自動(dòng)檢測(cè)期末復(fù)習(xí)題

練習(xí)與思考一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)是由哪幾部分組成的？各部分都起什么作用？傳感器：把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置；信號(hào)處理電路：把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量、具有一定功率的電壓和電流或頻率等信號(hào)；顯示記錄裝置及數(shù)據(jù)處理儀器：讓檢測(cè)人員了解和掌握數(shù)據(jù)大小及變化的過(guò)程；執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在電路中起通斷、控制調(diào)節(jié)、保護(hù)等作用。傳感器由哪幾部分組成，各部分都起什么作用？敏感元件：轉(zhuǎn)換元件：測(cè)量電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出信號(hào)變成可直接利用的電信號(hào)；輔助電源：為電路提供能量思考題1、測(cè)量的結(jié)果包含哪兩部分？測(cè)量的結(jié)果應(yīng)包含兩部分內(nèi)容：

數(shù)值（包括符號(hào)、大?。┖蜏y(cè)量單位。測(cè)量結(jié)果無(wú)論是什么表現(xiàn)形式，必須注明標(biāo)準(zhǔn)量的單位，否則，測(cè)量結(jié)果是沒(méi)有意義的。2、測(cè)量方法都有哪些？各有什么特點(diǎn)？直接測(cè)量和間接測(cè)量。直接測(cè)量包括偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量。偏差式測(cè)量的特點(diǎn)是儀表內(nèi)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的量具，但必須有事先用標(biāo)準(zhǔn)量具校準(zhǔn)過(guò)的標(biāo)尺或刻度盤。測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單迅速，但精度不高，易產(chǎn)生靈敏度漂移和零點(diǎn)漂移，應(yīng)用廣泛。零位式測(cè)量是測(cè)量誤差主要取決于標(biāo)準(zhǔn)量具的誤差，可獲得較高的測(cè)量精度。測(cè)量裝置的指零機(jī)構(gòu)越靈敏，測(cè)量的分辨率越高，但這種測(cè)量方法需要平衡操作，花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。只能適用于變化緩慢的被測(cè)量。間接測(cè)量特點(diǎn)是需要測(cè)量的量較多，因此測(cè)量和計(jì)算的工作量較大，引起誤差的因素也較多，因此只有在采用直接測(cè)量很不方便或誤差較大或缺乏直接測(cè)量?jī)x器時(shí)，才使用間接測(cè)量。微差式測(cè)量當(dāng)差值較小時(shí)，只要比較量的精度足夠高，即使測(cè)量差值的精度不高，也能得到較高的精度。測(cè)量過(guò)程反應(yīng)速度快，精度高，特別適用于在線控制參數(shù)的測(cè)量。思考與練習(xí)1、測(cè)量?jī)x表分為哪幾個(gè)等級(jí)？目前我國(guó)生產(chǎn)的電氣測(cè)量指示儀表的精度等級(jí)分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七級(jí)，由于儀表制造工業(yè)的發(fā)展，又出現(xiàn)了準(zhǔn)確度等級(jí)為0.05級(jí)儀表。1-6有三臺(tái)測(cè)溫儀表，量程均為，精度等級(jí)分別為2.5級(jí)、2.0級(jí)和1.5級(jí)，現(xiàn)要測(cè)量5000C的溫度，要求相對(duì)誤差不超過(guò)2.5%，選用哪臺(tái)儀表合理？練習(xí)題：1、根據(jù)測(cè)量的手段和方法，測(cè)量可分為

直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)纱箢悺?、按表示方法誤差可分為絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差。3、有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0～200℃，精度等級(jí)為0.5級(jí)。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為

10C，當(dāng)測(cè)量100℃時(shí)的示值相對(duì)誤差為

0.01%。4、用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫,如從測(cè)量的具體手段來(lái)看它屬于

直接測(cè)量測(cè)量。5、什么是被測(cè)量值得絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差？實(shí)際相對(duì)誤差示值相對(duì)誤差絕對(duì)誤差引用相對(duì)誤差精度6、用測(cè)量范圍為-50~150kPa的壓力傳感器測(cè)量140kPa時(shí)，傳感器測(cè)得的示值為+142kPa，求該示值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差。7、已知待測(cè)電壓約為80V左右?，F(xiàn)有兩只電壓表，一只為0.5級(jí)，測(cè)量范圍為0～300V，另一只為1.0級(jí)，測(cè)量范圍為0～100V。問(wèn)選用哪一只電壓表測(cè)量較好？為什么？2、什么叫系統(tǒng)誤差？產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是什么？有哪些消除方法？

系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變，或按著一定的規(guī)律變化的誤差。其誤差的數(shù)值和符號(hào)不變的稱為恒值系統(tǒng)誤差；誤差按著一定規(guī)律變化的稱為變值系統(tǒng)誤差。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因:檢測(cè)裝置本身性能不完善、測(cè)量方法不完善、檢測(cè)人員對(duì)儀器使用欠妥、環(huán)境條件變化等原因都可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。消除方法：如可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法或引入修正值的方法予以修正，也可以重新調(diào)整測(cè)量?jī)x表的有關(guān)部件予以消除。2、什么叫隨機(jī)誤差？產(chǎn)生的原因？隨機(jī)誤差出現(xiàn)的次數(shù)服從什么規(guī)律？有什么特點(diǎn)？

隨機(jī)誤差是指在相同條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)，其誤差的大小和符號(hào)以不可預(yù)見的方式變化而產(chǎn)生的誤差。隨機(jī)誤差出現(xiàn)的次數(shù)服從正態(tài)分布規(guī)律正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)是：對(duì)稱性、有界性、單峰性產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因:

隨機(jī)誤差是在測(cè)量過(guò)程中許多獨(dú)立的、微小的、偶然的因素引起的綜合結(jié)果，其大小表明測(cè)量結(jié)果重復(fù)一致的程度。

練習(xí)：某臺(tái)具有線性關(guān)系的溫度變送器，其測(cè)量范圍為0~400度，變送器的輸出為4~20mA,對(duì)這臺(tái)溫度變送器進(jìn)行校檢，得到數(shù)據(jù)如下。

計(jì)算該溫度變送器的靈敏度、線性度、精度和遲滯。思考與練習(xí)題

檢測(cè)系統(tǒng)都有哪些靜態(tài)特性，這些靜態(tài)特性是如何定義的？測(cè)量范圍與量程分辨力：精確檢測(cè)出最小變化的能力穩(wěn)定性：穩(wěn)定度和環(huán)境影響量重復(fù)性：在輸入量按同方向作全量程多次測(cè)試時(shí)，所得特性曲線不一致的程度稱為重復(fù)性?？煽啃?.屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是()A.遲滯B.過(guò)沖量C.穩(wěn)定性D.線性度1．屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（）A．重復(fù)性B．線性度C．靈敏度D．固有頻率4.運(yùn)算100%是計(jì)算傳感器（）的公式。A、B、C

B

3.傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的()A.線性度越好B.遲滯越小C.重復(fù)性越好D.分辨力越高D線性度5、傳感器的（）能力是指?jìng)鞲衅髟诓恢乱鹨?guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過(guò)測(cè)量范圍的能力。6、測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有

(),(),(),()等。7、傳感器的基本特性一般用()和()來(lái)描述。8、某線性位移測(cè)量?jī)x，當(dāng)被測(cè)位移由4.5mm變到5.0mm時(shí)，位移測(cè)量?jī)x的輸出電壓由3.5V減至2.5V，求該儀器的靈敏度。過(guò)載靈敏度精度測(cè)量范圍分辨力靜態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性練習(xí)1、電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)形式各異，但其結(jié)構(gòu)大體相同，一般由（）、（）、（）和（）組成。2、金屬電阻的（）是金屬電阻應(yīng)變片工作的物理基礎(chǔ)。3、金屬電阻應(yīng)變片有（）和（）等結(jié)構(gòu)形式。敏感柵基底和面膠膠粘劑引出線電阻應(yīng)變效應(yīng)金屬絲式金屬箔式思考與練習(xí)1、什么叫電阻的應(yīng)變效應(yīng)？什么叫壓阻效應(yīng)?

金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體在受到外力作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變。其電阻也將隨之發(fā)生變化。這種物理現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料（如P-Si,N-Si）沿某方向受到外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻值變化的現(xiàn)象。

2、試列舉金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的相同點(diǎn)和不同點(diǎn).答：相同點(diǎn)：它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化；不同點(diǎn)：金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變?yōu)橹?，材料的電阻率相?duì)變化為輔；而半導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變導(dǎo)致的電阻率的相對(duì)變化為主，而機(jī)械形變?yōu)檩o。3、說(shuō)明電阻應(yīng)變片的種類和組成，電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？

電阻應(yīng)變片的種類有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片；金屬應(yīng)變片又有絲式和箔式。電阻應(yīng)變片的組成：敏感柵、基底和面膠、引出絲及膠黏劑組成。

電阻應(yīng)變片的主要特性參數(shù)有：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂、蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、絕緣電阻、最大工作電流等。5、半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬電阻應(yīng)變片相比較:其（

），(

)。4、半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料的()

制成的一種純電阻性元件。壓阻效應(yīng)

體積小、靈敏度高、頻率響應(yīng)范圍寬、輸出幅值大、不需要放大器，可直接與記錄儀連接使用，使測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單。但它具有溫度系數(shù)大、非線性比較嚴(yán)重的缺點(diǎn)。6、電阻應(yīng)變片阻值為，靈敏系數(shù)K＝2，沿縱向粘貼于直徑為0.05m的圓形鋼柱表面，鋼材的，。求鋼柱受10t拉力作用時(shí)，應(yīng)變片的電阻的相對(duì)變化量。又若應(yīng)變片沿鋼柱圓周方向粘貼、受同樣拉力作用時(shí)，應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化量為多少？縱向：橫向：4．一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為K，半導(dǎo)體材料的彈性模量為E,其中壓阻系數(shù)λ為（

）。3.半導(dǎo)體應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主，它的靈敏度系數(shù)為金屬應(yīng)變片的（

）倍。2.在電橋測(cè)量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，（

）接法可以得到最大靈敏度輸出。1.要使直流電橋平衡，必須使電橋相對(duì)臂電阻值的（

）相等。練習(xí)乘積全橋差動(dòng)電路幾十倍50λ=K/E1、采用阻值為120Ω、靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為1和100時(shí)，試求單臂工作電橋、雙臂工作電橋以及全橋工作時(shí)的輸出電壓，并比較三種情況下的靈敏度。思考與練習(xí)題2、為什么應(yīng)變式傳感器大多采用交流不平衡電橋?yàn)闇y(cè)量電路？該電橋?yàn)槭裁从植捎冒霕蚝腿珮騼煞N方式？3、應(yīng)變片溫度補(bǔ)償方法有幾種？是因?yàn)橹绷麟姌蚝缶团渲绷鞣糯笃?，而直流放大器易產(chǎn)生零漂，故大多采用交流不平衡電橋。采用半橋或全橋方式可以消除測(cè)量電路所引起的非線性誤差，提高靈敏度，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。橋路補(bǔ)償、使用溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片（包括單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片和雙絲組合式自補(bǔ)償應(yīng)變片）、使用P-N組合型半導(dǎo)體應(yīng)變片、采用熱敏電阻補(bǔ)償?shù)确椒ā?.電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為(

)的輸出。A.電阻B.電容C.電壓D.電荷6．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?。?/p>

）A．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片CCB．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)變量變化相同的工作應(yīng)變片3、電位器傳器的(線性),假定電位器全長(zhǎng)為Xmax,其總電阻為Rmax,它的滑臂間的阻值可以用Rx=(

)來(lái)計(jì)算。A

B

C

D2、電位器式傳感器都是由

、

和

三部分構(gòu)成。思考題1、試?yán)秒娢黄魇絺鞲衅髟O(shè)計(jì)一水位測(cè)量裝置。電阻元件活動(dòng)電刷骨架B4、壓阻式壓力傳感器與其他形式的壓力傳感器相比有哪些突出的優(yōu)點(diǎn)？由于四個(gè)應(yīng)變電阻是直接制作在同一硅片上，所以工藝一致性好。溫度引起的電阻值漂移能互相抵消。

由于半導(dǎo)體壓阻系數(shù)很高，所以構(gòu)成的壓力傳感器靈敏度高，輸出信號(hào)大。

又由于硅膜片本身就是很好的彈性元件，而四個(gè)擴(kuò)散型電阻又直接制作在硅片上，所以遲滯、蠕變都非常小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。5、電位器式傳感器有哪些優(yōu)點(diǎn)？

電位器式傳感器具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、精度高、輸出信號(hào)大、性能穩(wěn)定和容易實(shí)現(xiàn)等。

其缺點(diǎn)是要求輸入能量大，電刷與電阻元件之間磨擦產(chǎn)生磨損。6、作為電位器式傳感器的電阻絲、電刷和骨架都應(yīng)滿足哪些要求？（1）電阻絲

要求電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、強(qiáng)度高和延展性好，對(duì)銅的熱電動(dòng)勢(shì)小，耐磨、耐腐蝕和焊接性好等。常用的材料有康銅絲、鉑銥合金和卡瑪絲等。

（2）電刷

電刷觸頭材料:常用銀、鉑銥和鉑姥等金屬;電刷要保持一定的接觸壓力，約

。電刷材料與電阻元件導(dǎo)線材料要配合選擇，通常使電刷材料的硬度與電阻絲材料的硬度相近或稍高些。

（3）骨架

對(duì)骨架材料的要求是其與電阻絲材料具有相同的膨脹系數(shù)、電氣絕緣好、有足夠的強(qiáng)度和剛度、散熱性好、耐潮濕和易加工。練習(xí)1、為什么多數(shù)氣敏元件都附有加熱器？2、概述載體催化氣敏電阻式傳感器工作原理及適用場(chǎng)合。練習(xí)題1、電感式傳感器是利用被測(cè)量的變化引起線圈的（

）或（

）的變化，再通過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為（

）或（

）的變化量輸出，以實(shí)現(xiàn)由非電量到電量的轉(zhuǎn)換。

2、根據(jù)電感式傳感器的轉(zhuǎn)換原則，可分為（）和（）傳感器3、自感式傳感器主要有（）、（）和（）三種類型。4、自感式傳感器的結(jié)構(gòu)主要有（）、（）和（）三部分構(gòu)成。5、差動(dòng)式電感傳感器分為（）、（）和（）三種類型。自感互感電壓電流自感互感變氣隙式變面積式螺管式線圈鐵芯銜鐵變氣隙型變面積型螺管型2、差動(dòng)變壓器式傳感器的測(cè)量電路主要有（）電路和（）電路。1、互感式傳感器的工作原理類似（）的作用原理，其結(jié)構(gòu)主要包括（）、（）和（）等。練習(xí)題變壓器一、二次繞組鐵芯銜鐵差動(dòng)整流相敏檢波3、自感型電感傳感器的靈敏度與哪些因素有關(guān)？要提高靈敏度可采取哪些措施？主要因素是氣隙的大小，氣隙大，靈敏度會(huì)降低。差動(dòng)結(jié)構(gòu)可以提高靈敏度。4、電感式傳感器有幾大類？各有何特點(diǎn)？5、比較差動(dòng)式自感傳感器和差動(dòng)變壓器在結(jié)構(gòu)上及工作原理上的異同之處。

自感式和互感式。自感式把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為自感的變化，互感式是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為線圈互感的變化。特點(diǎn)都具有：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作可靠，壽命較長(zhǎng)；（2）靈敏度和分辨率高，（3）線性度和重復(fù)性比較好，并且穩(wěn)定性好；（4）頻率響應(yīng)較低，不適于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。

差動(dòng)自感式有兩個(gè)線圈，但這兩個(gè)線圈都在一次，銜鐵移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)線圈中只有自感，不存在互感，根據(jù)自感的變化來(lái)測(cè)量被測(cè)量的大小?；ジ惺接幸淮卫@組和二次繞組，至少有三個(gè)線圈，銜鐵移動(dòng)時(shí)，一次繞組和二次繞組間存在互感。根據(jù)互感變化來(lái)測(cè)量被測(cè)量的大小。6、在電感傳感器中常采用相敏整流電路，其作用是什么？

即可以反應(yīng)銜鐵移動(dòng)的大小，又可以反應(yīng)銜鐵移動(dòng)的方向。還可以減小零點(diǎn)殘余電壓的影響。7、變氣隙式自感傳感器,當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí),鐵芯上的線圈電感量(

)

A.增加B.減小C不變A8、為什么電感式傳感器都要組成差動(dòng)式結(jié)構(gòu)？

差動(dòng)式結(jié)構(gòu)可以改善線性，提高靈敏度外，對(duì)溫度變化，電源頻率變化等影響也可以進(jìn)行補(bǔ)償，因而減小了外界影響造成的誤差。9、渦流傳感器的線圈與被測(cè)物體的距離減小時(shí)，互感系數(shù)M將（

）。10、塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一圈閉合的電流，利用該原理制作的傳感器稱（

）。利用該傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，被測(cè)軸齒盤的材料必須是（

）。11、被測(cè)體對(duì)電渦流式傳感器的靈敏度有何影響？增大電渦流式傳感器金屬

被測(cè)物體的物理性質(zhì)，以及它的尺寸和形狀都與總的測(cè)量裝置特性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，被測(cè)物的電導(dǎo)率越高，傳感器的靈敏度越高。對(duì)于平板型的被測(cè)物體，要求被測(cè)物體的半徑應(yīng)大于線圈半徑的1.8倍，否則靈敏度會(huì)降低。當(dāng)被測(cè)物體是圓柱體時(shí)，被測(cè)導(dǎo)體直徑必須為線圈直徑的3.5倍以上，靈敏度才不受影響。另外，對(duì)于低頻透射式，電阻率和電源頻率的影響對(duì)測(cè)量的靈敏度有較大的影響，選擇合適的材料和電源頻率才可以保證測(cè)量的靈敏度和線性度。

12、壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力作用下,其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械壓力,從而引起極化現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為（

）.相反,某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形,這種現(xiàn)象稱為（

）。13、概述壓磁式傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。壓磁效應(yīng)磁致伸縮1、電容式傳感器采用

作為傳感元件，將不同的

變化轉(zhuǎn)換為

的變化。3、電容式傳感器常用的轉(zhuǎn)換電路有：

、

、運(yùn)算放大器電路、

和

等。2、根據(jù)工作原理的不同，電容式傳感器可分為

、

和

三種。

電容器電容變面積型變間隙型變介電常數(shù)型電橋型電路雙T電橋電路脈寬調(diào)制型電路

練習(xí)4、電容式傳感器有什么特點(diǎn)？試舉出你所知道的電容傳感器的實(shí)例。

電容式傳感器的精度和穩(wěn)定性較高，頻響寬、應(yīng)用廣和非接觸測(cè)量，很有發(fā)展前途。5、試分析電容式物位傳感器的靈敏度？為了提高傳感器的靈敏度可采取什么措施并應(yīng)注意什么問(wèn)題？6、為什么說(shuō)變間隙型電容傳感器特性是非線性的？采取什么措施可改善其非線性特征？采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)：

增大S和減小d均可提高傳感器的靈敏度，但受到傳感器體積和擊穿電壓的限制。此外，對(duì)于同樣大小的Δd，d0越小則Δd/d0越大，由此造成的非線性誤差也越大。差動(dòng)式結(jié)構(gòu)題7圖7、變間隙電容傳感器的測(cè)量電路為運(yùn)算放大器電路，如圖所示。傳感器的起始電容量

，定動(dòng)極板距離

,運(yùn)算放大器為理想放大器（即

），

極大，輸入電壓

V。求當(dāng)電容傳感器動(dòng)極板上輸入一位移量

使減小時(shí)，電路輸出電壓為多少？8、正方形平板電容器，極板長(zhǎng)度

，極板間距離

。若用此變面積型傳感器測(cè)量位移

，試計(jì)算該傳感器的靈敏度并畫出傳感器的特性曲線。極板間介質(zhì)為空氣，9、一電容式傳感器的兩個(gè)極板均為邊長(zhǎng)為10cm的正方形，間距為1mm，兩極板間氣隙恰好放置一邊長(zhǎng)為10cm，厚度為1mm，相對(duì)介電常數(shù)為4的正方形介質(zhì)。該介質(zhì)可在氣隙中自由滑動(dòng)。若用該電容式傳感器測(cè)量位移，試計(jì)算當(dāng)介質(zhì)極板向某一方向移出極板相互覆蓋部分的距離分別為1cm、2cm、3cm時(shí)，該傳感器的輸出電容值分別是多少？1、什么是霍爾效應(yīng)？其物理本質(zhì)是什么？2、用霍爾元件可測(cè)量哪些物理量？試舉例說(shuō)明。3、為什么導(dǎo)體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？4、霍爾靈敏度與霍爾元件厚度之間有什么關(guān)系？思考與練習(xí)練

習(xí)1、壓電式傳感器是一種

傳感器，亦即

型傳感器。2、在外力作用下，壓電材料的表面上產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)

到

的轉(zhuǎn)換。3、常見的壓電材料分為三類：

、

和

。4、壓電式傳感器利用

效應(yīng)工作，常用的前置放大器有

和

。5、用石英晶體制作的壓電式傳感器，晶面上產(chǎn)生的

與作用在晶面上的壓強(qiáng)成正比，而與晶片

和面積無(wú)關(guān)。發(fā)電有源力電壓電經(jīng)過(guò)極化處理的壓電陶瓷

高分子壓電材料壓電晶體電壓放大器電荷放大器電荷幾何尺寸6、壓電元件只有在交變力的作用下，電荷才能源源不斷地產(chǎn)生，可以供給測(cè)量回路以一定的電流，故

。7、什么是壓電效應(yīng)？以石英晶體為例說(shuō)明壓電晶體是怎樣產(chǎn)生壓電效應(yīng)的？壓電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)的物理量

某些電介質(zhì)物質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象稱為“正壓電效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“壓電效應(yīng)”。相反，在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)的變形隨之消失。這種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”，也稱“電致伸縮效應(yīng)”。8、常用的壓電材料有哪些？各有哪些特點(diǎn)？經(jīng)過(guò)極化處理的壓電陶瓷：鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鈮鎂酸鉛等。

高分子壓電材料：聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、改性聚氯乙烯等。其特點(diǎn)是壓電常數(shù)高,輸出脈沖有的可直接驅(qū)動(dòng)CMOS集成門電路.柔軟，可根據(jù)需要制成薄膜或電纜套管等形狀。它不易破碎，具有防水性，可以大量連續(xù)拉制，制成較大面積或較長(zhǎng)的尺度，價(jià)格便宜，頻率響應(yīng)范圍較寬，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)80dB，機(jī)械強(qiáng)度不高，易老化。壓電晶體：石英晶體、鈮酸鋰、鉭酸鋰9、為什么說(shuō)壓電式傳感器只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量而不適合于靜態(tài)測(cè)量？

這是因?yàn)閷?shí)際上放大器的輸入阻抗不可能為無(wú)窮大，而壓電傳感器也不能絕對(duì)絕緣，因此產(chǎn)生的電荷就會(huì)通過(guò)放大器的輸入電阻和傳感器本身的泄露電阻漏掉。壓電元件只有在交變力的作用下，電荷才能源源不斷地產(chǎn)生，可以供給測(cè)量回路以一定的電流，這就從原理上說(shuō)明了壓電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)物理量。10、根據(jù)下圖所示石英晶體切片上的受力方向，標(biāo)出晶體切片上產(chǎn)生電荷的符號(hào)。

物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的物理現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)。熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的性質(zhì)工作的，用儀表測(cè)量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值對(duì)應(yīng)的溫度值。練習(xí)1、熱敏傳感器主要有

和

兩種。2、熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而

這一特性來(lái)測(cè)量溫度的。3、什么是熱電阻效應(yīng)？說(shuō)明熱電阻測(cè)溫原理。4、鉑的純度通常用什么來(lái)表示？標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻的純度的要求是多少？熱電阻熱電偶變化鉑的純度通常用百度電阻比表示標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻要求5、熱電阻材料應(yīng)滿足哪些要求？6、為什么熱電阻一般要選用純金屬制作？

1)電阻溫度系數(shù)要大，并且希望保持常數(shù)。電阻溫度系數(shù)越大，熱電阻的靈敏度越高。純金屬的電阻溫度系數(shù)比合金的高，所以一般均采用純金屬作為熱電阻元件。保持常數(shù)，可以得到電阻—溫度線性特性；2）在測(cè)溫范圍內(nèi)，材料的物理性、化學(xué)性能保持穩(wěn)定；3）在測(cè)溫范圍內(nèi)，保持的單值性，且最好為常數(shù)，便于實(shí)現(xiàn)溫度表的線性刻度特性；4）電阻率要盡量大，即在同樣初始電阻情況下，減小熱電阻的體積，減小熱慣性；5）材料容易提純，以保證復(fù)制性好，價(jià)格便宜。純金屬的電阻溫度系數(shù)比合金的高，其靈敏度比合金的要高，所以一般均采用純金屬作為熱電阻元件。7-1說(shuō)明熱電阻測(cè)溫原理。練習(xí)7-2熱敏電阻測(cè)溫有什么特點(diǎn)？熱敏電阻可分為幾種類型？和金屬熱電阻相比，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，靈敏度高，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有-50~300℃左右。熱敏電阻一般分為三種類型：(NTC)熱敏電阻（具有負(fù)電阻溫度系數(shù)）、(PTC)熱敏電阻（具有正電阻溫度系數(shù)）和(CTR)熱敏電阻（在某一特定溫度下電阻值會(huì)發(fā)生突變）。7-3用熱電阻測(cè)溫為什么常采用三線制連接？應(yīng)怎樣連接保證確實(shí)實(shí)現(xiàn)了三線制連接？若在導(dǎo)線敷設(shè)至控制室后再分三線接入儀表，是否實(shí)現(xiàn)了三線制連接？7-4什么是熱電效應(yīng)？熱電勢(shì)由哪幾部分組成？熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的必要條件是什么？

在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)線電阻發(fā)生變化。采用三線制連接，使導(dǎo)線的電阻接到相鄰的橋臂，其阻值的變化自動(dòng)抵消而不影響電橋的平衡，使導(dǎo)線電阻變化產(chǎn)生附加誤差減小。要從熱電阻的兩端接出三根導(dǎo)線到橋路。若在導(dǎo)線敷設(shè)至控制室后再分三線接入儀表，不能實(shí)現(xiàn)三線制連接

由A、B兩種不同的導(dǎo)體兩端緊密地連接在一起，組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度不等時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電勢(shì)是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)所組成的。產(chǎn)生熱電熱的必要條件是：構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)熱電極材料不同，且兩結(jié)點(diǎn)溫度不同。練習(xí)1、熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償常用的方法有（

）法、（

）法、（

）、（

）法和（

）法。2、熱電勢(shì)由兩部分組成，一部分是兩種導(dǎo)體的（

），另一部分是單一導(dǎo)體的（

）。3、熱電偶的熱電勢(shì)大小與（

）和（

）有關(guān)，為了保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須保持冷端溫度（

）。4、在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是（

）。5、在熱電偶中，當(dāng)引入第三個(gè)導(dǎo)體時(shí)，只要保持其兩端的溫度相同，則對(duì)總熱電動(dòng)勢(shì)無(wú)影響。這一結(jié)論被稱為熱電偶的（

）定律。冷端00C恒溫法補(bǔ)償電橋法冷端延長(zhǎng)法冷端溫度修正法儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)導(dǎo)體的材料兩結(jié)點(diǎn)溫度恒定不變冷端溫度補(bǔ)償中間導(dǎo)體定律6、什么是金屬導(dǎo)體的熱電效應(yīng)？試說(shuō)明熱電偶的測(cè)量原理。

由A、B兩種不同的導(dǎo)體兩端緊密地連接在一起，組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度不等時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)只與兩導(dǎo)體的材料及兩結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)，當(dāng)材料及冷端溫度確定后，熱電勢(shì)就是熱端溫度的單值函數(shù)。因些測(cè)量出熱電勢(shì)的大小便可知熱端溫度。7、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。冷端00C恒溫法補(bǔ)償電橋法冷端延長(zhǎng)法冷端溫度修正法儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法8、試分析金屬導(dǎo)體產(chǎn)生接觸電動(dòng)勢(shì)的原因。9、一熱敏電阻在0℃和100℃時(shí)，電阻值分別為200kΩ和10kΩ。試計(jì)算該熱敏電阻在20℃時(shí)的電阻值。絕對(duì)溫度(K)=攝氏度(℃)+273.1510、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量某低溫箱溫度,把熱電偶直接與電位差計(jì)相連接.在某時(shí)刻,從電位差計(jì)測(cè)得熱電勢(shì)為-1.19mv,此時(shí)電位差計(jì)所處的環(huán)境溫度為20℃,試求該時(shí)刻溫箱的溫度是多少度？鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表見書；解：查鎳鉻—鎳硅熱電偶分度表得：由中間溫度定律得：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得：

1．按照工作原理分類，CCD固體圖像傳感器屬（

）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2.封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是(

)A.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)發(fā)光三極管B.一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管C.兩個(gè)發(fā)光二極管或兩個(gè)光敏三極管D.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管3.光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng).通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類.第一類是利用在光線作用下光電子逸出物體表面的(

),這類元件有(

),(

);第二類是利用在光線作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的(

),這類元件有(

),(

);第三類是利用在光線作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的(