传感器期末复习资料.doc

复习
1. 传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的 D 。
A.线性度越好 B.迟滞越小
C.重复性越好 D.分辨力越高
2. 下列被测物理量适合于使用涡流传感器进行测量的是 D 。
A．压力 B．力矩
C．温度 D．厚度
3. 霍尔元件一般采用 B 材料？
A. 高分子 B. 半导体
C. 绝缘体 D. 导体
4．半导体应变片与金属应变片比较,其具有 A 的优点。
A.灵敏度高 B.温度稳定性好
C.可靠性高 D.接口电路复
5.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了 B 。
A．加长线圈从而增加线性范围
B．提高灵敏度，减小温漂
C．降低成本
D．增加线圈对衔铁的吸引力
6.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 C 。
A．人体重量 B．车刀的压紧力
C．车刀在切削时感受到的切削力的变化量
D．自来水管中水的压力
7.在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时，应采用 D 较为妥当。
A．计算修正法 B．仪表机械零点调整法
C．冰浴法 D．冷端补偿器法（电桥补偿法）
8.光栅传感器利用莫尔条纹来达到 A 。
A. 提高光栅的分辨力 B. 辨向的目的
C. 使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化
D. 细分的目的
9.若要求线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨率为1mm左右，应选择 A 自感传感器为宜。
A．变隙式 B．变面积式 C．螺线管式
10. 非线性度是表示校准曲线( B )的程度。
A.真值 B.偏离拟合直线
C.正反行程不重合 D.重复性

11．属于传感器动态特性指标的是（ D ）
A．重复性 B．线性度
C．灵敏度 D．上升时间
12. 在下列传感器中,将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是( A )。
A.压电式传感器 B.电容式传感器
C.自感式传感器 D.电阻式传感器
13. 全电桥式传感器电路由环境温度变化引起的误差为( D )

A. B.

C. D. 0
14. 压电式加速度传感器是 ( D ) 信号的传感器。
A. 适于测量任意 B. 适于测量直流
C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态
15. 属于四端元件的是( C )。
A．应变片 B．压电晶片
C．霍尔元件 D．热敏电阻
16.某直线光栅每毫米刻线数为100线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为( A )。
A. 2.5mm B. 25mm
C. 5mm D. 10mm
17.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ C ）的输出。
A. 电阻 B. 电容
C. 电压 D. 电荷
18.将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
A.质量块 B.导体
C.弹性元件 D.机器组件
填空题
1. 传感器主要由 敏感元件 、 转换元件 和 辅助电路 组成。
3. 在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的_中间导体_______定律。
4. 可用 热电偶 、 膨胀式 、 辐射式 传感器检测温度。
5. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同， 差动
全桥 接法可以得到最大灵敏度输出
3. 正态分布的随机误差具有 对称性 、 有界性 、补偿性 和 单峰性 四个统计特点。
5. 热电偶电动势由____温差___电动势和接触电动势两部分组成。
6. 利用霍尔位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是 金属 。
5. 带有相敏整流的电桥电路，其输出电压不仅能反映输入量变化的 数值大小 也能反映输入量变
化的 方向 。
问答题
1. 电容式传感器有哪三大类?分别适用于哪些物理量, 各举一例?
答：电容式传感器分为变面积式电容传感器、变间隙式电容传感器、变介电常数式传感器。变面积式电容传感器可用于检测位移、尺寸等参量；变间隙式电容传感器可以用来测量微小的线位移；变介电常数式传感器可以用来测定各种介质的物理特性（如湿度、密度等）。

2. 金属电阻应变片与半导体电阻应变片其工作原理各基于何种效应?有什么不同?
答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。
2. 莫尔条纹的特点是什么？
1） 移动方向
2） 莫尔条纹有位移放大作用
3） 莫尔条纹误差的平均效应

4. 测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？

5.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不适用于静态测量？
答：因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。
6.压电式传感器的测量电路为什么常用电荷放大器？

7. 试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。
1．冷端恒温法
一般热电偶定标时冷端温度以0℃为标准。因此，常常将冷端置于冰水混合物中，使其温度保持为恒定的0℃。在实验室条件下，通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中，是冷端保持0℃。
2．冷端温度校正法
由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0℃的情况下得到的，与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的，因此冷端温度不等于0℃时，就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0℃，但恒定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值，为求得真实温度，可利用中间温度法则，即用下式进行修正：
E（t,0）= E（t,t1）+ E（t1,0）
3．补偿导线法
为了使热电偶冷端温度保持恒定（最好为0℃），可将热电偶做的很长，使冷端远离工作端，并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便，而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此，一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内（0～150℃）具有和所连接的热电偶相同的热电性能，若是用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料作为补偿导线，将冷端延伸到温度恒定的地方。

8. 按误差出现的规律如何分类?

计算题

1. 如图所示为测速装置,已知被测叶片数为4，若测得传感器输出脉冲电压的频率为24(Hz)，试问：1)该传感器为何种类? 2)被测叶片轮的转速n(r/min)为多少?

解: 1)该传感器为霍尔传感器

2)

2. 在精密车床上使用刻线为5400线/周圆光栅进行长度检测时，其检测精度为0.01mm，问该车床丝杆的螺距是多少？
解: 该车床丝杆的螺距L正好为圆光栅旋转一圈对应的检测长度:

6. 如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=12V，R3=R4=120Ω，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为120Ω，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁上。设等强度梁在受力后产生的应变为5000，试求此时电桥输出端电压U0。

解: 采用差动桥工作方式

五、应用题
1. 如下图所示为两个简单的光控开关电路，试分析并回答以下问题,
1) 当有强光照射时,图(a)和图 (b)中的继电器分别是何状态?
2) 三极管T2的作用是什么?
3) 分别简述其工作原理?

(a) (b)
答:
1)当有强光照射时,图(a)和图 (b)中的继电器分别是释放和吸合状态
2)三极管T2是起电流放大 提高驱动能力的作用,用来驱动继电器 、
图(a) 当有强光照射时,光敏三极管T1饱和导通,三极管T2的基极为低电平,T2截止,所以继电器K的线圈无电流,即不得电,为释放状态。
当无光照射时,则反之继电器为吸合状态
图(b) 当有强光照射时,光敏三极管T1饱和导通,三极管T2的基极为高电平,T2导通,所以继电器K的线圈有电流，为吸合状态。
当无光照射时,则反之继电器为释放状态

2. 用电容传感器原理设计一个能检测带材厚度的传感器系统, 说明其工作原理并画出简图。

3. 下图为采用同一种传感器测量不同的非电量示意图。图中被测物体2均由铁磁性材料制成,1为
传感器。试问
(1)该种传感器为何种传感器
(2)分别测量的是哪些非电量
(3)总结该种传感器的两个优点。