传感器与检测技术(复习纲要)整理2复习课程

1、复习重点:1、半桥、全桥差动电路Uo计算:2、半桥戲宵+相邻宵採成匚作当它们护蹩正负恫反的应±j单持仪臂.相対臂接成丄作 胃.当它们承受正货和同的应 变时（:同上* 尘桥卩U臥 和对皆接戚作特肖它们承堂世负相冋的陶 变时，辅邻臂接成匚作臂，当 它们承戈正负相Jx的应理-±SK：c34i>4虎交翫电酗输出I堪祈平疣条阳HP.胶层必须准确迅速地将披测件应变传进到敏感栅上）；为眉铁偏稱中制榔皿便2 -“灯增皿帕厂QA2涌仏 進时当电譚u上埼対正,下谪为负时.电l；R丨.的压断人干R f.和压爲；加丨讪対乳.艮酬*正时J上压庫刑丈于虬上前圧障. 电尿S&；上掛勿

2、63;卜'潇血九* 阳整訴和相的也血H1业输出电斥Lt» 山）非祁战整沆电路；（b）梱蠟整讹电路便川相敏豐诉“输岀出床J不仅储廉映怕跌位祕的乂小和方向. i'ij H>±消除爭点殁余电崖的母晌,应变片贴法（弹性元件上粘贴电阻应变片构成，粘合剂形成的相敏检波电路相敏检波电路分析I 4-护眄 G M1 4-5、差动整流电路；6、电 涡 流 式 传 感 器 的 应 用3.3,4电涡流式传感器的应用-2.撮幅测量 3、转速测虽4.无损探伤KUH-!r -* IM JI'RPJrifff习题1:第一章一一绪论、选择题1,测量系统的静态特性指标主要有线性度

3、、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、 各种抗干扰稳定性等。2.随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。其中,典型的传感器智能化结构模式是（D ）A.传感器+通信技术C.传感器+多媒体技术3传感器主要完成两方面的功能：检测和（A.测量B.感知4传感技术的作用以下说法正确的是：B.传感器+微处理器D.传感器+计算机D ）C.信号调节D.转换（C ）A. 传感技术是产品检测和质量控制的重要手段B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用C. 传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步5传感技术的研究内容

4、主要包括：（C）A.信息获取B.信息转换C.信息处理D.信息传输6传感器的下列指标全部属于静态特性的是（A. 线性度、灵敏度、阻尼系数B. 幅频特性、相频特性、稳态误差C. 迟滞、重复性、漂移D. 精度、时间常数、重复性7、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（ D ）A.延迟时间B.上升时间C.峰值时间D.响应时间8传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。9仪表的精度等级是用仪表的（相对误差 绝对误差 引用误差）来表示的10. 测量范围为一20mA到20m

5、A模拟指针仪表，测得一个实际值是10mA的电流，测得的结果是11mA,则满度相对误差m = 2.5%。11. 不能实现非接触式测量的传感器是 A_。A压电式传感器B电涡流式传感器C光电式传感器D超声波传感器12. 传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的的是_B。A 转换元件B敏感元件 C转换电路D放大电路13. 以下误差在数据处理时应该剔除的是A 。A粗大误差B 绝对误差C系统误差D随机误差14. 传感器能感知的输入变量越小，表示传感器的 C_。A重复性越好B可靠性越高C分辨率越高D稳定性越好15. 下列传感器中，属于发电型测力传感器的是_C。A电容式传感器B自感式传感器C压电式传感器D电阻

6、式传感器16. 非线性度的计算公式直线姒合续件化=> 北纱吴魏或线件蛙m人卜站性做堆嘴陀悄:UJ二，填空题1.传感器的能感受被测量并按照定规律和精度转换成可用输出信号的器件或装置，通常由直接响应于被测量的敏感元件_2、产生可用信号输出的_ya0 ax a2xa3xanx 传感元件_以及相应的转换电路组成。2.3.4.传感器技术的共性，就是利用物理定律和物质白H(12_转MA规律d 10%将_被测量yfs 0转换成FS电量检测技术是人们为了被检测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mV，其灵敏度为= 300mv

7、/5mm三、简答什么是传感器的静态特性？它有哪些指标？如何用公式表示这些性能指标？表示传感器在被测量处于稳定状态时的输出输入关系。希望输出与输入具有确定的对应关系，且呈 线性关系。主要指标有：线性度、 灵敏度、迟滞、重复性、零点漂移=、温度漂移。某1.0级电流表，满刻度值 xm 100 A，求测量值分别 洛100 AX280 A时的最大标称相对误差 习题 2：第二章电阻式传感器原理与应用一，选择题1. 影响金属导电材料应变灵敏系数 K 的主要因素是（ AB ）A. 导电材料电阻率的变化B.导电材料几何尺寸的变化C导电材料物理性质的变化D.导电材料化学性质的变化2电阻应变片的线路温度补偿的方法有

8、（A ）A.差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C.补偿线圈补偿法D.恒流源补偿电路法3当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用 时，应变片灵敏系数 K 的定义是（ B ）A. 应变片电阻变化率与试件主应力之比B. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比C. 应变片电阻率与试件主应力方向的应变之比D .应变片电阻率与试件作用力之比4由（ A ）、应变片以及一些附件（补偿元件，保护罩）组成的装置称为应变 式传感器。A.弹性元件B.调理电路C.信号采集电路D.敏感元件5电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一，将电阻应 变片粘贴到各种弹性敏

9、感元件上， 可构成测量各种参数的电阻应变式传感器，些参数包括（ A ）A. 位移B.加速度C.力D.力矩二，填空题1单位应变引起的 _电阻相对变化量 _称为电阻丝的灵敏系数。2金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称为 _应变效应；半导体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称为_温度效应 效应。3 应变式传感器是利用电阻应变片将 应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴 电阻应变片元件构成，弹性元件用来_将被测量转化成应变，应变元件用来处理并输出被测量。4要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量 电路，通常采用或。5 减小或消除非

10、线性误差的方法有 口采用差动电桥。其中差动电桥可分为_半桥差动和全桥差动两种方式。6. 电阻应变片式传感器按制造材料可分为_金属_材料和_半导体体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中的电阻变化主要是由_电阻应变效应形成的,而的电阻变化主要是由温度效应造成的。半导体 材料传感7电阻应变片式传感器按制造材料可分为金属材料和半导体体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中的电阻变化主要是由_电阻应变效应形成的,而的电阻变化主要是由温度效应造成的。半导体 材料传感器的灵敏度较大。习题3:第三章一一变阻抗式传感器原理与应用一、选择题1. 如将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将（ B

11、 ）。A保持不变B.增大一倍C.减小一倍 D.增大两倍2. 当变间隙式变容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（A ）。A. 灵敏度增加B.灵敏度减小 C.非线性误差增加D.非线性误差不变3. 用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（ C ）A.变间隙式B.变面积式C.变介电常数式D.空气介质变间隙式4. 电容式传感器中输入量与输出量的关系为线性的有（D ）。A.变面积型电容传感器B.变介质型电容传感器C.变电荷型电容传感器D.变极距型电容传感器5. 关于差动脉冲宽度调制电路的说法正确的是（）。A. 适用于变极板距离和变介质型差动电容传感器B. 适用于变极板距离差动电容传感器

12、且为线性特征C. 适用于变极板距离差动电容传感器且为非线性特征D. 适用于变面积型差动电容传感器且为线性特性二、填空题1. 电容式传感器利用了将非电量的变化转换为 电容量 的变化来实现对物理量的测量。2. 变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成线性关系。3. 移动电容式传感器动极板，导致两极板有效覆盖面积 A发生变化 的同时，将导致电容量变化，传感器电容改变量 C与动极板水平位移 成 线性 关系、与动极板角位移成 线性 关系。4. 变极距型电容传感器做成差动结构后， 灵敏度提高了 1 倍,而非线性误差转化为_线性一关系而得以大大降低。5. 电容式传感器信号转换电路中，

13、 _调频电路_和_运算放大器电 路用于单个电容量变化的测量， 双T形电桥电路 和 脉宽调制电 用于差动电容量变化的测量。6. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（ 变面积型 变极距型 变介电常数型）外是线性的。（2分）7. 在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（变面积型，变极 距型，变介电常数型）是线性的关系。7已知变面积式电容传感器电容两极板间的距离为20mm, £ =50PF/m，电容两极板的几何尺寸均为30X 20 x 5mm,在外力的作用下，动极板在原来的位置上移动了10mm，试求 C。8. 测量范围大的电容式位移传感器的类型为AA 变极板面

14、积型B 变极距型C 变介质型D 容栅型电感式：1. 在变压器式传感器中，原方和副方互感M的大小与原方线圈的匝数成（正比， 反比, 不成比例），与副方线圈的匝数成（正比，反比，不成比例），与回路中磁阻成（ 正比，反比，不成比例）。2. 在变压器式传感器中，原方和副方互感M的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 表示。3. 变面积式自感传感器， 当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量 （增大减小不变）。4. 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流传感器能否测量 大位移量？为什么？涡

15、流存在的条件：存在交变磁场导电体处于交变磁场中应用：对位移、厚度、材料损伤等进行非接触式连续测量。电涡流传感器测量电路主要有调频式、调幅式电路两种。1、位移测量2、振幅测量3、转速测量4、无损探伤5. 涡流传感器的分类？ 高频反射式电涡流传感器、低频透射式电涡流传感器、6在生产过程中测量金属板的厚度，非金属板材的镀层厚度时常用涡 流传感器。试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理 及 实 现 工 艺（15 分）离戌涡垃厚盧付离IL可减4艮为探动别A&的千执 片/t不甕时XUX2-當數，出电小-2UAn>t.第出电圧 mWAI!址；t片出tr坊愛化值卅勺代數和忧足被测牌

16、材丹虞.kLJii«三、7.简述电涡流式传感器的工作原理（每空1分，共11分）传感器的激磁线圈通正弦交变电流 时，在其周围产生交变磁场，使被测金属导体内产生 电涡流 。它的存在在消弱激磁线圈内磁场 的变化。使线圈等效阻抗一发生变化（对比无被测金属时变小 ）。该变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应的大小与被测金属导体的电阻率、磁导率及几何形状有关，又与线圈的几何尺寸、线圈中激磁电流的频率 有关，还与线圈与被测金属导体间的距丄等参数有关。如果保持上述中的其它参数不变，而只改变其中的一个参数，则传感器的 线圈的阻抗就仅仅是这个参数的 单值 函数。通过测量线圈 阻抗 的变化量

17、,即可实现对该参数的测量。压电传感器一、选择题1、压电式加速度传感器是（D ）传感器。A .结构型B .适于测量直流信号的C.适于测量缓变信号的 D .适于测量动态信号的2、 沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，（）。A.晶体不产生压电效应 B.在晶体的电轴x方向产生电荷C.在晶体的机械轴y方向产生电荷D.在晶体的光轴z方向产生电荷3、 在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（）。A .正压电效应 B .逆压电效应C.横向压电效应 D .纵向压电效应4、 天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（）,压电陶瓷的稳定性（）A .高，差B .高，好C.低，差D .低，好5、沿电轴y方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（）。A .横向压电效应B.纵向压电效应C.正压电效应D .逆压电效应6为提高压电传感器的输出灵敏度，将两片压电片并联在一起，此时总电荷量 等于（）倍单片电荷量，总电容量等于（）倍单片电容量。A. 1，2 B. 2，2C. 1，1/2 D. 2，17、 用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（）原理。A .磁阻效应B压阻效应C.正压电效应 D逆压电效应8、以下因素在选择合适的压电材料时必须考虑的有（A .转换性能B.电性能C.时间稳定性D.温度稳定性二、填空题1.压电式传感器可等效为一个 和一个并联，也可等效为一个与相串联的电压源。2. 压