檢測與轉換技術習題集答案

1、檢測與轉換技術習題第1章？緒論、檢測與轉換技術的理論基礎一、單項選擇題1 . 一塊量程為800 C, 2.5級測溫儀表，現(xiàn)要測量 500 c的溫度，其相對誤差為【B 】A. 20 CB. 4% C. 1.6%D. 3.2%2 .某溫度儀的相對誤差是1%,測量800c爐溫時，絕對誤差是【D】A. 0.08 CB. 8% C.0.8 CD. 8C3 .漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨（？ ？）變化【D】A.溫度B.電壓C.電流D.時間4 .下列四個選項中，關于相對誤差特征正確的是【D】?A.大小與所取單位有關B.量綱與被測量有關C.不能反映誤差的大小和方向D.能反映測量工作的精細程度5

2、 .下面哪一種情況可能會產生隨機誤差【D】A.測量人員的粗心大意B.檢測裝置的指示刻度不準C.許多因素的微小變化之和D.傳感器的不穩(wěn)定6 .某量程為1000Kg的秤，相對誤差是 1%,則測量10Kg重物的絕對誤差是【C 】A 1KgB 10%C 0.1KgD 10Kg7 .屬于傳感器動態(tài)特性指標的是【D】A.重復性 B.線性度C.靈敏度D.固有頻率8 .下列技術指標中，描述傳感器靜態(tài)特性的是【C】A.階躍特性 B.頻率特性 C.線性度D. 時間常數9 .精確度是反映檢測系統(tǒng)誤差和（）誤差的綜合評定指標?！?D】?A.靜態(tài)B.動態(tài) C.附加D.隨機10 .在選擇壓力表量程時，必須考慮到留有充分的

3、余量。一般在被測壓力較穩(wěn)定的情況下，最大壓力值不應超過壓力儀表滿量程的【C】A. 1/3B. 2/ 3C. 3/4D,滿量程11 .下面不是系統(tǒng)誤差產生的主要原因的是B A .檢測裝置指示刻度不準B.測量人員粗心大意C.測量原理方法不當D.測試環(huán)境的變化？二、多項選擇題1.下列哪幾項屬于隨機誤差的特性ABCE A.有界性 B.單峰C.對稱性 D.替代性E.抵償性三、填空題L max1 .運算 %=!也一M 100%是計算傳感器? ? ? ? ?勺公式。y max - y min四、簡答題答：？遲滯誤差，靜態(tài)誤差，是由于傳感器本身材料的缺陷造成。2 .答：應選量程為 15V, 2.5級。3 .試

4、給出傳感器靜態(tài)特性中遲滯、重復性的定義，并作圖表示遲滯的概念。答：1、傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減小）行程中輸出輸入曲線不重合稱為遲滯。2、重復性是指傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。第2章參數檢測一、單項選擇題1 .輸出為電動勢的傳感器是【D 】A.電阻應變式傳感器B.自感式傳感器C.電容式傳感器D.熱電偶傳感器2 .熱力學溫度T與華氏溫度t的關系是【D 】A. T=t-273 B. T=t C. T=1.8t+32 D. T=t+2733 .下列不是減小和消除系統(tǒng)誤差的方法的是【D 】A.將被測量對象位置相互交換B.將測量儀器送檢C.在測量系統(tǒng)中采取補償

5、措施D.采取求算術平均值的方法4 .將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關兩端所構成的RC吸收電路，其作用是【D】A.抑制共模噪聲B.抑制差模噪聲C.克服串擾D.消除電火花干擾5 .下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是【C】A.壓力 B.力距C.溫度D.厚度6 .測量過程中，儀表讀數不需要經過任何運算，就能表示測量結果的測量方法，稱為【B】A.間接測量B.直接測量C.組合測量D.偏差測量二、多項選擇題1 .非接觸式傳感器主要（CD ）。A.應變式傳感器B.熱敏電阻 C.光電傳感器 D.紅外傳感器E.鉗熱電阻2 .半導體式傳感器是（）。ACD A.霍爾元件 B.差動變壓器 C.

6、氣敏傳感器 D.壓阻傳感器E.光纖傳感器3 .進行振動（或加速度）測量的傳感器有AC A.磁電傳感器B.熱電偶C.壓電傳感器D.紅外傳感器E.超聲波傳感器4 .根據檢測敏感元件與被測介質的接觸關系，檢測方法可分為【AB 】A.接觸式 B.非接觸C.直接法 D.間接法E.聯(lián)立法5 .下列哪幾種傳感器屬于數字傳感器【CE 】A.電阻應變式B.電感傳感器 C.光柵傳感器 D.熱電偶E.感應同步機6 .常用于測量大位移的傳感器有【AE】A.感應同步器 B.應變電阻式 C.霍爾式 D.渦流式E.光柵式傳感器7 .接觸式傳感器主要有【ABE】A.熱電阻 B.熱敏電阻C.光電傳感器 D.紅外傳感器E.熱電偶

7、三、填空題1.某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下：鉗電阻溫度傳感器：0.45 Q/C電橋：0.02V/ Q放大器：100（放大彳數）筆式記錄儀：0.2cm/V測溫系統(tǒng)的總靈敏度 K= 0.18 cm/C。第3章檢測信號的處一、單項選擇題1 .在信號的變換中，我們有時為了處理信號的方便，常常把模擬信號轉換成數字信號送入微處理器進行處理，下面哪一個是采用這種技術？A A. A/D變換電路B. F/V變換電路C . D/A變換電路D . V/I轉換電路2 . 一階低通濾波器與一階高通濾波器串聯(lián)構成二階帶通濾波器，設一階低通濾波器的截止頻率為以一階高通濾波器的截止頻率為風那么二階帶通濾波器

8、的通頻帶為A. fHB. fLC .fL- fHD.fH - fL3 .下列計算方法哪個不是非線性校正常用的方法B.查表法A.編寫程序進行計算C.插值法D.平均值濾波4.一個11位的A/D轉換器，設其滿量程電壓為10V,則其分辨率為A. 5 mVB. 2.5 mVC.2 mVD. 10 mVH(S)Kp(s202)5公式(“S2/0S ；為A.二階有源低通濾波器的傳遞函數B.二階有源高通濾波器的傳遞函數C.二階有源帶通濾波器的傳遞函數D.二階有源帶阻濾波器的傳遞函數6 .周期信號的幅值譜表示的是直流分量與各次諧波的A.幅值與頻率的對應關系B.初相位與頻率的對應關系C.幅值與初相位的對應關系D.

9、幅值和初相位與頻率的對應關系7 .如果要求一個 D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V,其輸入端數字B. 11C. 12D. 88 .無源RC低通濾波器從（）兩端引出輸出電壓。A.電阻B.電容C.運算放大器D.電感9 .公式 H(S)=KPS2工為0A.二階有源低通濾波器的傳遞函數B.二階有源高通濾波器的傳遞函數C.二階有源帶通濾波器的傳遞函數D.二階有源帶阻濾波器的傳遞函數10. 一個8bit逐次逼近A/D轉換器，其滿量程電壓為5V,若模擬輸入電壓 u =2V，其數字輸出量的數值為D. 01010101A. 01100101 B, 01100110 C. 0100011011

10、 .信號細分電路是采用電路的手段對 法。）的測量信號進行插值提高儀器分辨力的方【AA.周期B.非周期C.正弦D.脈沖12.若周期信號x（t）的周期為T,則其基波角頻率為A.C .DT 2T13.下面哪種電路主要是為了遠距離傳輸A.電壓一頻率變換B.電流一電壓變換C.數模變換D.電壓一電流變換二、多項選擇題BCD CDE 1 .隔離放大器基本構成包括A.濾波器B.輸入放大器C.隔離器D.輸出放大器E.非線性校正電路2 .目前LC無源濾波器應用不多的原因是A .信號能量損耗大B.噪聲大C.電感元件體積大D.不便于集成E.低頻與超低頻范圍內選頻特性差3 .三運式放差動放大器是常用的測量放大器，其主要

11、優(yōu)點有【ACDE】A.高輸入阻抗B.能進行非線性校正C.共模抑制比高D.零點漂移小E.增益可調4 .下面哪種信號適合遠距離傳輸BCE A.電壓 B.電流C.頻率 D.微小信號E.數字信號5 .下列哪種技術屬于采用隔離技術抑制干擾的手段（ABE ）。A.隔離干擾源B.把數字與模擬電路分開C.濾波技術D.屏蔽技術E.采用隔離放大器6 .在測量系統(tǒng)中，信號調理電路包括【ABDE A .放大電路B.濾波電路C. D/A轉換電路D.線性化電路E.信號變換電路三、填空題1 .接地有信號地、電源地和 保護地三種。2 .隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合，即信號在傳輸過程中沒有公共地。3

12、 .如果要求一個 D/A轉換器能分辨5mV勺電壓，設其滿量程電壓為 10V,其輸入數字量應為J 位。4 .如果將低通濾波器（截止頻率fh）與高通濾波器（截止頻率 fL）相串聯(lián)，得到帶通 濾波器。5 .在測試系統(tǒng)中，抑制串模干擾的方法是濾波，一般串模干擾比實際信號的頻率高，可采用 低通 濾波器將其濾掉。2 .簡述A/D轉換電路中分辨率和精度的區(qū)別。答：A/D轉換電路分辨率是指：將連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數字信號時對應一定的幅度 電壓范圍，若超過這個幅度范圍，輸出的數字信號就會發(fā)生變化，這樣能分別的電壓范圍叫做分辨率。而精度是指：理想的 ADC是指不含量化誤差以外的誤差，如元件的誤差和噪聲等產生

13、各種 誤差。精度是表示所含誤差的比例，常用量程的百分比或PP/n表示。3 .由RC組成無源低通濾波器，已知 R=500（C=10（科F）截止頻率fo為多少？，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。答：（1）f0=1/2 兀 RC=31.8Hz(2)幅頻不意圖:A(?O,表示傳漆器的傳嫌僵的特性1.傳感器能感知的輸入變化量越小，A.線性度越好 B .遲滯越小C .重復性越好D .分辨力越高2 .傳感器的主要功能是A.傳輸信息B.感受被測量C.分析處理信號D.執(zhí)行要求的動作3 .傳感器在正、反行程中輸出輸入曲線不重合稱為A.非線性 B .遲滯 C .重復性 D .靈敏度誤差4 .選擇二階裝置的阻尼比I =0

14、.707 ,其目的是A.阻抗匹配B.增大輸出量C.減小輸出量D.接近不失真條件5 . 一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數是A.線性度B.靈敏度C.固有頻率D.時間常數6 .結構型傳感器是依靠傳感器 的變化實現(xiàn)信號變換的。A.材料物理特性C.結構參數B.體積大小D.電阻值7 .傳感器的組成部分中，直接感受被測物理量的是【D 】A.顯示電路 B.轉換元件C.放大電路 D. 敏感元件8 .描述檢測系統(tǒng)動態(tài)性能指標的是【B 】A.使用壽命 B.反應時間C.零點漂移D.分辨率二、多項選擇題1 .二階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數是ABE A.固有頻率B.阻尼比C.線性度D.時間常數E.超調量三、填空題2 .傳感器的線性度計算公

15、式是8 l=_ 心Lmaxl v100%。ymax - ymin3 .當環(huán)境濕度改變時，必須對電容式傳感器重新進行靜態(tài) 標定_。4 .對傳感器進行動態(tài)? ?布定？ ？ ？ ？ ？的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標。 四、簡答題1 .什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動態(tài)特性？答：傳感器的特性主要是指其輸出與輸入的關系。傳感器的輸入量可分為靜態(tài)量和動態(tài)量，靜態(tài)量是指常量或變化緩慢的量，動態(tài)量是指周期變化、瞬態(tài)變化或隨機變化的量。輸入量為靜態(tài)量時，其輸出輸入關系稱為靜態(tài)特性，輸入量為動態(tài)量時，則稱為動態(tài)特性。

16、靜態(tài)特性和動態(tài)特性是傳感器的兩種基本特性，可表征其性能的優(yōu)劣?？梢詮臅r域和頻域來研究動態(tài)特性。第5章電阻式傳感器一、單項選擇題1.在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，下列哪種接法可以得到最大靈敏度輸出C A .單臂電橋；BC .全橋方式；D2 .應變式傳感器是一種（）的測量裝置。A .只能測量應變BC .可以測量能轉化為應變的被測量D3 .卜列關于電位器式傳感器的說法哪個是正確的A.精度局BC.適用于測量變化比較緩慢的物理量.差動電橋；.相對臂電橋【C 】.只能測量電阻的相對變化.可以測量所有的被測量【C 】動態(tài)性能好D,分辨率局4 .電橋測量電路的作用是把傳感器的參數變化

17、轉為（）的輸出。A.電阻 B電容 C .電壓 D .電荷5 .直流電橋的平衡條件可以概括為A.對臂阻抗之積相等B .對臂阻抗之比相等C.相鄰臂阻抗之積相等D .相鄰臂阻抗之和相等6 .應變式傳感器的彈性元件有柱式、懸臂梁時、環(huán)式和框式等數種，下列哪種是柱式的應力與應變的計算關系A 仃 6F12 2E bh2E6Fl；二-2 一Ch2boEB.D.1.91FRbh2E9 9 IS ：E7 .按（？ ？）材料不同，電阻應變片可分為金屬和半導體應變片兩大類。A.敏感柵B,引線C.基片 D.覆蓋層8 .應變片的初始電阻值 R0有60Q、120 0、200 和350等類型，其中最常用的是 B A . 6

18、0a B. 120Q C. 200 Q D . 350 a9 .利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片B.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯(lián)C.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片10 .差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為1理-力A. U0= 4 R U B. U 0= 2 R U C. U0= R U D. 0二、多項選擇題?1.電阻應變片的線路溫度補償方法有（ ABD ）。A.差動電橋補償法B.補償塊粘貼補償應變片電橋補償法C.補償線圈補償法D.熱敏電阻進行電路補償E.延長

19、導線補償法2 .通常用應變式傳感器測量（ BCD ）。A.溫度B.速度 C.加速度 D.壓力 E,濕度3 . 應變片的選擇包括（ABCD）等。A.類型的選擇B.靈敏系數的選擇C.阻值的選擇D.尺寸的選擇E.溫度補償電路的選擇4.下列關于應變式傳感器的說法哪個是正確的A.應變式傳感器將應變轉換為電阻的變化C.只能進行動態(tài)測試B.可以測位移D.采用等臂電橋進行測試ABD E.可進行非接觸測量三、填空題1 .在電子稱中常常用電阻應變式力傳感器。2 .當半導體材料在某一方向承受應力時，它的 電阻率發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為半導體壓阻效應。3 .交流電橋各橋臂的復阻抗分別為Z1, Z2, Z3, Z4,若Z

20、1、Z3為對臂，Z2、Z4對臂,則電橋平衡條件為 ? ?Z1 Z3=Z2Z4 ? ? ? ? ? ?。四、簡答題1.簡述應變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。答：(1)貼在應變最敏感部位，使其靈敏度最佳；(2)在復合載荷下測量，能消除相互干擾;(3)考慮溫度補償作用;單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。五、計算題1.圖為一直流應變電橋，E=6V 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 Q時輸出U)=?oR1、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=?oR1、R2感受應變極性相反，

21、輸出U0=?oR1、R2、R3、R4都是應變片，對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。答：UOE空=0.015V4R1 U O = 0UOE-R1 =0.03V2R1_R1 UO=E 0.06 VR12.以阻值R=120Q,靈敏系數K=2.0的電阻應變片與阻值120 的固定電阻組成電橋， 供橋電壓為4V,并假定負載電阻為無窮大，當應變片的應變?yōu)?科型1000d時，分別求出單臂、 雙臂差動電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。 解：依題意單臂時 U 0 =”至，所以4-6應變?yōu)?1 時 U0 = = 4-2父10 =2M106/V, 44一K U 4 2 10一應變?yōu)?000時應為U0= 2

22、父10 /V;44差動：.K UU 0 ,所以2一， , K U 4 2 10 -66應變?yōu)?1 時 U0 =K-U =4=4-10 /V,223一， 一， K U 4 2 103應變?yōu)?000時應為U0 = =4X10 /V22靈敏度：可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。第6章壓電式傳感器一、單項選擇題1 .影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是A.電纜的安裝與固定方式B.電纜的長度C.前置放大器的輸出阻抗D.前置放大器的輸入阻抗2 .當兩個壓電片串聯(lián)使用時，電荷 q和電壓u的變化情況是A.電荷q不變，電壓u均增加一倍C.電荷q增加一倍，電壓 u不變B.電荷q不變，電壓u均減小一倍

23、D.電荷q增加一倍，電壓 u不變3.在壓電材料的主要特性參數中，（到壓電輸出的靈敏度。A.壓電常數 B.介電常數）是衡量材料壓電效應強弱的參數，它直接關系【A 】C.居里點D.彈性常數4 .在下列傳感器中，將被測物理量直接轉化為電荷量的是A.壓電式傳感器B.電容式傳感器C.自感式傳感器D.電阻式傳感器5 .在壓電材料的主要特性參數中， （）是衡量材料壓電效應強弱的參數，它直接關系到壓電輸出的靈敏度。A.壓電常數B.介電常數C.居里點D.彈性常數6 .壓電式加速度傳感器是()信號的傳感器?！綝】A.適于測量任意B.適于測量直流C.適于測量緩變D.適于測量動態(tài)三、填空題1 .壓電傳感器的前置放大器

24、有電壓放大器和電荷放大器兩種。其中輸出電壓與電纜電容無關的是? ?電荷放大器？ ？ ？ ？ ？微大器。2 .壓電常數dij中的下標i表示晶體的 極化 方向,j表示晶體 受力 的方向 四、簡答題1 .簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。答：電壓放大器的輸出與電纜長度有關，使用時不能隨意更換，否則將引入測量誤差。電荷放大器的輸出電壓只取決于輸入電荷q和反饋電容cf，且與q成正比，與電纜電容Cc無關，因此可以采用長電纜進行遠距離測量，并且電纜電容變化也不影響靈敏度，這是電荷放大器的最大特點。壓電式傳感器配用電荷放大器時，低頻響應比配用電壓放大器要好得多。但與電壓放大器相比，

25、它的價格較高，電路也較復雜，調整也較困難，這是電荷放大器的不足之處。2 .壓電式傳感器往往采用多片壓電晶片串聯(lián)或并聯(lián)方式，當采用多片壓電晶片并聯(lián)方式時,適合于測量何種信號？答：并聯(lián)接法輸出的電荷大，本身的電容也大，故時間常數大，宜用于測慢變信號，并且適用于以電荷為輸出量的場合。五、計算題1.壓電式加速度傳感器與電荷放大器聯(lián)接，電荷放大器又與函數記錄儀聯(lián)接。已知：傳感器的電荷靈敏度kq=100 (pC/g),反饋電容Cf =0.01 ( pD ,被測加速度a=0.5g.求：(1)電荷放大器的輸出電壓是多少？電荷放大器的靈敏度是多少？(2)若函數記錄儀的靈敏度kg=2mm/mV ,求測量系統(tǒng)總靈敏

26、度 k0.解：(1)當被測加速度 a=0.5g 時，所產生的電荷Q=100 pC/g O5g =50pC輸出電壓為 Ua =Q/Cf=50X10 12 /(0.01 10 6)=5(mV)電荷放大器靈敏度：K=U/Q=0.1mV/pC(2)輸出位移為s=2 mm/mV x 5mV=10mm系統(tǒng)總靈敏度 k0=10mm/0.5g=20mm/g六、設計題1 試用兩根高分子壓電電纜設計一種測量汽車車速的測量方案，并說明其工作原理。答：傳感器采用壓電傳感器，電壓放大器。將兩根高分子壓電電纜相距若干米s,平行埋設于柏油公路的路面下約5cm,由示波器可測出前后車輪經過A、 B 兩根壓電電纜時的時間t.則由

27、 v=s/t ， 可求出車速。第 7 章 電感式傳感器一、 單項選擇題2 對于下面哪種傳感器我們在應用時要考慮引線電阻和聯(lián)接導線的電阻A 霍爾傳感器；C 渦流傳感器；2下列關于相敏檢波電路說法不正確的A 能反映銜鐵位移的大小C 能消除零點殘余電壓3 反射式電渦流傳感器激磁線圈的電源是A 直流B 工頻交流C4 下列哪種傳感器會產生零點殘余電壓A 差動變壓器B 熱電阻C.霍爾式傳感器D.渦流傳感器B 熱電阻傳感器；D 熱電偶溫度傳感器?！?DB 能辨別銜鐵移動的方向D 能對測量信號進行調制【 C高頻交流D 低頻交流【 A5改變電感傳感器的引線電纜后A 不必對整個儀器重新標定B 必須對整個儀器重新調

28、零C 必須對整個儀器重新標定D 不必對整個儀器重新調零6對于電渦流傳感器的諧振測位移電路，當無金屬導體靠近時，其輸出電壓對于電渦流傳感器的諧振測位移電路,當無金屬導體靠近時，其輸出電壓A.最大C.隨機變化D 中間點7.渦流式傳感器是以感應理論為基礎的。8.二、多項選擇題A 光電C.電磁感應同步器的作用是測量A 電壓C.位移1. 差動變壓器由構成。B 熱電D 壓電B 電流D 相位差BCDA .鐵心C.銜鐵B.絕緣框架D.線圈E.電子線路3 .在實際測量中，差動變壓器式傳感器常配用的測量電路主要有【AB】A .差動相敏檢波電路B .差動整流電路C.直流電橋D.差動電橋E.變壓器電橋三、填空題1 .

29、 差動變壓器 式傳感器采用差動整流電路后，次級電壓的相位和零點殘余電壓都不必考慮；2 .利用電渦流位移傳感器測量轉速時，被測軸齒盤的材料必須是金屬。3 .差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為_零點殘余電壓電壓。4 .相敏檢波電路利用參考信號鑒別被測信號的極性。5 .渦流傳感器的線圈與被測物體的距離減小時，互感系數M將埴大 。四、簡答題1 .什么是差動變壓器的零點殘余電壓？消除方法有那些？答：差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為差

30、動變壓器的零點殘余電壓。減小零位殘余電壓的措施是：銜鐵、骨架等零件應保證足夠的加工精度，兩線圈繞制要一致，必要時可選配線圈。 減小電源中諧波成分， 減小電感傳感器的激磁電流，使之工作在 磁化曲線的線性段；注意利用外殼進行電磁屏蔽；采用補償電路。2 .試比較差動自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。答：自感式傳感器是基于自感原理的傳感器，差動變壓器式傳感器是一種基于互感原理的傳感器。絕大多數自感式傳感器都運用與電阻差動式類似的技術來改善性能，由兩單一式結構對稱組合，構成差動式自感傳感器。采用差動式結構，除了可以改善非線性、提高靈敏度外， 對電源電壓與頻率的波動及溫度變化等外界影響也有補償作用，

31、從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。差動變壓器是一個其原邊有一個繞組，副邊有兩個按差動方式聯(lián)接的繞組的變磁阻式傳感器，初、次級間的互感隨銜鐵移動而變，且兩個次級繞組按差動方式工作。3 .感應同步器的基本原理是什么?它由滑尺和答：感應同步器基于變壓器原理，其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。定尺組成，滑尺上有正弦繞組和余弦繞組。當滑尺繞組加交流激磁電壓時，由于電磁感應作用，在定尺繞組中必然產生感應電壓，該感應電壓取決于滑尺和定尺的相對位置。通過測量該感應電壓的相位或幅值可測量滑尺移動的位移。五、計算題1.差動式變氣隙長度型自感傳感器銜鐵位移州=0.075 mm時，若初始容量Li = L2=150mH初

32、始距離8 =0.75mm,試計算其非線性誤差。若改為單極式，初始值不變，其非線性誤差有多大？2-rt 2-22解：差動：r =(A6/6) = (0.075/0.75) =1%單極：=/ =10%六、分析題1,三段式螺管差動變壓器電感液位傳感器測量系統(tǒng)的結構和電氣線路圖如圖所示。請分析說明其測液位的工作原理和及其測量過程。三段式螺管差動變壓器電感液位傳感器測量系統(tǒng)(兩次級線圈結構相同)答：解：差動變壓器的兩個次級線圈反相串接。其差動變壓器式傳感器的工作原理正是建立在互感變化的基礎上。當某一設定液位使鐵心處于中心位置時，差動變壓器輸出信號Es=0;當液位上升或下降時，Esw 0。通過相應的測量電

33、路便能確定液位的高低。第8章 電容式傳感器一、單項選擇題1 .電容式傳感器在極板間放置云母、塑料膜等介電常數高的物質的主要目的是【C】A.提高靈敏度B.減小非線性C.防止擊穿D.增加加工精度2 .電容式濕度傳感器只能測量 ()濕度。A.相對B .絕對 C .任意 D .水分3 .在電容傳感器中，若采用調頻法測量轉換電路，則電路中A.電容和電感均為變量B.電容是變量，電感保持不變C.電感是變量，電容保持不變D,電容和電感均保持不變C1 :C2 A.4 .差動電容傳感器采用差動脈沖調寬電路時，其輸出電壓正比于9 n 99 Q 9B C1 C2 50C1 ：C2 : C1 ：C2 ：C1/C1 ：

34、1C2/C2C.D.5 .電容式壓力傳感器是【A 】A.變極距型的B .變面積型的C.變介電常數型的D .以上三種類型都有6 .為了提高 ，減小非線性，變間隙式電容傳感器一般采用差動結構?！綛】A .重復性B.靈敏度C.準確度D.穩(wěn)定性7 .測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為【D】A.變極板面積型B.變極距型C.變介質型D.容柵型二、多項選擇題1 .當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起彳感器的（ BD ）。A.靈敏度增加B.靈敏度減小C.非統(tǒng)性誤差增加D.非線性誤差減小E.初始電容量增加2 .在實際測量中，差動變壓器式傳感器常配用的測量電路主要有【AB】A .差動相敏檢波電

35、路B .差動整流電路C.直流電橋D.差動電橋E.變壓器電橋三、填空題1 .電容傳感器在實際應用中，為了提高靈敏度，減小非線性，可采用差動 結構。2 .能感受濕度的電容傳感器屬于變介電式一 _ 電容式傳感器。3 .變介質 式電容傳感器常用于液位測量和溫濕度測量。4 .電容式壓力傳感器是變 ? ?變極距？ ？ ？ ？ ？線的。四、簡答題1 .如何改善單極式極距型電容傳感器的非線性？答：為了保證一定線性度，應限制動極板的相對位移量；為了改善非線性，可采用差動結構。五、計算題1. 一臺變間隙式平板電容傳感器， 其極板直徑D=8mm ,極板間初始間距do=1mm.,極板間 介質為空氣，其介電常數g=8.

36、85 10-12F/m。試求：(1)初始電容C。；(2)當傳感器工作時，間隙減小刀=10科*則其電容量變化 0;(3)如果測量電路的靈敏 Ku=100mV/pF,則在 幻=0dm時的輸出電壓 Uo。 解：由題意可求(1)初始電容：Co 二箜 102 二(4 10多2 = 0.445PF 0 d01 10工(2)(3)當 Ad=103m 時，由 Ku=100mV/pF=U 0/AQ 貝 UU0=KuA C=100mV/pFX =0.00445pF尸 0M45(mV)第9章磁電式傳感器一、單項選擇題1 .對于下面哪種傳感器我們在應用時要考慮引線電阻和聯(lián)接導線的電阻？【B】A.霍爾傳感器；B.熱電阻

37、傳感器；C.渦流傳感器；D.熱電偶溫度傳感器。2 .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,在另外兩側會產生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現(xiàn)象稱A A .霍爾效應B .壓電效應C .熱電效應 D .光電效應3 .已知變磁通式轉速傳感器測量齒盤的齒數Z=20,若測得感應電動勢的頻率為300Hz,則被測軸的轉速是【C】A . 300車專/分B. 600轉/分C. 900 轉/分D. 6000 轉/分4 .減小霍爾元件的輸出不等位電勢的辦法是C A.減小激勵電流B.減小磁感應強度C.使用電橋調零電位器D.溫度補償5 .下列四種傳感器中，屬于四端元件的是A A.霍爾

38、元件B.壓電晶體C.應變片D.熱敏電阻6 .霍爾元件及霍爾傳感器可用于測量A .溫度B.電阻C.濕度D.轉速7 .霍爾式位移傳感器屬于A.電阻式傳感器B.電感式傳感器C.磁電式傳感器D .壓電式傳感器二、填空題1 .霍爾靈敏度與霍爾元件厚度成反比？。2 .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。三、簡答題1 .試述霍爾元件的不等位電勢及其補償方法。答：(1)產生不等位電勢原因：工藝上難以保證兩個霍爾電極在同一等位面上，當有I時,即使B=0, AB

39、之間仍存有電位差。(2)補償方法：采用電橋原理，根據 A、B電位高低，在阻值較大的橋臂上并聯(lián)電阻。四、計算題1. (8分)已知變磁通式轉速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz ,測量齒盤的齒數 Z=36,求:(1)被測軸的轉速是每分鐘多少轉?(2)在上述情況下，如果計數裝置的讀數誤差為1個數字，其最大轉速誤差是多少?解:(1)60f60 7236= 120(轉 /分)1_1_(2)頻率計的計數裝置讀數誤差為土1個數字，對應的角位移為土 Z轉= 36轉故1其最大轉速誤差為 木 (轉/分)2 .試用霍爾元件設計一個位移傳感器。(1)用簡圖說明該傳感器的結構，并簡要說明其作用原理;(2)寫出霍爾電勢與

40、位移的關系式。答：(1)霍爾位移傳感器如圖所示:(a)結構簡圖(b)輸出輸入特性兩塊相同的永久磁鐵， 同極性相對放置， 霍爾元件置于兩塊磁鐵中間。根據電磁學理論可知，兩塊磁鐵正中間磁感應強度BT0,在此位置霍爾電勢 Uh%,可作為坐標原點?；魻栐豿軸方向移動時，Uh的，其值取決于所處位置 B的大小。Uh與位移x的關系曲線如圖(b)所示。兩塊磁鐵距離越近，磁場梯度越大，霍爾元件的靈敏度越高。(2)霍爾電勢與位移的關系式：UH=KhIB 設磁場梯度Kb=4B/x,即AB = KbAx Uh=KhI KbAx =Kh Kb IAx第 10章 光電式傳感器一、 單項選擇題1 .當光敏元件加一定電壓

41、時，光電流 I與光敏元件上光照度 E之間的關系，稱為【 B】A.溫度特性B.光照特性C.光譜特性D.伏安特性2光柵傳感器中，光電接收元件的輸出信號是【 A 】A.近似正弦波B.脈沖C.連續(xù)信號D.離散信號3封裝在光電隔離耦合器內部的是【 D 】A. 一個發(fā)光二極管和一個發(fā)光三極管B. 一個光敏二極管和一個光敏三極管C .兩個發(fā)光二極管或兩個光敏三極管D. 一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管4 當光敏元件加一定電壓時，光電流 I 與光敏元件上光照度E 之間的關系，稱為 【 B 】A.溫度特性B .光照特性C .光譜特性D .伏安特性5當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴

42、可以從原來不導電的束縛狀態(tài)變?yōu)槟軐щ姷淖杂蔂顟B(tài)，使半導體的導電率增加，這種現(xiàn)象叫【 B 】A.光電效應B .光電導現(xiàn)象 C .熱電效應 D .光生伏特現(xiàn)象6 .柵線密度為50線/mm的光柵，其柵線間距為【C】A. 50mm B. 0.05 mm C. 0.02mm D 2mm7 單色光的波長越短，它的【 A 】A 頻率越高，其光子能量越大B 頻率越低，其光子能量越大C 頻率越高，其光子能量越小D 頻率越低，其光子能量越小8光敏電阻適于作為【 A 】A 光的測量元件B 光電導開關元件C 加熱元件D 發(fā)光元件9光電倍增管的工作原理是以光電發(fā)射和為基礎的?！?C 】A 二次折射B 二次接收C.二次發(fā)

43、射D.二次反射10 按 光 纖 的 作 用 ， 光 纖 傳 感 器 可 分 為 和 傳 光 型 兩 種 ?！綜 】A 非功能型B 強光型C.功能型D.遮光型11 .按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于A.光電式傳感器B.電容式傳感器C.壓電式傳感器D.磁電式傳感器誤12 .莫爾條紋光柵傳感器的輸出是【A】A.數字式B.調幅式C.調頻式D.正弦波二、多項選擇題1 .在光線作用下，半導體的電導率增加的現(xiàn)象屬于【BD】A .外光電效應B.內光電效應C.光生伏特效應D.光導效應E.熱電效應2 .利用光生伏特效應制成的光敏元件主要有CDEA.光電倍增管B.光敏電阻C.光電池D.光電二極管E.光電三極管

44、三、填空題1 .紅外傳感器是能把紅外輻射 轉換成電量變化的裝置。2 .用光電數字轉速表測量電機轉速，若電機轉軸上白色反光條為N,轉速表讀數為f,則電機轉速是 60 f/N r/min 。3 .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 =0.1 ,則莫爾條紋的寬度 B= 11.43 mm 莫爾條紋的放大倍數 K= 373.2.。4 .為了測得比柵距 W更小的位移量，光柵傳感器要采用 ? ?細分？ ？ ？ ？ ？ ？技術。5 .光線照射到物體上所產生的光電子通?？梢苑譃橥夤怆娦?、光電導效應 和光牛伏特效應三大類。四、簡答題1.莫爾條紋的

45、特點是什么？答：莫爾條紋的特點是：1）莫爾條紋的移動量、移動方向與光尺的位移量、位移方向具有對應關系。2） w=d/H,莫爾條紋間距對光柵柵距具有放大作用。當日很小時，wXd有幾百倍的放大作用（d為光柵距）。3）莫爾條紋對光柵柵距局部誤差具有消差作用。2.光電效應有幾種？光敏二極管屬于哪一種？簡述其工作原理。答：光電效應可分為外光電效應，光電導效應和光生伏特效應上三種。 光敏二極管屬于光生伏特效應，指在光的照射下，內部會激發(fā)電子， 材料中的電子并不逸出物體表面，仍留在物體內部，并產生光生電動勢。五、分析題1.圖示為利用光電器件構成的光電轉速傳感器的工作原理圖。試分析其工作原理。若調制盤上有30

46、個小孔，記錄時間為 t秒，記錄總脈沖數為 N,寫出轉速的表達式。答：光電轉速傳感器的工作原理是：光田式轉速傳感器工作在脈沖狀態(tài)下，將軸的轉速變換成相應頻率的脈沖， 然后測出脈沖規(guī)室就口測導轉述的鰲值匚2 一 再動頻率可用一般的頻率計測量。光電器件多采用光電池、光敏二極管很光敏三極管n為：1、 光學整2.試分析圖示的溶液濃度檢測系統(tǒng)檢測原理及工作過程。元件若頻率計在t秒內計數嗎掃 可得到轉速 n =60N /30t （轉/分）=2N /t疝g和盤上孔數口答：圖中變壓器的兩個二次繞組及兩個光敏電阻作為檢測電橋的四個橋臂。用相同強度的光通過被測溶液和標準溶液，分別照射在兩個光敏電阻上。若液體與標準溶

47、液相同，則兩只光敏電阻呈現(xiàn)相同的阻值，電橋平衡，光電傳感器無信號輸出。如果被測溶液濃度變化，透過溶液的兩束光強度不同，兩只光敏電阻呈現(xiàn)不同的阻值，使電橋不平衡，光電傳感器有信號，該信號經晶體管放大，送給指示儀表顯示。第11章熱電式傳感器一、單項選擇題1.分度號為Cui00的工業(yè)銅熱電阻是指在 時電阻值為100a【a 】A. 0oCB. 20oCC. 25oCD. 100 oC2 .對于下面哪種傳感器我們在應用時要考慮引線電阻和聯(lián)接導線的電阻？【B】A.霍爾傳感器；B.熱電阻傳感器；C.渦流傳感器；D.熱電偶溫度傳感器。3 .半導體熱電阻式傳感器簡稱【D 】A.熱敏晶體管B .熱電偶傳感器 C

48、.熱電阻 D .熱敏電阻4 .在實驗室中測量金屬的熔點時，冷端溫度補償采用【C 】A.計算修正法B.儀表機械零點調整法C.冰浴法D.補償導線5 .熱電偶可以測量【C】A壓力 B電壓 C溫度 D熱電勢6 .下列溫度測量中哪一種熱慣性小，適合溫度快速測量【A 】A.熱電偶溫度測量B.溫度計溫度測量C.銅熱電阻溫度測量D.鉗熱電阻溫度測量7 .熱電偶的熱電效應主要是把溫度變化轉化為什么參數變化？【B】A.電阻變化B.電勢變化C.電容變化D.電感變化8 .熱電偶傳感器通常采用電橋不平衡原理進行補償，其作用為【C 】A.擴大量程B.提高靈敏度C.確保測量精度D.提高測量速度9 .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，電路中會產生電動勢，這種現(xiàn)象稱C A.霍爾效應B.壓電效應C.熱電效應D.光電效應10 . 熱力學溫度T與攝氏溫度t的關系是【D 】A. T=t-273B. T=tC. T=1.8t+32 D . T=t+27311.用熱電阻測溫時，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的【B】A.接線方便B.減小引線電阻變化產生的測量誤差C.減小橋路中其它電阻對熱電阻的影響D.減小橋