11级传感器在线测试

试题 A 总 4 页第 1 页齐齐哈尔大学试题(在线测试)考试科目：传感器技术及应用 试题编号:A适用对象：电子 111-3 使用学期：2013-2014-2 第六学期课程编号：13203001 共 4 道大题 总分 100 分 共 2 页一、填空题（每空 1 分，共 20 空 20 分）传感器包含三层含义：（1）传感器是一个测量装置；（2）在规定的条件下感受外界信息；（3）按一定规律转换成易于传输和处理的电信息。 按工作原理的不同，传感器大体上可分为物理型、电化学型和生物型三种。电容式传感器分为变极距型电容传感器、变面积型电容传感器、变介电常数型电容传感器三种。自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁组成。有变气隙式电感式传感器和差动式电感式传感器两种。差动变压器式传感器的测量电路有差动整流电路和二极管差动相敏检波电路。应变计这种既敏感纵向应变，又同时受横向应变影响而使灵敏系数及相对电阻比都减小的现象叫横向效应，采用短接式或直角式横栅可有效克服这种效应的影响。在采用直线拟合线性化时，传感器输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，通常用相对误差 L 来表示，称为 非线性误差或线性度 ，即L=（ Lmax/yFS）100%，二、简答题（每小题 6 分，共 5 小题 30 分）简述电容式传感器的工作原理。答案：电容传感器的感应面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的电容器电极，该两个电极构成一个电容，串接在 RC 振荡回路内。 电源接通时，RC 振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。应变式加速度传感器的工作原理是什么？ 答案：以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种织造工艺学试题总页第 2 页结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。什么是直接转换型传感器和间接转换型传感器？答案：直接型就是直接测量输出结果；间接测量是测量计算后用数字信号输出在变极距型电容传感器中，为什么要加云母片？ 答案：极板间其实距离大大减小，获得较好的线性关系用应变片测量时，为何必须采取温度补偿措施？答案：环境温度变化时，敏感栅本身的电阻随之发生变化，同时由于敏感栅材料与弹性体材料的线性膨胀系数不同，应变片产生附加应变，引起电阻变化，似的电阻的变化不能真实地反应应变情况，因此必须消除。三、计算题（每小题 20 分，共 1 小题分）应变片的电阻 R=120，k=2.05 ，用作应变为 80m/m 的传感元件。（1）求R 和 R/R；（2）若电源电压 U=3V，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压 Uo。答：（1）K = （R R） R /R=K* = 164*10 -6 R = 1.968 *10-3（2） Uo= （U/4）* （dR/R）= 1.23*10-4 V四、分析题（每小题 15 分，共小题 3分）以下是差动脉宽电路图，分析其工作原理。传感器技术及应用试题 A 总 4 页第 3 页双 稳发 器态 触答：差动脉宽原理：对传感器电容的充放电，使电路输出脉冲的占空比随传感器电容量变化而变化，再通过低频滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。以下各种电容式传感器分别属于哪种？（a） (b)