总结传感器题目11页word资料.docx

1、总结传感器题目11页word资料3. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式? 答：差动变压器式传感器的特性几乎完全是线性的，其灵敏度不仅取决于磁系统的结构参数，同时取决于初级线圈、次级线圈的匝数比及励磁电源电压的大小。可以通过改变匝数比及提高电源电压的办法来提高灵敏度。4. 交流电桥的平衡条件是什么？答：相对桥臂阻抗模之积相等，相对桥臂阻抗幅角之和相等。9下图为变极距型平板电容传感器的一种测量电路，其中CX为传感器电容，C为固定电容，假设运放增益A=，输入阻抗Z=；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。6某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r = 4(mm)，工作初始极

2、板间距离0 =0.3 mm ，介质为空气。问：如果极板间距离变化量 = 1(m)，电容的变化量C 是多少？1.什么是应变效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。答：电阻应变效应是指金属导体（电阻丝）的电阻值随便行（伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象；金属丝式电阻应变片与半导体式应变片的主要区别在于：前者是利用金属导体形变引起电阻的变化，后者则是利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。2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固有频率 5利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ c ） A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B两个

3、桥臂都应当用两个工作应变片串联 C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 24交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1， Z2， Z3， Z4，各阻抗的相位角分别为 1 2 3 4，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为 。 25简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 25传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电缆电容的影响。 传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小。 32一热敏电阻在0和100时，电阻值分别为200k和

4、10k。试计算该热敏电阻在20时的电阻值。 3.在电阻应变片公式，dR/R=(1+2)+E中，代表_。 9.热电偶电动势由_电动势和接触电动势两部分组成。 12.采用_电源供电的电桥称为交流电桥。2.( )传感器可用于医疗上-50150之间的温度测量。 A.金属辐射式 B.热电偶 C.半导体三极管 D.比色计 12.将电阻应变片贴在( )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 1.通常传感器由部分组成， 是能把外界转换成器件和装置。 2.金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象 称效应；固体受到作用力后电阻率

5、要发生变化，这种现象 称效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆 弧部分使灵敏度K 下降了，这种现象称为效应。 3.差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而 实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为 电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移 方向（或正负）可采用电路。 4.把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在 另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称 效应，这个电动势称为电势。外加磁场 使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象成效应。 5.某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化

6、现象，同时在 它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种 现象称为效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生 形变，这种效应又称效应。 6.在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称效应； 入射光强改变物质导电率的现象称效应；半导体材料 吸收光能后在PN 结上产生电动式的效应称效应。 7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内 部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称 传感器；这种传感器只能测量物体。 三 计算 (每题5分，共10分) 1、图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350， 求：R1为应变片其余为外接电阻，

7、R1增量为R1=3.5 时输出U0=?。 R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出U0=?。 R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。 R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。 2 石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动，已知加速度计灵敏度为 5pc/g，电荷放大器灵敏度为50mv/pc，当机器达到最大加速度时的相应输出电压幅值为2V，试求机械的振动加速度(单位g)。 3.图为光电传感器电路，GPIS01是光电断路器。分析电路工作原理： 当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通还是截止？ 二极管是一个什么器件，在电路中起到什么作用？ 如

8、果二极管反相连接晶体管VT状态如何？ 解： 截止； 红外发射管，起控制作用； 截止。 例1: 如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积S=44mm2，气隙总长度l=0.8mm，衔铁最大位移 l =0.08 mm，激励线圈匝数N=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率=1.7510-6cm。当激励电源频率f=4 000Hz时，忽略漏磁及铁损。要求计算： (1)线圈电感值； (2)电感的最大变化量； (3)当线圈外断面积为11X11mm2时求其直流电阻值； (4)线圈的品质因数解：（1）（2）当衔铁最大位移l=0.08mm时，分别计算 l=+0.08mm时电感L1为 l=0.08mm时电感L2为

9、所以当衔铁最大位移变化0.08mm时相应的电感变化量L=L2L1=65mH （3）线圈直流电阻式中lCP为线圈的平均每匝长度。根据铁心截面积44mm2及线圈外断面1111mm2计算每匝总长度lCP=47.5=30mm。（4）线圈品质因数例2: 试证明在简单自感式电感传感器测量线路中（如图所示），假设忽略铁芯磁阻和电感线圈的电阻，则测量电路中的电流I与气隙大小d成正比关系。证明：设线圈中的电流为I ，气隙磁阻为Rg，铁芯磁阻为RF，线圈电阻为R，气隙长度为d，气隙截面积为S，气隙磁导率为0。根据电感的定义，一个N匝线圈的自感量L为：在电流I的作用下产生的磁通量为：忽略铁芯磁阻，则磁通量为：将（2

10、）式代入（1）式由于将（4）式代入（3）式，得电路中电流I为：忽略线圈电阻时有将（5）式代入（6）式可得由上式可知测量电路中的电流I与气隙大小d成正比。例： 已知：差动式电容传感器的初始电容C1=C2=100pF，交流信号源电压有效值 U=6V，频率f=100kHz。求： (1)在满足有最高输出电压灵敏度条件下设计交流不平衡电桥电路，并画出电路原理图； (2)计算另外两个桥臂的匹配阻抗值； (3)当传感器电容变化量为10pF时，求桥路输出电压。解：(1)根据交流电桥电压灵敏度曲线可知，当桥臂比A的模=1，相角=90o时，桥路输出电压灵敏度系数有最大值km=0.5，按此设计的交流不平衡电桥如图所

11、示。例1： 有一压电晶体，其面积S=3cm2，厚度t=0.3mm，在零度，x切型纵向石英晶体压电系数d11=2.3110-12C/N。求受到压力p=10MPa作用时产生的电荷q及输出电压U0。解：受力F作用后，石英晶体产生电荷量为 q=d11F=d11pS代入数据得 q=2.3110-1210106310-4晶体的电容量C=0rS/t 式中0真空介电常数，0=8.8510-12Fm；r石英晶体相对介电常数r=4.5。则则输出电压2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，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。3闭磁路变隙式电感传感器

12、工作时，衔铁与被测物体连接。当被测物体移动时，引起磁路中气隙尺寸发生相对变化，从而导致圈磁阻的变化。4当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B,D）。A灵敏度增加 B灵敏度减小C非统性误差增加 D非线性误差减小简述霍尔电动势产生的原理BBACACAD有源 量程差动 铂四、热电偶参考电极定律有何实际意义？13、以下四种传感器中，属于四端元件的是 。A、霍尔元件 B、压电晶体 C、应变片 D、热敏电阻10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 这一特性来测量温度的。5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在 。3. 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_。4

13、. 半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的_倍。5. 测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗_1012()。1用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。3间导体定律由导体A、B组成的热电偶，当插入第三种导体时，只要该导体两端的温度相同，插入导体C后对回路总的热电势无影响。电桥电路灵敏度和非线性误差的特点1.什么是应变效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。2.如图所示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏度系数k = 2.05，未受应变时R1 = 120，当试件受力F 时，应变片承受平

14、均应变 = 8104，求（1）应变片电阻变化量R1和电阻相对变化量R1 /R1 。（2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压是多少。5. 单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。6. 为什么电感式传感器一般都采用差动形式?7. 交流电桥的平衡条件是什么？6某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r = 4(mm)，工作初始极板间距离0 =0.3 mm ，介质为空气。问：如果极板间距离变化量 = 1(m)，电容的变化量C 是多少？7寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化影响传感器的精度。试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。8电容式传感器输出端测量电路的作用是什么？9下图为变极距型平板电容传感器的一种测量电路，其中CX为传感器电容，C为固定电容，假设运放增益A=，输入阻抗Z=；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、生命对某些人来说是美丽的，这些人的一生都为某个目标而奋斗。2、推销产品要针对顾客的心，不要针对顾客的头。3、不同的信念，决定不同的命运。