传感器复习题.docx

题型题量及分值：单项选择题：142=28填空题：92=18简答题：56=30计算题：38=24/new/cgqyl/course/index.asp传感器基本知识：【教材例题】用一个时间常数的一阶传感器测量正弦信号。问：（1）如果要求限制振幅误差在5%以内，则被测正弦信号的频率为多少？此时的振幅误差和相角差各是多少？分析：传感器对某一信号测量后的幅值误差应为 (1-48)其相角差即相位移为，对一阶系统，若设K=1，则其幅频特性和相频特性分别为解：(1) ，故当时，即要求，所以。化简得： 即被测正弦信号的频率不能大于104Hz。此时产生的幅值误差和相位误差分别为：【教材习题】液体温度传感器是一阶传感器，现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为 4dy/dt+2y = 210-3x。式中，y为水银柱高（m），x为被测温度（），求：（1）水银温度计的传递函数；（2）温度计的时间常数及静态灵敏度；解：微分方程变形为：2dy/dt+y = 110-3x 其拉氏变换为：（2s+1）Y（s）=110-3 X（s） 传递函数为： 时间常数:秒；静态灵敏度:什么是传感器？传感器是如何分类的？传感器由哪几部分构成？衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？它们的定义是什么？什么是传感器的静态特性和动态特性？传感器要满足不失真动态测试应达到什么条件？一阶、二阶传感器的主要动态特性指标是什么？应变式传感器：【教材例题】为测量图(a)所示实心圆柱体的应变，沿其轴线方向粘贴一片120，灵敏系数K=2的电阻应变片，并接入图(b)所示直流电桥中，已知电桥供电电压为6V，试求：(a)(b) (1) 当应变片电阻R变化值为0.48时，圆柱体的应变是多少？电桥输出电压是多少？(2) 现沿着圆柱体圆周方向再贴一片相同的应变片构成差动电桥，已知试件泊松系数=0.3，此时电桥输出又是多少？（3）试证明该差动电桥可以消除温度变化对电桥输出的影响。解：(1) 根据应变片转换基本公式，得圆柱体的应变为根据单臂电桥输出公式得：(2) 根据横向应变与轴向应变的关系，横向粘贴的应变片电阻变化为，两臂差动电桥输出为（3）由于两片应变片相同，则温度引起的电阻变化均为，差动电桥输出：可见温度虽然引起了应变片电阻变化，但差动电桥输出为零，消除了温度的影响。【教材习题】为了测量图示等截面悬臂梁的应变，把一个电阻R=120，K=2.05的应变片粘贴在梁上，并接入图示直流电桥中，电桥电源电压为6V，试求：(1) 如果输入应变为1000，计算电桥输出电压是多少？(2) 如果要求利用电桥电路来进行温度误差的补偿，试提出你的温度补偿方案，画出应变片的粘贴示意图和电路图，并写出电桥输出电压表达式。解: 单臂电桥输出： (2)用一片相同应变片粘贴到悬臂梁下表面上与原应变片（上表面）相对应的位置，并接入电桥相邻桥臂，形成两臂差动电桥。此时电桥输出表达式为：应变片工作原理、温度误差及补偿、应变式传感器的结构、教材填空题电感式传感器：变气隙式电感传感器的工作原理和输出特性，其灵敏度和线性度与哪些因素有关？如何提高灵敏度？什么叫电涡流效应？涡流传感器可以用于哪些物理量的检测？差动变压器的工作原理？其灵敏度与哪些因素有关？电容式传感器：【教材例题】有一台变极距式非接触电容测微仪，其传感器的极板半径r=4mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.3mm，极板间介质为空气。试求：(1) 如果传感器与工件的间隙减少d=10，电容变化量为多少?(2) 如果测量电路的灵敏度是Ku=100mV/pF，则在d=1时的输出电压为多少?解：由题意可求并如下。(1) 初始电容为则当d=10m时，电容量将增加C，由于，故(2) 当d=1m时，有由Ku=100mV/pF=Uo/C，则可得Uo=KuC=100mV/pF(0.0049pF)=0.49mV教材填空、选择、简答题压电式传感器：【教材例题】某压电式传感器由两片石英晶片并联而成，每片尺寸为(5040.3)mm3，当1MPa的压力沿电轴垂直作用时，求传感器输出的电荷量和极间电压值。解：两片压电片并联时，输出电荷是单片的2倍，所以依式(5-8)求得传感器输出电荷量为并联电容是单片电容的2倍，即可见压电元件的电容量很小。极间开路电压为：教材选择题、简答题热电式传感器：热电偶工作原理、冷端温度补偿、热电偶基本