电涡流传感器及答案

传感器基础知识单选题100道及答案解析1. 传感器能感知的输入量的最小变化量称为（）A. 分辨率B. 灵敏度C. 精度D. 线性度答案：A解析：分辨率是指传感器能感知的输入量的最小变化量。

2. 下列不属于传感器静态特性指标的是（）A. 重复性B. 固有频率C. 线性度D. 迟滞答案：B解析：固有频率属于传感器的动态特性指标。

3. 传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度称为（）A. 线性度B. 灵敏度C. 重复性D. 分辨率答案：A解析：线性度描述的是实际关系曲线偏离拟合直线的程度。

4. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合的现象称为（）A. 线性度B. 重复性C. 迟滞D. 灵敏度误差答案：C解析：迟滞指传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合。

5. 衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间不一致的程度的指标是（）A. 线性度B. 迟滞C. 重复性D. 灵敏度答案：C解析：重复性是衡量同一工作条件下，特性曲线不一致的程度。

6. 以下哪种传感器属于物性型传感器（）A. 电容式传感器B. 电感式传感器C. 压电式传感器D. 电阻应变式传感器答案：C解析：压电式传感器是利用某些物质的压电效应制成，属于物性型传感器。

7. 属于结构型传感器的是（）A. 光电式传感器B. 霍尔式传感器C. 压电式传感器D. 热敏电阻答案：B解析：霍尔式传感器是基于霍尔效应，属于结构型传感器。

8. 传感器的线性范围越宽，则其量程（）A. 越小B. 越大C. 不变D. 不确定答案：B解析：线性范围宽，意味着能测量的输入量的范围大，即量程越大。

9. 下列对传感器的动态特性描述正确的是（）A. 输入量随时间变化缓慢时的特性B. 输入量为常量时的特性C. 输入量随时间快速变化时的特性D. 以上都不对答案：C解析：动态特性是指输入量随时间快速变化时传感器的特性。

10. 传感器的频率响应特性是指（）A. 传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性B. 传感器在单位时间内的响应特性C. 传感器在不同温度下的响应特性D. 传感器在不同压力下的响应特性答案：A解析：频率响应特性指传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性。

技能训练四电感式传感器二、思考题1．填空题（1）单线圈螺管式电感传感器主要由螺线管线圈和可沿线圈轴向移动的衔铁组成。

（2）电感式传感器一般用于测量位移，也可用于振动、压力、荷重、流量、液位等参数的测量。

（3）对于差动变压器，当衔铁处于线圈中心位置时，两个次级绕组与初级绕组间的互感相同。

初级绕组加入激励电源后，两个次级绕组产生的感应电动势相同，输出电压为零。

但在实际应用中，铁芯处于差动线圈中心位置时的输出电压并不为零，该电压称为零点残余电压。

（4）电涡流传感器的整个测量系统由电涡流传感器和测量转换电路两部分组成。

（5）电感式接近开关是一种有开关量输出的位置传感器，利用电涡流原理制成，主要用于金属物体的位置检测及判断。

（6）单线圈螺管式电感传感器相比于变隙式电感传感器优点很多，缺点是灵敏度低，它广泛用于测量大量程的直线位移。

（7）电涡流传感器常采用谐振电路和桥式电路作为测量电路。

（8）自感式电感传感器实质上是一个带衔铁的铁芯线圈，主要由铁芯、线圈和衔铁组成。

（9）单一结构的电感传感器不适用于精密的测量，在实际工作中常采用两个电气参数和几何尺寸完全相同的电感线圈共用一个衔铁构成的差动式电感传感器，（10）互感式电感传感器主要由衔铁、初级绕组和次级绕组组成。

由于在使用时两个次级绕组反向串接，以差动方式输出，因此称为差动变压器式传感器。

2．选择题（1）通常用电感式传感器测量（ c ）。

a．电压b．磁场强度c．位移d．压力（2）单线圈螺管式电感传感器广泛用于测量（ c ）。

a．大量程角位移b．小量程角位移c．大量程直线位移d．小量程直线位移（3）差动变压器的测量电路常采用（ c ）a．直流电桥b．交流电桥c．差分相敏检波电路和差分整流电路d．运算放大器电路（4）为了使螺管式差动变压器式传感器具有较好的线性度，通常（a ）。

a．取测量范围为线圈骨架的1/10～1/4b．取测量范围为线圈骨架的1/2～2/3c．激励电流频率采用中频d．激励电流频率采用高频（5）欲测量极微小位移应选择（ a ）电感传感器；希望线性好、测量范围大，应选择（ c ）自感传感器。

传感器原理及工程应用答案1—1:测量的定义,答:测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。

所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。

1—2:什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差,答:绝对误差是测量结果与真值之差,即: 绝对误差=测量值—真值相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值×100%引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示,即: 引用误差=绝对误差/量程×100%1—3什么是测量误差,测量误差有几种表示方法,它们通常应用在什么场合, 答: 测量误差是测得值减去被测量的真值。

测量误差的表示方法:绝对误差、实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差。

当被测量大小相同时，常用绝对误差来评定测量准确度;相对误差常用来表示和比较测量结果的准确度;引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，基本误差、附加误差适用于传感器或仪表中。

2,1:什么是传感器,它由哪几部分组成,它的作用及相互关系如何,答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

通常，传感器由敏感元件和转换元件组成。

其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分; 转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

2—2:什么是传感器的静态特性,它有哪些性能指标,分别说明这些性能指标的含义, 答:传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性;其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

灵敏度定义是输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的相应输入量增量Δx之比。

传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。

输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。

传感器原理及应用习题答案习题1 (2)习题2 (4)习题3 (8)习题4 (10)习题5 (12)习题6 (14)习题7 (17)习题8 (20)习题9 (23)习题10 (25)习题11 (26)习题12 (28)习题13 (32)习题11-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。

答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。

通常传感器由敏感元件和转换元件组成。

敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。

随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。

此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。

1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。

答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。

没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。

科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。

发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。

1-3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。

与时间无关。

主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。

1-4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。

常用的分析方法有时域分析和频域分析。

传感器与检测技术习题及答案传感器与检测技术自测练习题1一、填空1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。

对线性传感器来说，其灵敏度是。

2．铂热电阻的纯度通常用比表示。

3．减少螺线管式差动变压器传感器零点残余电压最有效的办法是尽可能保证传感器、的相互对称（任填两个）。

4．利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较高的灵敏度，应该让的距离大大小于。

5．空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用式电容传感器。

6．传感器的动态特性是指传感器测量时，其对的响应特性。

7．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。

工业测量中通常采用制接法。

8．金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其形式以式用的多，材料以用的最广泛。

9．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点是大、好、结构简单和便于操作。

10．螺线管式差动变压器传感器中，零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一。

它的存在造成传感器在附近灵敏度降低、测量大等。

11．机械弹性敏感元件的灵敏度是指作用下产生的。

灵敏度大，表明弹性元件刚度。

12．电阻应变片中，电阻丝敏感栅的灵敏系数小于其电阻丝的灵敏系数的现象，称为应变片的。

13．闭磁路变隙式电感传感器主要由线圈、及铁芯组成。

14．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其次级绕组都用形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

15．对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的度。

16．电容式传感器中，变间隙式一般用来测量的位移。

17．传感器的基本特性通常用其和来描述。

当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出—输入关系，称为。

18．闭磁路变间隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接，当被测物体移动时，引起磁路中气隙磁阻发生相应变化，从而导致线圈的变化。

传感实验总结传感器技术与应用这门课虽只历时八周，但这却是第一次理论与实践结合能同步的专业课。

实验室去了两次，也做了很久，然自己想法甚多，多么渴望能多做些实验让自己所学的理论知识活起来。

这次试验主要做了四个实验：差动变压器的位移特性、电容式传感器的位移特性、电涡流传感器的位移特性、光纤传感器的位移特性。

下面分别说明：一．差动变压器的性能实验１.实验目的：了解差动变压器的工作原理及特性。

２. 基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段和三段式，本实验是三段式结构。

当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈（做为差动变压器激励用，相当于变压器原边）和次级线圈（由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器副边）之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接（同名端连接），就引出差动输出。

其输出电势反映出被测体的移动量。

３. 需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、差动变压器、音频信号源、直流电源（音频振荡器）、电压表。

４.实验步骤：１）根据图1－1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。

图1－1 差动变压器电容传感器安装示意图２）在模块上按图1－２接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4－5KHz（可用主控箱的频率表输入Fin来监测）。

调节输出幅度为峰－峰值Vp-p＝2V（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div）。

图中1、2、3、4、5、6为连接线插座的编号。

接线时，航空插头上的号码与之对应。

当然不看插孔号码，也可以判别初次级线圈及次级同名端。

判别初次线图及次级线圈同中端方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端,按图1—2接线。

当铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅度值变化很大，基本上能过零点，而且相应与初级线圈波形（Lv音频信号Vp-p＝2ｖ波形）比较能同相或反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。

作业4 位移传感器与位移测试班级：姓名：学号：成绩：一、填空题1、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于，前者利用金属丝的几何变形(应变效应)引起的电阻变化，后者利用半导体材料的电阻率变化(压阻效应)引起的电阻变化。

2、差动变压器式电感传感器的基本原理是利用了电磁感应中的互感现象。

3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动工作方式。

4、金属导体置于交流磁场中，导体表层产生闭合的电流，利用该原理制作的传感器称为电涡流传感器。

这种传感器只能测量金属导体物体。

5、光栅式传感器是依靠莫尔条纹的三大特性: 位移的放大特性，栅距误差的平均效应和__莫尔条纹运动与光栅运动的一一对应关系（光栅栅距与莫尔条纹间距的对应关系）__来进行位移的精密测量的。

6、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上输出电压不为零，这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向可采用差动整流电路或相敏检波电路。

7、电容式和电感式传感器常采用差动式结构，其作用是提高灵敏度，减少非线性度。

二、选择题1. 能够感受湿度的电容式传感器属于变 D 的电容式传感器。

A电阻率 B 相对面积 C 极距 D 介质2. 可变磁阻式传感器的灵敏度S与气隙长度δ有关，δ B灵敏度越高。

A 越大B 越小C 速度越快D 速度越慢3.为了提高自感式传感器灵敏度和线性度，实际应用时常采用D 工作方式。

A同步 B异步 C共模输入 D差动4. 不能用涡流式传感器进行测量的是 D 。

A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料5.电阻应变片的输入为 B 。

（A）力（B）应变（C）速度（D）加速度6．为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用 C 类型的传感器为最好。

（A）大间距（B）高介电常数（C）差动式（D）小间距7.金属丝应变片在测量构件应变时，电阻的相对变化主要由 B 来决定的。

第四章电涡流传感器及答案(总
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第四章电涡流传感器习题
一.选择丿
1、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出_c ________ 的靠近程度。

A.人体
B.水
C.黑色金属零件
D.塑料零件
2、电涡流探头的外壳用—B _____ 制作较为恰当。

A.不锈钢 B •塑料 C •黄铜 D •玻璃
3、当电涡流线圈鼎近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感
L—C ______ ,调频转换电路的输出频率/_B _________ o
A.不变
B.增大
C.减小
4、欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为_D ______ 左右的电涡流探头。

A. B. 5mm C. 50mm D. 500mm
三、问答题
用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敬度为
mm。

最大线性范围（优于1%）为5mm。

现将传感器安装在主轴的右侧，使用高速记录仪记录下的振动波形如下图所示。

图电涡流式测振仪测量示意图
问：1、轴向振动Qm sin t的振幅Qm为多少
2、主轴振动的基频f是多少
3、为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离/为多少毫米为佳
解：1＞答：振幅a m= 16mm
2. 答：基频戶50Hz。

3、答：安装距离/为B=。

考试科目：传感器与自动检测技术16变极距型电容传感器做成差动结构后,灵敏度提高原来2倍222、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类.27、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。

28、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源.35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。

36、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件.340、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积,从而使这两个端面出现电势差的现象.43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。

44、按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。

45、光电传感器的理论基础是光电效应.46、用石英晶体制作的压电式传感器中,晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比,而与晶片几何尺寸和面积无关.52、物质的光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏打效应三类。

.54、电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应.62、热电偶属于温度传感器，常用来测量物体的温度。

64、光纤按其传输模式多少分为单模光纤和多模光纤。

66、热敏电阻按温度系数可分为PTC（或正温度系数型)、NTC或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR的传感器。

67、霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测量转换为电势的传感器.。

73、光敏二极管是一种利用PN结单向导电性的结型光电器件。

76、热电偶回路产生的电势由接触电势传和温差电势两部分组成。

82、光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。

83、金属应变片的工作原理是基于金属的应变效应.84、霍尔传感器的误差主要包括零位误差和温度误差。