邓复习题 感测.doc

复习题1、一般来说传感器由： 敏感元件 、 传感元件、 转换电路 三部分组成。其中 敏感元件 的作用是直接感受被测非电量的变化。 2、用100uA的表头改装为1V的电压表时，其内阻，若改装成100V的电压表时，其内阻 1000k 。3、用均值电压表（全波式）分别测量正弦波、方波及三角波，电表指示均为10V，问被测电压的有效值分别为多少？ 答：均值电压表的读数是按正弦波的有效值定度的，因此对正弦波来说，其有效值就是均值电压表的读数，即U=Ua=10v，其平均值为U=U/Kf=Ua/Kf=10/1.11=9v，均值电压表测量三种波的读数相同，表明三者的平均值相同即均为9v 因此三角波的有效值为U=Kf=9x1.15=10.36v 方波的有效值为U=Kf=9X1=9V4、 用峰值电压表（全波式）分别测量正弦波、方波及三角波，电表指示均为5V，问被测电压的有效值分别为多少？ 答：峰值电压表的读数是按正弦波的有效值定度的，因此对正弦波来说，其有效值就是峰值电压表的读数值，即U=Ua=5v，其峰值为Up=KpU=X5=7.07v峰值电压表测量三种波的读数相同，即均为7.07v 因此，三角波的有效值为U=Up/Kf=7.07/1.73=4.09v,方波的有效值为U=Up/Kp=4.09/1=4.09v5、直接测频和测周法测频实现电路的主要区别是 相对误差是不一样的 。6、在电子计数法测量频率时，测量误差通常有两部分组成，分别是（ 绝对 ）误差和（相对 ）误差。7、试说说时间间隔的测量原理和相位差的测量原理。答：时间间隔的测量原理：两个独立的输入通道（A和B）可分别设置触发电平和触发极性（触发沿）。输入通道A用来形成起始脉冲开通主门（闸门），使十进制计数器从0开始对时标计数，输入通道B用来形成终止脉冲，关闭主门，使十进制计数器停止计数。若起始时刻与终止时刻之间的时间间隔即门控信号的宽度（闸门时间）为，选用时标周期为（=1us，10us，,10s分档可选），则计数结果为N=8、什么是应变效应？9、电阻应变片分为 、 两种。10、对于应变式传感器的温度误差产生的原因主要是 和 。11、电阻应变片的温度补偿中，若采用补偿块法补偿温度误差时， 粘贴在被测试件表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的 上，且补偿应变片 。 12、以若干阻值R=100和灵敏度K=2.5的电阻应变片组成电桥，供桥电压为10V，当应变片应变为0.001时，若要输出电压大于10mV，则应采用何种联桥方式？计算其输出电压，(设电桥输出负载电阻为无穷大)，并画出接线图。13、常用的热电阻有 和 。14、用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测温中通常采用三线制和 接法。15、热敏电阻常数B大于零的是 温度系数的热敏电阻。 16、根据电容是传感器的基本原理可将其分为三种类型：、。 17、在电容式传感器和电感式传感器中采用差动结构是为了 和 。18、热敏电阻的阻值与 之间的关系称为热敏电阻的热电特性。19、已知铜电阻温度计，在0 时电阻为100，在100 时电阻为139，当它与热介质接触，电阻值增加到146，则该热介质温度为多少？ 解：所以：=118 又-=-100 所以=2-100=13620、电感式传感器可分为： 、 、 。21、差动变压器式传感器按结构形式可分为 、 、 和 三种。 22、简述变气隙式差动变压器的工作原理。23、什么是电涡流效应？24、简述高频反射式和低频投射式涡流传感器测厚的原理。25、已知：有四个性能完全相同的金属丝应变片（应变灵敏系数k=2），将其粘贴在一等强度梁上，应变的计算公式：,设力求：（1）在梁上画出四个应变片粘贴位置，并画出相应的测量电桥原理图；F（2）求出各应变片电阻的相对变化量；（3）当电桥电源电压为5V时，负载为无穷大求电桥输出电压？（4）这种测量法对环境温度是否有补偿作用？为什么？26、将电涡流转速传感器的线圈电压接到下图中通用计数器的A端，1000Hz晶体振荡器接到图的B端，组成转速测量系统。已知，金属齿轮的齿数6,传感器器的灵敏度为：，通用计数器中分频数为10,计数器为3位十进制计数器。试计算该测量系统最大能测量的转速值。若计数器的计数结果是100,计算此时齿轮的转速（每分钟转数）。27、利用电涡流法测板材厚度，已知激励电源频率，被测材料相对磁导率mr1,电阻率，被测板厚度为1.2mm。要求：（1）计算采用高频反射法测量时，涡流贯穿深度h为多少？()（2）能否用低频透射法测板厚？若可以需要采取什么措施？画出反射法和透射法的检测示意图。28、什么是压电效应？压电式传感器能否测量静态信号？为什么？29、 为什么压电传感器一定要后继的前置放大器？前置放大器有何作用？分别有哪几种？30、一压电晶体，其面积，厚度。在零度、x切型纵向石英晶体压电系数。则在受到压力作用时产生的电荷q为多少？31、互感式传感器是由初、次级线圈、 、 三部分组成。32、已知电容式转速传感器输出电动势的频率f=108Hz，测量齿盘的齿数Z=36,则被测轴的转速是每分钟为 转。33、利用电涡流位移传感器测量转速，被测轴齿盘的材料必须为 。34、如图所示压电式传感器的电荷前置放大电路。已知CaCi100PF，Cf=10PF 。若考虑CC的影响，当A=104时，其实际输出与理想输出信号的误差要小于1%，求使用90PF/m的电缆其最大允许长度为多少？35、什么是热电效应？36、热电偶电动势由_电动势和接触电动势两部分组成。37、热电偶测温时为什么要进行冷端的温度补偿？其中采用补偿导线法目的是什么？ 38、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，求被测温度Tx，给出简单计算过程。某热电偶的热电势，若冷端温度为0 0C时，。试求该加热炉实际温度测某炉温输出热电势t是多少？39、40、光电效应可以分为以下三种类型 、 、 。 41、利用光导效应制成的光电器件有： 、 、 。42、霍尔传感器是利用来实现电转换的，霍尔电势可用公式：来表示。43、霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入 ；另一对叫霍尔电极，用于引出。44、霍尔传感器的工作原理是什么？它由哪几部分组成？45、直流电流表是用一个动圈式磁电系表头 适当的分压电阻构成。46、结构型传感器是依靠传感器 的变化实现信号变换的。47、用于非电量检测的霍尔传感器，为了获得霍尔电压随位移变化的线性关系，传感器的磁场应具有 的特性。48、在应变式传感器的测量电路中采用差动电桥即半桥时由于环境温度变化引起的误差为 。49、为什么直接编码器中多采用循环码盘？50、光电式增量编码器的码盘上有三个码道，这三个码道分别是零位码道、 、 。51、根据下面的电路框图，分析在增量编码器中，旋转方向的判别原理，同时画出D1、D2、DA1、DA2的波形图。52、增量编码器有几条码道？各有何作用？53、光栅式传感器的组成及工作原理是什么？什么是光栅的莫尔条纹？莫尔条纹是如何形成的？它具有什么特点？54、若光栅的栅线密度为100线/mm，主光栅与指示光栅之间的夹角。求：（1）求其形成的莫尔条纹间距是多少？（2）若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为s，问此时允许最快的运动速度是多少？55、已知长光栅的栅距为30mm，标尺光栅与指示光栅的交角为0.3度，试计算莫尔条纹宽度以及当标尺光栅移动100mm时，莫尔条纹移动的距离。56、试说明光栅传感器为什么能测量微小的位移？为什么能判别位移的方向？57、为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用 技术。58、在光栅传感器中， 接收莫尔条纹信息并将其转换为电信号。59、已知光栅传感器的栅线密度为10线/mm，标尺光栅与指示光栅的夹角为0.002rad，测量电路中采用了4细分技术，若测量电路的计数器电路计数结果为400,求莫尔条纹的宽度及被测位移为多少？60、光纤传感器的工作原理是什么？ 它分为哪两种类型？61、简述CCD图像传感器中读出移位寄存器的工作原理。62、根据所学的传感器的知识，列举至少10种可以测量位移的传感器以及3种可以测量转速和压力的传感器。63、至少举出三种测力和压力的弹性元件。64、设计一个采用传感器测量不黏滞导电液体液位的电路，使输出电压与液位高度成线性关系，说明测量原理，画出测量电路图，并导出测量公式。65、设计一个采用传感器测量非磁性板厚度的电路，使输出电压与板厚度成线性正比关系，说明测量原理，画出测量电路图，并导出测量公式。66、设计一个采用变极距型电容传感器和反相比例放大器构成的纸板厚度测量电路，使输出电压与纸板厚度成线性正比关系，说明测量原理，画出测量电路图，并导出测量公式。67、设计一个采用传感器测量非导电液体液位的电路，使输出电压与液位成线性正比关系，说明测量原理，画出测量电路图，并导出测量公式。68、某压电式传感器为两片石英晶体并联，每片厚度t0.2mm，圆片半径r2cm， ，x切型 。当0.1MPa的压力垂直作于与x平面时，求传感器输出电荷Q与电极间电压Ua的值。(其中真空的介电常数为)69、用镍铬一镍硅热电偶测炉温时，其冷端温度t030 ，在直流电位差计上测得的电动势EAB(t,30)=38.500mV，求炉温为多少?（其分度表见下图）70、如将两个150电阻应变片平行地粘贴在钢制试件上，试件等截面积为，弹性模量，由55kN的拉力所引起的应变片电阻变化为2。把它们接入双臂电桥中，电桥电源电压为2V，求：(1)应变片灵敏系数为多少；(2)画出双臂电桥的电路图；(3)电桥的输出电压为多少及该测量电路是否具有温度补偿功能。71、画出通用计数器的基本组成并说出它的两种工作方式及其相应的表达式。72、计量光栅传感器中，当指示光栅不动，主光栅沿栅线垂直方向移动一个光栅栅距W时，莫尔条纹正好移动一个 。73、光栅式传感器中的是如何利用传感器来测位移的？细分技术的目的是什么？74、说说利用电涡流传感器测转速的原理，并写出相应转速的表达式。75、试述应变片温度误差产生的原因和补偿办法。76、什么是直流电桥？若按不同的桥臂工作方式，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？