傳感器練習081215

1、電氣學院自動化063與電氣063傳感器基礎練習（2008-12-15）一  填空1.把一導體（或半導體）兩端通以控制電流I，在垂直方向施加磁場B，在另外兩側會產(chǎn)生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現(xiàn)象稱效應，這個電動勢稱為電勢。外加磁場使半導體（導體）的電阻值隨磁場變化的現(xiàn)象成效應。2.某些電介質當沿一定方向對其施力而變形時內部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后又恢復不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為效應；在介質極化方向施加電場時電介質會產(chǎn)生形變，這種效應又稱效應。3. 光電傳感器的工作原理是基于物質的光電效應，目前所利用的光電效應大致有三大類：第一類是利用在

2、光線作用下_效應，這類器件有_等；第二類是利用在光線作用下效應，這類器件有_等；第三類是利用在光線作下效應，這類器件有_。4、塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導體內部會產(chǎn)生一圈圈閉合的電流，利用該原理制作的傳感器稱傳感器；這種傳感器只能測量物體。5、不同的金屬兩端分別連在一起構成閉合回路，如果兩端溫度不同，電路中會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱效應；若兩金屬類型相同兩端溫度不同，加熱一端時電路中電動勢E =。6、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是由_電勢和_電勢組成。其表達式為Eab（T，T = ）_。在熱電偶溫度補償中，補償導線法（即冷端延長線法）是把_導線與熱電偶配接。它的作用是_。

3、7.光柵傳感器中莫爾條紋的一個重要特性是具有位移放大作用。如果兩個光柵距相等，即W=0.02mm，其夾角=0.1°，則莫爾條紋的寬度B=_莫爾條紋的放大倍數(shù)K=_。8.測量過程中存在著測量誤差。絕對誤差是指_其表達式為_；相對誤差是指其表達式為_；引用誤差是指_其表達式為_二  選擇題（每空1分，共20分）電阻應變片     磁敏電阻     霍爾元件     氣敏傳感器    濕敏傳感器光電耦合

4、器     壓電傳感器   電容傳感器   熱敏電阻      CCD電荷耦合器壓阻式傳感器   光纖傳感器   磁電傳感器   光電二極管    差動變壓器熱釋電器件     磁敏晶體管   電渦流傳感器 &

5、#160;光電池       超聲波傳感器熱電偶        紅外傳感器    色敏傳感器正確選擇以上傳感器填入以下空內：1可以進行位移測量的傳感器有、；2可以完成溫度測量的有、；3半導體式傳感器是、；4光電傳感器有、；5用于磁場測量的傳感器、；6進行振動（或加速度）測量的傳感器、；7利用物體反射進行非電量檢測的傳感器、； 三  計算 (每題5分，共10分) 1、圖為一直流應

6、變電橋，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350，求：R1為應變片其余為外接電阻，R1增量為R1=3.5時輸出U0=?。R1、R2是應變片，感受應變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出U0=?。R1、R2感受應變極性相反,輸出U0=?。R1、R2、R3、R4都是應變片,對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。2 石英晶體加速計及電荷放大器測量機械振動，已知加速度計靈敏度為5pc/g，電荷放大器靈敏度為50mv/pc，當機器達到最大加速度時的相應輸出電壓幅值為2V，試求機械的振動加速度(單位g)。四  問答題（每題5分，共10分）1壓力傳感器測量砝碼數(shù)據(jù)如下，試解釋這是一種什

7、么誤差，產(chǎn)生這種誤差的原因是什么。N(g)      0      1.0      2      3      4       5正行程(mv)0      1.5 &

8、#160;    2      2.5    3       3.5反行程(mv)0      0.5      1      2      2.5&

9、#160;    3.52解釋下列磁敏傳感器：磁敏電阻與磁敏晶體管有哪些不同？磁敏晶體管與普通晶體管的不同之處是什么？磁敏電阻與霍爾元件屬同一類磁電轉換元件，在本質上有什么不同？五、下圖是一紅外測溫裝置，測量溫度高于1000，紅外探測器是熱釋電元件，利用熱輻射測溫。請回答下列器件各起到什么作用？光學系統(tǒng)：透鏡_；濾光片_ ； 步進電機與調制盤_； 溫度傳感器_ 紅外探測器_。 。下圖左是電容式差壓傳感器，金屬膜片與兩盤構成差動電容C1、C2 ,兩邊壓力分別為P1、P2。下圖右為二極管雙T型電路，電路中電容是左圖中差動電容，UE電源是占空比為50%的方波。

10、試分析：當兩邊壓力相等P1=P2時負載電阻RL上的電壓U0值； 當P1>P2時負載電阻RL上電壓U0大小和方向（正負）。  。圖為酒精測試儀電路，A是顯示驅動器。問：TGS812是什么傳感器？2、5腳是傳感器哪個部分，有什么作用？分析電路工作原理，調節(jié)電位器RP有什么意義?。圖為光電傳感器電路，GPIS01是光電斷路器。分析電路工作原理：當用物體遮擋光路時晶體三極管VT狀態(tài)是導通還是截止？二極管是一個什么器件，在電路中起到什么作用？如果二極管反相連接晶體管VT狀態(tài)如何？。下圖是電阻應變儀電路框圖，電橋采用交流供電，應變信號為一正弦變化的信號頻率為20Hz，振蕩頻率4KHz。請畫

11、出放大器、相敏檢波器、低通濾波器的輸出波形示意圖。 傳感器原理與應用練習一.填空（每空1分，共20分）4.把一導體（或半導體）兩端通以控制電流I，在垂直方向施加磁場B，在另外兩側會產(chǎn)生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應，這個電動勢稱為霍爾電勢。外加磁場使半導體（導體）的電阻值隨磁場變化的現(xiàn)象成磁阻效應。5.某些電介質當沿一定方向對其施力而變形時內部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后又恢復不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應；在介質極化方向施加電場時電介質會產(chǎn)生形變，這種效應又稱逆壓電效應。6.在光線作用下電子逸出物體表面向外發(fā)射稱外光電效

12、應；入射光強改變物質導電率的現(xiàn)象稱光電導效應；半導體材料吸收光能后在PN結上產(chǎn)生電動式的效應稱光生伏特效應。7、塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導體內部會產(chǎn)生一圈圈閉合的電流，利用該原理制作的傳感器稱電渦流傳感器；這種傳感器只能測量金屬物體。8、不同的金屬兩端分別連在一起構成閉合回路，如果兩端溫度不同，電路中會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱熱電效應效應；若兩金屬類型相同兩端溫度不同，加熱一端時電路中電動勢E =0。二.選擇題（每空1分，共20分）電阻應變片     磁敏電阻    霍爾元

13、件      氣敏傳感器        濕敏傳感器光電耦合器     壓電傳感器  電容傳感器    熱敏電阻          CCD電荷耦合器壓阻式傳感器   光纖傳感器  磁電傳感器 

14、   光電二極管        差動變壓器熱釋電器件     磁敏晶體管  電渦流傳感器  光電池            超聲波傳感器熱電偶         紅外傳感器  

15、;色敏傳感器正確選擇以上傳感器填入以下空內：1.可以進行位移測量的傳感器有光纖傳感器、差動變壓器、電阻傳感器；2.可以完成溫度測量的有熱電偶、熱敏電阻；熱釋電；3.半導體式傳感器是磁敏、霍爾元件、氣敏傳感器、壓阻傳感器；4.光電傳感器有光電耦合器、色敏傳感器、光纖傳感器、光電二極管；5.用于磁場測量的傳感器霍爾器件、磁敏晶體管；6.進行振動（或加速度）測量的傳感器磁電傳感器、壓電傳感器；7.利用物體反射進行非電量檢測的傳感器超聲波傳感器、紅外傳感器；三.計算 (每題5分，共10分)1.圖為一直流應變電橋，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350，求：R1為應變片其余為外接電阻，R1增量為R

16、1=3.5時輸出U0=?。R1、R2是應變片，感受應變極性大小相同其余為電阻，電壓輸出U0=?。R1、R2感受應變極性相反,輸出U0=?。R1、R2、R3、R4都是應變片,對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。解：2.石英晶體加速計及電荷放大器測量機械振動，已知加速度計靈敏度為5pc/g，電荷放大器靈敏度為50mv/pc，當機器達到最大加速度時的相應輸出電壓幅值為2V，試求機械的振動加速度(單位g)。解：四.問答題（每題5分，共10分）1.壓力傳感器測量砝碼數(shù)據(jù)如下，試解釋這是一種什么誤差，產(chǎn)生這種誤差的原因是什么。N(g) 0 1 2 3 4 5正行程(mv)0  

17、60;  1.5      2      2.5     3       3.5反行程(mv)0     0.5     1        2 

18、60;    2.5     3.5解：遲滯誤差；靜態(tài)誤差；傳感器本身材料的缺陷造成。2.解釋下列磁敏傳感器：磁敏電阻與磁敏晶體管有哪些不同？磁敏晶體管與普通晶體管的不同之處是什么？磁敏電阻與霍爾元件屬同一類磁電轉換元件，在本質上有什么不同？解：磁敏晶體管有放大作用；普通晶體管無磁靈敏度；磁敏電阻不能區(qū)別磁極性。五.電路分析（每題5分，共20分）1.下圖左是電容式差壓傳感器，金屬膜片與兩盤構成差動電容C1、C2 ,兩邊壓力分別為P1、P2。下圖右為二極管雙T型電路，電路中電容是左圖中差動電容，UE電源是占空比為50%的方波。試分析：當兩邊壓力相等P1=P2時負載電阻RL上的電壓U0值； 當P1>P2時負載電阻RL上電壓U0大小和方向（正負）。  解：U0=0U0=UfM（C1-C2）因為 C1 C2所以 U0 0 ，輸出負電壓。2.圖為酒精測試儀電路，A是顯示驅動器。問： TGS812是什么傳感器？ 2、5腳是傳感器哪個部分，有什么作用