传感器试卷及答案1

1、传感器原理与应用试题答案（一） 一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成 立 5分） 1. 用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的 电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片 几何尺寸 和面积无关。 2. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式 传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都 用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感 3. 闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体 连接。当被测物体移动时，引起磁路中气隙 尺寸发生相 对变化，从而导致圈 磁阻的变化。 4. 电阻应变片是将被测试件上的 应变转换成电阻的传 感元件。 5. 影响金属导电材料应变灵敏系数

2、K。的主要因素是导 电材料几何尺寸的变化。 评分标准：每填一个空，分，意思相近2分。 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每 题 4 分） 1电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。 A. 差动电桥补偿法 B. 补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C. 补偿线圈补偿法 D. 恒流源温度补偿电路法 2电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多 的是（ B）。 A. 60Q B. 120QC. 200Q D. 350Q 3. 通常用应变式传感器测量（ BCD） A.温度 B.速度C.加速度 D.压力 4. 当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离 时，将引起传感器的（ B,D）。 d 增加 A.

3、 灵敏度增加 B. 灵敏度减小 C. 非统性误差增加D.非线性误差减小 5 .在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于 （BD）。 A.外光电效应B.内光电效应 C.光电发射D.光导效应 评分标准：345题回答对一个2分，1题（）回答对 一个2分，两个3分，2题（B）不对没有得分。 三、回答下列问题（每题 5分，答出原理3分，说明2 分） 1.为什么1/2桥能提高灵敏度，减小非线性；利用桥路 中相邻臂电阻变化相反，对邻臂电阻变化相同的特点， 将两个工作应变片接入电桥的相邻臂，并使它们一个受 拉，另一个受压，如图所示，称为半桥差动电桥，半桥 差动电桥电路的输出电压为 评分标准： 说明出划线部分

4、的重点意思得分，回答完整2分 Ri Ri R3 写出平衡条件：1分 设平衡时 Ri = R2=R3=R4二R, 又厶Ri=A R2 = r则 得证结论：2分 Ul Ue R 2 R 可知半桥差动电路不仅没 有非线性误差，而且电压灵 敏度也比单一应变片工作 (a)半桥差动；(b)全桥差动 时提高了一倍 2何谓压阻效应：固体受到力的作用后，其电阻率(或 由导体A、B组成的热电偶，当插入第三种导体时，只 要该导体两端的温度相同，插入导体 C后对回路总的热 电势无影响。 电阻)就要发生变化， 这种现象称为压阻效应 2 - RI I 说明2分 表达式3分 3. 中间导体定 E (1 2 ) 评分标准：

5、律.eabcT,T0 eab T eab T0eab T，To 评分标准： 说明3分 表达式2分 4. 周边固支；压力均布；小挠度。 评分标准：回答三条满分，一条2分，两条4分，三条 5分 5. 电压放大器：适合高频量测量，更换导线灵敏度要 重新标定。 电荷放大器：适合高低频量测量，灵敏度与导线长度无 关，只与反馈电容有关。 评分标准： （说明：意思相近4分。若答电压放大器放大电压，电 荷放大器放大电荷不得分。） 四、作图并说明以下问题（每题6分作图3分，说明3 分） 通常沿机械轴方向的力作用下 电荷的压电效应称为“横- 产生 向 评分标准： Fy + +卜 + + + + + (c) Fy

6、(d) 2. 说明3分 作图3分 注意图与说明一致 当衔铁处于中间位置时， 1=2，初级线圈中产生交变磁通1 和2,在次级线圈中便产生交流感 应电势。由于两边气隙相等，磁阻 相等，所以1=2，次级线圈中感应出的电势 e2i = e22，由 于次级是按电势反相连接的，结果输出电压Usc=o。当 衔铁偏离中间位置时，两边气隙不等（即1工2）,次级线 圈中感应的电势不再相等（即 e2i工e22）,便有电压Usc 输出。Use的大小及相位取决于衔铁的位移大小和方向 评分标准： 说明3分 作图3分 3. 霍尔电势: Uh IB 达式3 作图3 分，看磁场的在磁通量BT的表示符号与否，在，个别 符号没有表示的适当减1分，磁通量Bf的表示符号不 在的，不得分。 4当线圈通入交变电流I 时，在线圈的周围产生一交 变磁场Hi，处于该磁场中的 金属体上产生感应电动势， 并形成涡流。金属体上流动的电涡流也将产生相应的磁 场H2，H2与Hi方向相反，对线圈磁场Hi起抵消作用， 从而引起线圈等效阻抗 Z或等效电感L或品质因数相应 变化。金属体上的电涡流越大，这些参数的变化亦越大。 根据其等效电路，列出电路方程 R1I1 j L1I1 j MI2 U j MI1 R2I2 j L2I2 0 评分标准： 回路方程写出3分 作图3分 5光纤位移传感器的工作原理 1、光纤位