《传感器原理及应用》复习题

《传感器原理及应用》复习题

1. 静态特性指标其中的线性度的定义是指 。 2．传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、 。 3. 对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用 的方法。

4. 高频反射式电涡流传感器实际是由 和 两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作用，因此，在能够构成电涡流传感器的应用场合中必须存在 材料。

5. 霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其 系数和 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时，需要构造一个 。

6. 热电阻最常用的材料是 和 ，工业上被广泛用来测量 的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合， 热电阻得到了广泛应用。 7. 现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数系统时，应选其中的 传感器。需要测量某设备的外壳温度，已知其范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择 。

8. 一个二进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨力，需要采用 或 位码盘。一个刻划直径为400 mm的20位码盘，其外圈分别间隔为稍大于 μm。

9. 非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器是把光纤作为 元件。光纤的明 。

10. 现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数系统时，应选其中的 传感器。需要测量某设备的外壳温度，已知其范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择 。

11. 光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏

电阻外还有处于 工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可用 特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压)之间的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的 特性。

12.传感器一般由 ____、 ____、 及辅助电源四个部分组成。

NA

值大表

13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 与输入 的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一 。

14. 已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 。

15. 差动变压器式传感器常见的有 和 两种结构类型，其中最常用的是 差动变压器。

16. 为提高压电器件的灵敏度，常采用两个或多个压电片组合，其中串联连接方

式适用于 输出、测量 信号的场合；并联方式适用于 输出、测量 信号的场合。

17.电涡流传感器从测量原理来分，可以分为 式和 式两大类。

1．电容式传感器的应用电路中常采用“驱动电缆”技术。图1为“驱动电缆”技术原理示意图。

（1）试简述采用“驱动电缆”技术的原因；

（2）试结合“驱动电缆”技术原理图简述“驱动电缆”技术工作原理。

图1 “驱动电缆”技术原理示意图

2．为什么压电式传感器不能用于静态测量，只能用于动态测量中？而且是频率越高越好？

3. 图2是应用光栅式传感器进行数控机床位置控制的原理示意图，简述其控制过程，并说明光栅式传感器主要由哪几部分组成？其测量系统的精度主要由一部分的精度决定？

图2数控机床位置控制框图

3．有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理?

5. 变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图3所示。C0=200pF，传感器的起始电容量Cx0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(即K→∞,Zi→∞),Rf极大,输入电压u1=5sinωtV。求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少?

RfＣ0uiＣx+-Ｎu0 图3

6. 下表为某热电偶的分度表，测量电路如图所示，数字电压表的读数为

4.10mV，热电偶与电压表用补偿导线连接，请问被测温度Tx是多少，给出计算依据。（8分） 温度/℃ 热电势/mV 20 30 40 50 80 90 100 110 120 130 140 0.80 1.20 1.60 2.02 3.26 3.38 4.10 4.51 4.90 5.30 5.73

7.试说明图4所示的的微压力变送器的工作原理。

图4 微压力变送器 (a)结构图(b)测量电路方框图

1一接头2一膜盒3一底座4一线路板5一差动变压器6一衔铁7一罩壳

8.图5是用光敏二极管控制的交流电压供电的明通及暗通直流电磁控制原理图，说明为什么要采用晶体管放大电路并简述此电路的工作原理。

图5

9．在炼钢厂中，有时直接将廉价热电极（易耗品，例如镍铬、镍硅热偶丝，时间稍长即熔化）插入钢水中测量钢水温度，如图6所示。试说明测量钢水温度的基本原理？为什么不必将工作端焊在一起？ 要满足哪些条件才不影响测量精度？采用上述方法是利用了热电偶的什么定律？如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？

图6用浸入式热电偶测量熔融金属示意图

10. 设计一种可用于在有油污、灰尘或雨水等的环境下能测量车轮轴转速的传感器系统方案。请说明选用何种工作原理的传感元件，给出系统组成简略示意图，说明测量方法及改善测量精度的措施。

8.一个简单的家居智能系统要求：有盗贼从大门进入时可及时发现，并能提示盗贼可能携带有刀、枪等金属器械； 当玻璃窗被砸坏时能及时报警。试：①选择合适的传感器进行合理的安装完成以上功能；

②说明各传感器如何完成相应的功能。

11. 有四片完全相同的金属应变片（灵敏系数为2、泊松比?为0.3、电阻120?）和一个等截面悬臂梁（长l=15cm、宽b=2cm、厚h=0.5cm，弹性模量E为： 2×107N/cm2），要构成一个称重传感器。问:（1）悬臂梁上如何布置应变片、如何接成电桥，能使得应变最大且传感器的输出电压灵敏度最高；画出相应的布片示意图和接桥电路。（2）分析说明环境温度变化时，这个方案的测量结果是否变化。（3）电桥供电电压为5V时，若电桥输出电压为2.25mV，被测重量为多少?

6lx??F，其中lx为应变片粘贴处到梁的自由端(不计横向效应影响，应变 x2bhE的距离。应变片长度相对于lx可忽略。）

12. 热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。

13. 试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题?

14.试分别说明图7的二种光电式传感器的工作原理。

15.将一支灵敏度为0.08 mV/°C的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为 50°C。电压表上读数为60mV，则热电偶热端温度为多少？

16. 光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？

图7：光电元件的应用形式之一

(c)被测物是有反射能力的表面(d)被测物遮蔽光通量

1一被测物2一光电元件3一恒光源

17. 图8所示为一个采用霍尔传感器的液位控制系统。简述其工作原理。

控制电源开关型霍尔片磁铁电磁阀最高位储存罐处理电路液体源最低位

图8霍尔传感器的液位控制系统示意图

18. 需要用间接测量方式来测量一个大直径金属圆柱体的直径，请选择适当原理的传感器件、设计组合传感器测量系统方案。画出系统组成示意图、说明系统工作原理。

3. 采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。(12分)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h6xf.html