傳感器和檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)傳感器與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題選擇填空1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置（國(guó)標(biāo)定義）。2、信號(hào)調(diào)理電路的作用是對(duì)傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、線性化等環(huán)節(jié)，以方便檢測(cè)系統(tǒng)后續(xù)處理或顯示。3、計(jì)量是指用精度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器，對(duì)被測(cè)樣品、樣機(jī)進(jìn)行考核性質(zhì)的測(cè)量。4、測(cè)量是以確定量值為目的的一系列操作。5、標(biāo)準(zhǔn)表是各級(jí)計(jì)量部門專門用于精確計(jì)量、校準(zhǔn)送檢樣品和樣機(jī)的儀表。6、實(shí)驗(yàn)室表是指用于各類實(shí)驗(yàn)室中的儀表，它的使用環(huán)

2、境條件較好，故往往無特殊的防水、防塵措施。7、工業(yè)用表是長(zhǎng)期安裝使用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)上的檢測(cè)儀表與檢測(cè)系統(tǒng)。有可靠的防護(hù)，能抵御惡劣的環(huán)境條件。8、測(cè)量誤差是指測(cè)量結(jié)果不能準(zhǔn)確地反映被測(cè)量的真值而存在的一定偏差。9、工業(yè)檢測(cè)儀表（系統(tǒng)）常以最大引用誤差作為判斷其精度等級(jí)的尺度。10、示值是指檢測(cè)儀表指示或顯示的數(shù)值。11、最大引用誤差是檢測(cè)系統(tǒng)基本誤差的主要形式，故也常稱為檢測(cè)系統(tǒng)的基本誤差。12、用最大引用誤差百分?jǐn)?shù)的分子來表示檢測(cè)儀器的精度等級(jí)，精度等級(jí)用符號(hào)G表示。13、在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)參量時(shí)，其測(cè)量誤差的大小和符號(hào)保持不變；或在條件改變時(shí)，誤差按某一確定的規(guī)律變化，

3、這種測(cè)量誤差稱為系統(tǒng)誤差。14、在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)參量時(shí)，測(cè)量誤差的大小與符號(hào)均無規(guī)律變化，這類誤差稱為隨機(jī)誤差。15、粗大誤差是指明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。16、正常的測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)是剔除了粗大誤差的數(shù)據(jù)。17、通常的測(cè)量結(jié)果中僅包含系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。18、按被測(cè)參量與時(shí)間的關(guān)系可分為靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差兩大類。19、被測(cè)參量不隨時(shí)間變化時(shí)所測(cè)得的誤差稱為靜態(tài)誤差。20、被參測(cè)量隨時(shí)間變化過程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。21、系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是測(cè)量誤差出現(xiàn)具有規(guī)律性，其產(chǎn)生原因一般可通過實(shí)驗(yàn)和分析研究確定與消除。22、測(cè)量不確定度是指測(cè)量結(jié)果不能肯定的程度。23、靈

4、敏度是指測(cè)量系統(tǒng)在靜態(tài)測(cè)量時(shí)，輸出量的增量與輸入量的增量之比。24、線性度是反映測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際輸出、輸入關(guān)系曲線與理想直線的偏離程度，通常用最大非線性引用誤差來表示。25、重復(fù)性表示檢測(cè)系統(tǒng)或傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。26、工程上習(xí)慣把壓強(qiáng)稱為壓力。27、以絕對(duì)真空作為參考點(diǎn)的壓力稱為絕對(duì)壓力。28、由地球表面空氣層重力所形成的壓力，稱為大氣壓力。29、以大氣壓力為參考點(diǎn)，大于或小于大氣壓力的壓力稱為表壓力。30、任意兩個(gè)壓力之差稱為差壓。31、鉑熱電阻Pt100代表的含義是0度阻值100。32、兩種不同類型的金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體兩端分別接在一起構(gòu)成閉合回

5、路，當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不等時(shí)，回路里會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。33、壓力法測(cè)量液位是依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的表壓力進(jìn)行測(cè)量的。34、流量是指單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道某處橫截面的數(shù)量，又稱瞬時(shí)流量。35、瞬時(shí)流量通常可分為體積流量和質(zhì)量流量；其相應(yīng)單位分別是m3s和kgs。36、在某一段時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道某處橫截面的總量稱為累積流量。37、差壓式流量計(jì)基于流體在通過設(shè)置于流通管道上的節(jié)流元件時(shí)產(chǎn)生的壓力差與流體流量之間的確定關(guān)系，通過測(cè)量差壓值求得流體流量。38、電磁流量計(jì)的測(cè)量介質(zhì)必須是導(dǎo)電的液體，不能用于氣體、蒸汽及石油制品的流量測(cè)量。39、超聲流量計(jì)既可以測(cè)量液體，也可以測(cè)量氣體。40、物

6、位傳感器根據(jù)具體用途分為液位、料位、界位傳感器。1、通常傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、輔助部件三部分組成。2、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)象稱為應(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)象稱為壓阻效應(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)象稱為橫向壓電效應(yīng)。3、螺線管式差動(dòng)變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時(shí)輸出電壓為零，而實(shí)際上差動(dòng)變壓器輸出電壓不為零，我們把這個(gè)不為零的電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓；利用差動(dòng)變壓器測(cè)量位移時(shí)如果要求區(qū)別位移方向（或正負(fù)）可采用相敏檢波電路。4、把一導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）兩端通以控制

7、電流I，在垂直方向施加磁場(chǎng)B，在另外兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與控制電流和磁場(chǎng)成比例的電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)。5、在光線作用下電子逸出物體表面向外發(fā)射稱為外光電效應(yīng)；入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)；半導(dǎo)體材料吸收光能后在PN結(jié)上產(chǎn)生電動(dòng)式的效應(yīng)稱為光生伏特效應(yīng)。6、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為電渦流傳感器。7、不同的金屬兩端分別連在一起構(gòu)成閉合回路，如果兩端溫度不同，電路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)；若兩金屬類型相同兩端溫度不同，加熱一端時(shí)電路中電動(dòng)勢(shì)E =0。8、傳感

8、器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)兩大類，線性度和靈敏度是傳感器的靜態(tài)指標(biāo)，而頻率響應(yīng)特性是傳感器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。9、變磁阻式傳感器的靈敏度與氣隙的關(guān)系是氣隙越小，靈敏度越大。10、光敏電阻的光電流是指亮電流與暗電流之差。11、熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)是由接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)組成。12、磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的。而霍爾式傳感器為導(dǎo)體或半導(dǎo)體_在磁場(chǎng)中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢(shì)的。13、感應(yīng)同步器是利用電磁原理將線位移和角位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。14、光柵式位移傳感器有測(cè)量線位移的長(zhǎng)光柵和測(cè)量角位移的圓光柵。二、選擇題1、遲滯特性是表示實(shí)際曲線（C）A偏離擬合直線

9、的程度 B接近真值的程度 C正反行程不重合程度次測(cè)量不重合程度 2、壓電式傳感器屬于下列哪一類型傳感器（B）A參量型 B發(fā)電型 C電感型 D 電容型 3.變間隙式電容傳感器測(cè)量位移量時(shí),傳感器靈敏度隨下列哪一因素的變?。˙）A間隙的減小 B間隙的增大 C電流的增大 D電壓的增大 4、為消除壓電傳感器的聯(lián)接電纜分布電容變化對(duì)輸出靈敏度的影響,可采用（C）A電壓放大器 B相敏檢波器 C 電荷放大器 D濾波器 5、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于（C）A金屬應(yīng)變效應(yīng) B光電效應(yīng) C壓阻效應(yīng) D熱電效應(yīng) 6、半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度和電阻應(yīng)變片的靈敏度相比（A）A半導(dǎo)體應(yīng)變片的高 B電阻應(yīng)變片的高 C二者相等

10、 D不能確定7、光敏電阻的光譜響應(yīng)從（C）A紫外區(qū)到可見光區(qū) B紫外區(qū)到紅外區(qū) C可見光區(qū)到紅外區(qū) D紅外區(qū)到微波區(qū) 8、使用熱電偶分度表必須滿足熱電偶冷端溫度為（A）A 0 B 20 C +20 D +25 9、兩壓電晶體串聯(lián)后其總的電容量為（A）A C =C/2 B C =C C C =2C D C =3C 10、光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間除與元件材料有關(guān)外，還與（B）。 A. 給定的偏壓值有關(guān) B.光照強(qiáng)弱有關(guān) C. 元件材料 D.亮電阻有關(guān)11、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵心時(shí)，鐵心上的線圈電感量（A）。A 增加 B 減小 C 不變）12、電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出被測(cè)量間的關(guān)系，除

11、（B）外是線性的。A 變面積型 B 變極距型 C 變介電常數(shù)型 13、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，（A）是線性的關(guān)系。A 面積型 B 變極距型 C 變介電常數(shù)型14、在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感M的大小與一次側(cè)線圈的匝數(shù)成（B）A 正比 B 反比 C 不成比例三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。答：一塊長(zhǎng)為l、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)Uh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，也是霍爾電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原理。2、差動(dòng)變壓器式傳感器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么?怎樣減小和消除它

12、的影響?答：1）產(chǎn)生基波分量的主要原因是:傳感器兩線圈的電氣參數(shù)和兒何尺寸的不對(duì)稱，以及構(gòu)成電橋另外兩臂的電氣參數(shù)不一致。2）造成高次諧波分量的主要原因是:磁性材料磁化曲線的非線性，同時(shí)由于磁滯損耗和兩線圈磁路的不對(duì)稱，造成兩線圈中某些高次諧波成分不一樣，不能對(duì)消，于是產(chǎn)生了零位電壓的高次諧波。此外，激勵(lì)信號(hào)中包含的高次諧波及外界電磁場(chǎng)的干擾，也會(huì)產(chǎn)生高次諧波。3、什么是電渦流效應(yīng)？答：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置十變化的磁場(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)將產(chǎn)生呈漩渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電禍流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。在熱電阻溫度測(cè)量系統(tǒng)中，熱電阻的外引線有兩線制、三線制和

13、四線制，說明原理并畫電路圖。5、什么是壓電效應(yīng)？答：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。6、什么是逆壓電效應(yīng)(電致伸縮效應(yīng))？答：當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)就在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外加電場(chǎng)撤去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失的現(xiàn)象。7、什么是霍爾效應(yīng)?霍爾電勢(shì)與哪些因素有關(guān)?答：1）通電的導(dǎo)體或半導(dǎo)體，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)。2）霍爾電勢(shì)正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度，其靈敏度與霍爾系數(shù)RH成正比

14、而與霍爾片厚度d成反比。為了提高靈敏度，霍爾元件常制成薄片形狀。8、應(yīng)變電橋的單臂電橋、半橋及全橋靈敏度有什么區(qū)別？畫出電路圖9、如圖所示，Rt是Pt100鉑電阻，簡(jiǎn)述下圖所示熱電阻測(cè)量溫度電路的工作原理，以及三線制測(cè)量電路的溫度補(bǔ)償作用。答：該熱電阻測(cè)量溫度電路由熱敏電阻、測(cè)量電阻和顯示儀表組成。圖中G為指示儀表，R1、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過電阻分別為r2、r3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要它們的Rg分別接在指示儀表和電源的回路中，其電阻變化也不會(huì)影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋在零位調(diào)整時(shí)，應(yīng)使R4=Ra+Rt0為電阻在

15、參考溫度（如0C）時(shí)的電阻值。三線連接法的缺點(diǎn)之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻相連，可能導(dǎo)致電橋的零點(diǎn)不穩(wěn)。什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？說明熱電偶測(cè)溫原理及其工作定律的應(yīng)用。四、分析題1、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的變化情況。（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）。Pt100和Cu50各代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用。3、壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測(cè)量，此觀點(diǎn)是否正確，分析原因。用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量爐溫，其儀表示值為600，而冷端溫度t0為65，則實(shí)際溫

16、度為665，對(duì)不對(duì)？為什么？應(yīng)如何計(jì)算？5、制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？為何霍爾元件都比較??？6、霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？五、計(jì)算及證明題1、用鎳鉻鎳硅熱電偶測(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)得熱電動(dòng)勢(shì)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攝氏度？鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表測(cè)量端溫度熱電動(dòng)勢(shì)(mV)0123456789-20 -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

17、-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+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.162、圖為一直流電橋，圖中E=4V，R1= R2=R3= R4=12 ，試求：1）R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻，當(dāng)R1的增量為R1=1.2時(shí)，電橋輸出電壓Uo=？2） R1、R2都是金屬應(yīng)

18、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，電橋輸出的電壓Uo=？3）題（2）中，如果R2與R1感受應(yīng)變的極性相反，且 R1= R2=1.2，電橋輸出的電壓Uo=?（習(xí)題3-5）【解】1）電橋輸出電壓為 ：2）電橋輸出電壓為 ：3）當(dāng)R1受拉應(yīng)變，R2受壓應(yīng)變時(shí)，電橋輸出電壓為 ：當(dāng)R1受壓應(yīng)變，R2受拉應(yīng)變時(shí)，電橋輸出電壓為 ：3、已知變隙式電感傳感器的鐵芯截面積A =1.5cm2，磁路長(zhǎng)度l= 20cm，相對(duì)磁導(dǎo)率1 = 5000，氣隙=0.5cm，=士0.1mm，真空磁導(dǎo)率0=410-7H/m，線圈匝數(shù)W = 3000，求單端式傳感器的靈敏度L/。若將其做成差動(dòng)式結(jié)構(gòu)形式，靈敏度將如何變化？（習(xí)題4-8）解：已知：A01.5cm2，。單端式傳感器的靈敏度為若將其做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，則靈敏度為單線圈式的兩倍，且線性度也會(huì)得到明顯改善。有一個(gè)以空氣為介質(zhì)的變面積型平板電容式傳感器。其中a=8mm, b=12mm，倆極板間距離為1mm。一塊極板在原始位置上平移了5mm后，求該傳感器的位移靈敏度K(己知空氣相對(duì)介電常數(shù)為1F/m，真空時(shí)的介電常數(shù)為8.854 10-12 F/m )。（習(xí)題5-4）5、1）試證明熱電偶的中間導(dǎo)體定律。2）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