傳感器原理課程教學(xué)參考及復(fù)習(xí)提綱

1、.教學(xué)參考與復(fù)習(xí)提綱課程名稱傳感器原理課程類型 過程性純實(shí)踐純理論理論+實(shí)踐 任課教師適用年級基礎(chǔ)知識與習(xí)題檢測技術(shù)的基本概念測量的基本概念及方法 從不同角度測量方法分類：根據(jù)測量的具體手段分：偏位式測量、零位式測量和微差式測量。 測量誤差及數(shù)據(jù)處理一、基本概念1真值：理論真值2實(shí)際值：相對真值3示值：測量值4測量誤差：測量值與真值之間的差值。示值相對誤差：引用相對誤差滿度相對誤差：最大滿度相對誤差：儀表準(zhǔn)確度等級：最大示值相對誤差:二、誤差的分類： 粗大誤差,系統(tǒng)誤差,隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律。按被測量隨時(shí)間變化的速度分類：靜態(tài)誤差,動(dòng)態(tài)誤差。三、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理:置信區(qū)間：定

2、義為隨機(jī)變量取值的范圍,常用正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差的倍數(shù)來表示。置信概率P：隨機(jī)變量在置信區(qū)間內(nèi)取值的概率置信水平：隨機(jī)變量在置信區(qū)間以外取值的概率。隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律,統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)：集中性、對稱性、有界性算術(shù)平均值,用平均值計(jì)算出來的誤差稱為殘余誤差。標(biāo)準(zhǔn)誤差方均根誤差 ：誤差列中各誤差平方和的算術(shù)平均值再開方得到均方根誤差。對于等精度測量,當(dāng)用殘余誤差來代替誤差時(shí),則使用貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差方均根誤差 。標(biāo)準(zhǔn)誤差可用于確定隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線形狀和離散度。拉依達(dá)準(zhǔn)則 3準(zhǔn)則測量系統(tǒng)靜態(tài)誤差的合成絕對值合成法,方均根合成法傳感器及基本特性傳感器的組成傳感器分類常用的分類方法傳感器基本特性 ：

3、靈敏度、分辨力、線性度、遲滯誤差。線性度：端基線性度,最小二乘法線性度。理想的線性特性習(xí)題參考帶答案選擇題1. 用該表直流電壓檔測量實(shí)際值為2V電壓,發(fā)現(xiàn)每次示值均為1.5V,該誤差屬于 A 。A.系統(tǒng)誤差 B.粗大誤差 C.隨機(jī)誤差 D.動(dòng)態(tài)誤差2. 壓力傳感器測量實(shí)際值80KPa的壓力,示值為81KPa,其絕對誤差為 C 。 A2KPa B4KPa C1KPa D5KPa3. 某儀表廠生產(chǎn)的溫度傳感器量程為0-250C,測得此表最大絕對誤差為2C,則其精度應(yīng)定C 。A. 0.1級 B. 0.5級 C. 1.0級 D.1.5級4.在選購線性儀表時(shí),必須在同一系列的儀表中選擇適當(dāng)?shù)牧砍?。這時(shí)必

4、須考慮到被測量為儀表量程的B 左右為宜。A.3倍 B.2/3倍 C.1.5倍 D.2倍5.如x表示輸入,y表示輸出,則下列哪一項(xiàng)是理想的線性輸入-輸出特性 B A. y=ax+b B. y=ax C. y=ax+bx2 D. y=ax+bx36.要使隨機(jī)誤差的置信概率達(dá)到99.7%,隨機(jī)誤差的置信區(qū)間取為A A. -3,+3B. -,+ C. -,+ D. -4,+47.有一位移傳感器,它的測量范圍為0400mm,精度為0.5級,其最大絕對誤差為C A. 1 mm B. 5 mm C. 2 mm D. 10 mm8某位移傳感器在位移變化4mm時(shí),輸出電壓變化300mv,此位移傳感器的靈敏度為

5、B A. 53 mv/mm B. 75 mv/mm C. 20 mv/mm D. 300 mv/mm9. 用萬用表測量10V直流電壓,發(fā)現(xiàn)示值還不到4V,該誤差屬于 B A.系統(tǒng)誤差 B.粗大誤差 C.隨機(jī)誤差 D.動(dòng)態(tài)誤差10. 隨機(jī)誤差的置信區(qū)間為-,+時(shí),隨機(jī)誤差的置信概率為 CA. 50% B. 0 C. 100% D. 93%11. 用電流表測量實(shí)際值為10mA的直流電流,示值為10.8mA,此次測量的絕對誤差為 B A. 2mA B. 0.8mA C. 1mA D. 5mA12. 某位移傳感器在位移變化2mm時(shí),輸出電壓變化200mv,此位移傳感器的靈敏度為 C A. 200 mv

6、/mm B. 0.9 mv/mm C. 100 mv/mm D. 202 mv/mm13. 某用戶需要購買壓力表,希望壓力表的滿度相對誤差小于0.9%,應(yīng)購買壓力表的等級是B A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.514使用某壓力傳感器測量壓力容器中的壓力,壓力實(shí)際值為50 KPa,傳感器示值為49KPa,問此測量值中的實(shí)際相對誤差為 A A. 2% B. 0 C. 100% D. 93%15. 用電容傳感器測量工件厚度,其實(shí)際值為10 mm,傳感器測量值為9.8mm,此次測量的絕對誤差值是 A A. -0.2mm B. 1mm C. 2 mm D. -0.1 mm16.

7、某壓力傳感器測量實(shí)際值為80KPa的壓力,示值為80.5KPa,示值相對誤差為 A A.0.62% B. 1% C. 0.8% D. 6%17. 有一溫度傳感器,測量范圍為-100C100C,該傳感器滿度值A(chǔ)m為 B A. 100C B. 200C C. 400C D. 10C18. 某用戶需要購買壓力傳感器,希望滿度相對誤差小于1.4%,應(yīng)購買壓力表的等級是A A. 1 .0 B. 0 .5 C. 2.0 D. 1.519.熱電偶在冷端溫度為零,熱端溫度增加5C,輸出熱電動(dòng)勢增加10uv,此熱電偶的靈敏度為B A. 5 uv/C B. 2uv/C C. 20uv/C D. 10uv/C 20

8、. 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21. 有-電壓表的量程為0- 10 伏,接到電路進(jìn)行測量,顯示值為9伏,而該測量值的實(shí)際值為 8伏,滿度相對誤差 m 為 A12.5 % B10 % C11.1 % D1 %22. 有-電壓表的量程為0-20 伏,接到電路進(jìn)行測量,顯示值為16伏,而該測量值的實(shí)際值為 14伏,引用相對誤差 m 為A12.5 % B10 % C11.1 % D1 %23.某壓力表準(zhǔn)確度等級為1.0級,量程為010MPa,此表的最大滿度相對誤差是B A0.5 % B1 % C2.1 % D1.5 %24. 某

9、測溫儀表廠生產(chǎn)的測溫表滿度相對誤差均控制在0.9%1.2%,該表的精度等級定為:A1 .0 B. 0 .5 C. 0 .2 D. 1.525. 下列不屬于傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)是:A線性度 B遲滯 C重復(fù)性 D超調(diào)量26使用某壓力傳感器測量壓力容器中的壓力,壓力實(shí)際值為50 KPa,傳感器示值為49KPa,問此測量值的絕對誤差為 C A. -2 KPa B. 0 KPa C. -1 KPa D. 5KPa27.某溫度傳感測量實(shí)際值為65C的溫度,測量得示值為66.1C,則其絕對誤差為C C B. 1.5C C. 1.1C28.被測量不隨時(shí)間變化時(shí)所產(chǎn)生的誤差是 B A.動(dòng)態(tài)誤差 B.靜態(tài)誤差 C

10、. 系統(tǒng)誤差 D.粗大誤差29.有一電壓表度為1.0級,可能出現(xiàn)的最大滿度相對誤差為 A A. 1.0% B. 2.0% C. 10% D. 5.0%30.傳感器輸出量增量與被測輸入量增量之比,用K表示,是指傳感器的D A.分辨力 B.線性度 C.遲滯誤差 D.靈敏度31. 被測電壓真值為 100V,用電壓表測試時(shí),示值為 80v,則示值相對誤差為D A. +25% B. -25% C. +20% D. -20% 32. 修正值與絕對誤差的絕對值 A A. 相等但符號相反 B. 不相等且符號相反C. 相等且符號相同 D. 不相等但符號相同33. 通常在相同的條件下,多次測量同一量時(shí),誤差的絕對

11、值和符號保持恒定或在條件改變時(shí),按某種規(guī)律而變化的誤差稱為 B A.隨機(jī)誤差 B.系統(tǒng)誤差 C.影響誤差 D.固有誤差。 34. 被測量的真值是B A.都是可以準(zhǔn)確測定的B.在某一時(shí)空條件下是客觀存在的,但很多情況下不能準(zhǔn)確確定C.全部不能準(zhǔn)確測定D.客觀上均不存在,因而無法測量35.若是有限次測量的方均根誤差,則算術(shù)平均值的方均根誤差為 BA. B. C. D. 36. 在使用連續(xù)刻度的儀表進(jìn)行測量時(shí),一般應(yīng)使被測量的數(shù)值盡可能在儀表滿刻度值的多少倍以上A.1/4 B.1/2C. 2/3D.1/337. 某溫度計(jì)刻度范圍為0600,通過檢定在整個(gè)刻度范圍內(nèi)、最大基本誤差為7.2,按國家工業(yè)儀

12、表的規(guī)定、該溫度計(jì)的精度等級定為A.1.0級 B.1.2級 C.1.5級 D.2.0級38.在一項(xiàng)對航空發(fā)動(dòng)機(jī)頁片穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)中,測得其平均值為20000 轉(zhuǎn)/分鐘。其中某次測量結(jié)果為20002 轉(zhuǎn)/分鐘,則此次測量的絕對誤差 A A2 轉(zhuǎn)/分鐘 B2 轉(zhuǎn)/分鐘 C2 轉(zhuǎn)/分鐘 D2 轉(zhuǎn)/分鐘39. 被測電壓真值為 100v ,用電壓表測試時(shí),指示值為 80v ,則示值相對誤差為B A.+25% B.-25%C.+20% D.-20%40. 某溫度計(jì)刻度范圍為0600,通過檢定、在整個(gè)刻度范圍內(nèi)、最大基本誤差為7.2、按國家工業(yè)儀表的規(guī)定、該溫度計(jì)的精度等級為 B A.1.0級 B.1.2級

13、C.1.5級 D.2.0級41在相同條件下多次測量同一量時(shí),隨機(jī)誤差符合下列哪種說法A A.絕對值和符號均發(fā)生變化B.絕對值發(fā)生變化,符號保持恒定 C.符號發(fā)生變化,絕對值保持恒定 D.絕對值和符號均保持恒定42用一壓力傳感器測量某實(shí)際值為800KPa的壓力,發(fā)現(xiàn)示值還不到500KPa,該值中的誤差屬于: B A.系統(tǒng)誤差 B.粗大誤差 C.隨機(jī)誤差 D.動(dòng)態(tài)誤差43傳感器能檢出被測信號的最小變化量,稱為傳感器的 D A.靈敏度 B.線性度 C. 遲滯誤差 D. 分辨力44. 電位器式傳感器是一種將什么轉(zhuǎn)換成電阻值的傳感元件 A A.位移 B.力 C.壓力 D.速度45. 汽車衡所用的測力彈性

14、敏感元件是A實(shí)心軸 B彈簧管 C懸臂梁 D圓環(huán)填空題1. 傳感器正向特性和反向特性重合的程度越好,表示傳感器的遲滯誤差越小 。2示值相對誤差定義為 絕對誤差 與被測量示值的比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示。3. 隨機(jī)誤差的大小和正態(tài)分布曲線的形態(tài),可以用測量值的 標(biāo)準(zhǔn) 誤差來衡量。4.當(dāng)測量次數(shù) n 趨近無窮大時(shí),測量值的實(shí)際值等于各次測量值的 算術(shù)平均值 。 5.傳感器正向特性曲線和反向特性曲線不重合的程度越大,表明傳感器的遲滯誤差越大。6根據(jù)測量時(shí)是否與被測對象接觸分為：接觸式測量和 非接觸式測量 。7.未知實(shí)際值的情況下,對于有限測量列,可以利用算術(shù)平均值 代替真值。8. 絕對誤差是測量值與 真值

15、 之間的差值。9. 隨機(jī)誤差統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)：集中性、對稱性和 有界性 。10. 傳感器由敏感元件, 傳感元 及測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。11. 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài) 輸出變化與輸入變化值之比。12按誤差的表示方法分為兩類誤差表示形式：絕對 相對誤差誤差。13. 根據(jù)測量的具體手段不同,測量分為偏位式測量、零位式測量微差式測量 。14. 在未知實(shí)際值的情況下,用平均值代替真值計(jì)算出來的誤差稱 殘余誤差 。15.在同一條件下,多次測量同一被測量,有時(shí)會發(fā)現(xiàn)測量值時(shí)大時(shí)小,誤差的絕對值及正負(fù)以不可預(yù)見的方式變化,該誤差稱為 隨機(jī) 誤差。16.傳感器中傳感元件的主要作用是把非電量轉(zhuǎn)換成電量。17誤差的數(shù)值固

16、定或按一定規(guī)律變化的,稱為系統(tǒng) 誤差。18. 示值相對誤差是用絕對誤差和被測量的百分比來表示。19. 選購線性儀表時(shí),一般應(yīng)盡量使選購的儀表量程為被測量的 1.5倍 倍左右適合。20. 傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路是將傳感元件輸出的 電量 換成易于處理的電壓、電流或頻率。21. 傳感器正向特性和反向特性不一致的程度稱為遲滯性誤差。22. 在測量過程中,被測量與儀表內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)量比較,當(dāng)測量系統(tǒng)達(dá)到平衡,用已知標(biāo)準(zhǔn)量值決定被測量的值,這種測量方法稱為零位式測量 。23隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)集中性表明,大量的測量值集中分布于算術(shù)平均值附近。24. 可用于確定隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線形狀和離散度的特征量是標(biāo)準(zhǔn)誤差

17、。25. 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與 輸入變化值 之比。26. 線性度是指傳感器實(shí)際特性曲線與 理想擬合 直線之間的最大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。27示值相對誤差是 絕對誤差與示值的百分比。28.標(biāo)準(zhǔn)誤差越小,正態(tài)分布曲線越 陡 。29. 隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特性之一為對稱性。該特性表明：在相同條件下,當(dāng)測量次數(shù)n時(shí),全體誤差的代數(shù)和為0。30.傳感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31.綜合了偏位式測量法速度快和零位式測量法精度高的優(yōu)點(diǎn)的是微差式測量法。32.引用相對誤差是用測量儀表絕對誤差與儀器的滿度值的百分比。 33.多數(shù)隨機(jī)誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律。34.

18、 以儀表指針的偏移量表示被測量值的測量方法,稱為偏位式測量。判斷題1傳感器能檢出被測信號的最小變化量稱為傳感器的靈敏度。 更正：傳感器能檢出被測信號的最小變化量稱為傳感器的分辨力。2隨機(jī)誤差的取值范圍稱為置信概率。 更正：隨機(jī)誤差的取值范圍稱為置信區(qū)間。3變化規(guī)律服從某種已知函數(shù)的誤差,稱為系統(tǒng)誤差。 4測量值明顯偏離實(shí)際值,此測量值中有粗大誤差。 5系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的,可以通過實(shí)驗(yàn)的方法或引入修正值的方法計(jì)算修正。6靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比,用K 來表示。7在選購儀表時(shí),為了減少測量誤差,一般應(yīng)該選擇量程為被測量的10倍左右合適。更正：在選購儀表時(shí),為了減少測量誤

19、差,一般應(yīng)該選擇量程為被測量的1.5倍左右合適。8傳感器敏感元件將被測量轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的的非電量。9測量誤差按誤差性質(zhì)和規(guī)律分為粗大誤差、相對誤差和隨機(jī)誤差。 更正：測量誤差按誤差性質(zhì)和規(guī)律分為粗大誤差、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。10測量器具零位不準(zhǔn)時(shí),其測量誤差屬于系統(tǒng)誤差。11靈敏度和分辨力是傳感器的動(dòng)態(tài)特性。 更正：靈敏度和分辨力是傳感器的靜態(tài)特性。 12.由于測量人員一時(shí)疏忽而出現(xiàn)絕對值特大的異常值,屬于隨機(jī)誤差。 更正：由于測量人員一時(shí)疏忽而出現(xiàn)絕對值特大的異常值,屬于粗大誤差。簡答題1請寫出隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特性,并簡要解釋。答：隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)：集中性、對稱性、有界

20、性。集中性表明測量值集中在算術(shù)平均值周圍,對稱性表明,正負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相同。有界性表明隨機(jī)誤差是有界限的,超出一定界限就是粗大誤差。2什么是儀表的準(zhǔn)確度等級？我國的模擬儀表有七個(gè)基本等級,選擇儀表時(shí)是否只根據(jù)準(zhǔn)確度等級選擇？為什么？答：選擇儀表時(shí)就兼顧準(zhǔn)確度等級和量程,通常希望示值落在儀表滿度值的2/3左右。這樣才能減少具體測量時(shí)的最大示值相對誤差。3什么是粗大誤差？如何判斷？ 答：測量值明顯偏離實(shí)際值,測量值中有粗大誤差。粗大誤差的判斷方法可以采用3倍標(biāo)準(zhǔn)誤差的判斷方法,如果此測量值的殘余誤差大于3倍標(biāo)準(zhǔn)誤差,則為粗大誤差。4傳感器系統(tǒng)一般由哪幾部分組成,說明各環(huán)節(jié)的作用。答：1被測信息敏

21、感元件轉(zhuǎn)換元件信號調(diào)理電路輸出信息敏感元件：感受被測量并輸出與被測量成確定關(guān)系的其他量的元件；轉(zhuǎn)換元件：可以直接感受被測量而輸出與被測量成確定關(guān)系的電量；信號調(diào)理電路與轉(zhuǎn)換電路：能把傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄和控制的電流,電壓或頻率。5什么是傳感器的線性度？常用的擬合方法有哪幾種？ 答：線性度又稱非線性誤差,是指傳感器實(shí)際特性曲線與擬合直線有時(shí)也稱理論直線之間的最大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。方法有：將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為一條擬合直線；將與特性曲線上個(gè)點(diǎn)偏差的平方和為最小理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。6什么是系統(tǒng)誤差？什么是隨

22、機(jī)誤差？什么是粗大誤差？答：在相同測量條件下多次測量同一物理量,其誤差大小和符號保持恒定或某一確定規(guī)律變化,此類誤差稱為系統(tǒng)誤差。在同一條件下,多次測量同一被測量,有時(shí)會發(fā)現(xiàn)測量值時(shí)大時(shí)小,誤差的絕對值及正、負(fù)以不可預(yù)見的方式變化,該誤差稱為隨機(jī)誤差。測量值與真值之間的差值稱為測量誤差。7.什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？如何用公式表征這些性能指標(biāo)？ 答：1指檢測系統(tǒng)的輸入、輸出信號不隨時(shí)間變化或變化緩慢時(shí)系統(tǒng)所表現(xiàn)出得響應(yīng)特性。2性能指標(biāo)有：測量范圍、靈敏度、非線性度、回程誤差、穩(wěn)定度和漂移、重復(fù)性、分辨率和精確度。計(jì)算題1對某試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行地面熱試車,試驗(yàn)條件相同,測得如下一組燃

23、燒室壓力數(shù)據(jù) ：1.5, 1.4, 1.6, 1.5, 2.0計(jì)算出這一列數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差。解：算術(shù)平均值：V1=1.5-1.6=-0.1；v2=1.4-1.6=-0.2；1分 v3=1.6-1.6=0；v4=1.5-1.6=-0.1；v5=2.0-1.6=-0.4 2.測量兩個(gè)電壓,分別得到它的測量值U1202V,U21001V,它們的實(shí)際值分別為 U01200V,U021000V,分別求測量的絕對誤差和實(shí)際相對誤差。 3有三臺測溫儀表,量程均為0800,精度等級分別為2.5級、2.0級和1.5級,現(xiàn)要測量500的溫度,要求相對誤差不超過2.5,選那臺儀表合理? 解：因此,應(yīng)該選用1.5級的測

24、溫儀器。4測量某電路電流共6次,測得數(shù)據(jù)單位：mA分別為10.4,10.5,10.6,9.9,10.5。9.8。試求算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差。解：算術(shù)平均值：V1=10.4-10.3=0.1;v2=10.5-10.3=0.2; v3=11.6-10.3=0.3;v4=9.9-10.3=-0.4;v5=10.5-10.3=0.2;v6=9.8-10.3=-0.5 5現(xiàn)有兩個(gè)溫度傳感器,其中一個(gè)準(zhǔn)確度等級為1.0級,量程范圍為-200200。另一個(gè)準(zhǔn)確度等級為2.5級,量程范圍為0100?，F(xiàn)要測量60的溫度,請問采用哪一個(gè)溫度傳感器好？為什么？ 解：m1=50*0.5%=0.25 V m2=5*2.5

25、%=0.125 V m1 因此為了減小測量誤差,應(yīng)選用0-5v,2.5級的表6已知待測拉力約為70N左右,現(xiàn)有兩只測力儀表,一只為0.5級,測量范圍為0500N；另一只為1.0級,測量范圍為0100N。問選用哪一只測力儀表較好?為什么?解：所以選用1.0級的儀表好。7有一直流電壓表,它的測量范圍為0200V,精度為0.5級,試求：1最大滿度相對誤差；2最大絕對誤差；3測量值為120V時(shí)的最大示值相對誤差。解：1最大滿度相對誤差2最大絕對誤差為3測量值為120V時(shí)的最大示值相對誤差。8測量某壓力罐中的壓力,重復(fù)測得8個(gè)數(shù)據(jù)分別是：11.4、11.2、12.1、11.1、11.5、10.9、12.

26、3、10.2,請用3準(zhǔn)則檢查測量列中是否有壞值,如果有壞值請找出來。解: ； V1=11.4-11.34=0.06;v2=11.2-11.34=-0.14;v3=12.1-11.34=0.76;v4=11.1-11.34=-0.23;v5=11.5-11.34=0.16;v6=10.9-11.34=-0.44;v7=12.3-11.34=0.96;v8=10.2-11.34=-1.14; ； ； 沒有Vi大于1.995,所有結(jié)果中不存在粗大誤差,沒有壞值. 用立式光學(xué)比較儀對外圓同一部位進(jìn)行7次重復(fù)測量,測量值為2.9、2.8、2.6、3.0、2.8、3.1、3.2單位mm,試求這一組數(shù)據(jù)的標(biāo)

27、準(zhǔn)誤差。解：計(jì)算x =/7=/7=2.9 v1=0 v2=-0.1 v3=-0.3 v4=0.1 v5=-0.1 v6=0.2 v7=0.3 10某線性位移測量儀,當(dāng)被測位移由4.5mm變到5.0mm時(shí),位移測量儀的輸出電壓由2.5V至3.5V,求該儀器的靈敏度。 解：該儀器的靈敏度為: mV/mm11用熱電偶組成一個(gè)溫度測試系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,已知熱電偶的測量誤差是3%,放大器的誤差是1%,指示儀表誤差為4%,請用絕對值合成法和方均根合成法,分別求出測試系統(tǒng)的總誤差。 解：絕對值合成法計(jì)算總誤差：方均根合成法計(jì)算總誤差：12有兩個(gè)直流電壓表,它們的準(zhǔn)確度等級和量限分別為 1.0級,025V 和

28、 2.0級, 05V,現(xiàn)要測量1.5V干電池的電壓,為了減小測量誤差,選用哪個(gè)表好,為什么？ 解：13某壓力傳感器測量準(zhǔn)確度等級為1.0級,測量范圍為0-100KPa,測量實(shí)際值為80KPa的位移,示值為80.5KPa,請計(jì)算：1測量的絕對誤差； 2示值相對誤差；3實(shí)際相對誤差；4最大絕對誤差 解：14某電容傳感器測位移單位CM,重復(fù)測量得到下列數(shù)據(jù)：1.5, 1.4, 1.6, 1.5, 2.0試用3準(zhǔn)則檢查測量數(shù)據(jù)中是否有壞值。 解：計(jì)算x =/5=/5=1.6 v1=-0.1 v2=-0.2 v3=0.0 v4=-0.1 v5=0.4 V5=0.43=0.7035 按3準(zhǔn)則判別：無壞值。

29、 V5=0.4 g *=1.67*0.2345=0.3916 按格拉布斯準(zhǔn)則判別：X5 是壞值。 第二章 電阻傳感器 電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)變片的工作原理電阻應(yīng)變片的分類：金屬電阻應(yīng)變片,半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片。應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼。測量轉(zhuǎn)換電路不平衡電橋 直流電橋的靈敏度：單臂變化,兩臂變化 半橋, 4個(gè)橋臂同時(shí)變化全橋電橋溫度補(bǔ)償原理。應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用 測溫?zé)犭娮鑲鞲衅?金屬熱電阻 熱電阻的主要技術(shù)性能,測量橋路設(shè)計(jì)方案的選擇熱敏電阻 熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)NTC和正溫度系數(shù)PTC之分。熱電阻的應(yīng)用1、溫度測量2、溫度補(bǔ)償3、溫度控制和過熱保護(hù)習(xí)題參考帶答案選擇題1.已知直流電橋的橋臂為R1=R2=R

30、3=R4。R1和R4,R2和R3是相鄰橋臂,當(dāng)R1和R4 同時(shí)產(chǎn)生大小相等,符號相同的增量時(shí),電橋的輸出電壓：D A. 增加 B.減小 C.可能增加可能減小 D.等于零2.金屬絲應(yīng)變片傳感器,主要用來測量: B A溫度 B應(yīng)變 C濕度 D磁通3. 某鉑電阻的分度號為Pt100,此鉑電阻在溫度為0C時(shí)的電阻值是 B 4. 目前我國使用的鉑熱電阻的測量范圍是 A A.-200960 B.-50850 C.-200150 D.-2006505. 銅電阻Cu50的電阻與溫度的關(guān)系為：Rt=Ro 給定溫度為0C時(shí)：Ro=50, =0.004 /C,當(dāng)溫度為50C時(shí),銅電阻的電阻值為 C 。A.80 B.

31、 50 C. 60 D.1006熱電阻具有正溫度系數(shù),其電阻值隨溫度的增加而 BA.減小 B.增加 C. 突變 D.不變7.已知電阻應(yīng)變傳感器的測量電路選擇直流電橋,要提高測量靈敏度應(yīng)該選擇： C A. 單臂電橋 B.雙臂電橋 C.四臂全橋 D.三臂電橋8熱電阻測量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了 B A提高測量靈敏度 B減小引線電阻的影響 C減小非線性誤差 D提高電磁兼容性9. 光敏電阻的主要參數(shù)光電流表示其靈敏度越高。A越小 B.越大 C.無關(guān) D.隨便大小10.在一次性,幾百個(gè)應(yīng)力試驗(yàn)點(diǎn)測量應(yīng)變時(shí),要選擇的是應(yīng)變片是B A. 金屬箔式應(yīng)變片 B.金屬絲式應(yīng)變片 C.半導(dǎo)體應(yīng)變片 D.壓阻式壓力傳

32、感器11. 在相同條件下,全橋電橋輸出電壓的靈敏度是雙臂半橋輸出電壓靈敏度的 AA.2倍 B.3倍 C.1倍 D.4倍12. 熱電阻CU100,溫度為0C時(shí),其電阻值是 C A.0 B.110 C.100 D.10填空題1.一種熱電阻的型號為Pt100,其材料為 鉑 。2.熱電阻的測量轉(zhuǎn)換電路為了減小誤差多采用三_線制不平衡電橋。3. 直流電橋的平衡條件為_相對橋臂的電阻乘積相等_。4. 熱敏電阻有正溫度系數(shù)和 負(fù)溫度系數(shù) 兩大類。5. 電阻應(yīng)變傳感器的電阻應(yīng)變片是將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)變片的電阻 變化。6.某銅電阻的分度號為Cu50,當(dāng)溫度0C時(shí)的此銅電阻的電阻值是50。7能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻 變

33、化的一類傳感器稱為熱電阻8.電阻應(yīng)變片按材料可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。9.光敏電阻的原理是基于內(nèi) 光電效應(yīng)的。判斷題1固態(tài)壓力傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),所以其靈敏度較低。 更正：固態(tài)壓力傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),所以其靈敏度較高。2應(yīng)變測量中,希望有溫度自補(bǔ)償功能,應(yīng)選擇全橋轉(zhuǎn)換電路。 3金屬絲應(yīng)變片傳感器,主要用來測量溫度。 更正：金屬絲應(yīng)變片傳感器,主要用來測量應(yīng)變。4鉑電阻的測量精度低于銅電阻的測量精度。 更正：鉑電阻的測量精度高于銅電阻的測量精度。 5.四臂全橋直流電橋具有溫度自補(bǔ)償功能。 6電阻應(yīng)變測量轉(zhuǎn)換電路的全橋形式具有溫度補(bǔ)償功能。 簡答題1試述壓阻

34、式固態(tài)壓力傳感器的工作原理。答：壓阻式壓力傳感器采用集成電路工藝技術(shù),在硅片上制造出四個(gè)等值的薄膜電阻并組成電橋電路,當(dāng)不受力作用時(shí),電橋處于平衡狀態(tài),無電壓輸出;當(dāng)受到壓力作用時(shí),電橋失去平衡而輸出電壓,且輸出的電壓與壓力成比例。2電阻應(yīng)變片為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？補(bǔ)償方法有哪些？答：電阻應(yīng)變片面會隨著溫度變化,電阻發(fā)生變化,將給測量帶來誤差。溫度補(bǔ)償?shù)姆椒梢圆捎秒p臂半橋或全橋?qū)崿F(xiàn)溫度自補(bǔ)償,或者根據(jù)被粘貼材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行自補(bǔ)償加工。3.什么叫電阻應(yīng)變效應(yīng)？ 答：當(dāng)金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其電阻值也發(fā)生變化,這種物理現(xiàn)象就是電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)。計(jì)算題1圖所示 R1由N個(gè)應(yīng)變片串聯(lián)

35、而成,受拉應(yīng)變,各應(yīng)變片的應(yīng)變絕對值為1。R2由N個(gè)應(yīng)變片串聯(lián)而成,受壓應(yīng)變,各應(yīng)變片的應(yīng)變絕對值為2。R1=R2=R3=R4,R3,R4是常值電阻。 應(yīng)變靈敏度系數(shù)為K,試求等臂電撟的輸出電壓U0。 若各應(yīng)變片的應(yīng)變的絕對值為: 1=2=0.00035 應(yīng)變靈敏度系數(shù)K=2 N=3 單個(gè)應(yīng)變片的阻值為120,電源電壓為5V,計(jì)算等臂電撟的輸出電壓U0。 EER4U0R3R2R1解答：因?yàn)槭荖個(gè)應(yīng)變片串聯(lián) R1/R1=N1; R2/R2=N2 又因?yàn)橐粋€(gè)是拉應(yīng)變,一個(gè)是壓應(yīng)變,分別電路圖中的對應(yīng)位置。 R3,R4 是常值電阻 因此輸出電壓為： U0=E*N*K/4 U0=E*N*K/4 =5*

36、3*2*0.00035+0.00035/4 =0.00525V=5.25 mv 2等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng),R1為電阻應(yīng)變片,其靈敏系數(shù)K2.05,未受應(yīng)變時(shí)R1120。當(dāng)梁受力F時(shí),應(yīng)變片承受的平均應(yīng)變0.0008,求應(yīng)變片電阻相對變化量R1/R1和電阻變化量R1。將電阻應(yīng)變片R1置于單臂測量電橋,電橋的電源電壓為3V的直流電壓,求受力后電橋的輸出電壓。解答：電阻的相對變化量,電阻變化量。2受力后,應(yīng)變片收到應(yīng)變阻值發(fā)生變化,電橋輸出電壓為3如圖所示, R1和R2為同型號的電阻應(yīng)變片已粘貼在梁的上下表面,其初始電阻均為100,供電電源電動(dòng)勢E=3V,R3=R4=100,靈敏度系數(shù)K=2.0。兩只應(yīng)變

37、片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?.005,1請畫出用此兩個(gè)應(yīng)變片組成的半橋電路。2求此時(shí)電橋輸出端電壓U0。解：此電橋?yàn)榘霕蛐问?故/mV4如右圖所示動(dòng)圈式儀表表頭的補(bǔ)償電路中,被補(bǔ)償元件的動(dòng)圈電阻RC從20上升到70,電阻升高20,熱敏電阻Rt在20時(shí)阻值為80,在70時(shí)阻值為10,求RB。要求20、70兩點(diǎn)完全補(bǔ)償解：若要在20、70兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償,則有5采用阻值R=120靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片與阻值R=120的固定電阻組成電橋,供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)?000時(shí),若要使輸出電壓大于10mV,則可采用何種工作方式設(shè)輸出阻抗為無

38、窮大？ 解：由于不知是何種工作方式,可設(shè)為n,故可得：mV得n要小于2,故應(yīng)采用全橋工作方式。6下圖為一直流應(yīng)變電橋,E=4V,R1=R2=R3=R4=350,求： R1為應(yīng)變片,其余R2=R3=R4=350,R1增量為R1=3.5時(shí)計(jì)算輸出電壓UO； R1、R2是應(yīng)變片,感受應(yīng)變方向和大小相同,R1=R2=3.5,R3=R4=350,計(jì)算輸出電壓UO； R1、R2是應(yīng)變片,感受應(yīng)變方向相反, R1=R2=3.5,R3=R4=350,計(jì)算輸出電壓UO。 解：1對于單臂電橋,輸出電壓為： 2R1、R2感受應(yīng)變極性相同時(shí),輸出電壓為：3R1、R2感受應(yīng)變極性相反,輸出電壓：1分7采用阻值為120靈

39、敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120的固定電阻組成電橋,供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無窮大。當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為0.00001和0.001時(shí),試求單臂和全橋工作時(shí)的輸出電壓,并比較兩種情況下的靈敏度。解：單臂時(shí)應(yīng)變?yōu)?*10-5時(shí)/V,應(yīng)變?yōu)?*10-3時(shí)應(yīng)為/V；全橋時(shí),應(yīng)變?yōu)?*10-5時(shí)/V,應(yīng)變?yōu)?*10-3時(shí)應(yīng)為/V。從上面的計(jì)算可知：單臂時(shí)靈敏度低,全橋時(shí)高,為單臂的四倍。8用兩個(gè)鉑電阻Rt1,Rt2 及兩個(gè)常值電阻R1=R3=100 組成的電橋電路測某設(shè)備中水的溫度如圖所示。其中 R1=R3=100,而采用兩個(gè)Rt1=Rt2=Rt 該兩個(gè)銅電阻的電阻與溫度的關(guān)系為

40、：Rt=Ro 給定溫度為0C時(shí)：Rt=Ro=100, =0.004 /C 當(dāng)電源電壓為 10V,差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)為20倍,并設(shè)該差動(dòng)放大器輸入阻抗為無窮大。求溫度為100C時(shí),放大器的輸出電壓。EER3Rt1Rt2R1差動(dòng)放大器數(shù)字電壓表解：溫度為100度時(shí) Rt=Ro= 501+0.004*100=70U=5*70/-50/=0.833 放大器的輸出電壓為：8.3 V電感式傳感器 自感傳感器電感傳感器的基本工作原理變隙式傳感器、變面積式電感傳感器、螺線管式電感傳感器。自感傳感器的輸出特性 差動(dòng)變壓器傳感器 一、差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理 主要特性：1靈敏度與線性度零點(diǎn)殘余電壓差動(dòng)變壓器

41、的測量電路:二極管相敏檢波電路,利用相敏整流的交流電橋電路。使輸出信號既能反映位移大小又能反映位移的方向。 電感式傳感器的應(yīng)用一次儀表與420mA二線制輸出方式習(xí)題參考帶答案選擇題1. 下列哪一項(xiàng)不是差動(dòng)變壓器產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因 BA二次線圈的不對稱 B采用相敏整流 CB-H曲線的彎曲 D勵(lì)磁電壓有諧波2. 希望測量線性范圍為2mm,應(yīng)該選擇差動(dòng)變壓器的線圈骨架長度為D A. 20mm B. 30mm C. 10 mm D. 40 mm3. 采用某螺線管式自感傳感器測量線性范圍為1mm,傳感器的線圈骨架長度應(yīng)為C A. 10mm B. 40mm C. 20 mm D. 30 mm4.要將某

42、傳感器的信號傳送到5Km之外,選擇具有的標(biāo)準(zhǔn)變送器輸出為 B A. 12V B. 420mA C. 04V D. 050mA5. 差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了 CA提高靈敏度 B提高分辨力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值 D增加線性度6. 下列哪一項(xiàng)不是差動(dòng)變壓器產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因A二次線圈的不對稱 B采用相敏整流 CB-H曲線的彎曲 D勵(lì)磁電壓有諧波7. 要測量微小的氣體壓力之差,最好選用D 變換壓力的敏感元件。 A懸臂梁 B平膜片 C彈簧管 D膜盒填空題1. 當(dāng)差動(dòng)變壓器的銜鐵處于中間位置時(shí),理想條件下其輸出電壓為零。但實(shí)際上,當(dāng)使用橋式電路時(shí),在零

43、點(diǎn)仍有一個(gè)微小的電壓值存在,稱為零點(diǎn)殘余電壓。2.一次儀表的輸出信號可以是電壓,也可以是電流。為了不受干擾,且便于遠(yuǎn)距離傳輸在一次儀表中多采用 電流 輸出型。3. 差動(dòng)變壓器是把被測位移轉(zhuǎn)換為傳感器線圈的互感量 的變化量。4. 電感傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路,利用相敏整流的交流電橋電路。使輸出信號既能反映位移大小又能反映位移的 方向 。 5.差動(dòng)變壓器式傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次線圈間的互感量的變化的裝置。6. 差動(dòng)變壓器式位移傳感器是將被測位移量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感量的變化,兩個(gè)次級線圈要求_反向串聯(lián)或差動(dòng)_串接。7. 變氣隙式自感傳感器是利用_自感量_隨氣隙而改變的原理制成的。8.

44、 差動(dòng)自感傳感器的靈敏度比非差動(dòng)式自感傳感器的靈敏度高高/低。判斷題1差動(dòng)變壓器可用于測量位移。2自感式傳感器是利用互感量隨氣隙而改變的原理制成的。 更正：自感式傳感器是利用自感量隨氣隙而改變的原理制成的。3差動(dòng)變壓器是把被測位移轉(zhuǎn)換成自感量的變化。 更正：差動(dòng)變壓器是把被測位移轉(zhuǎn)換成互感量的變化。4自感傳感器將被測量轉(zhuǎn)換成繞組互感量的變化。 更正：自感傳感器將被測量轉(zhuǎn)換成繞組自感量的變化。 5差動(dòng)變壓器的兩組完全對稱的二次繞組正向串聯(lián)組成差動(dòng)輸出形式。 更正：差動(dòng)變壓器的兩組完全對稱的二次繞組反向串聯(lián)組成差動(dòng)輸出形式。簡答題1差動(dòng)電感產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因是什么？ 答：差動(dòng)電感兩個(gè)繞組的圈數(shù)

45、,直流電阻等電氣參數(shù),幾何尺寸或磁路參數(shù)不完全對稱。存在寄生參數(shù) 。電源電壓中含有高次諧波。勵(lì)磁電流太大使磁路的磁化曲線存在非線性。2什么是差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓？答：當(dāng)差動(dòng)變壓器的二次線圈處于中間位置時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié)鐵心的位置,均無法使測量轉(zhuǎn)換電路輸出為零,總有一個(gè)很小的輸出電壓存在,在中央位置時(shí)輸出的很小的電壓就是差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓。3試述差動(dòng)變壓器測量位移的原理。答：鐵芯處于中間位置時(shí),M1 = M2 = M,U0 = 0 鐵芯上升時(shí),M1= M +M,M2= M -M與U1同極性,U0的大小與鐵心位移大小有關(guān)。 鐵芯下降時(shí),M1 = M -M,M2 = M +M與U2同極性,U

46、0的大小與鐵心位移大小有關(guān)。4自感傳感器哪三種基本類型？自感傳感器采用相敏檢波電路最主要的目的是什么？答：自感傳感器有變氣隙式,變截面式,螺管式三種基本類型。自感傳感器采用相敏檢波電路最主要的目的是使輸出電壓可以反映位移的大小和方向。電渦流傳感器 電渦流傳感器工作原理渦流效應(yīng)二、等效阻抗分析 ：當(dāng)被測導(dǎo)體的某些參數(shù)發(fā)生變化時(shí),可引起渦流式傳感器線圈的阻抗Z、電感L和品質(zhì)因數(shù)Q變化,測量Z、L或Q就可求出被測量參數(shù)的變化。三、電渦流傳感器的種類高頻反射式、低頻透射式。 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性電渦流位移傳感器特性 測量轉(zhuǎn)換電路調(diào)幅法和調(diào)頻法兩種。 電渦流傳感器的應(yīng)用 位移測量、振動(dòng)測量、轉(zhuǎn)速測量、

47、電渦流表面探傷電渦流式通道安全檢查門 接近開關(guān)簡介接近開關(guān)與機(jī)械行程開關(guān)的比較接近開關(guān)的術(shù)語：工作距離、復(fù)位釋放距離、 動(dòng)作滯差回差值。輸出狀態(tài)：常開型/常閉型接近開關(guān)NPN常開型接近開關(guān)的施密特特性習(xí)題參考帶答案選擇題1. 電渦流傳感器檢測導(dǎo)電物體的各種物理參數(shù),利用的物理效應(yīng)是 C A應(yīng)變效應(yīng) B熱電效應(yīng) C渦流效應(yīng) D霍爾效應(yīng)2. 渦流傳接近開關(guān)可以檢測出下列哪個(gè)物體的靠近程度：A塑料零件 B水泥制件 C人體 D金屬零件3.不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是A.位移 B.材質(zhì)鑒別 C.探傷 D.非金屬材料填空題1. 渦流傳感器在金屬體上產(chǎn)生的渦流,由于渦流的集膚效應(yīng),其滲透深度與傳感器的激勵(lì)

48、電流的頻率成_正比 _。2. 渦流傳感器在金屬體上產(chǎn)生的渦流,由于渦流的集膚效應(yīng),激勵(lì)電流的頻率越低,滲透深度就越深。3. 接近開關(guān)復(fù)位距離與動(dòng)作距離之差稱為 動(dòng)作滯差 。4.電渦流傳感器是利用渦流效應(yīng)來檢測導(dǎo)電物體的各種物理參數(shù)。簡答題1電渦流式傳感器的工作原理。答：傳感器線圈由高頻信號激勵(lì),使它產(chǎn)生一個(gè)高頻激勵(lì)磁場i,當(dāng)被測導(dǎo)體靠近線圈時(shí),在磁場作用范圍的導(dǎo)體表層,產(chǎn)生了與此磁場相較連的電渦流 ie,而此電渦流又將產(chǎn)生一交變磁場e 阻礙外磁場的變化。從能量角度來看,在被測導(dǎo)體內(nèi)存在著電渦流損耗當(dāng)頻率較高時(shí),忽略磁損耗。能量損耗使傳感器的 Q 值和等效阻抗 Z 降低,因此當(dāng)被測體與傳感器間的

49、距離 d 改變時(shí),傳感器的 Q 值和等效阻抗 Z 、電感 L 均發(fā)生變化,于是把位移量轉(zhuǎn)換成電量。這便是電渦流傳感器的基本原理。電容傳感器 電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)電容式傳感器的類型、測量原理和基本特性三種類型的電容傳感器：變面積型電容傳感器、變極距型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器測量原理和基本特性。第二節(jié) 電容式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路測量轉(zhuǎn)換電路：脈沖寬度調(diào)制電路和FM調(diào)頻電路原理。 電容式傳感器的應(yīng)用 硅微加工加速度傳感器原理、電容式油量表 壓力和流量的測量 壓力的基本概念 大氣壓、差壓、絕對壓力、表壓電容式差壓變送器工作原理流量的基本概念 節(jié)流式流量計(jì)及電容差壓變送器在流量測量中的

50、應(yīng)用差壓節(jié)流式流量計(jì)習(xí)題參考帶答案選擇題1. 在電容傳感器中,若采用調(diào)頻法測量轉(zhuǎn)換電路,則電路中 BA電容和電感均為變量 B電容是變量,電感保持不變C電感是變量,電容保持不變 D電容和電感均保持不變2電容式傳感器測量固體或液體物位時(shí),應(yīng)該選用A.變間隙式.變面積式 C.變介電常數(shù)式 D.空氣介質(zhì)變間隙式填空題1. 電容式傳感器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為變極距型、變介電常數(shù)型和變面積型等三種。2.差壓是指兩個(gè)壓力之差。3. 電容傳感器根據(jù)原理可分為變面積式、變介電常數(shù)式和變極距式 電容傳感器。判斷題1流體經(jīng)過節(jié)流裝置后,流速提高,壓力不變。 更正：流體經(jīng)過節(jié)流裝置后,流速提高,壓力變小。2在電容傳感器中,

51、采用調(diào)頻法測量轉(zhuǎn)換電路,則電路中的電感是變量,電容保持不變。更正：在電容傳感器中,采用調(diào)頻法測量轉(zhuǎn)換電路,則電路中的電容是變量,電感保持不變。 簡答題1.請差壓式流量計(jì)中的節(jié)流裝置的作用是什么？答：在管道中設(shè)置一個(gè)流通面積比管道狹窄的孔板或文丘里噴嘴,使流體經(jīng)過該裝置時(shí),流速提高,根據(jù)伯努利定律,管道中的流體流速越高,壓強(qiáng)越小,流體流過節(jié)流裝置后,壓力力將小于未節(jié)流前的壓力。節(jié)流裝置兩側(cè)的壓差與通過的流量有關(guān),流量越大,壓差越大。2.答：1、電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容變化的一種傳感元件。2、極距變化型電容式傳感器、變面積式電容傳感器、變介電常數(shù)式電容傳感器計(jì)算題1.有一電容

52、測微儀,其傳感器的圓形板極半徑r=5mm,開始初始間隙 =0.3mm,問:工作時(shí),如果傳感器與工件的間隙縮小1m,電容變化量是多少？極板間介質(zhì)為空氣,r1,真空介電常數(shù)08.85410-12F/m2解：初始間隙時(shí),電容。工作時(shí),電容變化量為壓電傳感器 壓電傳感器的工作原理壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)壓電材料的分類及特性 一類是壓電晶體如上述的石英晶體； 另一類是 經(jīng)過極化處理的 壓電陶瓷；第三類是高分子壓電材料。 壓電傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路 1 壓電晶片的連接方式：并聯(lián)和串聯(lián)。2 壓電傳感器的等效電路： 電壓源; 電荷源3 壓電式傳感器的測量電路前置放大器電路：一是用電阻反饋的電壓放大器；另一種是用帶電容板

53、反饋的電荷放大器,其輸出電壓與輸入電荷成正比。由于電荷放大器電路的電纜長度變化的影響不大,幾乎可以忽略不計(jì),故而電荷放大器應(yīng)用日益廣泛。 壓電傳感器的應(yīng)用；用于動(dòng)態(tài)切削力的測量 習(xí)題參考帶答案選擇題1. 動(dòng)態(tài)力傳感器中,為了增大輸出電荷量,兩片壓電片多采用的接法是： B A. 串聯(lián) B.并聯(lián) C. 既串聯(lián)又并聯(lián) D.差動(dòng)連接2. 使用壓電傳感器可測量 C A. 蘋果的重量 B. 橋梁的變形 C. 車刀在切削時(shí)切削力的變化量 D. 工件的厚度填空題1. 當(dāng)晶體薄片受到壓力時(shí),晶格產(chǎn)生變形,表面產(chǎn)生正電荷,電荷Q與所施加的力F成正比 ,這種現(xiàn)象稱為 壓電 效應(yīng) 。2. 壓電傳感器的常用的前置放大器

54、是 電荷放大器 。3. 目前壓電式傳感器的常用的材料有石英晶體、壓電陶瓷和高分子壓電材料等三類4. 壓電式傳感器則利用了一些具有離子型晶體電介質(zhì)的壓電效應(yīng),它測量的最基本的物理量也是力。5.壓電傳感器的壓電晶片上電荷極性與受力 方向有關(guān)。判斷題1壓電逆向效應(yīng)即在電介質(zhì)的極化方向施加交變電場,它會產(chǎn)生機(jī)械變形。當(dāng)去掉外加電場,電介質(zhì)變形隨之消失的現(xiàn)象。2壓電傳感器可用于測量靜態(tài)力。更正：壓電傳感器可用于測量動(dòng)態(tài)力。計(jì)算題1.敏度為100 pC /gg是重力加速度,電荷放大器的靈敏度為20mV/ pC,請計(jì)算當(dāng)輸入5g的加速度時(shí),電荷放大器的輸出電壓U0和此時(shí)電荷放大器的反饋電容Cf。解：第八章

55、霍爾傳感器第一節(jié) 霍爾元件的結(jié)構(gòu)及工作原理 一、霍爾效應(yīng)霍爾電勢的方向與控制電流和磁場方向有關(guān)。二、霍爾元件的主要外特性參數(shù)：輸入電阻Ri和輸出電阻RO、最大激勵(lì)電流IM、靈敏度H、最大磁感應(yīng)強(qiáng)度BM不等位電動(dòng)勢U0、霍爾溫度系數(shù)?；魻栐臏y量誤差和補(bǔ)償零位誤差及補(bǔ)償方法、 溫度誤差及補(bǔ)償 霍爾集成電路線性型和開關(guān)型兩大類線性型霍爾特性、開關(guān)型霍爾集成電路的史密特輸出特性 霍爾傳感器的應(yīng)用 測量磁場強(qiáng)度 、測量位移、霍爾轉(zhuǎn)速表、霍爾式無觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置 、霍爾式無刷電動(dòng)機(jī)、霍爾式接近開關(guān) 、霍爾電流傳感器習(xí)題參考帶答案選擇題1.下列哪一項(xiàng)不能改變霍爾電動(dòng)勢的方向C A只改變控制電流方向

56、B只改變磁場的方向 C同時(shí)改變控制電流和磁場方向 D改變控制電流大小和方向2. 下列屬于四端元件的是 D A. 電阻應(yīng)變片 B. 光敏二極管 C.鉑電阻絲 D. 霍爾元件3.霍爾傳感器選擇以下哪一個(gè)激勵(lì)電流的數(shù)值較為妥當(dāng)？C A5A B 0.1mA C 2mA D 80mA 4. 電動(dòng)自行車的直流電動(dòng)機(jī)的電樞線圈可采用傳感器控制激勵(lì)電流的換向。A熱敏 B.霍爾 C.電感 D.壓電5半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的磁場中,磁場方向垂直于薄片,作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場強(qiáng)度B和激勵(lì)電流I越大,霍爾電勢也就C 。A.等于零 B.越低 C.越高 D.不變填空題1. 霍爾元件中當(dāng)控制電流和磁場方向同時(shí)反向

57、,霍爾電勢大小不變。2. 霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了 減少溫漂 。3. 霍爾元件垂直方向所施加的磁場頻率為K的交變磁場,則霍爾電勢為 交變電動(dòng)勢 。4. 霍爾電勢的方向與控制電流和磁場方向有關(guān)。當(dāng)電流和磁場方向同時(shí)改變,霍爾電勢方向 不變 。判斷題1霍爾集成傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器。2霍爾元件中,當(dāng)只有控制電流方向改變,霍爾電勢方向不變。 更正：霍爾元件中,當(dāng)只有控制電流方向改變,霍爾電勢方向改變。簡答題1什么是霍爾元件的不等位電動(dòng)勢？減少不等位電動(dòng)勢的方法有哪些？答：不等位電動(dòng)勢U0：在額定控制電流I下,不加磁場時(shí)霍爾電極間的空載霍爾電勢。不等位電動(dòng)勢的補(bǔ)償方法有：電橋

58、調(diào)零法,補(bǔ)償電橋法。2什么是霍爾元件的不等位電動(dòng)勢？減少不等位電動(dòng)勢的方法有哪些？答：不等位電動(dòng)勢U0：在額定控制電流I下,不加磁場時(shí)霍爾電極間的空載霍爾電勢。不等位電動(dòng)勢的補(bǔ)償方法有：電橋調(diào)零法,補(bǔ)償電橋法。3試述霍爾效應(yīng)。答：半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的磁場中,磁場方向垂直于薄片,當(dāng)有電流I 流過薄片時(shí),在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢EH,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。計(jì)算題1已知 HZ-4 型霍爾元件的靈敏度KH=26 mV/mA.T ,其元件電阻R0=50 ,將該霍爾元件與阻值為1150 的電阻R串聯(lián),接入電壓為12V的恒壓源供電。如穿過霍爾元件的磁場B=2 T, 方向與元件平面成

59、90 角,、試計(jì)算霍爾電勢UH。若電源電壓變成6V磁場方向與元件平面成60 角,、試再計(jì)算霍爾電勢UH。 UUH霍爾元件R=115012V解：控制電流為：I=12000mv/ =10ma a霍爾電勢為：VH = KH*I*B*COS=26*2*10*1=520 mv b霍爾電勢為：VH = KH*I*B*COS30=26*2*5*0.5=130 mv 2HZ-4 型霍爾元件的靈敏度KH=13 mV/mA.T其元件電阻R0=50 ,將該霍爾元件與阻值為50的電阻RC串聯(lián),再與阻值為400的電阻RB并聯(lián)后,接入電流為20mA的恒流源供電的電路。如圖所示。如穿過霍爾元件的磁場 B=2 T,方向與元件

60、平面成90 角試計(jì)算霍爾電勢UH；若由于溫度的影響假設(shè)元件電阻變?yōu)镽0=60,試再計(jì)算霍爾電勢 UH。 RBRBI霍爾元件RCUH解：控制電流為：Ik=20*400/=16 mA a霍爾電勢為：VH = KH* Ik *B*COS=13*2*16*1=416 mv Ik=20*400/=15.69 mA 霍爾電勢為：VH = KH* Ik *B*COS=13*2*15.69*1=407.9 mv 熱電偶傳感器 溫度測量的基本概念溫度 ：溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高,表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。 熱電偶的工作原理 一、熱電效應(yīng)二、產(chǎn)生熱電勢的微觀解釋1、接觸電勢、溫