檢測(cè)技術(shù)試題庫(kù)及參考答案.doc

.檢測(cè)技術(shù)試題參考答案一、填空題1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成 的器件或裝置。2、傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的 關(guān)系。3、某一線性位移傳感器，量程為0100 cm，對(duì)應(yīng)輸出電壓為0300mV，最大輸出偏差為3mV，則傳感器的靈敏度為 ，非線性誤差為 。4、應(yīng)變式傳感器是利用金屬的 ，將測(cè)量物體變形轉(zhuǎn)換為電阻變化，通過(guò)測(cè)量電路（電橋）轉(zhuǎn)換為輸出電壓的傳感器。5、電感式傳感器按轉(zhuǎn)換原理分為 和自感兩種。6、電容式傳感器分為變極距型、 和 三種。7、霍爾傳感器的零位誤差主要由 電動(dòng)勢(shì)和寄生直流電動(dòng)勢(shì)引起的。8、熱電偶的熱電勢(shì)由 和 組成。9、激光器具有 、 和亮度高的優(yōu)點(diǎn)。10、CCD圖像傳感器的作用是將 轉(zhuǎn)換為 。其中MOS單元負(fù)責(zé)電荷的存儲(chǔ)，MOS單元電荷在三相脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)電荷的 ，通過(guò)輸出裝置實(shí)現(xiàn)電荷的 。11、光在光纖中無(wú)損耗傳輸是利用光在光纖中的 原理實(shí)現(xiàn)的。12、傳感器一般由 、 、 三部分組成。13、可以把壓電元件等效為一個(gè) 和一個(gè)電容器14、電感式傳感器按結(jié)構(gòu)分為 、 和螺管式。15、感應(yīng)同步傳感器是利用兩個(gè)平面形繞組的互感隨 不同而變化的原理組成的可用來(lái)測(cè)量直線和或 的位移。16、電容傳感器將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為 變化的傳感器。17、對(duì)于負(fù)特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷，它的電阻率隨濕度的增加而 。18、橫向效應(yīng)使電阻絲應(yīng)變片的靈敏系數(shù) 19、熱電偶工作原理是基于 效應(yīng)，其熱電勢(shì)包括 電勢(shì)和 電勢(shì)。20、光在光纖中無(wú)損耗傳輸是利用光在光纖中的 原理實(shí)現(xiàn)的。光纖的數(shù)值孔徑越大，表明光纖的集光本領(lǐng)越 。21、射線式傳感器主要由 和探測(cè)器組成，常用的探測(cè)器有 、閃爍計(jì)數(shù)器和蓋革計(jì)數(shù)管。22、傳感器的靜態(tài)特性主要包括 、 、重復(fù)性、穩(wěn)定性和靜態(tài)誤差。23、傳感器是一種以一定精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成 有確定關(guān)系、便于應(yīng)用的某種物理量才測(cè)量裝置。一般由 、 和轉(zhuǎn)換電路組成。24、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于 效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)_。25、電容式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器，主要類型有：變極距型、_、_ _。26被測(cè)量的值處在穩(wěn)定狀態(tài)下，傳感器輸出與輸入的關(guān)系稱為傳感器的 ，其主要技術(shù)指標(biāo)有： 、 遲滯和重復(fù)性等27、為提高光柵式測(cè)試系統(tǒng)的分辨率和測(cè)得比柵距更小的位移量，經(jīng)常采用_ 技術(shù)28、壓電式傳感器使用_放大器時(shí)，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長(zhǎng)度變化的影響。29、光敏電阻可以加 電壓，可以加 電壓。加上電壓后，無(wú)光照時(shí)光敏電阻阻值 ，電路中電流很小。當(dāng)有光照射光敏電阻時(shí)，因其 急劇減小，電路中的電流迅速增加。30、直流電橋的平衡條件是 。31、壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時(shí)，其 發(fā)生變化。32、熱導(dǎo)式氣體分析儀根據(jù)混合氣體 ，實(shí)現(xiàn)氣體組分的含量分析。33、電渦流傳感器中，被測(cè)導(dǎo)體中電渦流強(qiáng)度和被測(cè)導(dǎo)體與激磁線圈之間的距離呈線性關(guān)系，且隨距離的 ，電渦流將迅速減小。34、變間隙式電容式傳感器常作成差動(dòng)的，其主要目的之一是 ，目的之二是 ，目的之三是抗干擾。35、傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鞯妮敵?的響應(yīng)特性，反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。36、傳感器的標(biāo)定是通過(guò)實(shí)驗(yàn)以建立傳感器 之間的關(guān)系。同時(shí)確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。37、直流電橋按橋臂工作方式不同可分為 全橋 、 半橋 和 單臂電橋 。38、自感式傳感器是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成自感的變化，通過(guò)一定轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。可分為 式自感傳感器、 式自感傳感器和螺線管是自感傳感器。39、光電管和光電倍增管是利用 效應(yīng)制成的光電器件。40、對(duì)于給定光柵常數(shù)W的兩光柵，夾角 ，則條紋寬度越大，即條紋越稀。41、壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但不能測(cè)量 的被測(cè)量。42、熱導(dǎo)池是將混合氣體 的變化轉(zhuǎn)換成電阻值變化的部件。43、CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的 通信網(wǎng)絡(luò)。44、虛擬儀器由通 、模塊化功能硬件和控制軟件組成。45、IEEEP1451.4標(biāo)準(zhǔn)提議定義一個(gè)允許 傳感器以數(shù)字信號(hào)模式或混合模式通信的標(biāo)準(zhǔn)，目的是使傳感器能進(jìn)行 和自設(shè)置。46、傳感器的線性度是 ，即非線性誤差。靈敏度指 ，一般用K或S表示。47、電阻式應(yīng)變片按其結(jié)構(gòu)可以分為 、 、 等三種形式。48、電阻式應(yīng)變傳感器的零漂指 ；蠕變指 。49、根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，電感式傳感器分為 和自感式兩種，按結(jié)構(gòu)自感式又可分為 、 和 等。50、某一鉑電阻溫度傳感器，測(cè)量溫度范圍為0100，測(cè)量溫度為50.2 ，實(shí)際溫度為50.0，絕對(duì)誤差為 ，引用相對(duì)誤差為 。 51、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法有 和 或 。52、一稱重傳感器，滿度輸出為1V，正反行程最大偏差為7mV，其遲滯為 ,若標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.35,誤差表達(dá)式前系數(shù)取2，則重復(fù)性誤差為 。 。53、差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級(jí)線圈采用 連接，原副線圈間靠 耦合，輸出特性曲線呈 V字 型。54、光柵尺柵距為0.02mm，主光柵與指示光柵相對(duì)位移，計(jì)數(shù)器計(jì)得脈沖數(shù)為500，則位移為 ，其分辨力為 ，若加細(xì)分電路4細(xì)分，則其最小分辨位移為 。 55、用光電轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)軸的轉(zhuǎn)速，若傳感器一周開(kāi)縫數(shù)為500，5秒內(nèi)測(cè)得計(jì)數(shù)值為5000個(gè)，則軸的轉(zhuǎn)速為 。 56、在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，光電耦合器的作用是 。57、超聲波的發(fā)射探頭是利用壓電材料的 來(lái)工作的，而接受探頭是利用壓電材料的 來(lái)工作的。58、光電池的短路電流與光照強(qiáng)度成 關(guān)系，而開(kāi)路電壓與光強(qiáng)度成 關(guān)系，所以把它作為照度計(jì)使用，宜工作于 狀態(tài)。59、氣敏元件都附有加熱器，其作用是 和 。60、某一渦流轉(zhuǎn)速傳感器，若旋轉(zhuǎn)盤(pán)端部開(kāi)20個(gè)齒，已測(cè)得傳感器輸出頻率為10Hz，則軸的轉(zhuǎn)速為 。填空題參考答案1、可用輸出信號(hào)2、輸出輸入3、0.3 、 1% 4、電阻應(yīng)變效應(yīng)5、互感 6、變面積型、 變介電常數(shù)型 7、不等位、 寄生直流 8、接觸電勢(shì)、 溫差電勢(shì) 9、單色性好、方向性好 10、圖像信號(hào)、電荷信號(hào)、 轉(zhuǎn)移 、輸出 11、全反射 12、敏感元件、 轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路 13、電荷源 14、變氣隙、變截面 15、位置、 轉(zhuǎn)角 16、電容量17、下降 18、減小19、熱電、溫差、 接觸 20、全反射、大 21、放射源、電離室22、線性度、遲滯 23、與之、敏感元件、轉(zhuǎn)換元件24、壓阻、大25、變面積型、變介電常數(shù)型26、靜態(tài)特性、線性度、靈敏度27、細(xì)分28、電荷29、直流、交流、很大、阻值（亮電阻）30、對(duì)臂電阻乘積相等31、電阻率32、導(dǎo)熱能力的差異 33、增加34、提高靈敏度、改善非線性35、對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量36、輸入量與輸出量37、全橋、半橋、單臂電橋38、變氣隙、變面積39、外光電40、越小41、靜態(tài)42、導(dǎo)熱系數(shù)43、串行44、用個(gè)人計(jì)算機(jī) 45、模擬量、自識(shí)別46、傳感器正向輸入與反向輸入時(shí)的輸出特性不一致的程度，傳感器在穩(wěn)態(tài)下的輸出變化對(duì)輸入變化的比值47、絲式、箔式，薄膜式48、不受力，溫度恒定，指示應(yīng)變隨時(shí)間而變化；受恒力，溫度恒定，指示應(yīng)變隨時(shí)間而變化49、互感、變氣隙、變截面、螺管式50、0.2、0.2%51、電橋補(bǔ)償法、補(bǔ)償導(dǎo)線、冰浴法52、0.35%.(0.7%)、0.07%53、差動(dòng)、互感、V字54、10mm、0.02mm、5um55、120轉(zhuǎn)/分或2轉(zhuǎn)/秒56、強(qiáng)弱電隔離57、逆壓電效應(yīng)、壓電效應(yīng)58、線性、非線性、短路電流59、提供氣敏元件合適的工作溫度，使其有較高的靈敏度、去除雜質(zhì)60、30轉(zhuǎn)/分二、選擇題1.壓電式傳感器是屬于（ ）型傳感器。 A. 參量型 B. 能量轉(zhuǎn)換 C. 電感型 D. 電容型2.當(dāng)電阻應(yīng)變片式傳感器拉伸時(shí)，該傳感器電阻（ ） A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 不定3.極距變化型電容式傳感器，其靈敏度與極距（ ） A. 成正比 B. 成正比 C. 成反比 D. 平方成正比4. 電渦流傳感器是利用被測(cè)（ ）的電渦流效應(yīng)。A. 金屬導(dǎo)電材料 B. 非金屬材料 C. PVC5.為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對(duì)輸出靈敏度的影響，可采用（ ）A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C.相敏檢波器 D.全橋測(cè)量電路6.調(diào)頻式電渦流傳感器的解調(diào)電路是（ ）A. 電荷放大器 B. 相敏檢波器 C. 鑒頻器 D.脈寬調(diào)制電路7.（ ）的基本工作原理是基于壓阻效應(yīng)。A. 金屬應(yīng)變片 B. 半導(dǎo)體應(yīng)變片 C. 壓敏電阻8.莫爾條紋光柵傳感器是（ ）的。A. 數(shù)字脈沖式 B. 直接數(shù)字編碼式 C. 調(diào)幅式9.金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化主要是由于電阻絲的（ ）變化產(chǎn)生的。A. 尺寸 B. 電阻率10用熱電阻測(cè)溫時(shí)，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的是（ ）。A接線方便B減小引線電阻變化產(chǎn)生的測(cè)量誤差C減小橋路中其它電阻對(duì)熱電阻的影響D減小橋路中電源對(duì)熱電阻的影響11.單線圈螺線管式電感傳感器廣泛用于測(cè)量（ ）。A大量程角位移 B小量程角位移C大量程直線位移 D小量程直線位移12.螺線管三節(jié)式差動(dòng)變壓器主要由線圈組合、活動(dòng)銜鐵和導(dǎo)磁外殼組成。其零殘余電壓產(chǎn)生的主要原因是（ ）。A活動(dòng)銜鐵的初始位置不合適B兩次級(jí)線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱C磁性材料飽合13電渦流式傳感器激磁線圈的電源是（ ）。A直流 B不需要電源 C高頻交流 D低頻交流14用電容式傳感器測(cè)量液體物位時(shí)，應(yīng)該選用（ ）。A變間隙式 B變面積式C變介電常數(shù)式 D空氣介質(zhì)變間隙式15光敏電阻的性能好、靈敏度高，是指給定電壓下（ ）。A暗電阻大 B亮電阻大C暗電阻與亮電阻差值大 D暗電阻與亮電阻差值小16.一個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)為EO，當(dāng)打開(kāi)其冷端串接與兩熱電極材料不同的第三根金屬導(dǎo)體時(shí)，若保證已打開(kāi)的冷端兩點(diǎn)的溫度與未打開(kāi)時(shí)相同，則回路中熱電勢(shì)（ ）。A增加 B減小C增加或減小不能確定 D不變17利用熱電偶測(cè)溫時(shí)，只有在（ ）條件下才能進(jìn)行。A分別保持熱電偶兩端溫度恒定B保持熱電偶兩端溫差恒定C保持熱電偶冷端溫度恒定D保持熱電偶熱端溫度恒定18熱敏電阻測(cè)溫的基礎(chǔ)是根據(jù)它們的（ ）。A伏安特性 B熱電特性C標(biāo)稱電阻值 D測(cè)量功率19. 在VXI的三中零槽控制器方案中，（ ）方式最方便系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)A.MXI總線控制方式B.內(nèi)嵌式計(jì)算機(jī)（控制器）控制方式C.GPIB總線控制方式20.為消除壓電傳感器聯(lián)接電纜分布電容變化對(duì)輸出靈敏度的影響，可采用（ ）A. 電壓放大器 B. 電荷放大器 C.相敏檢波器 D.全橋測(cè)量電路選擇題參考答案1 B 2 A 3 C 4 A 5 B 6 C 7 A 8 B 9 A 10 B11 D 12 B 13 C 14 C 15 C 16 D 17 C 18 B 19 A 20B二、簡(jiǎn)述題1、 比較金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。2、霍爾元件溫度誤差產(chǎn)生原因及補(bǔ)償方法。3、簡(jiǎn)述熱電偶測(cè)溫原理，說(shuō)明在熱電偶回路中可引入連接導(dǎo)線和儀表的依據(jù)是什么？4、什么是差動(dòng)變壓器式電感傳感器零點(diǎn)殘余電壓？零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因？5、簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片溫度誤差產(chǎn)生的原因及補(bǔ)償方法6、簡(jiǎn)述形成莫爾條文的光學(xué)原理，說(shuō)明莫爾條文有何重要特性？7、渦流存在的條件？怎樣利用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測(cè)量？8、試比較縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)工作原理的異同。9、什么是傳感器？傳感器在測(cè)控系統(tǒng)中起什么作用？10、工業(yè)用熱電偶測(cè)溫，為何要對(duì)熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？任舉一種冷端補(bǔ)償方法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明補(bǔ)償原理。11、利用電渦流式傳感器測(cè)量物體位移。試問(wèn)：如果被測(cè)物體是塑料材料制成，此時(shí)位移測(cè)量是否可行？為什么？12、什么是霍爾效應(yīng)，并寫(xiě)出霍爾電勢(shì)與電流強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。13、簡(jiǎn)述正壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)及其物理機(jī)理。14、試簡(jiǎn)述光柵測(cè)量原理，并寫(xiě)出原理式。如果要提高傳感器的分辨力，應(yīng)采用何種技術(shù)簡(jiǎn)述題參考答案1、 相同點(diǎn)：都是將被測(cè)力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片的電阻變化。不同點(diǎn)：金屬應(yīng)變片是利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，在外力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，其電阻值發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用壓阻效應(yīng)，受到作用力后其電阻率發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)遠(yuǎn)大于電阻絲應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。2、 霍爾元件是采用半導(dǎo)體材料制成的, 因此它們的許多參數(shù)都具有較大的溫度系數(shù)。當(dāng)溫度變化時(shí), 霍爾元件的載流子濃度、遷移率、電阻率及霍爾系數(shù)都將發(fā)生變化,致使霍爾電動(dòng)勢(shì)變化，產(chǎn)生溫度誤差。 補(bǔ)償方法：（1）采用恒流源供電和輸入回路并聯(lián)電阻（2）合理選取負(fù)載電阻的阻值（3）采用恒壓源和輸入回路串聯(lián)電阻（4）采用溫度補(bǔ)償元件(如熱敏電阻、電阻絲等)（5）霍爾元件不等位電勢(shì)采用橋路溫度補(bǔ)償3、 熱電效應(yīng)，將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體串接成一個(gè)閉合回路，兩個(gè)接點(diǎn)置于不同溫度場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。冷端溫度恒定，工作端置于被測(cè)溫度場(chǎng)，由測(cè)得熱電勢(shì)可確定被測(cè)體溫度。中間導(dǎo)體定律，在熱電偶回路中接入儀表或?qū)Ь€，只要兩接點(diǎn)溫度相同，不影響熱電勢(shì)的大小。4、差動(dòng)變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓，它的存在使傳感器的輸出特性不過(guò)零點(diǎn)，造成實(shí)際特性與理論特性不完全一致。 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因：兩電感線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱。 5、產(chǎn)生原因：（1）應(yīng)變片電阻絲有電阻溫度系數(shù)。溫度變化造成應(yīng)變片阻值變化。（2）應(yīng)變片電阻絲的線膨脹系數(shù)與試件的線膨脹系數(shù)不同，溫度變化時(shí)，造成有附加電阻。 補(bǔ)償方法：方法1：應(yīng)變片自補(bǔ)償。選用溫度系數(shù)小的應(yīng)變片，溫度變化時(shí)，造成電阻變化小。方法2：橋路補(bǔ)償。用與工作片特性一樣的補(bǔ)償片，將它們接于電橋相臨兩臂，并置于同一溫度場(chǎng)，溫度變化時(shí)，工作片與補(bǔ)償片阻值變化相同值。對(duì)電橋輸出無(wú)影響。方法3：接成半橋或全橋電路，可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。 6、當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵的刻線相交一個(gè)微小的夾角時(shí), 光源照射光柵尺，兩光柵的柵線透光部分與透光部分疊加，光線透過(guò)透光部分形成亮帶，而兩光柵透光部分分別與另一光柵不透光部分疊加，互相遮擋，光線透不過(guò)形成暗帶。這種由于光柵重疊形成的光學(xué)圖案成為“莫爾條紋”。重要特性：運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系、位移放大關(guān)系、誤差平均效應(yīng)。7、渦流存在的條件：存在交變磁場(chǎng)導(dǎo)電體處于交變磁場(chǎng)中。渦流傳感器測(cè)量的基本原理是當(dāng)傳感器的線圈與被測(cè)體之間的距離發(fā)生變化時(shí)，將引起線圈的等效阻抗變化，電渦流影響時(shí)的等效阻抗Z的函數(shù)關(guān)系式為 在通電電流和被測(cè)材料確定的情況下，阻抗Z成為位移X的單值函數(shù)，由Z可知X，因此實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。 8、 相同點(diǎn)：兩種壓電效應(yīng)均為雙向壓電效應(yīng)。加動(dòng)態(tài)力后均在垂直于電軸表面上產(chǎn)生電荷。 不同點(diǎn)：縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷極性相反?？v向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷與壓電片的幾何尺寸無(wú)關(guān)，而橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷與壓電片的幾何尺寸有關(guān)。 9、能將被測(cè)量按一定 規(guī)律轉(zhuǎn)換為可用信號(hào)（一般指電量）的器件或裝置是傳感器。傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)的前哨，是獲取外界信息的主要手段和途徑。它作為測(cè)控系統(tǒng)的電五官，負(fù)責(zé)信息的提取、轉(zhuǎn)換和處理。它的提取轉(zhuǎn)換精度直接影響測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)控精度。10、熱電偶的熱電勢(shì)既與工作端溫度有關(guān)，又與冷端溫度有關(guān)，冷端溫度變化，會(huì)對(duì)熱電勢(shì)產(chǎn)生影響，造成測(cè)量誤差。所以要對(duì)熱電偶冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)償。 可采用補(bǔ)償導(dǎo)線法，用與熱電偶熱電特性基本一致的補(bǔ)償導(dǎo)線將冷端連出，引到新的冷端，保持新冷端溫度不變，即可實(shí)現(xiàn)冷端溫度補(bǔ)償。 亦可采用補(bǔ)償電橋，將銅熱電阻接于電橋電路中，銅熱電阻與熱電偶冷端置于同一溫度場(chǎng)，室溫時(shí)，電橋輸出為0，冷端溫度變化時(shí)，熱電偶熱電勢(shì)的變化值與電橋不平衡輸出大小基本相等，符號(hào)相反，串聯(lián)回路輸出不受影響。達(dá)到補(bǔ)償目的。11、不行。因?yàn)殡姕u流只能在鐵磁性材料上產(chǎn)生。12、半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，此此現(xiàn)象為霍爾效應(yīng)?；魻栯妱?dòng)勢(shì)與電流強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，與載流體厚度成反比。13、一些電介質(zhì)的一定方向上施加機(jī)械力作用而產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)引起它們內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電的極化，此為正壓電效應(yīng)。若對(duì)電介質(zhì)施加電場(chǎng)作用時(shí)，同樣會(huì)引起電介質(zhì)內(nèi)部正、負(fù)電荷中心的相對(duì)位移而導(dǎo)致電介質(zhì)產(chǎn)生變形，此為逆壓電效應(yīng)。14、當(dāng)指示光柵相對(duì)于標(biāo)尺光柵移動(dòng)時(shí)，每移過(guò)一個(gè)柵距，屏幕上移過(guò)一個(gè)莫爾條紋。莫爾條紋對(duì)光柵柵距具有放大作用，用光電元件計(jì)移過(guò)莫爾條紋數(shù)目，即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量位移。原理式為X=N W。 采用電子細(xì)分技術(shù)。三、計(jì)算分析題1、下圖為壓電傳感器電壓放大器電路原理圖。若壓電元件上受到的正弦力為， 電阻為，電容為 。（1）說(shuō)明前置放大器的作用 （2）已推導(dǎo)出放大器輸入端電壓幅值為說(shuō)明為何電壓輸出型壓電傳感器不宜測(cè)靜態(tài)力？（3）說(shuō)明壓電傳感器與前置放大器之間連接導(dǎo)線為何不宜隨意更換長(zhǎng)度？2、推導(dǎo)差動(dòng)電容傳感器的變壓器電橋的輸出空載電壓表達(dá)式。下圖3、用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測(cè)量機(jī)器的振動(dòng)，已知加速度計(jì)靈敏度為5PC/g，電荷放大器靈敏度為50mv/PC當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時(shí)相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V，試求該機(jī)器的振動(dòng)加速度。4、單組式變面積型平板形線位移電容傳感器，兩極板相互覆蓋的寬度為4mm。兩極板的間隙為0.5mm，極板間介質(zhì)為空氣，試求其靜態(tài)靈敏度？若極板相對(duì)移動(dòng)2mm，求其電容變化量？已知5、（1）與簡(jiǎn)單變間隙電容傳感器相比，差動(dòng)變間隙電容傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？（2）若差動(dòng)電容傳感器動(dòng)極板與定極板之間的起始距離為d0，動(dòng)極板向上移動(dòng)d。試用臺(tái)勞公式推導(dǎo)電容值的相對(duì)變化量。（3）若采用差動(dòng)變間隙電容傳感器，動(dòng)極板上移，上極板間間隙減小，下極板間間隙增大，推導(dǎo)傳感器靈敏度。6、下圖為半波電壓輸出型差動(dòng)整流電路。（1） 試說(shuō)明電路的作用。（2）簡(jiǎn)述銜鐵上移時(shí)電路的辨向原理。7、霍爾元件、b、d尺寸分別為1.0cm0.35cm0.1cm，沿方向通以電流I1.0mA，在垂直面方向加有均勻磁場(chǎng)，傳感器的靈敏度系數(shù)為試求其輸出霍爾電動(dòng)勢(shì)及載流子濃度。(電子電荷量e=1.602*10-19C)8、一應(yīng)變片的電阻，用作應(yīng)變?yōu)?00um/m的傳感元件。求和9、（1）試比較石英晶體縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)工作原理的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。（2）要增大輸出電壓兩片壓電片應(yīng)如何連接，若單片壓電片電容為C，輸出電壓為U，寫(xiě)出連接后輸出電壓與電容的值。（3）要增大輸出電荷，壓電片又應(yīng)如何連接，若單片壓電片電容為C，輸出電荷為Q，寫(xiě)出連接后輸出電荷與電容的值。10、（1）與簡(jiǎn)單自感傳感器比較，差動(dòng)自感傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？ （2）將差動(dòng)自感傳感器兩個(gè)電感接于變壓器電橋中，試推出輸出電壓。 （3）若使差動(dòng)自感傳感器能辨向，應(yīng)采用何種電路？ （4）試分別畫(huà)出辨向前后銜鐵位移與傳感器輸出電壓的關(guān)系曲線。11、分析下圖差動(dòng)變壓器的相敏檢波電路工作原理12、畫(huà)出電渦流式傳感器的等效電路，簡(jiǎn)述電渦流傳感器的工作原理，計(jì)算線圈受金屬導(dǎo)體影響后的等效阻抗。13、光電編碼器為何采用循環(huán)碼盤(pán)？若要求碼盤(pán)能分辨角度0.36度，應(yīng)至少用幾位二進(jìn)制碼盤(pán)？( 20.301) 14、工業(yè)用鉑電阻測(cè)溫為何多采用三線制電橋？將下圖所示的鉑電阻用連線接于電橋電路并簡(jiǎn)述補(bǔ)償原理。15、下圖為差動(dòng)變壓器的相敏檢波電路，若銜鐵下移。（1） 試分析電路的辨向過(guò)程。（2）說(shuō)明電路的作用。 16、下圖為熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電橋電路。試分析說(shuō)明補(bǔ)償原理，若采用補(bǔ)償導(dǎo)線對(duì)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線有何要求？17、下圖為全波電壓輸出型差動(dòng)整流電路。說(shuō)明此電路的作用。差動(dòng)變壓器的銜鐵上移一段距離，試說(shuō)明電路的辨向過(guò)程計(jì)算分析題參考答案1、（1）放大微弱信號(hào)和阻抗變換（高輸出阻抗輸入變?yōu)榈洼敵鲎杩梗＃?）測(cè)靜態(tài)力，由公式可知， 基本無(wú)輸出電壓。（3）改變導(dǎo)線長(zhǎng)度，分布電容CC改變，輸出電壓變化，造成測(cè)量誤差。2、推導(dǎo)差動(dòng)電容傳感器的變壓器電橋的輸出空載電壓表達(dá)式。3、 4、5、（1） 優(yōu)點(diǎn)：提高靈敏度，減小非線性 （2）（3）6、(1)電路的作用：判別銜鐵的位移大小和方向，消除零點(diǎn)殘余電壓。(2)上移時(shí)，差動(dòng)變壓器互感M1M2Ui正半周，D1,D2導(dǎo)通，U20Ui負(fù)半周，D1,D2截止，U2=0經(jīng)半波整流，只要銜鐵上移U20，通過(guò)U2的極性判斷銜鐵的位移方向。7、 8、 9、（1）相同點(diǎn)：都是將力變?yōu)閴弘娖碾姾伞?不同點(diǎn)：縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷只與力的大小有關(guān)，與壓電片的幾何尺寸無(wú)關(guān)。橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷既與力的大小有關(guān)，又與壓電片的幾何尺寸有關(guān)。 （2）應(yīng)串聯(lián)，U串= 2U C串=C/2 。 （3）應(yīng)并聯(lián)，Q串=2Q C串 =2C10、（1） 優(yōu)點(diǎn)：提高傳感器的靈敏度；減小非線性；消除溫度等共模信號(hào)的干擾。（2）（3）可采用相敏整流電路或差動(dòng)整流電路。0XU0辨向后0（4）辨向前11、分析下圖差動(dòng)變壓器的相敏檢波電路工作原理當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí)(1)載波信號(hào)在（0）時(shí)U與U0同相，變壓器A次級(jí)輸出電壓U1上正下負(fù)，U2上正下負(fù)；變壓器B次級(jí)輸出電壓U01左正右負(fù)，U02左正右負(fù)。U1正端接節(jié)點(diǎn)4，U01正端接節(jié)點(diǎn)1，由于，所以4點(diǎn)電位低于1點(diǎn)，D1截止；U1正端接節(jié)點(diǎn)4，U01負(fù)端接3，3點(diǎn)電壓低于4點(diǎn)，D4截止；U2負(fù)端接2，U01正端接1，1點(diǎn)電位高于2點(diǎn)，D2導(dǎo)通；U2負(fù)端接2，U02負(fù)端接3，由于U02U2，3點(diǎn)比4點(diǎn)電位更負(fù)，D3導(dǎo)通。此時(shí)，D2回路，方向自下而上流經(jīng)D3回路，方向自上而下流經(jīng)由于，因此，流經(jīng)的電流方向?yàn)樽韵露?，電壓方向?yàn)橄抡县?fù)，設(shè)，此時(shí)的電壓為正。 （2）載波信號(hào)為下半周（）時(shí)U1上正下負(fù)，U2上正下負(fù)；變壓器B次級(jí)輸出電壓U01左負(fù)右正，U02左負(fù)右正。U1負(fù)端接節(jié)點(diǎn)4，U01負(fù)端接節(jié)點(diǎn)1，由于4點(diǎn)電位高于1點(diǎn)，D1導(dǎo)通；U1負(fù)端接節(jié)點(diǎn)4，U01正端接3，3點(diǎn)電壓高于4點(diǎn)，D4導(dǎo)通；U2正端接2，U01負(fù)端接1，1點(diǎn)電位低于2點(diǎn)，D2截止；U2正端接2，U02正端接3，由于U02U2，2點(diǎn)比3點(diǎn)電位低，D3截止。 D1回路，方向自上而下流經(jīng)D4回路，方向自下而上流經(jīng)由于，因此，此時(shí)上電流為自下而上，電壓為正2）當(dāng)銜鐵為零位以下時(shí)，分析情況同上此時(shí)，上的電流始終為自上而下，因此，上電壓為負(fù)因此，當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí)，上電壓始終為正，當(dāng)銜鐵在零位以下時(shí)，上電壓始終為負(fù)。以次來(lái)判斷銜鐵移動(dòng)的極性，并且消除了零點(diǎn)殘余電壓。12、等效電路如圖 R1 M R2 L1 L2 根據(jù)克?；舴蚨?，可得方程或等效阻抗為13、可避免二進(jìn)制碼盤(pán)由于制作工藝限制及光電元件安裝位置誤差，幾位碼同時(shí)跳變時(shí)造成錯(cuò)碼。循環(huán)碼盤(pán)其循環(huán)碼相臨兩位只有一位變化，即使有誤差，誤差只有360/2n 。 由360/2n0.36 2n 1000 n10 。至少用10位二進(jìn)制碼盤(pán)。14、消除長(zhǎng)連接導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。補(bǔ)償原理是電橋相臨兩臂增加同一阻值的電阻，對(duì)電橋輸出電壓無(wú)影響。15、（1）銜鐵下移?；ジ蠱2M1 ，Z2Z1 。Ui正半周，A正B負(fù)，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止。由于Z2Z1流過(guò)R1的電流大于流過(guò)R2的電流，C點(diǎn)電位高于D點(diǎn)電位，U00。Ui負(fù)半