传感器期末复习

1、传感器期末复习一.单选题。1 .电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转换为（C）或电流的输出变化。2 A.电阻B.电容C.电压D.电荷.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的（B）A.应变效应B.压阻效应C.压电效应D.压磁效应.电阻应变片传感器是利用金属的（A）将被测机械量转换成（）。3 A.电阻应变效应电阻变化B.压电效应电压变化C.热电效应电流变化D.热阻效应电阻变化.压阻式传感器和应变式传感器相比，工作原理类似，以下说法正确的是（B）。5 A.两者都主要依靠改变电阻率和截面积而改变阻值大小B.前者主要依靠改变电阻率改变阻值大小，后者主要依靠变形改变阻值大小C.前者主要依靠变形改变阻

2、值大小，后者主要依靠改变电阻率改变阻值大小D.以上都对.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能应选择（B）测量转换电路。6 A.单臂半桥B.四臂全桥C.双臂半桥.为了提高变极距型电容传感器的灵敏度、线性度和减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用（D）工作方式。A.同步B.异步C.共模输入D.差动.直线位移圆筒电容式传感器外圆筒的孔径为D,内圆筒（或圆柱）的直径为d,覆盖长度为L。若外圆筒的孔径变为原来的2倍，要使其灵敏度不便，应做怎样的变化（C）。7 A.L变为原来的2倍B.L变为原来的1/2C.d变为原来的2倍D.d变为原来的1/2.差动电容传感器采用脉冲调宽电路作

3、测量电路时，其输出电压正比于（B）oA.C1CB.（C1-C2）/（C1+C2）C.C1+C2/C1-C2D.C1/C1+C2£2.自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了（C）。11 A.将输出的交流信号转换成直流信号B.提高灵敏度C.使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度D.减小非线性误差A.电容压力传感器B.电感压力传感器C.涡流压力传感器D,压电压力传感器.压电元件的等效电路可以是（C）。12 A.电容和电荷源串联B.电容和电压源并联C.电阻和电压源串联D.电容和电荷源并联.压电传感器的前置放大器的主要作用是（B）。13 A.对传感器的输出信号进行

4、滤波B.把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出C.把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出D.对传感器的输出信号进行解调.压电式加速度传感器是（C）信号的传感器。1.1. A.适于测量直流B.适于测量缓变C.适于测量动态D.适于测量任意阻抗变换的作用是将传感器的（A）。A.高输出阻抗变为低输出阻抗B.低输出阻抗变为高输出阻抗电容C.电压信号变成电流信号输出D.电流信号变成电压输出.某转动轴的径向截面上贴有4块磁钢，利用霍尔元件与转轴上的磁钢接近产生脉冲的方法测量轴的转速。若频率计测得的频率为50Hz,则轴的转速为（C）。15 A.200r/minB.500r/minC.750r/minD.1000r

5、/min.霍尔元件采用恒流源激励是为了（B）。16 A.提高霍尔灵敏度系数KHB.克服温漂C.减少不等位电势D.提高霍尔输出电压UH.热电偶热电动势的大小与两种金属材料及热端与冷端之间的（B）有关。17 A.温度和B.温度差C.平均温度D.最高温度.电偶式温度传感器的T端称为工作端，又称（B）。18 A.参考端B.热端C.冷端D.低温端.为了测量多点的平均温度，可以将同一型号的热电偶的同性电极参考端相（B）A.串联B.并联C.可串联或并联D.既串联又并联.热电偶中产生热电势的条件是（B）。A.两热电极两端材料相同，温度不同B.两热电极两端材料，温度都不同C.两热电极两端材料不同，温度相同D.两

6、热电极两端材料，温度都相同二.填空题。2 .通常传感器由（敏感元件）、（转换元件）和（转换电路）组成.金属丝在外力作用下发生机械变形时，它的电阻值将发生变化，这种现象称为（电阻应变效应）；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称为（压阻效应）；直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为（横向效应）。3 .在直流电桥中，电桥输出灵敏度最高的接法是（差动接法）。.将电桥接成差动方式可以提高（灵敏度），改善（非线性），实现（温度）补偿。为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在（相邻）桥臂上。.电容式检测元件按被测量所改变电容器

7、的参数可分为：（变极距式）、（变面积式）、和（变介电式）三种。4 .如果一个极距变化型的电容传感器的极距由1师变化到10g,电容量由1/变为（0.1gF）。5 .变极距型电容位移传感器只有在（小位移）测量时，其灵敏度才为常数。6 .为了提高自感式传感器特性的线性度和灵敏度，实用中大都采用（差动）式。.利用差动变压器式位移传感器进行测量时，为了辨别输入位移的方向，处理电路中必须有（相敏检波环节）。7 .电感式传感器也称为（变磁阻式）传感器，它是利用（电磁感应）原理将被测物理量转换成线圈（自感系数）和（互感系数）的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。8 .差动变压

8、器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出不为零，这个不为零的电压称为（零点残余电压）；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向或正负可采用（相敏检波电路）。.磁电式传感器是利用（电磁感应定律）将被测量转变成（感应电动势）输出而进行测量的一种传感器。它的工作不需要供电电源，而是直接从被测物体吸取（机械）能量并转换成（电）信号输出，是一种典型的有源传感器。9 .当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（压电效应）。10 .当测量缓慢变化信号或测量以电荷输出的场合时，可以将两个压电元件进行

9、（串联使用）。11 .压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度改变，测量系统的（输出电压）也发生变化。压电式传感器在使用（电荷）放大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。12 .压电传感器输出可以是（电压）信号，也可以是（电荷）信号，因此前置放大器有两种形式：（电压放大器）和（电荷放大器）。其作用一是（把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗）；二是（放大传感器输出的微弱信号）。13 .某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生（极化）现象，同时在它的两个表面上便产生（符号相反）的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。这种现（压电）效应。当作用力方向改变时，电荷的

10、极性也随之改变，把这种（机械能）转换为（电能）的现象，称为“正压电效应"。当在电介质（极化）方向施加电场，这些电介质也会产生（几何变形），这种现象称为“逆压电效应”。.把一导体（或半导体）两端通一控制电流I,在垂直方向施加磁场B,在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动式，这种现象称为（霍尔效应），这个电动势称为（霍尔电势）。14 .霍尔式传感器是一种基于（霍尔效应），将电流、磁场、位移、压力、压差、转速等被测量转换成（电动势）输出的传感器。15 .热电偶式温度传感器的工作原理是基于（热电效应）。16 .在已知两导体组成的热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持引入导体两端的温

11、度相同，则对总电动势无影响，这一结论被称为热电偶的（中间导体）定律。.热电偶所产生的热电势与两个热电极的材料及两个接点的温度有关，由两部分组成：（接触电势）和（温差电势）。三.简答题。1 .传感器通常有几部分组成？它们的作用与相互关系怎样？答：传感器一般由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成。2 .什么是传感器的静态特性、动态特性？答:静态特性是指当传感器的输入量不随时间变化或随时间变化很缓慢时，传感器的输出量与输入量之间的关系特性。动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性。3 .什么叫金属导体应变电阻效应？电阻应变片的基本结构由哪几部分组成？答：金属的应变电阻效应，即金属导体

12、材料在受到外界拉力或压力作用时，产生机械变形，机械变形导致导体材料的阻值变化，这种因形变而使其电阻值发生变化的现象称为金属的应变电阻效应。电阻应变片的基本结构由1敏感栅、2导线、3覆盖层和4基底四个部分组成.4 .电容式传感器有什么主要特点？5 答：优点：（1）温度稳定性好（2）结构简单（3）动态响应好（4）可以实现非接触测量，具有平均效应。缺点：（1）输出阻抗高，负载能力差（2）寄生电容影响大.试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答：（1）不同点：自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。（2）相同点：两者都属于电

13、感式传感器，都可以分为气隙式、截面式和螺管型3种。6 .为什么磁电感应式传感器又叫做速度传感器？怎样用它测量运动位移和加速度？答：根据电磁感应定律，磁电感应式传感器的线圈感应电压与线圈磁通对时间的导数成正比，而实现磁通变化有两种方式：活动衔铁相对磁铁振动或转动，线圈相对磁铁振动或转动。这两种方式的感应电压都与振动或转动的速度成正比，因此磁电感应式传感器又叫速度传感器。.压电式传感器测量电路的作用是什么？其核心是解决什么问题？答：压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出，其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信号。7 .简述霍尔式压力传感器的工作原理。答:

14、工作原理：波登管在压力作用下，其末端产生位移，带动霍尔元件在均匀梯度的磁场中运动。当霍尔元件通入恒定电流时，便产生与被测压力成正比的霍尔电动势，完成压力到电量的变换。8 .比较热电偶与热电阻测温有什么不同？答：热电偶是利用热电效应的原理，即两种不同导体连接成闭合回路，接点分置于不同温度下，回路中就会产生热电动势；热电阻测温是基于热电阻效应的原理，即材料的电阻率随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化来得到温度。四.计算题。1 .某位移传感器，当输入量变化4mm时，输出电压变化2000mV,求其灵敏度。答：K=200mV/4mm=50(mV/mm)。.某测温度系统由钳电阻温度传感器、电桥、放大器

15、和记录仪组成，各自的灵敏度分别为0.4Q/C、0.01V/Q、100(放大彳§数)、0.1cm/V。(1)求该测温系统的总灵敏度。(2)求记录仪笔尖移动4cm时所对应的温度变化值。答：设系统总灵敏度为K0,而K1=0.4Q/C,K2=0.01V/Q,K3=100,K4=0.1cm/V则(1)K0=K1K2K3K4=0.4x0.01x100x0.1=0.04(cm/C)(2)由题意知，记录仪笔尖移动Y=4cm,则对应的输入温度变化值为AX=Y/K0=4/K0=4/0.04=100(C).有三台测温仪表，量程均为0s800C,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500c的

16、温度，要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理？答：2.5级时的最大绝对误差值为20C,测量500c时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16C,测量500c时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝又差值为12C,测量500c时的相对误差为2.4%。因此，应该选用1.5级的测温仪器。3 .采用阻值R=120Q灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV,则可采用何种工作方式(设输出阻抗为无穷大)？.一压电式传感器的灵敏度K1=10pC/MPa,连接灵敏度K2=0.008V/pC的电荷放大器，所用的笔式记录仪的灵敏度K3=25mm/V,当压力变化p=8MPa时，记录笔在记录纸上的偏移为多少？解：记录笔在记录纸上的偏移为:S=10x0.008x25x8=16mm12个磁钢，频率计读出输出电动势的频率为6.利用霍尔式转速传感器测量轴的转速，在轴的径向装有f=60Hz,试求：(1)被测轴的转速n；(2)若频率计的计数误