传感器期末复习题及答案

wordword格式-可编辑-感谢下载支持传感器复习题1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B ）。A正比关系 B反比关系 C无关2、下列不属于电容式传感器测量电路的是（D）A．调频测量电路 运算放大器电路C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电3、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（C）A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上B．C．周围环境温度变化D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配4、下面不属于不等位电势U0产生原因的是（C 。A、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上BC；D、激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等5、关于霍尔传感器说法不正确的是（ A ）ABC、霍尔传感器可以作测量元件D、霍尔传感器可以作开关元件6、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（B ）串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同串联时电荷量增大一倍，电容量不变串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半7、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（C ）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、在运算放大器放大倍数很大时压电传感器输入电路中的电荷放大器的输出电压A．输入电荷 反馈电容C．电缆电容 放大倍数9、石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会（ D）A．不产生压电效应 B.产生逆向压电效C.产生横向压电效应 D．产生纵向压电效应10、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（A ）A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不B.与单片相比，串联时电荷量增加111C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1D.11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（B）A．光电管 B．光敏电阻C．光电倍增管 光电12、封装在光电隔离耦合器内部的是A．一个发光二极管和一个发光三极管B．一个光敏二极管和一个光敏三极管

A成正比。C．两个发光二极管或两个光敏三极管D．一个发光二极管和一个光敏三极管13、光电二极管工作是需（B）A、加正向工作电压B、加反向工作电压C、不需加电压D、正、反电压都可以14、有关光敏电阻的描述，正确的是（ A A、暗电阻大 、亮电阻大C、一样大 、无法比较15、基于外光电效应的光电器件有（A ）A、光电倍增管 、光电池 、光敏电阻 、发光二极16、利用内光电效应原理制成的光电元件是（D。A．光电管 光电倍增管C．光电池 D．光敏电阻17、下列器件中是基于外光电效应制成的是 C 。A光敏电阻 B光电池 C光电倍增管 D光敏晶体18光敏电阻的特性是（D）A．有光照时亮电阻很大B．无光照时暗电阻很小C．无光照时暗电流很大D．受一定波长范围的光照时亮电流很大19、基于光生伏特效应工作的光电器件是（CA．光电管 光敏电阻C．光电池 光电倍增管把一导体（或半导体）I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称霍尔效应，这个电动势称为霍尔电势。外加磁场使半导体（导体的电阻值随磁场变化的现象成磁阻效应。当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。应；半导体材料吸收光能后在PN热电效应；若两金属类型相同两端温度不同，加热一端时电路中电动势E=。56、热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab（T，To）=

k(TT)lnNAe 0 NB

T(

B

。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在定的地方，以减小冷端温度变化的影响。7化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。8、变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量增加。9.别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？1879尔电压。什么叫做热电动势、接触电动势？热电动势：两种不同材料的导体（或半导体B度下，那么回路中就会存在热电势。因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。3什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应4．比较霍尔元件、磁敏电阻、磁敏晶体管，它们有哪些相同之处和不同之处？简述其各自的特点。可以通过测量电压、电流、磁场来检测非电量，如力、压力、应变、振动、加速度等等，所以霍尔元件应用有三种方式：①激励电流不变，霍尔电势正比于磁场强度，可进行位移、加速度、转速测量。②激励电流与磁场强度都为变量，传感器输出与两者乘积成正比，可测量乘法运算的物理量，如功率。③磁场强度不变时，传感器输出正比于激励电流，可检测与电流有关的物理量，并可直接测量电流。10-6T下的弱磁场测量，不仅可测量磁场的大小，还可测出磁场方向；②电接近开关等；④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。5传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。当外力作用时，导体的电阻率、长度l、截面积S都会发生变化，从而引起电阻值R量电阻值的变化，检测出外界作用力的大小。传感器各部分代表什么含义？①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。和转换元件组成。③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。④变送器：能输出标准信号的传感器什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？0金属丝灵敏系数k 主要由材料的几何尺寸决定的。受力后材料的几何尺寸变化为(12)，电阻率的变0//化为 而实际应变片的灵敏系数应包括基片粘合剂以及敏感栅的横向效应虽然长度相同，但应变状态不同，金属丝做成成品的应变片（粘贴到试件上）以后，灵敏系数降低了。金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片的相同点和不同点。金属导体应变片的电阻变化是利用机械形变产生的应变效应，对于半导体而言，应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应。金属电阻丝的灵敏系数可近似写为

k 12 k 0 ，即0 ；半导体灵敏系数近似为

k//E0 ≈50～100。如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？非线性随相对位移

/

0的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移的大小；起始极距

0与灵敏度、变极距式电容传感器一般采用差动结构。11何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各有何特点？装置，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。它可以用来测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数。电感式传感器种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器。工作原理：自感、互感、涡流、压磁。1L10mm，b3.5mmd1.0mm，沿LI1.0mA，在垂直于L和

的方向加有均匀磁场

B

，灵敏度为

/(AT

，试求输出霍尔电势及载流子浓度。解：K /(AT),I1.0mA,BH输出霍尔电势：U K IB6.6mVH HL10mm,b3.5mm,de1.61019载流子浓度为：IB 0.0010.3n

28.411019U ed 0.00661.610190.001H在以钢为材料的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R1R2（如图所示，把这两应变片接入电桥。若钢的泊松系数0.285，应变片的灵敏系数k=，电桥电源R电压U=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值 电桥的输出电压。

0.48

。试求：①轴向应变；②3-283.6解1：1）kR1/R1

则轴向应变为：R/R 0.48/120 1 0.002k 22）电桥的输出电压为：U 1Uk(1)1220.0021.2855.14mV0 2 2

k2;120;k2;1

0.48;U2V R/R

1 10.002kU电桥输出电压：U

R

4mV0 2 1 1设负载电阻为无穷大（开路），图中E=4V， R1=R2=R3=R4=100Ω。R1R1R1=1.0Ω时，试求电桥的输出电压Uo。R1，R2输出电压Uo。电阻，试求电桥的输出电压Uo。BIBIoR1R2CRLR3R4DAUAo-E解：（1）U

E

RR1 1

R 30 (RR)R R R331 1 2 3 43（2）U

E

RR1 1

R 00 (R1

R1

)(R2

R) R R2 3 43（3）当R13U E

RR1 1

R 0 (R1R1

)(R2R) R R2 3 43当R1受压应变，R2受拉应变时：3U E

RR1 1

R 0 (R1R1

)(R2R) R R2 3 4如图所示自感传感器当动铁心左右移动时自感L变化情况（x1和x2面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W。lX1lX1X2W

2bx，L

2b

，b为铁心厚度。1 0

2 20则总的自感LLL

2b2bx

W2b(x

x)1 2 0

0

1 20动铁心左移x'1

x x，x'1

x x2

2b

W2b则L'

x' (x

x)，

'

' (x

x)1 0

10

2 0

20'L'

W2b' x2b

'W2b(x

x)L1 2 0

0

1 20同理，当动铁心右移x'1

x x，x'1

x x22b 2b 2bL'L' x' x' (x

x)L1 2 0

0

1 20由上可知，无论动铁心怎么左右移动，自感L是不变的。5（应变灵敏系数k2）,将其粘贴在梁式测力弹性元件上，如图所示。在距梁端l0

处应变计算公式为

6Fl0Eh2b设力F100N，l 100mm，h5mm，b20mm，E2105N/mm2。求：0①说明是一种什么形式的梁。在梁式测力弹性元件距梁端l0

处画出四个应变片粘贴位置，并画出相应的测量桥路原理图；②求出各应变片电阻相对变化量；③当桥路电源电压为6V时，负载电阻为无穷大，0求桥路输出电压U是多少？0解：①梁为一种等截面悬臂梁；应变片沿梁的方向上下平行各粘贴两个；k2;② 100N;l 100mm;h5mm;b2mm;E2105N/k2;0 应变片相对变化量为：k

6Fl2 0 0.012R Eh2b桥路电压6V时,输出电压为：U0

6RR

0