控制器件资料.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流控制器件资料.精品文档.一、填空题 1自动控制系统主要由控制器、传感器、执行机构三大部分组成。2传感器的作用是测量被控对象的状态，并将其转换成容易处理的物理量。3压电式传感器主要分为：压力电阻型和压力电压型。4常用的压电式传感器有：电阻应变片、压电晶体、压电陶瓷。4电容式传感器可分为三种类型：变面积型、变间隙型、变介电常数型。5位置传感器是最常用基本传感器，它包括线位置传感器和角位置传感器。6光电式位置传感器主要有：光电池、光敏元件、光敏二极管和光敏三极管。7光栅传感器由主光栅和指示光栅组成。8莫尔条纹是光的衍射和干涉作用的总效果，它的二个作用是 放大作用 和 误差均化 。9光栅传感器是利用光电原理原理进行工作的位置传感器。若光栅栅距W = 0.02mm，两光栅夹角= 0.01rad，则可得莫尔条纹宽度B = 2 mm。10光电池是一种把光能转换为电能的半导体器件。11旋转变压器由于负载效应所引起的误差有原边补偿、副边补偿和原副边补偿三种补偿方法。12感应式位置传感器主要用来测量角位置或位移，但在使用时就注意消除环境温度和负载效应的影响。13温度的测量方法按作用原理可分为：接触式和非接触式。14接触电势的数值取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。15固态气敏传感器按构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。16超声波传感器一般由超声波发射器（超声波探头）、超声波接收器和信号处理电路等组成。17激光具有良好的方向性、单色性和相干性。二、单项选择题 1.在测量两点温差时, 可采用热电偶的哪种联接方法？。（ A ）A、反向串联 B、串联 C、并联 D、反向并联2利用热电偶并联可以测量被测对象的下列哪项？（ A ）A. 平均温度 B. 最高温度 C. 最低温度 D. 最佳温度3被测气体浓度越高，传感器电阻变化量现象是（ B ）。 A、越小 B、越大 C、不变 D、先小后大4横波能在下列哪种介质中进行中传播。（ C ）A、液体 B、气体 C、固体 D、固体、液体、气体均可5. 如果石英晶体在某轴所指方向的电偶极矩的矢量和不等于零，则该轴指向方向所垂直的晶面出现什么情况？（ C ）A、负电 B、不带电 C、正电 D、先正后负6. 电解质导电性能随电解质的浓度变化：湿度（ D ），电解液浓度越较低，导电性能越差。 A、越小 B、无关 C、恒定 D、越大7.对于压电陶瓷，通常取它的极化方向为（ A ）轴， A、Z B、X C、Y D、X和Y8磁敏三极管的电流放大倍数是多少？（ B ）。 A、大于1 B、小于1 C、小于1/2 D、大于1/2小于19如果电流加在长度方向，外部磁场沿厚度方向，则半导体器件的（ C ），磁阻效应越显著。A、高宽比越小 B、长宽比越大C、长宽比越小 D、高宽比越大10. 2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予华人科学家高锟以及两名美国科学家韦拉德-博伊尔(Willard Boyle)和乔治-史密斯(George Smith)，两位美国科学家的获奖理由为发明了（ A ）传感器”。A、CCD B、CBD C、CDC D、CDB三、判断题 正确写T，错误写F （T ）1传感器的灵敏度是指达到稳定工作状态时，输出变化与引起此变化的输入量的变化量之比。（F ）2光敏三极管中，基极电流与集电极电流之比为其放大倍数。（F ）3热电偶是一种把温度转换成电流信号的温度传感器。（T ）4热电偶AB的热电势与A、B材料的中间温度无关，只与结点温度有关。（T ）5如果热电偶两结点温度相等，热电偶回路内的总电势亦为零。（F ）6双金属片测量温度精度较高，一般用作温控开关。（F ）7.热电阻是利用导体的电阻随温度变化而不变的特性测量温度的。 （T ）8. 铜电阻的缺点是电阻率低，体积大，热惯性大，在100以上时易氧化。（F ）9.声音传感器的工作原理与压力传感器相同，所不同的是其灵敏度较低。（T ）10. 超声波与其它波一样，也具有反射和折射特性。 （T ）11.表面波随深度的增加而衰减很快。 （T ）12.在石英晶体中，通常把沿电轴方向的作用力产生的压电效应称为“纵向压电效应”。（T ）13.压电效应具有可逆性。（F ）14.湿度传感器应使用直流电源，否则性能会劣化甚至失效。 （T ）15.从微观上讲，材料的电阻率增加是因为电流的流动路径因磁场的作用而加长所致。四、问答题 1简述传感器的定义及其各组成部分的功能。定义:能够把被测物理量转换成对应电信号的装置。传感器一般由敏感部分和信号转换部分组成，其中敏感部分用来直接感受被测物理量，产生与被测物理量成一定函数关系的输出信号；信号转换部分则将敏感部分的输出转换成相应的电信号。2影响传感器工作性能的其它因素有哪些？ 1、安装误差：安装后的传感器与理论位置之间存在的误差。 2、环境适应性：除稳定性外，在冲击、振动、湿度、腐蚀等环境因素对传感器的影响。 3、抗干扰能力：指在使用过程中，外部干扰对传感器工作性能的影响。 4、负载效应：测量和信号处理电路，使得传感器输出信号与标称值会出现不一致。 3试述磁敏二极管的工作原理。磁敏二极管利用磁场强度的变化下，其电流发生变化，于是就实现磁电转换。磁场变化有下列三种情况：1、当磁敏二极管末受到外界磁场作用时，外加正向偏压后，则有大量的空穴从P区通过I区进入N区，同时也有大量电子注入P区，形成电流。只有少量电子和空穴在I区复合掉。2、当磁敏二极管受到外界正向磁场作用时，则电子和空穴受到洛仑兹力的作用而向r区偏转，由于r区的电子和空穴复合速度比光滑面I区快，因此，形成的电流因电子和空穴复合而减小。3、当磁敏二极管受到外界反向磁场作用时，电子和空穴受到洛仑兹力的作用而向I区偏移，由于电子和空穴复合率明显变小，因此，电流变大。 4请画石英晶体受力方向与电荷极性关系 5、压电材料应具备哪些主要特性？转换性能。要求具有较大的压电常数。机械性能。机械强度高、刚度大。电性能。高电阻率和大介电常数。环境适应性。温度和湿度稳定性要好，要求具有较高的居里点，获得较宽的工作温度范围。时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。 6、什么是差动式变间隙型电容传感器？并用图表示清楚。差动结构的变间隙型电容传感器采用两块定极板，在二者之间分置放一块动极板。五、综合题 1. 下图为电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用，请分析说明该装置的作用及其工作原理。该装置用于带材在轧制过程中厚度的在线检测。 在被测带材的上下两侧各设置一块面积相等，与带材距离相等的极板，二块极板用导线连接作为传感器的一个电极板。带材本身则是电容传感器的另一个板。当带材在轧制过程中厚度发生变化时，将引起电容变化，通过测量电路和指示仪表可显示带材的厚度。2、下图是感应式位置传感器的一个应用实例，其中U1为外界所施加的低频激励电压，请分析：1）、如果没有中间板时，两电感线圈的电磁感应情况。2）、如果把中间板放置在二线圈中间时，请分析板厚与U2之间的关系。原理：1、当低频激励电压U1加到L1的两端时，将在L2的两端产生感应电势U2。若两线圈之间无金属导体，L1的磁场就能直接贯穿L2，这时U2最大。2、当有金属板后，其产生的涡流，削弱了L1的磁场，造成U2下降。金属板越厚，涡流损耗大，U2就越小。因此可利用U2的大小来反映金属板的厚度。发射线圈接收线圈3、如下图所示，当有力外力F作用在悬臂梁上时，请分析此图的工作原理。1、当没受外力时，霍尔元件位于磁场中间，霍尔元件受到磁场磁通变化量为零，所以霍尔传感器没有电压输出。2、当力F作用在悬臂梁上时，梁将发生变形，霍尔元件受到磁场磁通发生变化，霍尔传感器将有与力成正比的电压输出，通过测试电压即可测出力的大小。力与电压输出有一些非线性时，可采用电路或单片机软件来补偿。- - - - - + + + + + x(d)Fy- - - - - + + + + + (c)Fyx- - - - - + + + + + x(b)Fx- - - - - xFx(a)+ + + + +