傳感器原理與應(yīng)用試題答案

傳感器原理與應(yīng)用試題答案（一）

一填空（在下列括號(hào)中填入實(shí)適當(dāng)?shù)脑~匯，使其原理成立5分）

1.用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的電荷與作用在晶面上的壓

強(qiáng)成正比，而與晶片幾何尺寸和面積無關(guān)。

2.把被測(cè)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(jí)繞組都用同名端反向形式連接，所以又叫差動(dòng)變壓器式

傳感器。

3.閉磁路變隙式電感傳感器工作時(shí)，銜鐵與被測(cè)物體連接。當(dāng)被測(cè)物體移動(dòng)時(shí),

引起磁路中氣隙尺寸發(fā)生相對(duì)變化，從而導(dǎo)致圈磁阻的變化。

4.電阻應(yīng)變片是將被測(cè)試件上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成生邂的傳感元件。

5.影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K。的主要因素是導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):每填一個(gè)空,25分,意思相近2分。

二選擇題（在選擇中挑選合適的答案，使其題意完善每題4分）

1.電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（A.B.D）。

A.差動(dòng)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)償電路法

2.電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多的是（B）o

A.60QB.120QC.200QD.350Q

3.通常用應(yīng)變式傳感器測(cè)量（BCD）。

A.溫度B.速度C.加速度D.壓力

4.當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時(shí)，將引起傳感器的(BQ)。

A.靈敏度增加B.靈敏度減小

C.非統(tǒng)性誤差增加D,非線性誤差減小

5.在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于(BD)o

A.外光電效應(yīng)B.內(nèi)光電效應(yīng)

C.光電發(fā)射D.光導(dǎo)效應(yīng)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):3\4\5題回答對(duì)一個(gè)2分,1題(ABD)回答對(duì)一個(gè)2分,兩個(gè)3

分,2題(B)不對(duì)沒有得分。

三、回答下列問題(每題5分，答出原理3分，說明2分)

1.為什么1/2橋能提高靈敏度，減小非線性；利用橋路中相鄰臂電阻變化相反，

對(duì)鄰臂電阻變化相同的特點(diǎn)，將兩個(gè)工作應(yīng)變片接入電橋的相鄰臂，并使它們

一個(gè)受拉,另一個(gè)受壓,如圖所示，稱為半橋差動(dòng)電橋，半橋差動(dòng)電橋電路的

輸出電壓為

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

說明出劃線部分的重點(diǎn)意思得1?5分,回答完整2分

寫出平衡條件：1分

設(shè)平衡時(shí)R產(chǎn)&=凡=凡=&

又則

得證結(jié)論:2分

(a)半橋爰動(dòng)；(b)全播差動(dòng)

小上空

L2R

可知半橋差動(dòng)電路不僅沒有非線

性誤差，而且電壓靈敏度也比單一

應(yīng)變片工作時(shí)提高了一倍。

2何謂壓阻效應(yīng)：固體受到力的作用后，其電阻率（或電阻）就要發(fā)生變化，這

A/?MA/廠八△、

種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。下=如+丁+A2〃7=祗+（1+2〃）￡=的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

KII-------------------

說明2分

愛送式3分

3.中間導(dǎo)體定

律?EABC（7,4）=EAB（7）-EAB（4）=EAB（T4）

由導(dǎo)體A、B組成的熱電偶，當(dāng)插入第三種導(dǎo)體時(shí)，只要該導(dǎo)體兩端的溫度相同，

插入導(dǎo)體C后對(duì)回路總的熱電勢(shì)無影響。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

說明3分

表達(dá)式2分

4.周邊固支；壓力均布；小撓度。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):回答三條滿分,一條2分,兩條4分,三條5分

5.電壓放大器：適合高頻量測(cè)量，更換導(dǎo)線靈敏度要重新標(biāo)定。

電荷放大器：適合高低頻量測(cè)量，靈敏度與導(dǎo)線長度無關(guān)，只與反饋電容有關(guān)。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

（說明:意思相近4分。若答電壓放大器放大電壓,電荷放大器放大電荷不得

分0）

四、作圖并說明以下問題（每題6分作圖3分，說明3分）

1

通常沿機(jī)械軸方向的力作用下產(chǎn)生電荷的

XX

壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”，

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

說明3分

作圖3分注意圖與說明一致

2.

當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí),,初級(jí)線圈中產(chǎn)生交變磁通Z和%在次

級(jí)線圈中便產(chǎn)生交流感應(yīng)電勢(shì)。由于兩邊氣隙相等，磁阻相等，所以次

級(jí)線圈中感應(yīng)出的電勢(shì)由于次級(jí)是按電勢(shì)反相連接的，結(jié)果輸出電壓

￡4=0o當(dāng)銜鐵偏離中間位置時(shí)，兩邊氣隙不等（即件幻，次級(jí)線圈中感應(yīng)的

電勢(shì)不再相等（即/r儂），便有電壓心輸出。心的大小及相位取決于銜鐵的

位移大小和方向

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

說明3分

作圖3分

3.

霍爾電勢(shì)：

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

表達(dá)式3分,作圖3分,看磁場(chǎng)的在磁通量B

T的表示符號(hào)與杳,在,個(gè)別符號(hào)沒有表示

的適當(dāng)減1分,磁通量Bf的表示符號(hào)不在的,不得分。

4.當(dāng)線圈通入交變電流/時(shí)，在線圈的周圍

產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)處于該〃磁場(chǎng)中的金屬體

上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并形成渦流。金屬體上流動(dòng)的電渦流也將產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)

“2,82與方向相反，對(duì)線圈磁場(chǎng)M起抵消作用，從而引起線圈等效阻抗Z

或等效電感L或品質(zhì)因數(shù)相應(yīng)變化。金屬體上的電渦流越大，這些參數(shù)的變化

亦越大。根據(jù)其等效電路，列出電路方程

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

回路方程寫出3分

作圖3分

5光纖位移傳感器的工作原理

1、光纖位移傳