传感器作业及答案

霍尔传感器填空题霍尔传感器是利用霍尔 效应来进行测量的。通过该效应可测量电流 的变化、磁感应强度的化和电流、磁感应强度的变化。霍尔传感器由半导体 材料制成，金属 和绝缘体不能用作霍尔传感器。当一块半导体薄片置于磁场 中有电流 流过时，电子将受到洛伦兹力 的作用而发生偏转，在导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。选择题常用（b ）制作霍尔传感器的敏感材料。金属 c．塑料下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是（a 。位移量 b．湿度 c．烟雾浓度霍尔传感器基于（ a 。霍尔效应 b．热电效应 d．电磁感应霍尔电动势与（ a,d 。激励电流成正比 b．激励电流成反比c．磁感应强度成反比 d．磁感应强度成正问答题?UH(称为霍尔电势电压这种现象称为霍尔效应。度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。7-15所示，简述液位控制系统的工作原理。7-15液位控制系统的工作原理根据图7-15也升高，磁铁也随之升高，液位越高，磁铁越靠近霍尔传感器，磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强，霍尔集成电路输出的电压就越大，当储液罐的额液位达到最高液位时，电压将达到设定值，电磁阀关闭，使液体无法流入储液罐。如果液位没有达到最高位，开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值，电磁阀不关闭，液体源继续输送液体，直到达到最高液位为止。1温度传感器填空题物质的热电动势或阻值 随 温度 变化的现象称为热电效应，利用这一效应制作的传感器称温度传感器 。热电偶是由 两种不同的材料 制成的主要是利用 受热时两个接点温度 的 不同 产生接触电动势随温度的变化而变化，从而达到测温的目的。热电偶由两种不同的材料 组成回路组成热电偶的检测端称为热电极热电偶所产生的 输出 为热电动势，热电偶能将温度信号转换为 电动势变化 。热电偶中的热电动势是由于相互接触的两个导体两端的 电位差造成的，大小仅与导体材料、结点温度有关。热电阻是基于电阻的热电效应进行温度测量的，热电阻大多由 金属导体 材料制成，随着温度的高其阻值升高 。热敏电阻由半导体 材料制成，有负温度系正温度系数和临界温度系数三种类型对应的温度特性分别为正温度系数热敏电阻的电阻值随着温度的升高而呈阶跃性增高、负温度系数敏电阻的电阻值随着温度的升高而呈阶跃性减小和 临界温度系数热敏电阻的电阻值在超过某一温度后随温度的增加而激剧减小，具有很大的负温度系数。选择题热电偶由（ c ）金属材料制作而成，将温度转化为热电动势。一种 b．两种相同 c．两种不同温度传感器的测量是基于（ a 。热电效应 b．应变效应 c．霍尔效应 d．压电效应热电偶直接输出的是（ b ，所以直接接（ d ）即可。电阻值 b．电压值 c．桥式电路 d．放大电路（4（ c ）的数值越大，热电偶的输出电动势就越大a．热端的温度 b．冷端的温度c．热端和冷端的温差 d．热电极的电导率自由电子的密度 b．接触的温度c．导体的形状 d．导体的尺寸热电阻能将温度转换为（ a 。电阻 b．热电动势

）和（b 。热敏电阻是利用（ b ）材料的电阻率随温度的变化而变化的性质制成的。金属 b．半导体 c．绝缘体热电偶可以测量（ b 。压力 b．温度 c．热电动势 d．电3．问答题什么是热电效应？热电效应。答：相同点：都是测量温度参数不同点：热电偶是将温度的变化转化为电动势输出，而热电阻和热敏电阻则是将温度的变化转化为电阻的变化。(3)简述热电偶能够工作的两个条件是什么？答：a、热电偶必须是由两种性质不同，但符合一定的要求的导体和半导体材料构成。b、热电偶测量端和参考端之2间必须有温差。(4)使用热电偶测温时，为什么要连接补偿导线？时不便于敷设热电偶线。考虑到热电偶参考端所处温度常在100同的温度-热电势关系，可以起到延长热电偶的作用，且价格便宜。所以，在使用热电偶时要连接补偿导线。(5)什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法。6、热电偶测温时什么要进行冷端温度补偿，冷端温度补偿的方法有哪些？答：热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪表，其分度都是指热电偶冷端处在0℃时的电动势，因此在实际测量中，应使冷端保持在0℃，如果冷端不是0℃，则需要用中间温度定律进行补偿。方法：补偿导线法、冰点槽法、计算修正法、调整仪表起始点法、冷端补偿电桥法压电式传感器填空题由于力的作用而使物体表面产生电荷这种效应称为压电效应制成的传感器称为 压电式 感器，一般采用 压电晶体 作为传感器的材料。压电元件是一种 力 敏感元件，可以测量那些最终能转换为 力 的物理量。压电式传感器不能测量静态 的被测的量，更不能测量 零频率的信号 ，现在多用于测量动量 。压电式传感器是基于某些压电 材料的压电效应。压电材料有：石英晶体 、压电陶瓷、 高分子材料 。当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力，作用在压电晶片上，由压电 应，在压电晶片两表面上就电荷 产生。选择题压电晶体表面所产生的电荷密度与（c 。晶体厚度成反比 b．晶体面积成反比 c．作用在晶体上的压力成正比压电片受力的方向与产生电荷的极性（b 。无关 b．有关前置放大电路具有（c ）的功能。放大 b．转换阻抗 c．放大与转换压电式加速度传感器是（d ）信号的传感器。适合测量任意 b．适合测量直流 c．适合测量缓变 d．适合测量交流问答题（1）何为压电效应？大小相等的电荷，且电荷量和所受到压力的大小成正比。外力的方向改变时，电荷的正负极性也随之发生变化。去掉外力，元件又恢复到原来不带电状态，这种现象称为压电效应。3（2）压电式传感器能否用于静态测量？为什么？。试述压电式传感器的工作原理。如下图给出了某种压电元件在各种受力条件下所产生的电荷情况，从图中可以看出，元件表面电荷的极性与受力的方向有关。压电效应把机械能转换为电能。光电传感器填空题光电效应，能将光信号的变化转换为电信号的变化。外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。光敏电阻和光敏晶体管。对射式、反射式2种类型。光电传感器可以检测出所收到的光信号的变化，然后借助光敏元件将光信号的变化转换成电输出到处理器中进行处理以实现控制。负极，光敏二极管的负极接电源正极。选择题光敏电阻的工作基础是（ b ）效应。外光电效应 b．内光电效应 c．光生伏特效应光敏电阻在光照下，阻值（a 。变小 b．变大 c．不变光敏二极管工作在（b ）偏置状态，无光照时（c ，有光照时（d 。正向 b．反向 截止 d．导通光敏三极管与光敏二极管相比，灵敏度（a。高 b．低 c．相同以下元件中，属于光源的有（acde，属于光电元件的有（bfa．发光二极管 b．光敏三极管 c．光电池d．激光二极管 e．红外发射二极管 f．光敏二极管光敏电阻上可以加直流电压，也可以加交流电压。加上电压后，无光照射时，由于光敏电阻的阻值（大（小（小（大称为光电流。根据光电流的大小，即可推算出入射光的强弱。大b．小c．相同在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（b 。外光电效应 b．内光电效应 （8（b ）一般用于光的测量、控制和光电转换。a．发光二极管 b．光敏电阻 c．光电池 d．激光二极管光电式传感器属于（b ）传感器。4a．接触式 b．非接触式问答题（1）光电效应有哪几种？与之对应的光电元件有哪些？答：光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。在光线的作用下，物体的导电性能发生改变的现象称为内光电效应，基于内光电效应的光电元件有光敏电阻和光敏晶体管等；在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。造纸厂经常需要测量纸张的“白度”以提高产品质量，请设计一个自动检测纸张“白度”的仪器，要求如下：a．画出传感器光路图 b．画出转换电路图 c．简要说明工作原理答：如下图所示，当纸的颜色为白色时，光电传感器输出的电信号经电桥、放大后，与给定色质相比较，两者一致，输出电压为零，；当纸张的颜色不够白时，光敏晶体管收到的光信号会发生变化，其输出的电信号也随之变化，经电桥、放大后，与给定色质相比较就有比较电压差输出。10-25所示，说明光电式传感器工作原理。答：该光电传感器属于被测物遮光型，被测物体置于光源（发射器）和光敏晶体管（接收器）之间，光源发出的光经过被测物时，被遮去其中一部分，5应变式电阻传感器填空题电阻也将随之变化，这种现象称为“应变效应金属应变片电阻传感器、半导体应变片电阻传感器两大类。电桥电路有单臂 、双臂和全桥三种接入方式。采用交流电源供电的为交流电桥。金属应变片的工作原理是基于应变效应，而半导体应变片是基于压阻效应。要使直流电桥平衡，必须使直流电桥相对臂的电阻值相等 。应变式传感器的测量电路是把应变片的 变形 转换为 电阻 的变化，以便方便地显示被测量的大小。选择题弹性元件是一种利用（ a ）把感受到的非电量转换为电量的（ c ）元件。a.变形 b.发热 敏感 d.转换应变式电阻传感器是（ a ）测量。a．接触 b．非接触（3应变式电阻传感器的测量电路中（c ）电路的灵敏度最高。a．单臂 b．双臂 桥半导体应变片具有（ a ）等优点。灵敏度高 b．温度稳定性好 c．可靠性强 d．接口电路复杂金属应变片的应变效应是基于（a ）的变化而产生的。几何形状 b．材料的电阻3．问答题什么是电阻的应变效应？答：金属导体在外力的作用下发生机械变形，其电阻值随着机械变形（伸长或缩短）的变化而发生变化，这种现象称为金属的应变效应。应变式电阻称重传感器的工作原理是什么？变片的变形量就越大，变形量转换为电阻值的变化量也就越大，由电桥电路将4个应变片的电阻值的变化量转换为电压输出，电压的大小则反映出物料的重量。?答：当被测物体以加速度a运动时，质量块受到一个与加速度方向相反的惯性力作用，悬臂梁在惯性力作用下产应变在一定的频率范围内与质量块的加速度成正比，通过测量质量块悬臂梁的应变，便可知加速度的大小。2-32所示为应变片式电阻应变片悬梁臂，③是质量快，④是固定端。试分析该传感器的工作原理。答：当质量块上下移动时，将带动悬梁臂自由端上下移动，使悬梁臂产生弹性通过应变片组成的桥式电路，将电阻的变化转换为电压输出，通过测量电压的大小便可知质量块的加速度的大小。图2-32 传感器的结构示意图6电感式传感器填空题电感式接近开关是一种有开关量输出的位置传感器，利用电涡流原理制成，主要用于金属测及判断。选择题（1）通常用电感式传感器测量（c）。a．电压 b．磁场强度c．位移d．压力欲测量极微小位移应选择（a ）电感传感器；希望线性好、测量范围大，应选择（c ）自感传感器。变隙式 b．变面积式 c．螺管式自感式传感器采用差动结构是为了（b a．加长线圈长度，从而增加线性范围b．提高灵敏度，减小测量误差c．降低成本d．增加线圈对衔铁的吸引力电感式接近开关能够检测（a ）的位置。金属物体 b．塑料 c．磁性物体由于电涡流传感器结构简单，又可实现（b ）的测量，因此得到了广泛应用。接触 b．非接触螺管式传感器属于（b ）式，两者仅仅是结构不同而已。变隙 b．变面积电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（c ）的接近程度。人体 b．水 c．黑色金属零件 d．塑料零3．简答题什么是电涡流效应？工作的。简述电感式传感器的应用。径向跳动，并能进行谐波分析、波高波宽分析；电感测微仪可用于微小位移的测量精密。简述电涡流式传感器的应用。可用于机械中的振动与位移、转子与机壳的热膨胀量的长期监测，生产线的在线自动监测与自动控制，科学研究中的多种微小距离与微小运动的测量等。如：电涡流位移计用来测量各种形状金属导体的位移量；电涡流振幅计可以对各种振动的幅值进行非接触测量；电涡流转速计可用来测量旋转体的转速；涡流探伤仪广泛应用于各类有色金属、黑色金属管及棒型、线型、丝型材料的在线、离线的探伤；涂层测厚仪既可测量导磁材料的镀层和油漆层表面上非导磁覆电容式传感器填空题电容式传感器是通过一定的方式引起电容量发生变化，经测量电路将其转变为的一种测量装置。7决定电容量变化的三个参数为极板间介质的介电常数、两电极互相覆盖的有效面和两电极之间的距离电容式传感器根据改变参数的不同，可分变极距式、变面积式、 变介电常数式三种类型。变介电常数类型的传感器。变极距类型的传感器。介电常数的影响这一原理制成的。投入式电容液位计利用改变电容 参数来测量，测量被测物重量的改变。在实际应用中，为了提高电容式传感器的灵敏度，减小非线性，误差常常将传感器做成差动结构。线位移。选择题电容式接近开关传感器主要用于检测（acd ）的位置。导电物体 磁性物体 c.塑料物体 d.木材电容式传感器是将被测物理量的变化转化为（ b ）量变化的一种传感器。电阻 b.电