传感器习题集讲解.doc

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1、一、单项选择l、压电式传感器目前主要用于测量( B) A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度 2、铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为( C ) A. -5050B. 0100C. -50150D. -1001003、应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的 ( B)之间的电阻值。 A、覆盖片与被测试件B. 引线与被测试件 C. 基片与被测试件D. 敏感栅与被测试件 4、变间隙式电容传感器的在工作范围内，电容变化量与极板间距离变化量之间的关系是 ( A) A. 近似正比关系B. 反比关系C.无法确定 D. 二阶关系5、通常用热敏电阻测量( C) A.电阻B.扭矩C.温度D:压力 6、在光的作用

2、下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫( D )。 A.声光效应B.压电效应 C.磁电效应 D.外光电效应 7、固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的( A) A.电阻率B.几何尺寸c.晶面上电荷D.极化电荷 8、Xl、X2. .Xn为测量值，指出下列哪个式子表示残差( B ) A、Vi=Xi-真值 B、Vi=Xi一算术平均值 C、Vi=Xj一指示值9、转子流量计锥形管必须（B）A.上小下大B. 上大下小 C.上下一致10、 压电传感器的信号处理有电荷放大器、电压放大器，二者在应用方面最主要区别是（ B ）A. 阻抗变换能力B

3、. 电缆线长度变化影响记入与否 C.输出电压与输入电压D. 以上讲法都不对11、电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是( B )A. 60 B. 120 C. 200 D. 240 12、差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是( C ) A. 变间隙式 B.变面积式C.螺线管式 13、霍尔效应中，霍尔电势与( A ) A. 霍尔常数成正比B.霍尔常数成反比 C.霍尔元件的厚度成正比 14、在工程技术中，通常用电容式传感器测量( C )A. 电压B.磁场强度C.位移 D.温度15、转子流量计安装时，必须（A）安装 A.垂直B.水平C. 30倾斜D. 45倾斜 17、把光电池当作

4、传感器时，应把它看作（ B ）。 A. 电压源B. 电流源C. 电阻器 18、压电式传感器的工作原理是基于( D )。 A. 应变效应B.电磁效应 C. 光电效应 D. 压电效应19、对于一个线性仪表，其线性度为（ c ） A. 100%B.等于零 C.不等于零的常数D.与输入量呈线性关系 20、 热电偶中产生热电势的条件是（ B ）A.两热电极材料相同 B. 两热电极材料不同C.两热电极的两端尺寸相同 D.两热电极的两端尺寸不同21、转子流量计使用时，流体流入方向为( C) A.自上而下B.水平流入c.自下而上22、电涡流传感器的工作原理是基于( B )。 A. 应变效应B.电磁效应 C.

5、光电效应 D. 压电效应23、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( B) A.接线方便 B.减小引线电阻变化产生的测量误差 C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响 D.减小桥路中电源对热电阻的影响24、光敏电阻的性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下( A) A.暗电阻与亮电阻差值大B.亮电阻大 C.暗电阻与亮电阻差值小D.暗电阻大25、电阻应变片的线路温度补偿方法中有（ A ）A. 差动电桥补偿法B. 补偿线圈补偿法 C. 恒流源温度补偿电路法 D. 无法进行温度补偿26、反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是（ C ）A. 直流B. 工频交流C. 高频交流D. 以上都不对27、单

6、线圈螺线管式电感传感器广泛应用于测量（ C ）A. 大量程角位移B. 小量程角位移C. 大量程直线位移D. 小量程直线位移二、填空1、检测仪表中常用测试方法有 直接比较测量法 、 微差法 和 零位法 。2、霍尔传感器的霍尔电势UH为 KHIB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。3、光电式传感器主要用于测量 转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量 。4、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量 微小 的位移。5、传感器静态特性主要技术指标有： 灵敏度 、 精确度 、测量范围与量程和线性度。6、正态分布随机误差具有如下性质 单峰性 、 对称性 、 有界性 和抵偿性。7、电容式传感器的三种工

7、作方式是 变间隙式 、 变面积式 、和 变介电常数式 。8、常见的旋转式变阻器和滑线式变阻器，可作为 线 位移和 角 位移测量的电阻式感器。9、绝对误差是测量值减 约定真值 ，某次残差是某次测量值减 算术平均值 。10、引用误差的定义为 最大绝对误差除以测量范围的百分数 11、传感器变换的被测量的数值处在 恒定或缓慢变化 时，传感器输出与输入的关系称传感器的静特性，其主要技术指标有： 灵敏度 、 精确度 、测量范围与量程和线性度等。12、硅光电池的光电特性中，光照度与其 短路电流 呈线性关系。13、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

8、用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 14、金属丝电阻应变片与半导体应变片其工作原理主要区别在于前者利用 导体形变引起电阻变化 、后者利用 半导体电阻率变化引起电阻变化 。15、霍尔效应的定义是 霍尔元件置于磁场中，元件二端通以电流，其垂直方向二端有霍尔电势输出。 16、传感器的基本特性通常用其 静态 特性 和 动态 特性来描述。17、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量 频率太低 的被测量，特别是不能测量 静态值 。18、电容式传感器可广泛应用于测量 位移 、 角度 、 振动 、 压力 、 力 、 液位等参数 。 19、光纤传感器具有那些优点 灵敏度高、电绝缘性能

9、好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。 20、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 好 灵感度提高 一 倍、测量精度高。21、光纤传感器可广泛应用于测量 位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量 。22、热电偶冷端温度有那些补偿方法 补偿导线法、计算修正法、冷端恒温法（冰浴法）和补偿电桥法 。23空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用 差动 式电容传感器。24硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的 最大灵敏度 波长与人类正常视觉也相近，因而应用较广。25霍尔元件是N型半导体制成

10、的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入 激励电流 ；另一对叫霍尔电极，用于引出 霍尔电势 。26. 光敏二极管的结构与普通二级管类似。它是在 反 向电压下工作的。 27. 气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是 金属氧化物 材料。28压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的 压电效应 。它是典型的 有源 传感器。29自感式电感传感器是将被测量的变化转换为 自感量L 的变化。差动变压器是将被测量的变化转换为 互感量M 的变化。差动变压器主要优点是 输出幅度大、 线性好 。30传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 变化量 与输入 变化量 的比值。对线性传感器

11、来说，其灵敏度是 常数 。31用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测量中通常采用 三 线 制接法。32对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的 灵敏度 度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的 厚 度。33电容式传感器中，变介电常数式多用于 液位或片状材料厚度 的测量。三、简答题1、图示为四种电容式传感器结构示意图，a，b动片上下移动，c，d动片旋转移动，试分别写出其名称：a变间隙式b差动变间隙式c变面积式d差动变面积式2.简述电涡流传感器工作原理及其主要用途解: 利用金属置于变化的磁场或在磁场中运动,金属表面会产生电涡流,从而检测被测参数变化。主要用途可测位移、

12、振幅、厚度、转速、金属探伤等。3、图示为霍尔式压力传感器原理，试分析其工作原理，霍尔电势（）与压力P的关系。弹簧管将输入压力P转变为位移X=KPP而霍尔元件在均匀梯度磁场中移动B=KBX这样霍尔电势 即测出即可知P4.热电偶测温时，为什么冷端温度要补偿，常用有哪几种冷端温度补偿方法。答：消除冷端温度变化和不为零度给测量带来的误差。常用补偿办法有补偿导线（延长导线）、恒温法、计算修正法、补偿电桥法5、图示为热电偶冷端补偿电桥，试分析其工作原理（冷端温度变化时，桥路怎么实现补偿）参考答案要点：当冷端温度变化，若增加时，则EAB（tx t0）会减小而补偿电桥中Rcu会增加，使Uba增加。这样总的EA

13、B基本不变。6. 热电阻传感器在工业生产应用时，常用几线制接线方式，这是什么原因？答：用三线制 两根引线电阻分别接入测量电桥相邻两臂可避免引线电阻r受环境影响而引起输出变化（引入测量误差）7.光电传感器可以测量哪些物理量？（写出五种以上） 答：转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量、检测溶液浓度等 8. 简述霍尔传感器的工作原理及其四种主要用途。 答：在霍尔元件的平面法线方向施加磁感应强度B，经有控制电流引线通入控制电流I，则由于洛仑兹力的作用，两个霍尔电极上出现相反极性载流子的积累，从而在霍尔电势输出引线之间产生霍尔电势UH，UH=KHIB。9. 试问光纤传感器具有哪些优点？（写出四个以上

14、），可广泛应用检测哪些物理参数（写出四个以上）。答：光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。它可用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量的测量。10. 图示为传感器流量计示意图，试分析其工作原理。流体由下而上通过锥形管时，若作用于浮子上升力大于浸没在浮子的质量，浮子便会上升，浮子与锥形器的间隙会增大，介质流速会下降，作用于浮子的上升力会逐渐减少，直到上升力与浸在介质中浮子的质量相同时，浮子稳定在某一高度，读出相应刻度，便可知流量值12、图示为双金属电接点传感器，图（a）为正常工作，图（b）为过电流时融点

15、断开，试分析该传感器工作原理及如何应用。 可用作冰箱过电流保护。 电热丝与被保护的冰箱压缩机相连，当压缩机电流过大，电热丝对双金属片加热，若大电流维持，热量使双金属片由中央凸起变为中央凹陷状，触点断开，保护压缩机。13、图示为气敏传感器的原理图，试分析其工作原理。（在清洁空气和有害气体中气敏传感器阻值怎么变化，输出又怎么变化）清洁空气中，气敏传感器阻值较高则RAB+ R1与R2分压输出低电平。当有害气体进入气敏传感器，使其阻值迅速下降，则输出变为高电平。输出电低电平变为高电平就可控气排风扇打开，并发出声光报警。14. 如图，是带有等位环的平板电容器结构原理图，请问等位环的作用是什么？答：平板电

16、容器的极板间存在边缘效应，边缘效应不仅是电容传感器的灵敏度降低，而且产生非线性，增加等位环后，使电极板的边缘电力线平直，保持边缘部分两极板间的电场均匀，消除和减少边缘效应，提高传感器的灵敏度和线性度。四、计算题1.现对一个量程为60MPa，压力表进行校准，测得数据如下。仪表刻度值/ MPa60标准仪表示值/ MPa0.09.820.130.340.450.260.1绝对误差/ MPa00.2-0.1-0.3-0.4-0.2-0.1修正值/ MPa0-0.20.10.30.40.20.1试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该压力表的精度等级。解: 最大绝对误差为-0.4Mpa取绝对值

17、，该压力表精度等级为1级.2被测对象温度为200左右，现有以下几种规格的温度计，试从提高测量精度的角度出发，应选哪一种温度计，为什么？ A表 量程0 300 精度等级1.5级 B表 量程0 400 精度等级1.5级 C表 量程0 500 精度等级1.0级解：A表 A=3001.5%=4.5B=4001.5%=6C=5001.0% =53电容测微仪的电容器极板面积A=28cm2，间隙d=1.1mm，相对介电常数r=1，0=8.8410-12F/m 求：（1）电容器电容量 （2）若间隙减少0.12mm，电容量又为多少？ 解：（1） （2） =25.2610-12F4. 电容传感器初始极板间隙d0=

18、1.2mm，电容量为117.1PF,外力作用使极板间隙减少0.03mm。 求：（1）这测微仪测得电容量为多少？ （2）若原初始电容传感器在外力作用后，引起间隙变化，测得电容量为96PF，则极板间隙变化了多少？变化方向又是如何？（1）Cx= （2）从117.196 间隙增加了 即间隙增加了0.216mm5. 电容传感器初始极板间隙d0=1.5mm，外力作用使极板间隙减少0.03mm，并测得电容量为180PF。 求：（1）初始电容量为多少？ （2）若原初始电容传感器在外力作用后，引起间隙变化，测得电容量为170PF，则极板间隙变化了多少？变化方向又是如何？（1）Cx= （2）176.47170 间

19、隙增加了 间隙增加了0.055mm 6. 电容测微仪的电容器极板面积A=32cm2，间隙d=1.2mm，相对介电常数， 求：（1）电容器电容量（2）若间隙减少0.15mm，电容量又为多少？解：（1）电容器电容量（2）间隙减少后电容量为Cx 或另解：7. 电容传感器的初始间隙，在被测量的作用下间隙减少了500m，此时电容量为120P，则电容初始值为多少？解：已知do=2mm d=0.5mm Cx=120p因为 Cx=/(do-d)所以 =Cx(do-d)=120(2-0.5)=180 Co=/do=180/2=90pf解2因：8. 在荷重传感器纵横方向上贴有金属电阻丝应变片R1和R2、而R3、为

20、一般电阻，当传感器不承载时电桥平衡，试计算在额定荷重时，此时电桥输出电压解 =0.0127V=12.7mv9. 下图为等截面梁和电阻应变片构成的测力传感器，若选用特性相同的四片电阻应变片，R1R4，它们不受力时阻值为120，灵敏度K=2，在Q点作用力F（1）在测量电路图2中，标出应变片及其符号（应变片受拉用+，受压用-）（2）当作用力F=2Kg时，应变片=5.210-5，若作用力F=8Kg时，为多少？电阻应变片R1、R2、R3、R4为何值。（3）若每个电阻应变片阻值变化为0.4，则输出电压U。为多少（RL=）解： R1和R4受拉为正，R2和R3受压为负10、一个用于位移测量的电容式传感器，两个极板是边长为5cm的正方形，间距为1mm，气隙中恰好放置一个边长5cm、厚度1mm、相对介电常数为4的正方形介质板，该介质板可在气隙中自由滑动。试计算当输入位移（即介质板向某一方向移出极板相互覆盖部分的距离）分别为0cm和5.0cm时，该传感器的输出电容值各为多少？输入位移为0时 C= 输入位移为5cm时 C=第 15 页