传感器复习题带问题详解地简答大题
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传感器考试题目及答案一、选择题1. 传感器的英文缩写是什么?A. SCB. SPC. SAD. SD答案:A2. 传感器的主要功能是什么?A. 数据存储B. 数据处理C. 数据转换D. 数据传输答案:C3. 以下哪个不是传感器的分类?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 速度传感器D. 存储器答案:D4. 传感器的灵敏度指的是什么?A. 测量范围B. 测量精度C. 响应速度D. 输出信号与输入量的比例关系答案:D5. 传感器的线性度指的是什么?A. 测量范围B. 测量精度C. 响应速度D. 输出与输入的线性关系答案:D二、填空题6. 传感器通常由____、转换元件和信号处理电路三部分组成。
答案:敏感元件7. 传感器的动态特性指的是传感器在____变化时的性能。
答案:时间8. 传感器的静态特性通常用____来描述。
答案:输入输出关系9. 传感器的稳定性是指传感器在____条件下的性能保持不变。
答案:长时间工作10. 传感器的精度等级通常用____来表示。
答案:百分比三、简答题11. 简述传感器在工业自动化中的作用。
答案:传感器在工业自动化中起到关键作用,它们能够实时监测和测量各种物理量,如温度、压力、速度等,并将这些物理量转换为电信号,供控制系统进行数据处理和决策。
传感器提高了自动化系统的灵活性和可靠性,是实现精确控制和优化生产过程的基础。
12. 什么是传感器的分辨率,它对测量结果有什么影响?答案:传感器的分辨率是指传感器能够区分的最小输入变化量。
高分辨率的传感器能够提供更精细的测量结果,从而提高测量的准确性和可靠性。
低分辨率的传感器可能无法检测到微小的变化,导致测量误差增大。
四、论述题13. 论述传感器在环境监测中的应用及其重要性。
答案:传感器在环境监测中扮演着至关重要的角色。
它们能够监测空气质量、水质、土壤污染等环境因素。
例如,气体传感器可以检测空气中的有害气体浓度,水质传感器可以监测水中的污染物含量,土壤传感器可以评估土壤的肥力和污染水平。
传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等(要求至少列出三种)2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。
3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。
4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。
5、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__ __。
6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。
7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器,主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。
9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除同时还能起到的作用。
10、传感器通常由直接响应于被测量的、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。
11、根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。
12、光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有;第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应,这类元件有光敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的,这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。
13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。
14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。
15、制作霍尔元件应采用的材料是,因为该类材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大,而使两个端面出现电势差最大。
16、热电阻通常采用的材料有和。
17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时,在其两端将产生电位差,这一现象被称为。
18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。
传感器考试试题及答案传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。
2、通常传感器由__敏感元件__、__转换元件____、_转换电路____三部分组成,是能把外界_非电量_转换成___电量___的器件和装置。
3、传感器的__标定___是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类,其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。
6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、。
7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。
A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。
A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤10、属于传感器静态特性指标的是(D )A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C )。
A. 线性度B. 灵敏度C. 频域响应D. 重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是()A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。
D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器?由几部分组成?试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题1、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__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化,这种现象称__压阻_____效应。
一、选择题1、属于传感器静态特性指标的是(A)A、灵敏度B、阻尼比C、临界频率D、固有频率静态特性指标:灵敏度滞差(回程误差)重复性有时候也会把量程归纳到静态特性里面2、在下列位移传感器中,既适合于测量大的线位移,又适合与测量大的角位移的是(C)A、电容式传感器B、电感式传感器C、光栅式传感器D、电阻应变式传感器电容传感器,电感式传感器和电阻应变式传感器一般用在位移量小的场合。
光栅式位移传感器多用于大位移量的测量。
3、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时,其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为(B)A、压阻效应B、压电效应C、应变效应D、霍尔效应压阻效应是引起电阻率变化压电效应是引起电荷变化应变效应是引起电阻变化压磁效应是引起磁导率变化霍尔效应的对象是半导体,产生霍尔效应的变化4、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测(C )A、温度B、温度差C、绝对湿度D、相对湿度湿敏元件只能用于湿度的检测氯化锂湿敏元件检测的是相对湿度半导体陶瓷湿敏元件是检测相对湿度热敏电阻式元件用于检测绝对湿度5、便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和(A )A、RC网络组成B、LC网络组成C、RL网络组成D、RLC网络组成有源滤波器是由运算放大器和RC网络组成的有源滤波器包括:一阶低通滤波器二阶低通滤波器一阶高通滤波器二阶高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6、适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是(B )A、转速B、温度C、厚度D、加速度红外传感器是利用外敏感器件测得红外光的变化以确定待测非电量红外光器件分为量子型和热释电型两类8、欲检测金属表面裂纹采用的传感器是( B )A、压磁式B、电涡式C、气敏式D、光纤式9、欲测量应力选择的传感器是( A )A、应变式B、压阻式C、光栅式D、霍尔式传感器按照工作机理分类物性型传感器:是利用某些物质的某种物理性质随被测参数变化而变化的原理制成。
如压电式传感器、热电式传感器、光电传感器式等结构型传感器:是利用物理学中的场的定律和运动定律等构成的,其被测参数变化引起传感器结构变化,从而使输出电量变化。
传感器期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的静态特性不包括以下哪项?A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力,以下哪项不是动态特性的指标?A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中,热电偶的工作原理是基于哪种效应?A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中,应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应?A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中,光电二极管的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关?A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移?A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关?A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速?A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题(每空1分,共20分)1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应,而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应,而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
《传感器技术与应用》期末复习题库一、判断题1、可以感受被测量并按照一定规律将其转换成可输出信号的器件或装置称之为传感器。
()2、每一个传感器都必须由敏感元件和转换元件组成。
()3、传感器的输入量大多为非电量,如电压、电流等,而输出多为电量,如位移、重量、压力、速度或震动等。
()4、电子秤的弹性元件属于敏感元件。
()5、传感器的发展趋势最主要是追求新工艺、新功能、新材料、新理论,所以其可靠性和稳定性可以不需要考虑。
()6、我们对传感器的追求是其具有较好的精度,功能多样化,同时具有大的测量范围。
()7、传感器的选择首要考虑因素是其综合经济性。
()8、检测技术主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
()9、热电偶和压电式传感器可以将被测量转换成电参量,需通过外部辅助电源作用下才能输出电信号。
()10、电阻应变式传感器可以将被测量直接转换成电信号输出。
()二、选择题1、压力传感器、温度传感器、位移传感器是按照()对传感器进行分类。
A、物理原理B、能量关系C、被测量D、输出信号类型2、光电编码器、光电开关、感应同步器的输出信号是()信号。
A、模拟量B、数字量C、两者都可以D、不确定3、热电阻、压电式传感器的输出信号是()信号。
A、模拟量B、数字量C、两者都可以D、不确定4、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器是按照()进行分类。
A、物理原理B、能量关系C、被测量D、输出信号类型第二章一、判断题1、传感器的基本特性体现了其输出反应输入的能力。
()2、传感器的检测能力只受到其自身特性的影响,与外部环境无关。
()3、传感器在测量静态参数的时候我们主要考虑其静态性能指标,比如灵敏度,线性度等。
()4、一般情况下,传感器分为静态传感器和动态传感器,静态传感器用于静态参数的测量。
()5、静态被测量是不随时间的变化而变化或变化缓慢的被测量。
()6、传感器的灵敏度越高其非线性误差越大。
()7、理想传感器的输出是输入变化规律的再现,即具有相同的时间函数,能够实时体现输入的变化规律。
习题一一、填空:1、传感器就是把非电量转换成电量的装置。
2、传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路组成。
3、按照其被测量,传感器可分为力、位移、速度、加速度传感器等。
4、传感器的静态特性主要由测量范围、量程、精度、灵敏度、线性度、分辨率、重复性、迟滞、漂移、稳定性等量来描述。
5、检测技术主要研究被测量的测量原理、测量方法、检测系统和数据处理等方面的内容。
6、检测系统是由被测对象、传感器、数据传输环节、数据处理环节和数据显示环节构成。
7、线性电位器式传感器又可分为直线位移式的和角位移式的,分别用来测直线位移和角位移。
8、常用的线绕式电位器通常由电阻丝、电刷及骨架构成。
9、应变效应是指导体或半导体材料在受到外界力(拉力或压力)作用时,将产生机械变形,进而导致其电阻值的变化。
10、电容式传感器有变面积式电容传感器、变极距式电容传感器、变介质式电容传感器、电容栅式传感器四种。
二、判断题:1、电位器是一种把线位移或角位移转换成电阻或电压输出的传感元件。
(√)2、电阻应变片的温度误差补偿方法有自补偿法、线路补偿法、计算补偿。
(╳)3、自感式传感器由线圈和衔铁两部分组成。
(╳)4、电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器,它主要实现接触测量。
(╳)5、变面积式电容传感器的是非线性的。
(╳)6、压电效应产生的电荷大小和极性与施加力大小和方向无关。
(╳)7、热电偶两端的热电动势是由两种导体的接触电荷和单一导体的温差电动势所组成。
(╳)8、热电动势是热电效应产生的电动势,它包括接触电动势和温差电动势。
(√)9、光电传感器能够将光量的变化转换为电量的变化,其基本原理就是光电效应。
(√)10、微波以波的形式向四周辐射,当波长远小于物体尺寸时,微波具有似光性;当波长和物体尺寸有相同数量级时,微波又有近于声学的特性。
(√)三、简答题:1、简述传感器的发展趋势?答:(1)发现利用新现象、新效应;(2)开发新材料;(3)采用高新技术;(4)拓展应用领域;(5)提高传感器的性能;(6)传感器的微型化与低功耗;(7)传感器的集成化与多功能化;(8)传感器的智能化与数字化;(9)传感器的网络化。
传感器考试题目及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要功能是什么?A. 数据存储B. 数据处理C. 数据采集D. 数据传输答案:C2. 温度传感器通常用于测量什么?A. 压力B. 湿度C. 温度D. 速度答案:C3. 下列哪个不是传感器的分类?A. 电阻式传感器B. 电容式传感器C. 电感式传感器D. 机械式传感器答案:D4. 光电传感器主要利用哪种物理效应?A. 光电效应B. 霍尔效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:A5. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器的稳定性B. 传感器的响应速度C. 传感器的输出信号与输入量变化的比例D. 传感器的精度答案:C6. 应变式传感器通常用于测量什么?A. 力B. 光C. 温度D. 湿度答案:A7. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器输出与输入之间的线性关系B. 传感器的稳定性C. 传感器的响应速度D. 传感器的精度答案:A8. 哪种传感器常用于测量液体的流速?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 湿度传感器答案:C9. 传感器的动态特性是指什么?A. 传感器对静态输入的响应B. 传感器对动态输入的响应C. 传感器的稳定性D. 传感器的精度答案:B10. 传感器的分辨率是指什么?A. 传感器能检测到的最小变化量B. 传感器的响应速度C. 传感器的输出信号与输入量变化的比例D. 传感器的精度答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 传感器的静态特性包括哪些?A. 灵敏度B. 线性度C. 稳定性D. 响应速度答案:ABC2. 下列哪些因素会影响传感器的性能?A. 环境温度B. 湿度C. 电源电压D. 材料老化答案:ABCD3. 传感器的动态特性通常包括哪些?A. 响应时间B. 频率响应C. 稳定性D. 灵敏度答案:AB4. 传感器的输出信号可以是哪些形式?A. 电压B. 电流C. 频率D. 电阻答案:ABCD5. 传感器的分类依据有哪些?A. 测量对象B. 转换原理C. 应用领域D. 结构形式答案:ABCD三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述传感器在工业自动化中的作用。
传感器考试题目及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要功能是什么?A. 数据存储B. 数据处理C. 数据采集D. 数据传输答案:C2. 以下哪个不是传感器的基本特性?A. 灵敏度B. 稳定性C. 线性D. 存储性答案:D3. 传感器的静态特性通常不包括以下哪一项?A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率答案:C4. 传感器的动态特性主要描述的是传感器的什么能力?A. 响应速度B. 测量范围C. 测量精度D. 稳定性答案:A5. 在温度测量中,通常使用哪种类型的传感器?A. 光电传感器B. 压力传感器C. 温度传感器D. 湿度传感器答案:C6. 传感器的校准是为了什么?A. 提高测量精度B. 增加测量范围C. 减少测量误差D. 延长传感器寿命答案:A7. 传感器的分辨率是指什么?A. 传感器能检测到的最小变化量B. 传感器的最大测量范围C. 传感器的响应时间D. 传感器的稳定性答案:A8. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案:A9. 传感器的稳定性是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器在长时间内保持其性能不变的能力C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案:B10. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器输出与输入之间的线性关系D. 传感器的响应时间答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 传感器的输出信号类型包括哪些?A. 电压信号B. 电流信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:ABCD2. 传感器的分类依据可以是哪些?A. 测量对象B. 测量原理C. 应用领域D. 结构形式答案:ABCD3. 以下哪些因素会影响传感器的性能?A. 环境温度B. 湿度C. 振动D. 电磁干扰答案:ABCD4. 传感器的动态特性包括哪些?A. 响应时间B. 稳定性C. 频率响应D. 相位延迟答案:ACD5. 传感器的静态特性包括哪些?A. 线性度B. 灵敏度C. 分辨率D. 重复性答案:ABCD三、判断题(每题1分,共10分)1. 传感器的灵敏度越高,其测量误差越小。
传感器技术试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要作用是将______转换为电信号。
A. 物理量B. 化学量C. 生物量D. 信息量答案:A2. 光电传感器主要利用的物理效应是______。
A. 霍尔效应B. 光电效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:B3. 热电偶传感器的工作原理是利用了______。
A. 热电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 压电效应答案:A4. 下列哪种传感器不适合用于测量温度?A. 热电偶B. 热敏电阻C. 光电传感器D. 热敏二极管5. 光纤传感器主要利用的是______。
A. 光纤的传导特性B. 光纤的折射特性C. 光纤的反射特性D. 光纤的散射特性答案:A6. 应变片传感器的工作原理是利用了材料的______。
A. 弹性B. 塑性C. 刚性D. 脆性答案:A7. 磁电式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电磁感应B. 磁阻效应C. 霍尔效应D. 压电效应答案:A8. 电容式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电感变化B. 电容变化C. 电阻变化D. 电流变化答案:B9. 压电式传感器的工作原理是利用了材料的______。
B. 压电效应C. 磁阻效应D. 热电效应答案:B10. 光电传感器的输出信号通常为______。
A. 模拟信号B. 数字信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 传感器的灵敏度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:比例2. 传感器的稳定性是指传感器在一定时间内输出信号的______。
答案:不变性3. 传感器的线性度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:线性关系4. 传感器的响应时间是指传感器从输入信号变化到输出信号达到稳定值所需的______。
答案:时间5. 传感器的测量范围是指传感器能够准确测量的输入信号的______。
答案:最大和最小值6. 传感器的分辨率是指传感器能够检测到的最小信号变化量,即输出信号的最小______。
小题1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。
红外探测器根据热电效应和光子效应制成。
前者成为热敏探测器,后者成为光子探测器。
2.光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的可先均匀相间排列构成的光电器件。
按其原理和用途,它又可分为物理光栅和计量光栅。
物理光栅是利用光的衍射现象制造的,主要用于光谱分析和光波长等量的测量。
计量光栅主要利用莫尔现象,测量长度、角度、速度、加速度、振动等物理量。
3.以光栅的栅距作为分辨单位,只能在有合适的光栅栅距的基础上,对栅距进一步细分,才可能获得更高的测量精度。
4.编码器按其结构可分为接触式、光电式和电磁式三种,后两种为非接触式编码器。
简答题1、有源传感器与无源传感器有什么差别,请举出三个不同类型的例子。
答:分为有源传感器和无源传感器。
有源一般是将非电能量转换为电能量,称之为能量转换型传感器,也称为换能器。
通常它们配有电压测量和放大电路,如压电式、热点偶、光电池等。
无源传感器又称为能量控制型传感器。
它本身不是一个换能装置,被测非电量仅对传感器中的能量起控制或调节作用。
所以,它们必须具有辅助能源。
如电阻式、电容式和电感式2、试说明如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。
答:在悬臂梁的一端固定质量块,梁的另一端用螺钉固定在壳体上,在梁的上下两面粘贴应变片,梁和质量块的周围充满阻尼液(硅油),用以产生必要的阻尼。
测量震动时,将传感器壳体和被测对象刚性固定在一起,因此作用在质量块上的惯性力F=ma使悬臂梁产生变形(应变),这样,粘贴在梁上用应变片所构成的电桥失去平衡而输出电压。
此输出电压的大小正比于外界震动加速度a。
3、分析电容传感器边缘效应产生的原因,画图给出消除其影响的措施,并进行论述。
答:理想条件下,平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间,这仅是简化电容量计算的一种假定,实际上在电容器的边缘力线是不均匀的,这样就产生了边缘效应。
a 为克服边缘效应,首先应增大初始电容量Co,即增大极板面积,减小极板间隙。
b 在结构上增设等位环来消除边缘效应原理:等位环安放在上面电极外,且与上电极绝缘组等电位,这样就能使上电极的边缘电力线平直,两极间电场基本均匀,而发散的边缘电场产生在等位环的外周不影响工作。
4、简述电涡流效应的原理,并说明如何实现测距(参见图1)。
答:在传感器线圈以交变电流I,在周围空间形成交变电磁场H1,在处于磁场的导体中产生涡流环。
该涡流环形成的反向磁场H2,并作用于传感器线圈,从而使得线圈的参数(电感、阻抗、品质因数)发生变化。
变化的成果都取决于线圈参数(尺寸大小、电流强弱)导体参数(电导率、磁导率)和线圈与导体之间的距离。
在测量过程中,只要保证上述参数中的一个参数变化,就可以实现测量。
即保证传感器线圈不变,导体不变,则传感器线圈的参数变化只与距离有关,从而实现测距。
5、热电偶测温时什么要进行冷端温度补偿,冷端温度补偿的方法有哪些?答:为了热电势与被测温度成单值函数关系,需要热电偶的冷端温度保持恒定,由于热电偶的温度——热电势关系曲线是在冷端温度等于0℃下得到的,已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的,在测量时必须满足冷端温度等于0℃的条件,否则会出现误差,而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0℃。
方法:①冷端温度恒温法②计算修正法③电桥补偿法6、试说明图示的霍尔式位移传感器的工作原理。
答:当控制电流不变时,霍尔输出的电压与磁场大小成正比,可用来测定传感器周围的磁场。
当磁场强度固定时,则可测量霍尔片的电流、电压等电参。
利用霍尔电动势来控制电流与磁场大小的乘积则可制成各种运算器。
对非电量测量则是通过改变霍尔片在磁场中的位置来改变参量α,从而改变输出霍尔电动势来测量位移、压力、加速度等。
7、简述超声波无损探伤的工作原理。
答:超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在萤光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
8、如书上图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路,介绍其工作原理。
答:单电容平板压力传感器的结构及工作原理:电容式传感器分为极距变化型、面积变化型,当被测参数的变化通过这三种情况之一直接影响电容量的大小时,检测出电容的变化时就等于获得了被测参数的大小,电容式压力传感器常采用极距变化型。
压力使传感器唯一的可动部件即测量膜片极板产生微小的位移,造成与固定极板所形成的电容量发生变化。
双电容平板差动型压力传感器的结构及工作原理:为提高灵敏度和减小非线性,大多压力传感器休用双电容平板差劲结构,可动极板位于两块固定板极之间,与两固定极板等距离,当压力使可动极板向上移动时,引起差动电容增大,减小。
9、什么是正压电效应和逆压电效应?答:当某些物质沿其耨一方向被施加压力或拉力时,会产生形变,此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷;当去掉外力后,它后重新回到不带点状态这种现象称为正压电效应。
反之,在某些物质的极化方向上施加电电场,它会产生机械变形,当去掉外加电场后该物质的变形随之消失,这种电能转变为机械能的现象称之为逆压电效应。
10、莫尔条纹是如何形成的?它有哪些特性?答:若将两块光栅(主光栅、指示光栅)叠合在一起,并且使它们的刻线成角度θ,由于光栅的刻线相交处形成亮带,而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带,在与光栅刻线垂直的方向,将出现明暗相间的条纹,这些条纹就成为摩尔条纹。
特性:①运动对应关系②位移放大作用。
B=W/2/sin(θ/2) 当两块光栅沿着垂直于刻线方向相对移动时,莫尔条纹将沿着刻线方向移动,光栅移动一个节距W,莫尔条纹也移动一个间距B,从式可知,θ越小,B越大,使得B>>W,即莫尔现象有使栅距放大的作用,因此独处莫尔条纹的数目比读光栅刻线要方便的多。
③误差平均效用。
简答:1、热电偶为什么要进行冷端补偿?补偿方法?为了热电势与被测温度成单值函数关系,需要热电偶的冷端温度保持恒定,由于热电偶的温度——热电势关系曲线是在冷端温度等于0℃下得到的,已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的,在测量时必须满足冷端温度等于0℃的条件,否则会出现误差,而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0℃。
方法:①冷端温度恒温法②计算修正法③电桥补偿法2、什么是压电效应?当某些物质沿其耨一方向被施加压力或拉力时,会产生形变,此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷;当去掉外力后,它后重新回到不带点状态这种现象称为正压电效应。
反之,在某些物质的极化方向上施加电电场,它会产生机械变形,当去掉外加电场后该物质的变形随之消失,这种电能转变为机械能的现象称之为逆压电效应。
2、为什么压电晶片不能做动态测量?只有在外电路负载无穷大,且部无漏电时,受力产生的电压U才能长期保持不变;如果负载不是无穷大,则电路就要按指数规律放电。
这对于测量缓变信号极为不利,必将造成测量误差,只有在其上加交变力电荷才能得到补充,因此压电晶体不能做动态测量。
3、 霍尔效应及其原理?在置于磁场的道题或半导体入电流,若电流与测长垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,此现象为霍尔效应,其本质是固体材料中载流子在外加磁场中运动时因为受到洛仑兹力的作用,而使轨迹发生偏移并在材料两侧产生电荷积累形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到洛仑兹力的与电场力相平衡从而在两侧建立起一个稳定的电势差及霍尔电压。
4、 霍尔元件不等位电势产生的原因?当磁感应强度为0时,控制电流为额定值,霍尔电极间的空载电势成为不等位电势。
产生原因:①霍尔电极安装位置不正确,不对称或不在同一等电位量上。
②半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或使几何尺寸不均匀。
③控制电极接触不良造成控制电流不均匀分布。
5、 莫尔条纹是如何形成的?有哪些特性?若将两块光栅(主光栅、指示光栅)叠合在一起,并且使它们的刻线成角度θ,由于光栅的刻线相交处形成亮带,而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带,在与光栅刻线垂直的方向,将出现明暗相间的条纹,这些条纹就成为摩尔条纹。
特性:①运动对应关系②位移放大作用。
B=W/2/sin(θ/2) 当两块光栅沿着垂直于刻线方向相对移动时,莫尔条纹将沿着刻线方向移动,光栅移动一个节距W ,莫尔条纹也移动一个间距B ,从式可知,θ越小,B 越大,使得B>>W,即莫尔现象有使栅距放大的作用,因此独处莫尔条纹的数目比读光栅刻线要方便的多。
③误差平均效用。
计算题1、某温度传感器为时间常数τ=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三分之一和二分之一所需的时间。
解:对传感器施加突变信号属于阶跃输入:单位阶跃信号:0 t<0x(t){1 t 0=≥ 进行拉氏变换:st t 01X(s)L[x(t)]x(t)e d s ∞-==⋅=⎰ 一阶系统传递函数:Y(s)1H(s)X(s)1sτ==+ 所以:111Y(s)H(s)X(s)1s s s s 1τττ=⋅=⋅=-++ 对上式进行拉氏逆变换:t /y(t)1e τ-=-设温差为R ,则此温度传感器的阶跃响应为:t /t /3y(t)R(1e )R(1e )τ--=-=- 当R y(t)3=时,则2t 3ln 1.22s 3=-=; 当R y(t)2=时,则1t 3ln 2.08s 2=-=。
2、一只二阶力传感器系统,已知其固有频率f 0=800Hz ,阻尼比ζ=0.14,现用它作工作频率f =400Hz 的正弦变化的外力测试时,其幅值比A(ω)和相位角ϕ(ω)各为多少;若该传感器的阻尼比ζ=0.7时,其A(ω)和ϕ(ω)又将如何变化? 解: 5.08004002200====f f f f n ππωω所以,当ξ=0.14时()()[]()2222411n n A ωωζωωω+-=()31.15.014.045.0112222=⨯⨯+-=()()()()ο6.101845.05.015.014.02arctan 12arctan22-=-=-⨯⨯-=--=rad n n ωωωωξωφ当ξ=0.7时 ()()975.05.07.045.0112222=⨯⨯+-=ωA()()ο4375.05.015.07.02arctan 2-=-=-⨯⨯-=rad ωϕ 3、在材料为钢的实心圆柱试件上,沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2,把这两应变片接人差动电桥。
若钢的泊松比µ=0.285,应变片的灵敏系数K=2,电桥的电源电压U i =2V ,当试件受轴向拉伸时,测得应变片R 1的电阻变化值△R=0.48Ω,试求电桥的输出电压U 0;若柱体直径d=10mm ,材料的弹性模量E=2×1011N/m 2,求其所受拉力大小。