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一、 填空题( 每空1分, 共20分)
1．涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时, 互感系数M将___增大_____。
2．采用差动型结构传感器, 能够提高其 灵敏度 和 线性度 。
3．在实际应用中, 一般采用 多次校正 方法消除系统误差, 采用 多次测量 方法减少随机误差。
4．传感器一般由 敏感元件 、 转化元件 、 信号转化电路 三个部分组成。
5．硅光电池的结构是在N型硅片上渗入P型杂质形成一个 大面积 PN结而成
2、
6．压电传感器不能测量 静态 物理量, 其测量电路中的前置放大器的作用
是 将传感器的高阻抗输出变成低阻抗输出 和 放大传感器输出的微弱信号 。
7．热电偶回路电动势不为零的必要且充分的条件是 热电偶两电极材料不相同 和 热电偶两电极温度不相同 。
8．二阶传感器的动态特性指标有 固有频率 、 共振频率 、 和 阻尼系数 。
9．智能传感器是一种带微处理器的传感器, 它兼有 自校零 、 自标定 和 自校正 功能。
二、 单项或多项选择题( 每小题2分, 共10分, 错选少选均
3、无分)
单项或多项选择题( , 每小题3分, 共18分) 1、 下列传感器可实现非接触式测量的有( B,,D ) 。
A．热电偶 B．霍尔传感器 C．差动变压器 D．电涡流传感器
2．下列叙述正确的有( A,C ) 。
A．与热电阻相比, 热电偶用于较高温度的测量 B．热电阻测温需要冷端温度补偿
C．热电偶测温需要冷端温度补偿 D．热电阻接入电桥的方法常见三线法
3．仪表的精度等级是指仪表的( D )
A．绝对误差 B．最大误差 C．相对误差
4、 D．最大引用误差
4．金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的( C )变化产生的。
A.尺寸 B. 电阻率 C.形状 D.材质
5.光敏元件中( B )是直接输出电压的。
A.光敏电阻 B.光电池 C.光敏晶体管 D.光导纤维
三、 简答题( 每小题5分, 共25分)
1、 写出霍尔元件输出电压的表示式, 说明霍尔效应的物理本质是什么? 用霍尔元件可测量那些物理量?
表示式: U=KIB
物理本质: 电荷在磁场中受到洛伦兹力, 产生偏转, 正电荷和负电荷分别
5、偏向导体的两边, 产生电势差。
可测的物理量: 电流, 磁场, 位移, 压力等
2、 为什么差动变气隙型电感传感器的测量电路常采用相敏整流器?
因为采用相敏整流器即能反映位移大小, 特别是零位附近小位移的大小, 还能反映位移的极性。
3、 简述传光型光纤式传感器和传感型光纤式传感器的特点。
传感型光纤式传感器: 能够利用外界物理因素改变光纤中光的强度, 相位, 偏振态或波长, 从而对外界因素进行测量和数据传输。
传光型光纤式传感器: 其光纤只是作为传光的媒介, 还需加上其它敏感元件才能组成传感器。
4、 测试系统中引起干扰的主要因素有哪些?
仪器误差, 环境误差,
6、 读数误差及由于调整不良, 违反操作规程所引起的误差等
5、 信号调理电路的主要功能是什么?
信号调理电路: 将待测信号经过放大、 滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。
四、 计算题( 15分)
一变极距型平板电容传感器, , 若要求测量线性度为0.1%。求: 允许极距测量最大变化量是多少?
五．分析题( 每小题2分, 共10分)
请以下列器件选择最基于其原理的典型应用, 要求一一对应。
1应变片 2测温
2热电偶 5测较弱磁场强度
3压电式传感器 3测动态压力的大小
4涡流传感器 1测形变大小
5
7、霍尔传感器 4金属探伤
六、 综合应用题( 每小题10分, 共20分)
1. 下图是等截面梁应变式力传感器, 力F作用在自由端, 在距固定端较近, 距载荷点为的上、 下表面, 顺着的方向分别贴上R1、 R2、 R3、 R4电阻应变片。
要求:
( 1) 如果电阻应变片的批号相同, 试画出应变片全桥测量电路及信号调理电路。( 5分) ,
( 2) 写出电桥输出电压和灵敏度的表示式。( 5分)
2. 试选择一种传感器, 设计测量一转轴转速的原理方案, 要求画出方案框图, 并作简要说明;
选择的传感器: 脉冲式光电传感器
首先该传感器有两种两种状态: 导通( 有光照时) 和不导通( 无光照时) 。
方案: 首先在转轴的每个齿轮上相间的涂上黑白的标志, 然后再经过一光源透过一半透明膜把光打在齿轮上, 如果刚好打在齿轮涂有白的标志的齿牙上时, 光能够透过半透明膜把光打在脉冲式光电传感器上。因为齿轮的转速在特定的一段时间内是恒定的, 因此在这段特定的时间内能够经过脉冲式光电传感器得到N个光电脉冲。经过计算出齿轮一圈中黑白齿牙的个数而且结合N个脉冲数以及时间就能够计算出转轴的转速。
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