傳感器 課后題及答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳感器課后題及答案第1章傳感器特性

1．什么是傳感器？（傳感器定義）

2．傳感器由哪幾個部分組成？分別起到什么作用？3.傳感器特性在檢測系統(tǒng)中起到什么作用？4．解釋以下名詞術(shù)語：

1)敏感元件;2)傳感器;3)信號調(diào)理器;4)變送器。5．傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動態(tài)參數(shù)有那些？應如何選擇？

6．某傳感器精度為2%FS，滿度值50mv，求出現(xiàn)的最大誤差。當傳感器使用在滿刻度值1/2和1/8時計算可能產(chǎn)生的百分誤差，并說出結(jié)論。

7．一只傳感器作二階振蕩系統(tǒng)處理，固有頻率f0=800Hz，阻尼比ε=0.14，用它測量頻率為400的正弦外力，幅植比ε=0.7時，

，

又為多少？

，相角

各為多少？

8．某二階傳感器固有頻率f0=10KHz，阻尼比ε=0.1若幅度誤差小于3%，試求：決定此傳感器的工作頻率。

9.某位移傳感器，在輸入量變化5mm時，輸出電壓變化為300mV,求其靈敏度。10.某測量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系統(tǒng)的總的靈敏度。11．測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度；b)用C語言編制程序在微機上實現(xiàn)。

12．某溫度傳感器為時間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，當傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出溫差的1/3和1/2所需的時間。

13．某傳感器為一階系統(tǒng)，當受階躍函數(shù)作用時，在t=0時，輸出為10mV;t→∞時，輸出為100mV;在t=5s時，輸出為50mV,試求該傳感器的時間常數(shù)。14．某一階壓力傳感器的時間常數(shù)為0.5s,若階躍壓力從25MPa,試求二倍時間常數(shù)的壓力和2s后的壓力。

15．某壓力傳感器屬于二階系統(tǒng)，其固有頻率為1000Hz,阻尼比為臨界值的50%,當500Hz的簡諧壓力輸入后，試求其幅值誤差和相位滯后。16.已知某壓力傳感器的測定范圍為0～10000Pa，輸入特性表示為：y=10(x-0.00007x2+2000)請問這種傳感器能使用嗎？

17.某CO2氣體傳感器在20。C，濃度范圍為0～100ppm時的輸入特性表示為Rx=x+250(kΩ),用差動法回復以下問題（其中R1=10MΩ,E=2V）:⑴利用最簡單的電阻-電壓變換電路，繪出X，V0的關(guān)系圖。

⑵利用電橋進行電阻-電壓變換電路，繪出20。C時X，V0的關(guān)系圖。另外，當30。C時，Rx=x+500(kΩ)，在同一張圖上再加上X，V0的關(guān)系圖，然后進行比較。

⑶采用兩個差動法的傳感器電路繪出20。C，30。C時X，V0的關(guān)系，然后與（2）中的圖形進行比較。

18.設阻抗Rs為1kΩ俄信號源與100V的動力線有50m的并行走線距離，靜電感應所產(chǎn)生的噪聲電壓為多少？分布電容設為10pF/m。

第3章電感式傳感器

1.表達變磁阻式傳感器的工作原理。

2.說明差動變壓器（螺線管式）傳感器的結(jié)構(gòu)形式與輸出特性。3.什么是零點剩余電壓，有哪些方法可以進行剩余電壓補償？

4.用差動變壓器進行位移測量時采用那種電路形式可以直接由輸出電壓區(qū)別位移的大小和方向？

5.什么是電渦流效應？電渦流傳感器可以進行哪些非電量參數(shù)測量？分別利用哪些物理量進行檢測，由哪個電參量轉(zhuǎn)換進行電量輸出的？6．差動電感結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點，采用什么電路可有線形輸出？7．電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？8．試分析差動變壓器相敏檢測電路的工作原理。

9．分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？

10．圖所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設鐵心及銜鐵的相對磁導率為104，空氣的相對磁導率為1，真空的磁導率為4π×10-7H﹒m-1,試計算氣隙長度為零及為2mm時的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.

11．簡述電渦流效應及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應用場合。電感：12．問振幅是5V，頻率是1000Hz的正弦波交流的有效值為多少？周期為多少？13.在膜厚傳感器上，厚度l越大，線圈的自感系數(shù)是變大還是變??？第4章電容式傳感器1.電容傳感器有哪些類型？

2.表達電容傳感器的工作原理，輸出特性。

3.為什么電感式和電容式傳感器的結(jié)構(gòu)多采用差動形式，差動結(jié)構(gòu)形式的特點是什么？4.電容傳感器的測量電路有哪些？表達二極管雙T型交流電橋工作原理。5.說明P100圖5-17差動式電容壓力傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理。

6.P90圖5-6，已知變面積型電容傳感器的兩極板間距離為d=10mm;ε=50μF/m;兩極板幾何尺寸一樣為30mm*20mm*5mm（長*寬*厚）;在外力作用下動極板在原位置向外移動10mm（寬）；試求ΔC=？。7．差動式電容測厚傳感器系統(tǒng)的工作原理？

8．如圖：電容傳感器的雙T電橋測量電路，已知R1=R2=R=40K，RL=20K，

E=10V，f=1MHz，C1=10pF，C1=1Pf。求UL的表達試，帶入?yún)?shù)求UL的值。

9．推導差動式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。

10．根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？

11．有一個直徑為2m、高5m的鐵桶，往桶內(nèi)連續(xù)注水，當注水數(shù)量達到桶容量的80%時就應當中止，試分析用應變片式或電容式傳感器系統(tǒng)來解決該問題的途徑和方法。12．總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點，主要應用場合以及使用中應注意的問題。

13．試推導圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。設真空的介電系數(shù)為ε0,ε2＞ε1，以及極板寬度為W。其他參數(shù)如圖F1-8所示。

14.在上題中，設δ=d=1mm，極板為正方形（邊長50mm）。ε1=1,ε2=4試在x=0到50mm范圍內(nèi)，輸出磁位移傳感器的特性曲線，并給以適當說明。

15.簡述電容式傳感器用差動脈沖調(diào)寬電路的工作原理及特點

第5章磁電式傳感器

1.為什么說磁電感應式傳感器是一種有源傳感器？2.變磁阻式傳感器有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？可以檢測哪些非電量？

3.磁電式傳感器是速度傳感器，它如何通過測量電路獲得相對應的位移和加速度信號？4.什么是霍爾效應？霍爾電勢的大小與方向和哪些因素有關(guān)？影響霍爾電勢的因素有哪些？

5.集成霍爾器件有哪幾種類型？試畫出其輸出特性曲線。

6.有一測量轉(zhuǎn)速裝置，調(diào)制盤上有100對永久磁極，N、S極交替放置，調(diào)制盤由轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)，在磁極上方固定一個霍爾元件，每通過一對磁極霍爾元件產(chǎn)生一個方脈沖送到計數(shù)器。假定t=5min采樣時間內(nèi)，計數(shù)器收到N=15萬個脈沖，求轉(zhuǎn)速n=？轉(zhuǎn)/分。

7.磁敏元件有哪些？（磁敏電阻、磁敏二極管、磁敏晶體管）什么是磁阻效應？簡述磁敏二極管、晶體管工作原理。

8.磁敏電阻與磁敏晶體管有哪些不同？與霍爾元件在本質(zhì)上的區(qū)別是什么？9.磁敏晶體管與普通晶體管的區(qū)別是什么？10．試證明霍爾式位移傳感器的輸出與位移成正比。

11．磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感器主要用于測量哪些物理參數(shù)？

12.霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？13.簡述霍爾效應及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應用場合。

14.發(fā)電機是利用導線在永久磁鐵的磁場中作旋轉(zhuǎn)運動而發(fā)電的。無論負載怎樣消耗這個電能，永久磁鐵不會變?nèi)?，這是什么道理？第6章壓電式傳感器

1.什么是正壓電效應？什么是逆壓電效應？壓電效應有哪些種類？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應用特點是什么？能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？

2.石英晶體X、Y、Z軸的名稱是什么？有哪些特征？

3.簡述壓電陶瓷特性，作為壓電元件比較他與石英晶體有哪些特點？4.說明電壓放大器與電荷放大器的優(yōu)缺點，各自要解決什么問題？

5.用石英晶體加速度計及電荷放大器測量機器振動，已知，加