傳感器習題集講解

一、單項選擇l、壓電式傳感器目前主要用于測量(B)靜態(tài)的力或壓力 B.動態(tài)的力或壓力 C.速度2、銅電阻測溫線性好、價廉，其測溫范圍為 (C)-50~50 B.0~100C.-50~150 D.-100~1003、應變片絕緣電阻是指已粘貼的應變片的 (B )之間的電阻值。A、覆蓋片與被測試件 B.引線與被測試件C.基片與被測試件 D.敏感柵與被測試件4、變間隙式電容傳感器的在工作范圍內，電容變化量與極板間距離變化量之間的關系是 (A)A.近似正比關系B.反比關系C.無法確定D.二階關系5、 通常用熱敏電阻測量(C)A.電阻 B.扭矩 C.溫度 D:壓力6、在光的作用下，物體內的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫 (D)。A.聲光效應 B.壓電效應C.磁電效應 D.外光電效應7、固態(tài)壓敏電阻在某一方向上承受應力時，它的電阻值發(fā)生顯著變化，這是由哪些方面因素發(fā)生顯著變化而引起的(A)A.電阻率 B.幾何尺寸C.晶面上電荷 D.極化電荷8、 Xl、X2 Xn 為測量值，指出下列哪個式子表示殘差(B)A、Vi=Xi-真值B、Vi=Xi一算術平均值C、Vi=Xj一指示值9、 轉子流量計錐形管必須(B)A.上小下大 B.上大下小C.上下一致TOC\o"1-5"\h\z10、 壓電傳感器的信號處理有電荷放大器、電壓放大器，二者在應用方面最主要區(qū)別是( B)A.阻抗變換能力 B.電纜線長度變化影響記入與否C.輸出電壓與輸入電壓 D.以上講法都不對11、電阻應變片的初始電阻有多種，其中用得最多的是 (B)A.60B.120C.200D.24012、差動變壓器式傳感器的結構形式很多，其中應用最多的是 (C)A.變間隙式 B.變面積式C.螺線管式13、 霍爾效應中，霍爾電勢與(A)A.霍爾常數(shù)成正比 B.霍爾常數(shù)成反比 C.霍爾元件的厚度成正比14、在工程技術中，通常用電容式傳感器測量 (C)A.電壓B.磁場強度C.位移D.溫度15、 轉子流量計安裝時，必須(A)安裝A.垂直 B.水平 C.30傾斜 D.45傾斜17、把光電池當作傳感器時，應把它看作( B)。A.電壓源B.電流源C.電阻器18、 壓電式傳感器的工作原理是基于(D)。A.應變效應B.電磁效應C.光電效應D.壓電效應19、對于一個線性儀表，其線性度為( C)A.100%B.等于零C.不等于零的常數(shù) D.與輸入量呈線性關系TOC\o"1-5"\h\z20、 熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件是（ B）A.兩熱電極材料相同 B.兩熱電極材料不同C.兩熱電極的兩端尺寸相同 D.兩熱電極的兩端尺寸不同21、轉子流量計使用時，流體流入方向為 （C）A.自上而下B.水平流入c.自下而上22、電渦流傳感器的工作原理是基于 （B）。A.應變效應B.電磁效應 C.光電效應D.壓電效應23、用熱電阻測溫時，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的是 （B）接線方便減小引線電阻變化產(chǎn)生的測量誤差減小橋路中其它電阻對熱電阻的影響減小橋路中電源對熱電阻的影響24、光敏電阻的性能好，靈敏度高，是指給定工作電壓下 （A）A.暗電阻與亮電阻差值大 B.亮電阻大C.暗電阻與亮電阻差值小 D.暗電阻大25、電阻應變片的線路溫度補償方法中有（ A）差動電橋補償法補償線圈補償法恒流源溫度補償電路法無法進行溫度補償26、 反射式電渦流傳感器激磁線圈的電源是（ C）A.直流 B.工頻交流C.高頻交流 D.以上都不對27、單線圈螺線管式電感傳感器廣泛應用于測量（ C）A.大量程角位移 B.小量程角位移C.大量程直線位移 D.小量程直線位移二、填空1、檢測儀表中常用測試方法有 直接比較測量法、微差法和零位法。2、霍爾傳感器的霍爾電勢UH為KhIB若改變J_或_B_就能得到變化的霍爾電勢。3、光電式傳感器主要用于測量 轉速、工件尺寸、位移、壓力、工件表面質量 。4、電容式傳感器中，變間隙式一般用來測量 微小的位移。5、傳感器靜態(tài)特性主要技術指標有： 靈敏度、精確度 、測量范圍與量程和線性度。6、正態(tài)分布隨機誤差具有如下性質 單峰性—、 、_有界性_和抵償性。7、電容式傳感器的三種工作方式是 變間隙式、變面積式、和變介電常數(shù)式。8、 常見的旋轉式變阻器和滑線式變阻器，可作為 線位移和角位移測量的電阻式感器。9、絕對誤差是測量值減 約定真值 ，某次殘差是某次測量值減 算術平均值 10、引用誤差的定義為 最大絕對誤差除以測量范圍的百分數(shù)11、傳感器變換的被測量的數(shù)值處在 恒定或緩慢變化 時，傳感器輸出與輸入的關系稱傳感器的靜特性，其主要技術指標有： 靈敏度、精確度、測量范圍與量程和線性

度等。12、硅光電池的光電特性中，光照度與其 短路電流 呈線性關系。13、把被測非電量的變化轉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 差動 形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。14、金屬絲電阻應變片與半導體應變片其工作原理主要區(qū)別在于前者利用 導體形變引起電阻變化_、后者利用 半導體電阻率變化引起電阻變化 。15、霍爾效應的定義是 霍爾元件置于磁場中，元件二端通以電流，其垂直方向二端有霍爾電勢輸出。16、傳感器的基本特性通常用其 靜態(tài)特性和動態(tài) 特性來描述。。17、壓電式傳感器具有體積小、結構簡單等優(yōu)點，但不適宜測量 頻率太低 的被測量，特別是不能測量 靜態(tài)值。18、電容式傳感器可廣泛應用于測量 位移、角度、振動 、壓力 、力 、 液位等參數(shù) 。19、光纖傳感器具有那些優(yōu)點 靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高溫、體積小、質量輕等優(yōu)點。20、差動電感式傳感器與單線圈電感式傳感器相比 ,線性好靈感度提高 一 倍、測量精度高O21、光纖傳感器可廣泛應用于測量 位移、速度、加速度、壓力、溫度、液位、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等物理量 O22、熱電偶冷端溫度有那些補償方法 補償導線法、計算修正法、冷端恒溫法（冰浴法）和補償電橋法 O空氣介質變間隙式電容傳感器中，提高其靈敏度和減少非線性誤差是矛盾的，為此實際中大都采用差動 式電容傳感器。硒光電池的光譜響應區(qū)段與人類眼睛相近，它的 最大靈敏度 波長與人類正常視覺也相近，因而應用較廣。25.霍爾元件是N型半導體制成的扁平長方體，扁平邊緣的兩對側面各引出一對電極。一對叫激勵電極用于引入 25.霍爾元件是N型半導體制成的扁平長方體，扁平邊緣的兩對側面各引出一對電極。一對叫激勵電極用于引入 激勵電流 ；另一對叫霍爾電極，用于引出 霍爾電勢 。26.光敏二極管的結構與普通二級管類似。它是在27.氣敏電阻的材料不是通常的硅或鍺材料，而是壓電式傳感器的工作原理是基于某些電介質材料的傳感器。自感式電感傳感器是將被測量的變化轉換為反_向電壓下工作的。金屬氧化物壓電效應材料。O它是典型的有源自感量L 的變化。差動變壓器是將被測量的變化轉換為 互感量M的變化。差動變壓器主要優(yōu)點是 輸出幅度大、線性好。傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標準條件下，輸出 變化量與輸入變化量 的比值。對線性傳感器來說，其靈敏度是 常數(shù)。用熱電阻測溫時，它在橋路中有不同的接法。工業(yè)測量中通常采用 三線 制接法。對于高頻反射式電渦流傳感器來說，為了使其具有較高的 靈敏度 度，不產(chǎn)生電渦流的透射損耗，要求被測特必須達到一定的 厚度。電容式傳感器中，變介電常數(shù)式多用于 液位或片狀材料厚度 的測量。三、簡答題1、圖示為四種電容式傳感器結構示意圖， a,b動片上下移動，c,d動片旋轉移動,試分別寫出其名稱：

a變間隙式b差動變間隙式c變面積式2.簡述電渦流傳感器工作原理及其主要用途解：利用金屬置于變化的磁場或在磁場中運動，金屬表面會產(chǎn)生電渦流，從而檢測被測參數(shù)變化。主要用途一一可測位移、振幅、厚度、轉速、金屬探傷等3、圖示為霍爾式壓力傳感器原理，試分析其工作原理，霍爾電勢（UhKh2.簡述電渦流傳感器工作原理及其主要用途解：利用金屬置于變化的磁場或在磁場中運動，金屬表面會產(chǎn)生電渦流，從而檢測被測參數(shù)變化。主要用途一一可測位移、振幅、厚度、轉速、金屬探傷等3、圖示為霍爾式壓力傳感器原理，試分析其工作原理，霍爾電勢（UhKhIB）與壓力P的關系。彈簧管將輸入壓力 P轉變?yōu)槲灰芚=KP?P而霍爾元件在均勻梯度磁場中移動b=kx這樣霍爾電勢UhKhIBKhIKbKpP即測出uh即可知pKP熱電偶測溫時，為什么冷端溫度要補償，常用有哪幾種冷端溫度補償方法。答：消除冷端溫度變化和不為零度給測量帶來的誤差。常用補償辦法有補償導線（延長導線）、恒溫法、計算修正法、補償電橋法5、圖示為熱電偶冷端補償電橋， 試分析其工作原理（冷端溫度變化時，橋路怎么實現(xiàn)補償）參考答案要點：當冷端溫度變化，若增加時，則

Rcu會增加，使Uba增加。這樣總的EAB基本不變。Eab（txto）會減小而補償電橋中6.熱電阻傳感器在工業(yè)生產(chǎn)應用時，常用幾線制接線方式，這是什么原因？答：用三線制 兩根引線電阻分別接入測量電橋相鄰兩臂可避免引線電阻 r受環(huán)境影響而引起輸出變化（引入測量誤差）7?光電傳感器可以測量哪些物理量？（寫出五種以上）答：轉速、工件尺寸、位移、壓力、工件表面質量、檢測溶液濃度等簡述霍爾傳感器的工作原理及其四種主要用途。答：在霍爾元件的平面法線方向施加磁感應強度 B,經(jīng)有控制電流引線通入控制電流 I，則由于洛侖茲力的作用，兩個霍爾電極上出現(xiàn)相反極性載流子的積累，從而在霍爾電勢輸出引線之間產(chǎn)生霍爾電勢UH，LHKJB。試問光纖傳感器具有哪些優(yōu)點？（寫出四個以上） ，可廣泛應用檢測哪些物理參數(shù)（寫出四個以上）。答：光纖傳感器具有靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高溫、體積小、質量輕等優(yōu)點。它可用于位移、速度、加速度、壓力、溫度、液位、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等物理量的測量。圖示為傳感器流量計示意圖，試分析其工作原理。流體由下而上通過錐形管時，若作用于浮子上升力大于浸沒在浮子的質量，浮子便會上升，浮子與錐形器的間隙會增大，介質流速會下降，作用于浮子的上升力會逐漸減少，直到上升力與浸在介質中浮子的質量相同時，浮子穩(wěn)定在某一高度，讀出相應刻度，便可知流量值12、圖示為雙金屬電接點傳感器，圖（ a）為正常工作，圖（b）為過電流時融點斷開，試分析該傳感器工作原理及如何應用?？捎米鞅溥^電流保護。 電熱絲與被保護的冰箱壓縮機相連， 當壓縮機電流過大，電熱絲對雙金屬片加熱，若大電流維持，熱量使雙金屬片由中央凸起變?yōu)橹醒氚枷轄?，觸點斷開，保護壓縮機。試分析其工作原理。（在清潔空氣和有害氣體中氣敏傳感13、圖示為氣敏傳感器的原理圖,器阻值怎么變化，輸出又怎么變化）

試分析其工作原理。（在清潔空氣和有害氣體中氣敏傳感清潔空氣中，氣敏傳感器阻值較高則 Rab+Ri與分壓輸出低電平。當有害氣體進入氣敏傳感器，使其阻值迅速下降，則輸出變?yōu)楦唠娖健］敵鲭姷碗娖阶優(yōu)楦唠娖骄涂煽貧馀棚L扇打開，并發(fā)出聲光報警。如圖，是帶有等位環(huán)的平板電容器結構原理圖，請問年均電場I f年均電場I f 1ttrtS1■"1等位環(huán)的作用是什么?四、計算題1.現(xiàn)對一個量程為60MPa,壓力表進行校準，測得數(shù)據(jù)如下。儀表刻度值/MPa0102030405060標準儀表示值/MPa0.09.820.130.340.450.260.1絕對誤差/MPa00.2-0.1-0.3-0.4-0.2-0.1修正值/MPa0-0.20.10.30.40.20.1試將各校準點的絕對誤差和修正值填入上表中，并確定該壓力表的精度等級。0460100%067%解：最大絕對誤差為0460100%067%取絕對值，該壓力表精度等級為1級.2?被測對象溫度為200C左右，現(xiàn)有以下幾種規(guī)格的溫度計，試從提高測量精度的角度出發(fā),應選哪一種溫度計，為什么？A表量程0~300C精度等級1.5級B表量程0~400C精度等級1.5級C表量程0~500C精度等級1.0級解：A表 △A=300X±1.5%=±4.5C△B=400X±1.5%=±6°C△C=500X±1.0%=±5C

3.電容測微儀的電容器極板面積 A=28cm2,間隙d=1.1mm,相對介電常數(shù)&r=1,&0=8.84X10-12F/m求：(1)電容器電容量(2)若間隙減少0.12mm，電容量又為多少？解：(1)C0 0rA/d8.8410122810解：(1)C0 0rA/d=22.51012f=18.84101228104/1.10.12103=25.26X0-12F0.03mm。4.電容傳感器初始極板間隙 d0=1.2mm,電容量為117.1PF0.03mm。求：(1)這測微儀測得電容量為多少？96PF,則極(96PF,則極(1)Cx=Co1ddo117.1詈120PF(2)Co(1)Cx=Co1ddo117.1詈120PF(2)Co從117.1t96???間隙增加了Cx196Co(1—)117.1d(1舟)1.21.2(1-9^) 0.216mm117.1即間隙增加了0.216mm5.電容傳感器初始極板間隙 d0=1.5mm,外力作用使極板間隙減少 0.03mm,并測得電容量為180PF。求：(1)初始電容量為多少？170PF,則(170PF,則(1)Cx=C0 C C01 -d0

CoCCoCx-003176.47PF1.5(2)176.47f170 ???間隙增加了CX1 C0 CCo(1丁)Co CCo Cx1dod -Co?間隙增加了o.o55mm176.4717。1.5176.47o.o55mm6.電容測微儀的電容器極板面積A=32cm2，間隙d=1.2mm6.電容測微儀的電容器極板面積8.851o12F/m求：（1）電容器電容量（2）若間隙減少o.15mm,電容量又為多少?解：（1）電容器電容量CoorA8.851o121321od 1.21o3412-23.571o12CoorA8.851o121321od 1.21o3412-23.571o1223.57PFCx0rA8.851012132104dd(1.20.15)103或另解：（2）間隙減少后電容量為 Cx26.941o12 26.94PFCo23.57整26.94PF1.2o.157.電容傳感器的初始間隙， do容量為12oP，則電容初始值為多少？2mm在被測量的作用下間隙減少了5oom,此時電解：已知do=2mm△d=o.5mmCx=120p因為Cx=EA/(do-△d)所以EA=Cx(do-△d)=120(2-0.5)=180Co=EA/do=180/2=90pf解2因:cC0—0現(xiàn)為電容量cx c0現(xiàn)為電容量cx c0C0——0CoCo1一120PF0c0理96PF2R2、RiRi8.在荷重傳感器縱橫方向上貼有金屬電阻絲應變片而R3、R4為一般電阻，當傳感器不承載時電橋平衡,R2 R3120.7解.u0Ri和R4，R2120,119.7E6V，試計算在額定荷重時，此時電橋輸出電壓u