传感器课后题及答案

1、传感器课后题及答案第1章传感器特性1 .什么是传感器？2 .传感器哪几个部分组成？分别起到什么作用？3.传感器特性在检测系统中起到什么作用？4 .解释下列名词术语：1）敏感元件；2）传感器；3）信号调理器；4）变送器。5 .传 感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？6. 某传感器精度为 2%FS，满度值50mv，求出现的最 大误差。当传感器使用在满刻度值 1/2和1/8时计算可能产 生的百分误差，并说出结论。7. 一只传感器作二阶振荡系统处理，固有频率 f0=800Hz，阻尼比& =,用它测量频率为400的正弦外力， 幅

2、植比8二时。又为多少？相角各为多少？&某二阶传感器固有频率 f0=10KHz,阻尼比8 =若幅度误差小于3% 试求：决定此传感器的工作频率9.某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。10.某测量系统传感器、放大器 和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S仁/ C、S2=/mVS3=/V, 求系统的总的灵敏度。11 .测得某检测装置的一组输入输出数据如下：a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和 灵敏度；b)用C语言编制程序在微机上实现。12 .某温度传感器为时间常数 T=3s的一阶系统，当传 感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的 1/3和1/2

3、所需的时间。13 .某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t a时，输出为 100mV;在t=5s时，输出 为50mV,试求该传感器的时间常数。14 .某一阶压力传感器的时间常数为，若阶跃压力从 25MPa,试求二倍时间常数的压 力和2s后的压力。15 .某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%，当500Hz的简谐压力输入后，试求其 幅值误差和相位滞后。16.已知某压力传感器的测定范围为 010000Pa,输入特性表示为：y=10(+20XX)请问这种传感器能使用吗？17.某C02气体传感器在 20。C,浓度范围为 0100ppm

4、 时的输入特性表示为Rx=x+250(k Q ),用差动法回答以下问题：利用最简单的电阻-电压变换电路，绘出 X, V0的关系图利用电桥进行电阻-电压变换电路，绘出20 °C时X, V0的关系图。另外，当 30。C时，Rx=x+500(k Q )，在同一 张图上再加上X，V0的关系图，然后进行比较。采用两个差动法的传感器电路绘出20。C 30。C时X，V0的关系，然后与中的图形进行比较。18.设阻抗Rs为1 k Q俄信号源与100V的动力线有50m 的并行走线距离，静电感应所产生的噪声电压为多少？分布 电容设为10pF/m。第3章电感式传感器1. 叙述变磁阻式传感器的工作原理。2.

5、说明差动变压器传感器的结构形式与输出特性。3.什么是零点残余电压，有哪些方法可以进行残余电压补偿？4. 用差动变压器进行位移测量时采用那种电路形式可以直接输出电压区别位移的大小和方向？5. 什么是电涡流效应？电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量？分别利用哪些物理量进行检测，哪个电参量转换进行电量输出的？6 .差动电感结构有什么优点，采用什么电路可有线形输出？7.电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理是什么？8 .试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。9 .分析电感传感器出现非线性的原因，并说明如何改善？10 .图所示一简单电感式传感器。尺寸已示于图中。磁路取为中心磁路，不记漏磁，设铁心及衔

6、铁的相对磁导率为104，空气的相对磁导率为 1,真空的磁导率为 4n X 10-7H-m-1,试计算气隙长度为零及为2mm寸的电感量。图中所注尺寸单位均为 mm.11. 简述电涡流效应及构成电涡流传感器的可能的应用 场合。电感：12 .问振幅是5V,频率是1000Hz的正弦波交 流的有效值为多少？周期为多少？13.在膜厚传感器上，厚度I越大，线圈的自感系数是变大还是变小？第4章电容式传感器1.电容传感器有哪些类型？2. 叙述电容传感器的工作原理，输出特性。3. 为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式，差动结构形式的特点是什么？4.电容传感器的测量电路有哪些？叙述二极管双T型交流电桥工作

7、原理。5.说明P100图5-17差动式电容压力传感器结构和工作原理。图5-6，已知变面积型电容传感器的两极板间距离为 d=10mm；£ =50卩F/m;两极板几何尺寸一样为 30mm*20mm*5mm; 在外力作用下动极板在原位置向外移动10mm试求 C=?。7.差动式电容测厚传感器系统的工作原理？8. 如图：电容传感器的双T电桥测量电路，已知R1=R2=R=40, RL=20KE=10V, f=1MHz, C1=10pF, 8=1 Pf。求 UL的表达试， 带入参数求UL的值。9 .推导差动式电容传感器的灵敏度，并与单极式电容传感器相比较。10 .根据电容传感器的工作原理说明它的分

8、类，电容传感器能够测量哪些物理参量？11. 有一个直径为2m高5m的铁桶，往桶内连续注水， 当注水数量达到桶容量的 80%寸就应当停止，试分析用应变 片式或电容式传感器系统来解决该问题的途径和方法。12. 总结电容式传感器的优缺点，主要应用场合以及使用中应注意的问题。13 .试推导图F1-8所示变电介质电容式位移传感器的 特性方程C=f(x)。设真空的介电系数为 8 0,8 2> & 1 ,以及极板宽度为 W其他参数如图F1-8所示。14. 在上题中，设 8 =d=1mim极板为正方形。8 1 =1,8 2=4试在x=0到50mm范围内，输出磁位移传感器的特性曲 线，并给以适当说

9、明。15. 简述电容式传感器用差动脉冲调宽电路的工作原理及特点第5章磁电式传感器1. 为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器？2.变磁阻式传感器有哪几种结构形式？可以检测哪些非电量？3. 磁电式传感器是速度传感器，它如何通过测量电路获 得相对应的位移和加速度信号？4.什么是霍尔效应？霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关？影响霍尔电势的因素 有哪些？5. 集成霍尔器件有哪几种类型？试画出其输出特性曲 线。6. 有一测量转速装置，调制盘上有 100对永久磁极，N、 S极交替放置，调制盘转轴带动旋转，在磁极上方固定一个 霍尔元件，每通过一对磁极霍尔元件产生一个方脉冲送到计 数器。假定t=5min采样

10、时间内，计数器收到N=15万个脉冲， 求转速n=?转/分。7. 磁敏元件有哪些？什么是磁阻效应？简述磁敏二极 管、晶体管工作原理。8. 磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同？与霍尔元件在本质上的区别是什么？9.磁敏晶体管与普通晶体管的区别是什么？ 10 .试证明霍尔式位移传感器的输出与位移成正 比。11. 磁电式传感器与电感式传感器有哪些不同？磁电式 传感器主要用于测量哪些物理参数？12. 霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？13.简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应用场合14.发电机是利用导线在永久磁铁的磁场中作旋转运动而发电的。无论负载怎样消耗这个电能，永久磁铁不会变弱，这是什么道理？第6章 压电式传感器1. 什么是正压电效应？什么是逆压电效应？压电效应 有哪些种类？压电传感器的结构和应用特点是什么？能否 用压电传感器测量静态压力？2. 石英晶体X、丫、Z轴的名称是什么？有哪些特征？3. 简述压电陶瓷特性，作为压电元件比较他与石英晶体 有哪些特点？ 4.说明电压放大器与电荷放大器的优缺点， 各自要解决什么问题？5.用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动，已知，加速度计