造過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會散射到各個方向去，不能傳

54、輸?shù)浇K點，從而造成散射性損耗。輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時，就會產(chǎn)生輻射磁粒。a 彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲 b 微彎曲：當(dāng)把光纖組合成光纜時，可能使光纖的軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。 8、光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч?？光?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點有哪些？光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時，就會在光 纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。 優(yōu)點： a 具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小 b 頻帶寬，可進(jìn)行超高速測量，靈敏度和線性度好 c 能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號的傳送

55、 功能型光纖傳感器具光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長，從而對外界因素進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)傳輸。 9、在自由空間，波長20=500g 的光從真空進(jìn)入金剛石（nd=2.4）。在通常情況下當(dāng)先通過不同物質(zhì)時頻率是不變的，試計算金剛石中該光波的速度和波長。 解：v=c/nd=c/2.4=0.4167c,c 為光速； 入=必 nd=%/2.4=0.41670=208.3Nm,%為光速 4、利用 Snell 定律推導(dǎo)出臨界角色的表達(dá)式。計算水與空氣分界面（n 水=1.33）的也值。 解：n 水 sin 尢=n0sin 二/2=n。 sin

56、H=n0/n 水 9c=arcsin1/1.33=48.76 10、求光纖 ni=1.46,n2=1.45 的 NA值；如果外部的 n0=1,求光纖的臨界入射角。 解：當(dāng) n0=1 時 NA=-n22=.1.462-1.452=0.1706 所以，仇=sin-1NA=9.82 8-24 計算一塊氧化鐵被加熱到 100c 時，它能輻射出多少瓦的熱量？（鐵塊的比輻射率 e 在 100c 時為0.09,鐵塊表面積為 0.9m2） 解：E=eT4S=5.6710-8W/m2?K40.093734K40.9m2=88.9W11、試設(shè)計光纖加速度傳感器，并簡述原理12、下圖所示為光纖位移傳感器原理圖（反射

57、式），簡要分析其工作原理 第 11 章氣體傳感器及其應(yīng)用 、選擇、填空題 二、計算分析題 1、簡要說明氣敏電阻傳感器的工作原理，并舉例說明其用途。 2、簡述半導(dǎo)體氣體傳感器結(jié)構(gòu)及原理，結(jié)合下圖分析系統(tǒng)功能 第 12 章濕敏傳感器及其應(yīng)用 、選擇、填空題 二、計算分析題 1、簡要說明濕敏電阻傳感器的工作原理，并舉例說明其用途。 2、簡述濕度傳感器的概念以及分類 3、什么是濕敏元件的濕滯回線和濕滯回差？ 各種濕敏元件吸濕和脫濕的響應(yīng)時間各不相同，而且吸濕和脫濕的特性曲線也不相同。一般總是脫濕 比吸濕遲后，我們稱這一特性為濕滯現(xiàn)象. 濕滯回線定義：濕滯現(xiàn)象可以用吸濕和脫濕特征曲線所構(gòu)成的回線來表示，

58、我們稱這一回線為濕滯回 線。 濕滯回差定義：在濕滯回線上所表示的最大量差值為濕滯回差。 4、簡述氧化鋁薄膜濕敏元件的敏感機(jī)理 下圖中 RH 為濕度傳感器，仔細(xì)閱讀電路后，試完成： 分析電路功能。 簡要說明電路工作原理 若要直接從微安表讀出待測物理量，需要做哪些工作? 傳感器原理及其應(yīng)用復(fù)習(xí)提綱 第 1 章傳感器的一般特性 1、什么是傳感器？傳感器由哪幾個部分組成？ 2、傳感器的靜態(tài)特性與動態(tài)特性指標(biāo)有哪些？試解釋各性能指標(biāo)的含義。 3、傳感器的標(biāo)定是通過實驗建立傳感器起輸入量與輸出量之間的關(guān)系，并確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。傳感器的標(biāo)定有哪幾種？對傳感器進(jìn)行標(biāo)定有何重要意義？ 4、一階傳感器

59、的時間常數(shù) p 與響應(yīng)速度關(guān)系；二階傳感器的固有頻率0 與工作頻帶關(guān)系。 5、什么是傳感器？由幾部分組成？試畫出傳感器組成方塊圖。 作業(yè)第 1、3、4、8 第 2 章電阻應(yīng)變式傳感器 1、電阻應(yīng)變效應(yīng)及壓阻效應(yīng)含義：金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體或固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。 2、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有電阻溫度系數(shù)的影響、試驗材料和電阻絲材料的線性膨脹系數(shù) 的影響。應(yīng)變片溫度補(bǔ)償?shù)拇胧┯须姌蜓a(bǔ)償法、應(yīng)變片的自補(bǔ)償法、一空。

60、 3、在電橋測量中，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。 4.應(yīng)變片溫度誤差及補(bǔ)償。電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除線性誤差同時還能起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?6.應(yīng)變片動態(tài)特性有哪些？若應(yīng)變計基長 L=20mm,應(yīng)變波速 v=4800m/s,則上升時間 tk=，可測頻 率 f=。 7、應(yīng)變式傳感器應(yīng)用：等強(qiáng)度梁的電子秤、薄壁圓筒型電子秤、壓力測量等 習(xí)題：P34:1、3、5、6 第 3 章電感式傳感器 1 .各類電感式傳感器結(jié)構(gòu)、原理和靈敏度，如變磁阻式自感傳感器、差動變壓器式傳感器、電渦流式傳感器等。 2 .電感式傳感器是利用被測量改變磁