傳感器測量原理

1、第六章 傳感器原理與測量電路習題（一）填空題1、 屬于能量控制型的傳感器有 電阻應變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器 等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有 熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器 等（每個至少舉例兩個）。2、 金屬電阻應變片與半導體應變片的物理基礎的區(qū)別在于：前者利用 機械變形 引起的電阻變化，后者利用 電阻率 變化引起的電阻變化。3、 為了提高變極距電容式傳感器的靈敏度、線性度及減小外部條件變化對測量精度的影響，實際應用時常常采用 差動式 工作方式。4、 壓電式傳感器的測量電路（即前置放大器）有兩種形式： 電荷 放大器和 電壓 放大器，后接 電荷 放大器時，可不受連接電纜長度的限制

2、。5、 渦流式傳感器的變換原理是利用了金屬導體在交流磁場中的 電渦流 效應。6、 磁電式速度計的靈敏度單位是 V/（mm/s） 。7、 壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的 壓電效應 而工作的。（二）選擇題1、 電阻應變片的輸入為 2 。（1）力 （2） 應變 （3）速度 （4）加速度2、 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠 3 的變化實現(xiàn)信號變換的。（1）本身物理性質(zhì)（物性型） （2）體積大小 （3）結(jié)構(gòu)參數(shù) （4）電阻值3、 不能用渦流式傳感器進行測量的是 4 。（電渦流效應）（1）位移 （2）材質(zhì)鑒別 （3）探傷 （4）非金屬材料4、 變極距面積型電容傳感器的輸出與輸入，成 2 關(guān)系。 （1）非線性 （2）線性

3、 （3）反比 （4）平方5、 半導體式應變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 3 。（1）長度 （2）截面積 （3）電阻率 （4）高通6、 壓電式傳感器輸出電纜長度的變化，將會引起傳感器的 3 產(chǎn)生變化。（1）固有頻率 （2）阻尼比 （3）靈敏度 （4）壓電常數(shù)7、 在測量位移的傳感器中，符合非接觸測量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 4 傳感器。（1）電容式 （2）壓電式 （3）電阻式 （4）電渦流式8、 自感型可變磁阻式傳感器，當氣隙變化時，其靈敏度與之間的關(guān)系是： 4 。？（1） （2） （3） （4）9、 光電倍增管是利用 2 效應制成的器件。（1）內(nèi)光電 （2）外光電 （3）光生伏

4、特 （4）阻擋層10、 光敏元件中 2 是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻 （2）光電阻 （3）光敏晶體管 （4）光導纖維11、下列傳感器屬于發(fā)電型位移傳感器的是（ D ）。 A.電阻式位移傳感器 B.電容式位移傳感器 C.電感式位移傳感器 D.磁電式位移傳感器12、測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ A ）A容柵型 B變極距型（?。?C變介質(zhì)型 D 變極板面積型13、在光柵式位移傳感器中，為了分辨小于柵距W的位移量，必須采用（ D ）。A 放大電路 B 辨向電路 C 微分電路 D 細分電路14、可用作測量小位移的傳感器有（ C ）。 A電渦流傳感器 B感應同步器 C光柵 D磁尺15、壓電傳

5、感器是高內(nèi)阻傳感器，因此，要求前置放大器的輸入阻抗（ A ）。A很高 B.較高 C很低 D較低 16、半導體應變片的工作原理是基于（ C ）。A. 壓磁效應 B. 壓電效應 C. 壓阻效應 D. 霍爾效應（三）判斷對錯題（用或表示）1、 滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測量。（ ）2、 渦流式傳感器屬于能量控制型傳感器（ ）3、 壓電加速度計的靈敏度越高，其工作頻率越寬。（ ）?4、 磁電式速度拾振器的上限工作頻率取決于其固有頻率。（ ）?（四）簡答和計算題1、 哪些傳感器可選作小位移傳感器？答：光柵傳感器、變極距型電容式、變氣隙型電感式、電渦流式、壓電式、霍爾式、氣動流量式、應變電阻式。2

6、、 渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么？渦流式傳感器能否測量大位移量？為什么？答：渦流傳感器能對位移，厚度，表面溫度，速度，應力，材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，不怕油等介質(zhì)污染；渦流傳感器不能測量大位移量，只有當測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。3、 電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？答：厚度、表面溫度、速度、應力、材料損傷等4、 電渦流傳感器能否測量塑料物體移動的位移？若能測量理由是什么？不能測量理由是什么？應采取什么措施改進，就可以用電渦流傳感器測量了。答：電渦流傳感器不能測量塑料物體移動的位移；因為檢測對象錯誤，塑料不能產(chǎn)生渦

7、流；要在塑料上加裝金屬材質(zhì)的物體。5、 壓電式加速度傳感器與壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同，為什么？答：加速度傳感器要通過質(zhì)量塊把加速度轉(zhuǎn)換為力作用在壓電片上。6、 試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。（1） 用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)并簡要說明其作用原理；（2） 兩個線圈通常應該接在什么電路中？用圖說明如何接法。答：7、 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問：（1） 如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2） 如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mV）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？答：（1）由電容的計算公式為：，則： A、當

8、時： 則： B、當時： 則： （2）當時：讀數(shù)儀表的變化量為 格 當時： 讀數(shù)儀表的變化量為 格 8、 選用傳感器的基本原則是什么？答：靈敏度、響應特性、線性范圍、可靠性、精確度、測量方法、體積、重量、價格等各方面綜合考慮。9、 什么是物性型傳感器? 答：依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來實現(xiàn)信號變換的傳感器。例如：水銀溫度傳感器。10、 什么是壓電效應？答：某些物質(zhì)，受到外力作用時，不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化，表面產(chǎn)生電荷；當外力去掉時，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。11、 為什么壓電式加速度傳感器要使用高輸入阻抗電荷放大器？ 答：當傳感器與高壓放大器之間的連接電纜發(fā)生變化時，由于電纜電容與傳感器電容并聯(lián)，必然引起傳感器輸出電壓的靈敏度變化，引起誤差，