傳感器期末考試復(fù)習(xí)

1、.（填空題）1、按照傳感機(jī)理，可將傳感器分為結(jié)構(gòu)型和物性型兩種型式。2、傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和 測量電路三部分組成。3、傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化量與輸入變化量的比值。對線性傳感器來說，其靈敏度是理想曲線的斜率4、將導(dǎo)體或半導(dǎo)體置于磁場中并通入電流，若電流方向與磁場方向正交，則在與磁場和電流兩者都垂直的方向上會出現(xiàn)一個(gè)電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)5、在應(yīng)變式傳感器的測量電路中為改善傳感器的非線性誤差和提高輸出靈敏度常采用差動半橋或全橋電路。6、電渦流傳感器是基于電渦流效應(yīng)原理進(jìn)行工作的，可以進(jìn)行厚度測量、位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)速測量和渦流探傷等應(yīng)用。7、電阻應(yīng)變片式傳

2、感器按制造材料可分為金屬導(dǎo)體材料和 半導(dǎo)體材料。它們在受到外力作用時(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由形變形成的，而的電阻變化主要是由壓阻效應(yīng)造成的，半導(dǎo)體材料傳感器的靈敏度較大。1、傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成。2、溫度測量方法有接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。3、電渦流傳感器是利用電渦流效應(yīng)進(jìn)行工作的，主要有低頻透射式和高頻反射式兩種類型。4、在半導(dǎo)體氣敏傳感器中，加熱是為了有助于氧化反應(yīng)進(jìn)程，材料中加入催化劑是為了改善傳感器的選擇性。5、光電效應(yīng)分為內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)兩大類。光敏二極管在電路中一般處于反向工作狀態(tài)，沒有光照時(shí)，暗電阻很大暗電流很??；當(dāng)光照射在P

3、N結(jié)上時(shí)，形成的電流為光電流。6、采用差動式結(jié)構(gòu)的自感傳感器利用鐵心線圈的參數(shù)變化帶動線圈的自感變化來進(jìn)行測量；差動變壓器是利用線圈間的互感變化進(jìn)行測量的。7、常用電容傳感器的測量電路有耦合式電感電橋、雙T二極管交流電橋、脈沖調(diào)寬電路和運(yùn)算放大器電路。1、按照傳感機(jī)理，可將傳感器分為物性型和結(jié)構(gòu)型兩種型式。2、傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成。3、傳感器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為靜態(tài)和動態(tài)指標(biāo)兩大類，線性度和靈敏度是傳感器的靜態(tài)指標(biāo)，而頻率響應(yīng)特性是傳感器的動態(tài)指標(biāo)。4、導(dǎo)電絲材的截面尺寸發(fā)生變化后其電阻會發(fā)生變化，用這一原理可制成的傳感器稱為電阻應(yīng)變式式傳感器，利用有料具有磁

4、致伸縮效應(yīng)可制成的壓磁式傳感器也可用以測量力，而壓電式傳感器則利用了一些具有離子型晶體電介質(zhì)的壓電效應(yīng)，它敏感的最基本的物理量也是力。5、熱電式傳感器中，能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的一類稱為熱電阻，而能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢的稱為熱電偶，其中熱電偶式傳感器在應(yīng)用時(shí)需要做溫度補(bǔ)償(冷端補(bǔ)償)。6、旋轉(zhuǎn)式編碼器用以測量轉(zhuǎn)軸的角位移，其中絕對編碼器在任意位置都有固定的數(shù)字編碼與位置對應(yīng)，線數(shù)為360線的增量式編碼器分辨力為1（角）度。7、光電效應(yīng)分為內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)兩大類。8、溫度測量可分為接觸式和非接觸式兩種方式。（選擇題）1、應(yīng)變片溫度效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因有（AB）。A.敏感柵的熱阻效B.敏感

5、柵與試件的熱膨脹失配C.敏感柵承受應(yīng)力不同 D.敏感柵與試件材料不同2、當(dāng)變極距式電容傳感器兩極板間的初始距離增加時(shí)，將導(dǎo)致傳感器的（AD）。A.靈敏度增加B.靈敏度減小C.非線性誤差增加D.非線性誤差減小3、反射式電渦流傳感器的激勵(lì)信號是（C）。A.直流B.工頻交流C.高頻交流D.低頻交流4、差動式傳感器產(chǎn)生零位誤差的原因有（AC）。A.磁路不對稱B.電源電壓太高C.磁路工作于飽和狀態(tài) D.溫度影響5、壓電石英晶體表面上產(chǎn)生的電荷密度與（C）。A.晶體厚度成正比B.晶體面積成反比C.作用在晶片上的壓力成正比D.剩余極化強(qiáng)度成正比6、光敏二極管工作時(shí)，其上（B）。A.加正向電壓B.加反向電壓

6、C.不需加電壓D.加正向、反向電壓都可以7、熱電偶中產(chǎn)生熱電動勢的條件分別為（BC）。A.兩電極材料相同B.兩電極材料不相同C.兩電極的端點(diǎn)溫度不同D.兩電極的端點(diǎn)溫度不相同8、Pt100中100是指（A）。A.鉑電阻在100C時(shí)的電阻值 B.鉑電阻在常溫25C時(shí)的電阻值C.鉑電阻在0C時(shí)的電阻值 D.鉑電阻的最高工作溫度為100C9、霍爾效應(yīng)中，霍爾電動勢與（AC）。A.激勵(lì)電流成正比B.激勵(lì)電流成反比C.磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比D.磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比10、濕度傳感器按信號轉(zhuǎn)換方式可以分為（ABC）。A.電阻式 B.電容式C.頻率式 D.磁電式1、下列傳感器中（ABD）屬于物性型傳感器。A.擴(kuò)散硅式壓

7、力傳感器B.霍爾轉(zhuǎn)速傳感器C.感應(yīng)同步器D.熱電偶2、霍爾效應(yīng)中，霍爾電動勢與（AC）A激勵(lì)電流成正比B激勵(lì)電流成反比C磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比D磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比3、壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器，它的工作原理是基于某些物質(zhì)的（B）A.壓阻效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.壓磁效應(yīng)D.電磁感應(yīng)4、反映傳感器在正反行程過程中輸入與輸出特性曲線不重合程度的指標(biāo)為（D）A重復(fù)性 B.零點(diǎn)漂移C.溫度漂移D.回差（滯后）5、電容式傳感器在結(jié)構(gòu)上增設(shè)等位環(huán)，目的是為消除（A）A.邊緣效應(yīng)B.寄生電容C.環(huán)境溫度D.電磁干擾6、下列器件中，能完成轉(zhuǎn)速檢測任務(wù)的是（BCD）。A.電容傳感器B.磁電傳感器C.電渦流傳感器 D.

8、光電元件7、基于外光電效應(yīng)工作的器件有（AD）。A.光電管 B.光電池 C.光敏電阻 D.光電倍增管8、n位的二進(jìn)制碼盤具有（A）種不同的編碼。A.2n B.2n+1 C.2n-1D.2n+1-19、莫爾條紋的三大特點(diǎn)是（ABC）。A.運(yùn)動的對應(yīng)關(guān)系 B.誤差平均作用 C.位移放大作用D.細(xì)分作用10、濕度傳感器按信號轉(zhuǎn)換方式可以分為（ABC）。A.電阻式B.電容式C.頻率式D.磁電式1、傳感器的A是指傳感器的輸出與輸入之間的線性程度。A 線性度B靈敏度C遲滯D重復(fù)性2、按照傳感器的 C，可以分物理型、化學(xué)型、生物型等。A 構(gòu)成原理B 能量轉(zhuǎn)換情況C工作機(jī)理D物理原理3、傳感器無輸入時(shí)，每隔一

9、段時(shí)間進(jìn)行讀數(shù)，其輸出偏離零值，即為B。A重復(fù)性B零點(diǎn)漂移C溫度漂移D遲滯4、擴(kuò)散型壓阻式壓力傳感器的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的 C。A 應(yīng)變效應(yīng)B霍爾效應(yīng)C壓阻效應(yīng)D壓電效應(yīng)5、當(dāng)電容式傳感器的電容值很小，卻因環(huán)境溫度較高等某些原因必須將測量電路與傳感器分開時(shí)，可以采用 C確保電容傳感器正常工作。A屏蔽技術(shù)B接地技術(shù)C驅(qū)動電纜技術(shù)D集成技術(shù)6、電感式傳感器是利用線圈的BD的變化實(shí)現(xiàn)非電量測量的一種裝置。A磁路磁阻B自感C電渦流D互感7、渦流的大小與導(dǎo)體ABCDE等參數(shù)有關(guān)。A 電阻率B磁導(dǎo)率C厚度tD導(dǎo)體與線圈的距離xE激勵(lì)電流頻率f8、自感式傳感器常見的有BCD 三種。A 變線圈匝數(shù)式B螺

10、管式C變隙式D變截面積式9、光電傳感器在檢測與控制中應(yīng)用非常廣泛，它基本可以分為 AC兩類。A模擬式傳感器B數(shù)字式傳感器C脈沖式傳感器D頻率式傳感器 10、光柵細(xì)分技術(shù)的方法很多，常用的有BCD。A間接細(xì)分B直接細(xì)分C電阻電橋細(xì)分法 D電阻鏈細(xì)分法（分析與計(jì)算）1.簡述傳感器的定義、種類、組成、工作特性、標(biāo)定方法等定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置。組成：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路。種類：工作機(jī)理：物理型、化學(xué)型、生物型等；構(gòu)成原理：結(jié)構(gòu)型，物性型等；能量轉(zhuǎn)換：能量控制型、能量轉(zhuǎn)換型；物理原理：電參量式傳感器、磁電式傳感器等。工作特性：靜態(tài)特性與動態(tài)特性。

11、靜態(tài)特性：線性度，靈敏度，遲滯，重復(fù)性，零點(diǎn)漂移，溫度漂移；動態(tài)特性：瞬態(tài)響應(yīng)特性；頻率響應(yīng)特性等。標(biāo)定方法：靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定。靜態(tài)標(biāo)定: 目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等；動態(tài)標(biāo)定:目的是確定傳感器的動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。2. 何為準(zhǔn)確度、精密度、精確度?并闡述其與系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的關(guān)系。準(zhǔn)確度:反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響程度。精密度:反映測量結(jié)果中隨機(jī)誤差的影響程度。精確度:反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合的的影響程度,其定量特征可用測量的不確定度表示。3. 檢定2.5級（即引用誤差為2.5%），量程為100V的電

12、壓表，發(fā)現(xiàn)50V刻度點(diǎn)的示值誤差2V為最大誤差，問該電壓表是否合格？取個(gè)最大誤差，跟在題中刻度點(diǎn)沒關(guān)系。精度=（測量值真實(shí)值）/量程*100%也就是檢定的等級。那么2/100*100%2.0%，是符合此表精度等級的。所以合格。5.測量某物質(zhì)鐵的含量為：1.52、1.46、1.61、1.54、1.55、1.49、1.68、1.46、1.83、1.5、1.56（單位略），試用3準(zhǔn)則檢查測量值中是否有壞值？4.根據(jù)3準(zhǔn)則，測量數(shù)據(jù)沒有壞值。6. 有一金屬電阻應(yīng)變片，其靈敏度為K=2.5，R=120，設(shè)工作時(shí)其應(yīng)變?yōu)?200，則是多少？若將此應(yīng)變片與2V直流電源組成回路，試求無應(yīng)變時(shí)和有應(yīng)變時(shí)回路電流

13、。7.應(yīng)變片稱重傳感器，其彈性體為圓柱體，直徑D=100mm，材料彈性模量E=205109N/m2，用它稱500kN的物體，若用電阻絲式應(yīng)變片，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)K=2，R=120，問電阻變化多少？8.如圖2.1所示為一直流應(yīng)變電橋，圖中U=4V，R1=R2=R3=R4=120，試求：（1） R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻，當(dāng)R1的增量為=1.2，電橋輸出電壓U0為多少？（2） R1和R2都是應(yīng)變片，且批號相同，感受應(yīng)變的極性與大小也相同，其余為外接電阻，電橋輸出電壓U0為多少？（3） 題（2）中，如果R2和R1的極性相反，且，電橋輸出電壓U0為多少？(1)(3)(2) 9.圖為等強(qiáng)度梁測力

14、系統(tǒng)，R1為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K=2.05。未受應(yīng)變時(shí)，R1=120；當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變=810-4，求：（1）應(yīng)變片的電阻變化量R1和電阻相對變化量R1/R1；（2）將電阻應(yīng)變片R1置于單臂測量電橋，電橋電流電壓為直流3V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。（3） 若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？分析其電橋輸出電壓及非線性誤差的大?。?）（2） 電橋輸出電壓,非線性誤差10. 根據(jù)螺線管式差動變壓器的基本特性，說明其靈敏度與線性度的主要特點(diǎn)（1）靈敏度:差動變壓器在單位電壓激勵(lì)下，鐵芯移動一個(gè)單位距離時(shí)的輸出電壓，以（V/mm）/V表示理想條件下，差動變壓器的靈敏

15、度KE正比于電源激勵(lì)頻率f .影響差動變壓器靈敏度的因素有：激勵(lì)頻率、輸入激勵(lì)電壓、線圈品質(zhì)因數(shù)Q值、銜鐵直徑、導(dǎo)磁性能、鐵損小以及渦流損耗小的導(dǎo)磁材料制作銜鐵和導(dǎo)磁外殼等(2)線性度分析計(jì)算中，傳感器實(shí)際特性曲線與理論直線之間的最大偏差除以測量范圍（滿量程），并用百分?jǐn)?shù)來表示。影響差動變壓器線性度的因素:骨架形狀和尺寸的精確性，線圈的排列，鐵芯的尺寸和材質(zhì)，激勵(lì)頻率和負(fù)載狀態(tài)等。11. 何為零點(diǎn)殘余電壓？說明產(chǎn)生該電壓的原因及消除方法。零點(diǎn)殘余電壓的存在使傳感器輸出特性在零點(diǎn)附近的范圍內(nèi)不靈敏，限制著分辨力的提高。零點(diǎn)殘余電壓太大，將使線性度變壞，靈敏度下降，甚至?xí)狗糯笃黠柡停氯杏眯盘?/p>

16、通過，致使儀器不再反映被測量的變化。產(chǎn)生該電壓的原因：(1)使傳感器輸出特性在零點(diǎn)附近的范圍內(nèi)不靈敏，限制著分辨力的提高。零點(diǎn)殘余電壓太大，將使線性度變壞，靈敏度下降，甚至?xí)狗糯笃黠柡?，堵塞有用信號通過，致使儀器不再反映被測量的變化；（2）由于鐵芯的B-H特性的非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消.消除方法：（1）提高框架和線圈的對稱性，特別是兩個(gè)二次線圈對稱。（2）采用拆圈的實(shí)驗(yàn)方法，采用適當(dāng)?shù)臏y量電路，一般可采用在放大電路前加相敏整流器。（3）在電路上進(jìn)行補(bǔ)償：加串聯(lián)電阻，加并聯(lián)電容，加反饋電阻或反饋電容等。12. 高頻反射式電渦流傳感器的基本原理是什么？電感變化程度取于線圈L的外形尺

17、寸，線圈L至金屬板之間的距離，金屬板材料的電阻率和磁導(dǎo)率以及的頻率等13.利用電渦流傳感器測量板材的厚度的原理是什么？原理:當(dāng)金屬板得厚度變化時(shí)，將使傳感器探頭與金屬板間的距離改變，從而引起輸出電壓的變化。通常在被測板的上、下方各裝一個(gè)傳感器探頭，其間距離為D，而它們與板的上、下表面分別相距 x1和x2，這樣板厚t=D-(x1+x2), ，當(dāng)兩個(gè)傳感器在工作在工作時(shí)分別測得x1和x2，轉(zhuǎn)換成電壓值后相加。相加后的電壓值與兩傳感器間距離D對應(yīng)的設(shè)定電壓相減，就得到與板厚相對應(yīng)的電壓值。14.光電傳感器的特點(diǎn)是什么？采用光電傳感器可能測量的物理量有哪些？光電器件或者光電元件是一種光電轉(zhuǎn)換為電量的器

18、件，光電傳感器是以光電器件為檢測元件的傳感器，它先將被測非電量與光量的變化，然后通過光電器件將相應(yīng)的光量轉(zhuǎn)化成電量?？赡軠y量的物理量：電絕緣抗電線位移，線速度，角位移，角速度。16.試述磁電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)及其簡單的工作原理15.光電碼盤測位移有何特點(diǎn)？18.簡述霍爾傳感器測量電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、微位移、壓力的原理由UH=IBKH可以看出，當(dāng)控制電流I恒定時(shí)，霍爾電勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B是位置函數(shù)，則霍爾電勢的大小就可以用來反映霍爾元件的位置，這就需要制造一個(gè)某方向上磁感應(yīng)強(qiáng)度B成線性變化（增大或減?。┑拇艌?，當(dāng)霍爾元件在這種磁場中移動時(shí)，其輸出UH的變化反映了霍爾元件位移，利用這個(gè)原理可以對位移進(jìn)行電測量，以測量微位移為基礎(chǔ)，可以測量許多與微位移有關(guān)的非電量，如力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械