傳感器習(xí)題及答案

1、選擇題1碼盤(pán)式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、_a_和_c_三種。a.光電式b.磁電式c.電磁式d.感應(yīng)同步器2. 改變電感傳感器的引線電纜后，_c_。a.不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 b. 必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零c. 必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 d. 不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零3應(yīng)變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、_c_、_d_等。a.測(cè)量范圍的選擇b.電源的選擇c. 阻值的選擇d. 尺寸的選擇e.精度的選擇f.結(jié)構(gòu)的選擇 4應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的_b_應(yīng)變片的之間的電阻值。a.覆蓋片與被測(cè)試件b.引線與被測(cè)試件

2、c.基片與被測(cè)試件d.敏感柵與被測(cè)試件 5在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)d_。a.磁電效應(yīng)b.聲光效應(yīng)c.光生伏特效應(yīng)d.光電導(dǎo)效應(yīng)6.結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成的。線圈套在鐵芯上的，在鐵芯與銜鐵之間有一個(gè)空氣隙，空氣隙厚度為。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生位移，使空氣隙發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于_c_。a. 靜態(tài)測(cè)量b. 動(dòng)態(tài)測(cè)量c. 靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量d. 既不能用于靜態(tài)測(cè)量，也不能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量7.      &

3、#160;    4    不屬于測(cè)試系統(tǒng)的靜特性。（1）靈敏度  （2）線性度 （3）回程誤差 （4）阻尼系數(shù)8.  電阻應(yīng)變片的輸入為   1    。（1）力  （2） 應(yīng)變   （3）速度   （4）加速度9. 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠     3  的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。（1）本身物理性質(zhì)  

4、（2）體積大小  （3）結(jié)構(gòu)參數(shù)   （4）電阻值10. 不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是   4   。（1）位移   （2）材質(zhì)鑒別   （3）探傷   （4）非金屬材料11. 變極距電容傳感器的輸出與輸入，成       1    關(guān)系。（1）非線性  （2）線性   （3）反比  （4）平方1

5、2. 半導(dǎo)體式應(yīng)變片在外力作用下引起其電阻變化的因素主要是 3    。（1）長(zhǎng)度    （2）截面積    （3）電阻率  （4）高通13.壓電式傳感器輸出電纜長(zhǎng)度的變化，將會(huì)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)14.在測(cè)量位移的傳感器中，符合非接觸測(cè)量，而且不受油污等介質(zhì)影響的是 4&

6、#160;    傳感器。（1）電容式    （2）壓電式    （3）電阻式   （4）電渦流式15.光電倍增管是利用       3 效應(yīng)制成的器件。（1）內(nèi)光電   （2）外光電  （3）光生伏特  （4）阻擋層16.光敏元件中   3   是直接輸出電壓的。（1）光敏電阻   （2）光電阻 

7、  （3）光敏晶體管   （4）光導(dǎo)纖維17屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（ D ） A重復(fù)性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率18按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（ A ） A光電式傳感器 B電容式傳感器 C壓電式傳感器 D磁電式傳感器19測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ a ） A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵型20利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。?C ） A兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化

8、相同的工作應(yīng)變片21.下圖所示器件為 霍爾 傳感器（何種類型傳感器）填空題：1、屬于能量控制型的傳感器有    電阻，電容，電感（渦流）                等，屬于能量轉(zhuǎn)換型的傳感器有          壓電，磁電       

9、         等（每個(gè)至少舉例兩個(gè)）。2、金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的物理基礎(chǔ)的區(qū)別在于：前者利用 金屬的機(jī)械變形       引起的電阻變化，后者利用      半導(dǎo)體材料的電阻率                變化引起的電阻變化。

10、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(duì)測(cè)量精度的影響，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用    差動(dòng)     工作方式。4、電式傳感器的測(cè)量電路（即前置放大器）有兩種形式：  電壓      放大器和   電荷      放大器，后接       放大器時(shí)，可不受連接電纜長(zhǎng)度的限制。5、渦流式傳感

11、器的變換原理是利用了金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的   渦電流      效應(yīng)。6、磁電式速度計(jì)的靈敏度單位是      mv/(m/s)        。7、壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的   壓電效應(yīng)        而工作的。（1）傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)主要有等.而其動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)主要有時(shí)域分析和頻域

12、分析兩部分.(2) 傳感器的精度A含義是在規(guī)定范圍內(nèi)，其允許的最大誤差值相對(duì)測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)根據(jù)精度等級(jí)概念,若測(cè)得某傳感器A=0.48%,則該傳感器應(yīng)定為0.5級(jí)精度.(3) 傳感器線度A含義是在規(guī)定條件下，傳感器校準(zhǔn)曲線與擬合直線間最大偏差與滿量程（F.S）輸出值的百分比擬合刻度直線方法有切線法、端基法、最小二乘法三種。(4) 某電容式位移傳感器,當(dāng)被測(cè)位移變化量X=50,相應(yīng)輸出電容變化量C=25PF,其平均靈敏度為 0.5PF/um用切線法求得線性度為1%.若現(xiàn)采用差動(dòng)式電容結(jié)構(gòu),其靈敏度應(yīng)為1PF/um用切線法求得線性度應(yīng)為2%(5) 傳感器的最小檢測(cè)量是指?jìng)鞲衅髂艽_切反應(yīng)被測(cè)量的最

13、低限量而言,最小檢測(cè)量愈小則表示傳感器檢測(cè)微量能力愈高.10-2 (1) 金屬應(yīng)變片工作原理是應(yīng)變效應(yīng)半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是壓阻效應(yīng)二者應(yīng)變靈敏度系數(shù)主要區(qū)別是- - -.(2) 為提高應(yīng)變片動(dòng)態(tài)測(cè)量精度,當(dāng)被測(cè)應(yīng)變片波長(zhǎng)一定時(shí)同歲有基長(zhǎng)一定時(shí),現(xiàn)有基長(zhǎng)分別為10mm和20mm兩種應(yīng)變片,則應(yīng)選用基長(zhǎng)為15mm的應(yīng)變片,方可減小動(dòng)態(tài)誤差,(3) 應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因?yàn)殡娮杞z有一定的溫度系數(shù)和電阻絲材料與測(cè)試材料膨脹系數(shù)不同通常采用的溫度補(bǔ)償方法有單絲自補(bǔ)償，雙絲自補(bǔ)償，電路補(bǔ)償?shù)?(4)應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K的測(cè)試條件是受一維應(yīng)力作用、應(yīng)變片軸向與主應(yīng)力方向一致、試件材料的泊松比為0.2

14、85的鋼材。測(cè)得的K值大小比應(yīng)變絲的應(yīng)變靈敏度系數(shù)ks小其原因是橫向效應(yīng)和膠層效應(yīng)傳遞變形失真(5) 為減小溫度誤差,壓阻器件一般采用【恒流】源供電.而器件本身受溫度影響要產(chǎn)生【零點(diǎn)溫度漂移】漂移和【靈敏度溫度漂移】漂移.因此要采用溫度補(bǔ)償措施,方法有【零點(diǎn)溫度補(bǔ)償法，靈敏度溫度補(bǔ)償法】等.10-3 (1) 電容式傳感器分布電容的存在對(duì)測(cè)量的危害性是: 【降低測(cè)量靈敏度、引起非線性輸出】.通常采用消除和減小頒布電容的方法有【增加原始電容、接地和屏蔽、驅(qū)動(dòng)電纜】等.(2) 平等板式電容傳感器,變面積型可用于檢測(cè)【增加原始電容、接地和屏蔽、驅(qū)動(dòng)電纜】,變間距型可用于檢測(cè)【微小位移】而變介質(zhì)型可用于

15、檢測(cè)【厚度】等參數(shù).(3) 當(dāng)差動(dòng)式電容測(cè)量電路輸出電壓為U=E的形式時(shí)(E為電源電壓,C1和C2為差動(dòng)電容),則其具有的特點(diǎn)是具有溫度補(bǔ)償功能、靈敏度高、非線性誤差小。(4) 運(yùn)算法測(cè)量電容傳感器電路具有的特點(diǎn)是:【減小環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的影響】。(5) 電容式差壓變送器的敏感電容結(jié)構(gòu)是【張緊式】,其主要特點(diǎn)是【精度高、穩(wěn)定性高】。 。10-4 (1) 差動(dòng)電感及差動(dòng)變壓器的位移電壓特性均為關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱線性輸出-特性,因而測(cè)位移存在移動(dòng)方向判斷問(wèn)題,解決此問(wèn)題的方法是采用相敏檢波電路. 2) 提高差動(dòng)變壓器輸出信號(hào)電壓的措施有: 【增大匝數(shù)比、增加初級(jí)線圈電壓、增加激磁電壓的頻率】等。(3) 差

16、動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是:【基波分量、高次諧波、電磁干擾】等,消除和減小的方法有: 【保證結(jié)構(gòu)對(duì)稱性、選選用合適的測(cè)量電容、采用補(bǔ)償電路】等.(4) 電渦流檢測(cè)線圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用-線圈,當(dāng)被測(cè)-材料靠近它時(shí),利用線圈變化-進(jìn)行測(cè)量.(5) 電渦流傳感器應(yīng)用方式可分為兩大類:即按【測(cè)量電路】不同可分為【變頻反射式和低頻透射式】，它主要用于檢測(cè)【位移、振幅、厚度】等參數(shù).10-5 (1) 壓電元件的原理是【壓電】效應(yīng),它的主要特點(diǎn)是-【靈敏度高、工作可靠、質(zhì)量輕】.目前常使用的壓電材料有【石英晶體、壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛】等.(2) 壓電式傳感器對(duì)測(cè)量-信號(hào)無(wú)響應(yīng),其被測(cè)信號(hào)頻帶上限取決于-,

17、頻帶下限取決于-.(3) 壓電元件測(cè)量電路采用前置放大器的目的是: 【把電壓是傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出、放大壓電式傳感器輸出的弱信號(hào)】.目前經(jīng)常應(yīng)用的前置放大器有【電壓放大器、電荷放大器】?jī)煞N.(4) 若單片壓電片等效電容為C,輸出電荷為q,輸出電壓為U.則將相同兩片串接后其總參數(shù)C為c/2,q為q,U為2U;若改為兩片并接后,其總參數(shù)C為2C,q為2q,U為U.(5) 石英壓電元件的縱向壓電效應(yīng)是X方向的作用力,在垂直于x軸的 電極面上產(chǎn)生電荷;而橫向壓電效應(yīng)是y方向的作用力在垂直于x軸的電極面上產(chǎn)生電荷.10-6 (1) 編碼器按組成原理可分為-【電觸式、電容式、感應(yīng)式、光電式】

18、等。編碼器按用途不同可分【碼盤(pán) 碼尺】，分別用于檢測(cè)【角度 長(zhǎng)度】參數(shù)。（2） 光柵傳感器是根據(jù)【莫爾條紋】原理制成的。是由-【照明系統(tǒng)、光柵副、光電接收元件】組成的，主要用于-【速度、震動(dòng)、質(zhì)量】-檢測(cè)等參數(shù)。（3） 莫爾條紋的寬度BH由-【光柵常數(shù)和光柵夾角】決定。一般調(diào)節(jié)莫爾條紋寬度主要采用的方法是【調(diào)節(jié)光柵夾角】。（4） 振弦式傳感器采用-系統(tǒng)，其輸出為-【頻率】-信號(hào)。主要用于檢測(cè)-【力、溫度、距離】-等參數(shù)。（5） 振弦傳感器的固有頻率f0與弦線的【張力、有效長(zhǎng)度】-等參數(shù)有關(guān)。為改善其輸出f-T特性的非線性，可采用- -等方法。10-7 （1） 熱電偶的工作原理是-【熱電】-效應(yīng)

19、，熱電勢(shì)包括-【兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)-和-單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)】?jī)煞N，能產(chǎn)生熱電勢(shì)的必要條件是-【組成熱電極的必須是不同材料、兩個(gè)接觸點(diǎn)必須處于不同的溫度場(chǎng)中】。（2） 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是【是熱電偶的冷端溫度保持恒定】，對(duì)選擇補(bǔ)償導(dǎo)線的要求是【0100C范圍內(nèi)和所連接的熱電偶有相同的熱點(diǎn)性、價(jià)格便宜】。（3）熱電阻測(cè)溫的原理是【熱點(diǎn)效應(yīng)】，一般目前常用的熱電阻有【鉑、銅、半導(dǎo)體】等。（4）熱敏電阻按溫度系數(shù)分為【正溫度系數(shù)】、 【負(fù)溫度系數(shù)】、 【中間溫度系數(shù)】三種，熱敏電阻本身溫度取決于【環(huán)境通電發(fā)熱】、【通電發(fā)熱】 兩個(gè)因素。（5）熱敏電阻用于測(cè)溫元件時(shí)，其工作電流要求為【很小】，應(yīng)該工作

20、在伏安曲線的區(qū)域，原因是。10-8（1）霍爾元件由于采用了【半導(dǎo)體材料】，元件才有實(shí)用價(jià)值，它是一個(gè)【四】端元件，一般可用于檢測(cè)【磁場(chǎng)；電流或電壓；功率】等參數(shù)。 （2）霍爾元件的不等位誤差是指【不等位電勢(shì)】而言。其產(chǎn)生的原因?yàn)椤⒌?，減小不等位電勢(shì)的方法有【機(jī)械修磨、化學(xué)腐蝕】等。（3）光電效應(yīng)分為三類即：【外光電效應(yīng)】，相應(yīng)的器件有【光電管】；【光電導(dǎo)效應(yīng)】，相應(yīng)的器件有【光敏電阻】；【光生伏特】效應(yīng)，相應(yīng)的器件有【光電池、光敏晶體管】。（4）光電池的原理是利用【光生伏特效應(yīng)】。從光照特性可以看出其開(kāi)路電壓與照度為【非線性】關(guān)系，而短路電流與照度成【線性】效應(yīng)，所以光電池作為檢測(cè)元件時(shí)應(yīng)取【

21、短路電流】的輸出形式。（三）判斷對(duì)錯(cuò)題（用或×表示）1、滑線變阻器式傳感器不適于微小位移量測(cè)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(jì)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。（×    ）5壓電式傳感器可以用來(lái)測(cè)量靜態(tài)力及動(dòng)態(tài)力。（×  ）6出現(xiàn)正壓電效應(yīng)，則一定存在逆壓電效應(yīng)。（ ）7. 改變壓電

22、傳感器的引線電纜后，必須對(duì)等效電容CC重新計(jì)算。（ ）8. 壓電片的連接方式有兩種，分別是串聯(lián)形式和并聯(lián)形式。（ ）9金屬絲電阻應(yīng)變片的基本特性中對(duì)測(cè)量結(jié)果影響最大的是機(jī)械滯后。（ ）簡(jiǎn)答和計(jì)算題1什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？答：傳感器：是將各種非電量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸另一種物理量的裝置，由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，和測(cè)量電路。敏感元件是將檢測(cè)被測(cè)量的變化，轉(zhuǎn)換元件是將非電量直接轉(zhuǎn)換為電量的器件，測(cè)量電路是將輸出的電量變成便于顯示，記錄，控制和處理的有用電信號(hào)的電路。其中核心元件是轉(zhuǎn)換元件。2什么是靜特性？包括哪些參數(shù)？答：傳感器的輸入信號(hào)不隨時(shí)間變化或者變化非常

23、緩慢時(shí)，輸出量和輸入量之間的函數(shù)關(guān)系稱為靜態(tài)特性。包括線性度，靈敏度，精確度，最小檢測(cè)量和分辨力，遲滯，重復(fù)性，零漂，溫漂。3超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來(lái)分類的？答：超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。依據(jù)超聲場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來(lái)分。4.簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。答：兩平行極板組成的電容器，其電容量為 c=s/d。當(dāng)被測(cè)量的變化使式中的任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量C也就隨之變化。電容式傳感器檢測(cè)被測(cè)量的變化，并將其轉(zhuǎn)化為電容量的變化，通過(guò)測(cè)量電路又轉(zhuǎn)化為電壓量或是電流量的變化，從而測(cè)量出被測(cè)量的大小。5. 什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向

24、效應(yīng)？答：金屬導(dǎo)體的電阻值隨著它受力所產(chǎn)生機(jī)械變形(拉伸或壓縮)的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象稱之為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。壓阻效應(yīng)：對(duì)半導(dǎo)體施加一定的應(yīng)力時(shí)，其電阻率產(chǎn)生變化的現(xiàn)象 ；橫向效應(yīng)：應(yīng)變片由于縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變的影響，電阻值減小。 6. 試說(shuō)明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處。答：相同點(diǎn)：在一定條件下能改變自身的物理性質(zhì)，并且將其轉(zhuǎn)變成電阻的變化。不同點(diǎn)：材料不同，靈敏度不同。半導(dǎo)體基于壓阻效應(yīng)，也就是受到壓力時(shí)其電阻值會(huì)發(fā)生變化，但半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片要大很多，用于大信號(hào)輸出的場(chǎng)合，但是機(jī)械強(qiáng)度低，受溫度影響大。金屬應(yīng)變片機(jī)械輕度高，靈敏度低，成本也低。 7. 應(yīng)變片

25、產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？答：溫度誤差：1，對(duì)電阻溫度系數(shù)的影響。2,試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。 補(bǔ)償方法：1，電橋補(bǔ)償法。 2，單絲自補(bǔ)償法。3.雙絲組合式補(bǔ)償法。8. 單臂電橋存在非線性誤差，試說(shuō)明解決方法。答：為了減小和克服非線性誤差，常采用差動(dòng)電橋在試件上安裝兩個(gè)工作應(yīng)變片，一個(gè)受拉應(yīng)變，一個(gè)受壓應(yīng)變，接入電橋相鄰橋臂，稱為半橋差動(dòng)電路。比單臂工作時(shí)靈敏度提高一倍，同時(shí)具有溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?. 渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么? 電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？答：優(yōu)點(diǎn)：能對(duì)位移，厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力，材料損傷等進(jìn)行非接觸式連

26、續(xù)測(cè)量，具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。10. 寄生電容與電容傳感器相關(guān)聯(lián)影響傳感器的靈敏度，它的變化為虛假信號(hào)影響傳感器的精度。試闡述消除和減小寄生電容影響的幾種方法和原理。金屬殼體，專用屏蔽線11. 簡(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。電容式傳感器測(cè)量電路的作用是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量具有平均效應(yīng)。缺點(diǎn)：輸出阻抗大，負(fù)載能力差，寄生電容較大。12.簡(jiǎn)述正、逆壓電效應(yīng)。能否用壓電傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？為什么？串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的特點(diǎn)各是什么？答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電

27、荷，當(dāng)外力去掉時(shí)，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。并聯(lián)形式，其輸出電容C為單片電容C的兩倍，但輸出電壓U等于單片電壓U，極板上電荷量q為單片電荷量q的兩倍，串聯(lián)形式，輸出的總電荷q等于單片電荷q，而輸出電壓U為單片電壓U的二倍，總電容C為單片電容C的一半。13.說(shuō)明霍爾效應(yīng)的原理？霍爾靈敏度與霍爾元件厚度之間有什么關(guān)系？寫(xiě)出你認(rèn)為可以用霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的物理量。設(shè)計(jì)一個(gè)采用霍爾傳感器的液位控制系統(tǒng)。答：一個(gè)

28、金屬（導(dǎo)體）薄片或半導(dǎo)體薄片，當(dāng)在它的兩端通過(guò)控制電流I并且同時(shí)在薄片的垂直方向上加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH，這種現(xiàn)象叫做霍爾效應(yīng)。靈敏度和厚度有關(guān)，厚度越小，靈敏度越高，但是考慮到厚度對(duì)其他因素的影響，厚度不是越小越好。能來(lái)測(cè)量位移、轉(zhuǎn)速等。液位控制系統(tǒng)原理，霍爾元件固定不動(dòng)，磁鐵與探測(cè)桿固定在一起，連接到裝液體的容器旁邊，通過(guò)管道與內(nèi)部連接。當(dāng)液位達(dá)到控制位置時(shí)霍爾元件輸出控制信號(hào)，通過(guò)處理電路和電磁閥來(lái)控制液壓閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，如液位低于控制位置時(shí)開(kāi)啟閥門(mén)，超過(guò)控制位置時(shí)則關(guān)閉閥門(mén)。14.磁敏式傳感器與電感式傳感器有何不同？答：磁敏式傳感器是

29、利用半導(dǎo)體材料中的自由電子或空穴隨磁場(chǎng)改變其運(yùn)動(dòng)方向這一特性而制成。而電感式傳感器是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，利用電磁感應(yīng)定律將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電感或互感的變化。15.什么是熱電勢(shì)、接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)？答：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路，若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同，則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說(shuō)回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這種電動(dòng)勢(shì)叫做熱電動(dòng)勢(shì)，是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成。接觸電勢(shì)：在不同金屬的接觸面形成的電位差，溫差電勢(shì)在單一導(dǎo)體因?yàn)閮啥说臏囟炔煌a(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。16. 說(shuō)明熱電偶測(cè)溫的原理及熱電偶的基本定律。試述熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)膸追N主要方法和補(bǔ)償原理?，F(xiàn)用一支鎳鉻-康銅(E)熱電

30、偶測(cè)溫。其冷端溫度為30，動(dòng)圈顯示儀表(機(jī)械零位在0)指示值為400，則認(rèn)為熱端實(shí)際溫度為430，對(duì)不對(duì)?答：一是勻質(zhì)導(dǎo)體定律：如果熱電偶回路中的兩個(gè)熱電極材料相同，無(wú)論兩接點(diǎn)的溫度如何，熱電動(dòng)勢(shì)為零。根據(jù)這個(gè)定律，可以檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同，也可以檢查熱電極材料的均勻性。二是中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)不變。它使我們可以方便地在回路中直接接入各種類型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器，也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。三是標(biāo)準(zhǔn)電極定律：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)

31、勢(shì)已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知。只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可直接計(jì)算出來(lái)。四是中間溫度定律：熱電偶在兩接點(diǎn)溫度t、t0時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、tn和tn、t0時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù)。熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校阂皇抢涠撕銣胤?。這種方法將熱電偶的冷端放在恒溫場(chǎng)合；二是補(bǔ)償導(dǎo)線法。將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場(chǎng)所(如儀表室)。根據(jù)中間溫度定律，只要熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的二個(gè)接點(diǎn)溫度一致，是不會(huì)影響熱電動(dòng)勢(shì)輸出的；三是計(jì)算修正法。修正公式為：；四

32、是電橋補(bǔ)償法。不對(duì)。17. Pt100和Cu50分別代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用。答：Pt100表示0時(shí)電阻為100歐姆，Cu50表示0時(shí)電阻為50歐姆。18. 試比較熱電阻與熱敏電阻的異同。答：均能制成溫度傳感器，熱電阻材料是金屬，熱敏電阻材料是半導(dǎo)體，熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器，其熱電特性是線性的；半導(dǎo)體熱敏電阻有很高的電阻溫度系數(shù)，其靈敏度比熱電阻高得多，適于在-100300之間測(cè)溫，其熱電特性是非線性的。19. 什么是光電效應(yīng)，依其表現(xiàn)形式如何分類，并予以解釋。在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。當(dāng)光

33、照射在物體上，使物體的電阻率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)，它多發(fā)生于半導(dǎo)體內(nèi)。根據(jù)工作原理的不同，內(nèi)光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類。20. 分別列舉屬于內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)的光電器件。光電管、 光電倍增管 外光電器件光敏二極管、光敏三極管、光電池 光生伏特效應(yīng) 光敏電阻 光電導(dǎo)效應(yīng) 21、哪些傳感器可選作小位移傳感器？22、渦流傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么？渦流式傳感器能否測(cè)量大位移量？為什么？答：優(yōu)點(diǎn)：能對(duì)位移，厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力，材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不怕油等介質(zhì)污染。 渦流傳感器不能測(cè)量大位移量，只

34、有當(dāng)測(cè)量范圍較小時(shí)，才能保證一定的線性度。23、電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？答：厚度，表面溫度，速度，應(yīng)力。24.電渦流傳感器能否測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移？若能測(cè)量理由是什么？不能測(cè)量理由是什么？應(yīng)采取什么措施改進(jìn)，就可以用電渦流傳感器測(cè)量了。答：電渦流傳感器不能測(cè)量塑料物體移動(dòng)的位移，因?yàn)闄z測(cè)對(duì)象錯(cuò)誤。塑料不能產(chǎn)生渦流，要在塑料上加裝金屬材質(zhì)的物體。 25.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(guò)質(zhì)量塊把加速度轉(zhuǎn)換為力作用在壓電片上26、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(wèn)：（1）如

35、果極板間距離變化量 ，電容的變化量 是多少？答：c=s/d（2 ）如果測(cè)量電路的靈敏度 ，讀數(shù)儀表的靈敏度 （格mV）在 時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少27.畫(huà)出傳感器系統(tǒng)的組成框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。答：傳感器由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，和測(cè)量電路組成。敏感元件是將被測(cè)非電量預(yù)先變換為另一種易于變換成電量的非電量，轉(zhuǎn)換元件是將非電量直接轉(zhuǎn)換為電量的器件，測(cè)量電路是將輸出的電量變成便于顯示，記錄，控制和處理的有用電信號(hào)的電路。測(cè)量電路轉(zhuǎn)換元件敏感元件非電量電量輔助電源 28粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會(huì)引起電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡(jiǎn)述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。答：環(huán)

36、境溫度變化時(shí)，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應(yīng)變片電阻相對(duì)變化；環(huán)境溫度變化時(shí)，敏感柵材料和試件材料的膨脹系數(shù)不同，應(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長(zhǎng)(或壓縮)，引起電阻的相對(duì)變化。29.如圖所示是電容式差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖及其轉(zhuǎn)換電路，圖中1為玻璃盤(pán)，2為鍍金層，3為金屬膜片，介紹其工作原理。答：電容式差壓傳感器由兩個(gè)玻璃圓盤(pán)和一個(gè)金屬膜片組成。兩玻璃圓盤(pán)上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個(gè)固定電極，夾在兩凹圓盤(pán)中的膜片則為傳感器的可動(dòng)電極。當(dāng)兩邊壓力相等時(shí)，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉(zhuǎn)換電路輸出U00；當(dāng)P1P2(或P2P1)時(shí)，膜片彎向右側(cè)(或左側(cè))，CdbCab(或Cab

37、Cdb)，U0輸出與P1-P2成比例的信號(hào)。 30. 有一平面直線位移差動(dòng)傳感器特性其測(cè)量電路采用變壓器交流電橋，結(jié)構(gòu)組成如圖所示。電容傳感器起始時(shí)b1=b2=b=200mm，a1=a2=20mm極距d=2mm，極間介質(zhì)為空氣，測(cè)量電路u1=3sintV，且u=u0。試求當(dāng)動(dòng)極板上輸入一位移量x=5mm時(shí),電橋輸出電壓u0。 解：根據(jù)測(cè)量電路可得  31. 現(xiàn)有等強(qiáng)度梁有效長(zhǎng)=150mm,固定處寬b=18mm，厚h=5mm，彈性模量E=2*N/，貼上4片等阻值，K=2的電阻應(yīng)變片，并接入等臂差動(dòng)電橋，構(gòu)成稱重傳感器。求：（1）懸臂梁上如何布片？又如何接橋？ （2）若輸入電壓是3v，有輸出電壓是2mv