9模块九小位移检测思考题与练习题分析.doc

传感器与检测技术项目教程统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0课程配套网站：或2015年2月第1版（主编：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）模块九 小位移检测思考题与练习题 解题参考分析（填空中的红色文字并不等于就是答案，只是给出了怎样选择A、B、C、D中正确的一个答案的分析方法）9-1 单项选择题1）欲测量微小的位移，应选择_变面积的不好_自感式传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1mm左右，应选择_线性区大的_自感式传感器为宜。A变隙式 B变面积式 C螺线管式 D变极距式2）希望小位移的测量线性范围为1mm，应选择线圈骨架长度约为_2mm（即1mm）的十倍_左右的螺线管式自感式传感器或差动变压器。A2mm B1mm C20mm D300mm3）螺线管式自感式传感器采用差动结构是为了_灵敏度是非差动的两倍，温漂互相抵消_。A加长线圈的长度从而减小线性范围 B提高灵敏度，减小温漂 C降低成本 D增加线圈对衔铁的吸引力4）自感式传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了_能够分辨相位和幅度_。A提高灵敏度 B将输出的交流信号转换成直流信号 C使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 D使输出电压增加一倍5）某车间用图9-38的装置来测量直径范围为10mm1mm滚柱（或轴）的直径误差，应选择线性范围为_大于2mm（即1mm）_的电感式传感器为宜（当轴的直径为10mm0.0mm时，在静态条件下预先调整电感式传感器的安装高度，使衔铁正好处于电感式传感器中间位置）。A1mm B3mm C12mm D22mm6）接近开关的动作距离_动作距离加上回差等于复位距离哈_复位距离；额定工作距离_还要再小一些才能可靠工作哈_动作距离。A大于 B小于 C等于 D都可以7）由图9-22可知，若OC门的基极输入为低电平、其集电极不接上拉电阻时，集电极的输出为_就是与地线以及电源都绝缘的哈_。A高电平 B低电平 C高阻态 D对地饱和导通8）当金属物体靠近涡流式PNP常闭二线制接近开关小于动作距离时，与该接近开关串联的继电器_没有电流了_。A得电 B失电 C无任何反应 D先失电又得电9）涡流式接近开关可以检测出_能够产生电涡流的材料哈_的靠近程度。A人体 B水 C金属零件 D塑料零件10）涡流探头的外壳用_不能够产生电涡流的材料哈_制作较为恰当。A不锈钢 B塑料 C黄铜 D玻璃11）由图9-24可知，光耦在PLC的输入电路中起到_一共产生两次转换，输入是电流，经过内部的红外发光二极管变成红外光，然后照射到内部的光敏晶体管，输出还是电流_的转换与传输作用。A光电光 B电电光 C电光电 D光光电12）在使用电容式接近开关时，_绝缘性好的_材料物体的动作距离最小；_含水量高的_材料物体的动作距离最大。A干的饲料 B含水饲料 C玻璃 D尼龙或聚四氟乙烯13）在使用电容式接近开关时，同样材料物体的直径越小，动作距离就越_如果直径很小（可以想象缩小到一个点），电涡流也就很小_。A小 B大 C不变 D无法判断14）齐平电容式接近开关的动作距离比非齐平式（安装时必须比金属安装平面高）的动作距离_灵敏度高，很远就能够响应_。A小 B大 C不变 D无法判断15）_晶体管是3端元件_属于四端元件。A霍尔元件 B压电晶片 C热电偶 D光敏电阻16）开关型霍尔IC制作成具有施密特特性是为了_防止抖动引起的距离增大，然后又变小，然后输出就不停地翻转_，其回差（迟滞）越大，它的_频繁翻转是不会了，但是翻转点（距离）的指标就有两个，准确度变低了_能力就越强。A减小灵敏度 B减小温漂 C抗机械振动干扰 D改善线性度17）由图9-34可知，霍尔式接近开关的探头端面封装有磁铁圆片时，_磁力线向外_极朝外。当外界较强的_与N极相同的话，就会与内部的N极相互抵消_极磁铁靠近时，动作距离比不带磁性的铁磁金属靠近时的动作距离大（灵敏度变高）。AN BS CK DZ18）没有封装永久磁铁圆片的霍尔式接近开关必须依赖外界的永久磁铁构成磁场回路。此种情况下，外界永久磁铁的_磁力线的方向朝内_极必须朝向霍尔式接近开关。AN BS CK DZ19）用图9-36a的方法测量齿数z=60的齿盘的转速。测得f=400Hz，则该齿盘的转速n等于_60f/z_r/min。A400 B3600 C24000 D609-2 分析、计算题1上网查阅有关汽车ABS的资料，画出汽车ABS的原理框图，简要说明系统的工作原理。2上网查阅有关出租汽车计价器的资料，写出出租汽车公里数测量的原理，简要画出原理图。3生产布料的车间用图9-40所示的装置来检测和控制布料卷取过程中的松紧和张力的程度，请分析后填空。图9-40 差动变压器式张力检测控制系统1变速传送电动机 2传动辊 3导向辊 4张力辊 5衔铁 6砝码 7卷取辊 8布料 9伺服电动机当卷取辊转动太快时，布料的张力将_变紧了_（增大/减小），导致张力辊向_拉上去_（上/下）位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。差动变压器下面的线圈N21与N1之间的互感量M1_线圈中的衔铁少了_（增加/减小），上面的线圈N22与N1的互感量M2_衔铁进入多了_。因此u21_线圈中的衔铁少，感应电压低_（增大/减小），u22_线圈中的衔铁多，感应电压高_，由图9-12可知，经差动整流后Uo1为_必须减小_（负/正）值，再经反相功率放大器A，去控制伺服电动机，使它的转速变_原来是偏快的_（快/慢），从而使张力恒定。该布料张力控制系统属于_收敛型_反馈_是一个大环_（开/闭）系统。4PNP型常开两线制接近开关与PLC的接线如图9-24b所示，请分析、填空。1）当有金属靠近接近开关S0，且两者的间隙小于接近开关的动作距离，接近开关S0的输出由_截止哈_（闭合/断开）跳变为_导通哈_，则_本来没有_（有/无）电流经M端（+24V）流过S0、限流电阻Ri、光耦内部的红外发光二极管VL1、输入点状态灯VL到_地线啦_（+24V/COM）端。2）当流过光耦中的红外发光二极管的电流较_就是必须足够哈_时，光耦中的光敏晶体管V就进入_导通了_（饱和/截止）状态，Ui为_被拉到电源的_电平，经施密特整形反相器后，Uo约为_CMOS器件的输出电压，高电平对电源而言，就差0.1V；低电平对地而言，就是0.1V；但是过去的TTL集成电路的输出级是由晶体管构成的，晶体管的饱和输出电压约0.3V，不像现在的CMOS那样低_（4.9/0.1）V。可以得出结论：只要PNP型接近开关（S0）导通，PLC内部的整形反相器就输出_接近地的哈_电平到内部处理电路。3）光耦在输入电路中起抗_与机械无关_（机械振动/电磁场）_共摸干扰是指：输入信号的两根信号线都具有对地干扰信号，其大小相位完全相同。共模干扰在光耦的两端无法产生电位差，也就没有干扰电流流过光耦，就不会在光耦之后看到这个共模干扰_（差/共）模干扰作用。5常开型两线制接近开关控制电动机旋转示意图如图9-41所示，请分析、填空。图9-41 常开型两线制接近开关控制电动机旋转试题图1）当有金属物体紧邻该行程开关时，行程开关的输出_本来是断开的_（闭合/断开）。此时按下SB1，KM线圈_构成回路_（失电/得电），电动机_工作_（起动/停转）。当SB2按下后，KM线圈_切断了回路_，电动机_不工作了哈_。再次按下SB1，电动机又再次_哗啦啦_。2）在电动机旋转的情况下，当金属物体远离该常开型接近开关并大于复位距离max后，该行程开关的输出触点_不通了_，KM线圈_回路被切断了_，电动机_死了_。3）由上述分析可知，在金属板_挨得很近时_（紧邻/远离）接近开关的情况下，电动机能够正常旋转。该常开型两线制接近开关在控制电路中起_限制运动距离的哈_（有接触控制/非接触行程开关）作用。6汽车发动机曲轴转子转速测量用的磁电转速传感器如图9-42所示，请分析填空。图9-42 磁电式转速传感器1汽车发动机曲轴转子 2转子圆锥形磁极 3永久磁铁 4定子导磁铁心 5感应线圈 6定子圆锥形磁极n转速z齿数 T传感器输出脉冲的周期 f传感器输出脉冲的频率 1）该转速传感器是基于_电与磁场相互作用的哈_感应原理来实现转速测量的。由图9-42可知，磁电式转速传感器主要由_汽车的哈_、_转子尖尖的哈_、_有磁性的哈_、_4_、_定子尖尖的哈_以及感应线圈等部件组成。2）汽车发动机曲轴带转子的动圆锥形磁极转动，当转子的圆锥形磁极与定子的圆锥形磁极对准时，穿过感应线圈的磁通变化量d/dt最大，感应线圈产生的感应_不是指电压_（电动势/电压/电流）也就越_本来没有哈_。在低转速范围内，磁电式转速传感器的感应电动势大小与被测物体的转速越成_正_比。当被测物体的转速超过额定范围后，由于磁路的高频涡流损耗，输出电动势反而变_电涡流哈_。3）测得感应线圈的感应电动势e的频率f=10Hz，说明曲轴转子每秒钟产生_f_个脉冲，每个脉冲的周期是_1/f_s。4）由图9-43可知，汽车发动机曲轴转子每转一圈，产生_齿数_个脉冲，每1s转动_f/4_圈。5）在上述已知条件下，将转子每秒钟转动的圈数乘以60，得转速n=60？=？_r/min。6）也可以根据公式n=60f/z，得转速n=60？=？_r/min。7霍尔式无刷电动机结构示意图如图9-43所示，请分析填空。图9-43 霍尔式无刷电动机结构示意图1定子底座 2定子铁心 3霍尔开关 4三相绕组 5外转子 6转轴 7外转子磁极1）传统直流电动机使用_有电火花的_（电极/电刷）与_很多铜片的_（整流器/换向器/检波器）来改变转子的电枢电流方向，以维持电动机的持续运转。2）在图9-43中，电动自行车的三相逆变电动机的_不转的_（定子/转子）上安装了_三相_个微型霍尔IC。当电动机的转子旋转到某一个霍尔IC上方时，该霍尔IC的输出信号翻转，给三相_ABC都不对_（H桥/A桥/B桥/C桥）逆变功率开关电路提供一个换向信号，使得电动机的转子能够继续按同一方向连续_哗啦啦哈_。3）由于无刷电动机不产生_当然有电流哈_（电流/电火花）以及_？刷_的磨损问题，所以它在摄录像机、光驱、无刷电动车等设备中得到广泛应用。8NPN型三线制电感接近开关的动作区见图9-22b，请分析填空。1）被测金属板b与接近开关保持0=3mm的距离，从接近开关下方逐渐接近“动作区”。当被测金属板b的上端部与接近开关的轴线距离ymin缩小到5mm时，接近开关动作。从