第十一章数字式位置传感器

可编辑修改精选全文完整版人教版八年级物理上册第十一章功和机械能期末试卷(新版)（考试时间：90分钟，总分100分）班级：__________ 姓名：__________ 分数：__________一、单选题（每小题3分，共计24分）1、一小球被竖直上抛，先后经过P、Q两点，到达最高点后又落回抛出点，如图所示。

整个运动过程忽略空气阻力，则（）A．小球上升经过PQ的过程，其所受的重力不做功B．小球先后两次经过Q点时的速度大小是不同的C．上升时，小球在Q点的机械能一定大于在P点时的动能D．在整个运动的过程，小球的动能在不断减少2、如图装卸工人用沿斜面的力F=200N，匀速将G=800N的货柜从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（）A．此过程中，斜面对货柜支持力做功0JB．此过程中，推力做功800JC．货柜受到的重力和斜面对货柜的支持力二力平衡D．货柜受到的重力和货柜对斜面的压力二力平衡3、质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示，根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（g取10N/kg）（）A．15W B．150W C．187.5W D．300W4、人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力卫星从远地点向近地点运行过程中（）A．机械能变小，动能不变，势能变小B．机械能不变，动能变小，势能变大C．机械能变大，动能变大，势能变大D．机械能不变，动能变大，势能变小5、频闪照片通常是研究物体运动的重要手段，一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。

如图所示是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，下面说法正确的是（）A．小球在最高点3时，动能为零B．小球在1位置的重力势能比在2位置的大C．小球在1、2位置的动能相同D．小球在3位置的机械能比在2位置的大6、将一本九年级上册物理课本从地面捡起放到课桌上，所做的功大约是()A．200J B．20J C．2J D．0.2J7、如图这是利用超声波测平均速度的实验装置，A为斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器，位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离，这样计算机就可以计算出运动的小车在不同位置时的速度。

高中物理必修三第十一章电路及其应用重难点归纳单选题1、图甲是研究电容器充放电的实验电路，电源两端的电压保持不变。

开关S先接1，电容器充电完毕后开关接2，电流传感器得到的放电电流I-t图线如图乙。

断开S，将滑片P向左移动一段距离，再重复以上操作，得到另一条I-t曲线。

新得到的I-t曲线与原曲线相比（）A．与纵轴交点向上移动B．与横轴交点向右移动C．与坐标轴所围面积变大D．与坐标轴所围面积变小答案：ACD．由q=It可知，I-t曲线与时间轴所围的面积表示流过电流传感器的电荷量，即电容器存储的电荷量，可知两图线与坐标轴所围的面积相等，CD错误；AB．将滑片P向左移动一段距离，其接入阻值变小，当开关接2时，对应不同时刻的放电电流会大于原来的放电电流，故新得到的I-t曲线与原曲线相比与纵轴交点向上移动，但由于面积相等，故与横轴交点会向左移动，A正确，B错误。

故选A。

2、下图中游标卡尺读数正确的是（）A．0.044cmB．20.22mmC．2.44cmD．20.440cm答案：A由图知游标尺的刻度线大于20，即该游标尺的精度应为50分度，精确到0.02mm，游标尺的长度22×0.98mm=21.56mm主尺的长度为22mm，故游标卡尺读数为22mm-21.56mm=0.44mm=0.044cm故选A。

3、用国际单位制的基本单位表示电压的单位，下列正确的是（）A．VB．NC⋅m C．kg⋅m2/(A⋅s3)D．A⋅Ω答案：CA．V不是国际单位制的基本单位，是导出单位，故A错误；B．N、C均不是国际单位制的基本单位，是导出单位，故B错误；C．根据能量的单位换算有1C×1V=1J=1N⋅1m=1kg⋅m2/s2可知V=kg⋅m2s2C=kg⋅m2s2A⋅s=kg⋅m2/(A⋅s3)故C正确；D．不是国际单位制的基本单位，是导出单位，故D错误。

故选C。

4、下列说法中正确的是（）A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率C．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了D．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的答案：DA．要有持续电流必须有持续的电压，故A错误；B．电流的传导速度等于真空中的光速，电子定向移动的速率很小，故B错误；C．在形成电流时自由电子定向移动，但是热运动并没有消失，其实电子仍然做无规则的热运动，故C错误；D．导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动，形成电流，故D正确。

目录第三章 (5)3-1.什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。

(5)3-2.试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿方法。

(5)3.试用应变片传感器实现一种应用。

(6)第四章 (6)4-1.说明差动变隙式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特征。

(6)4 -3.差动变压器式传感器有哪几种结构形式？各有什么特点？ (6)4-10.何为涡流效应？怎用利用涡流效应进行位移测量？ (7)4-11.电涡流的形成范围包括哪些内容？他们的主要特点是什么？ (7)5.用电感式传感器设计应用 (8)第五章 (8)5-1.根据工作原理可以将电容式传感器分为哪几类？每种类型各有什么特点？各适用于什么场合？ (8)5-9.简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。

(8)第六章 (9)6-1.什么叫正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？ (9)6-3.简述压电陶瓷的结构及其特性。

(9)3.利用压电式传感器设计一个应用系统 (10)第七章 (10)7-4.什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？ (10)7-6.温度变化对霍尔元件输出电势有什么影响？怎样补偿？ (10)第八章 (11)8-1.光电效应有哪几种？相对应的光电器件有哪些？ (11)8-2.试述光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管和光电池的工作原理，在实际应用时各有什么特点？ (11)8-6.光在光纤中是怎样传输的？对光纤及入射光的入射角有什么要求？ (12)8-7.试用光电开关设计一个应用系统。

(13)第九章 (13)9-1.简述气敏元件的工作原理 (13)9-2.为什么多数气敏元件都附有加热器 (13)9-3.什么叫湿敏电阻？湿敏电阻有哪些类型？各有什么特点？ (14)第十章 (14)10-1.超声波在介质中传播具有哪些特性？ (14)10-2.图10-3中，超声波探头的吸收块作用是什么？ (15)10-3.超声波物位测量有几种方式?各有什么特点？ (15)10-5.已知超声波探头垂直安装在被测介质底部，超声波在被猜测介质中的传播速度为1460m/s，测得时间间隔为28μs，试求物位高度？ (15)第十一章 (15)11-1.简述微波传感器的测量机理。

·159·第十一章 烟雾传感器、火灾报警主机与公共广播设备经过近二十年的开发研制，我国的火灾自动报警设备已得到了很大的发展，可靠性和寿命都得到了较大改善。

国内生产的各类火灾报警探测器和报警控制器的型号多达几十种，但基本性能和使用方法相似，我们这里仅以GST 系列为例向大家介绍烟雾传感器、辅助设备、报警控制器与公共广播设备的特点，技术指标与使用方法。

11.1 火灾报警探测器11.1.1 JTY-GD-G2型光电感烟探测器1．特点本探测器为无极性二总线方式，采用红外散射原理设计，表面贴装SMT 工艺制造。

探测器灵敏度高，耗电少，性能稳定可靠；光学腔采用迷宫结构，设计独特，防尘防虫，抗外界光线干扰性能良好。

探测器内置防虫网、屏蔽罩，并进行了精密防潮处理。

超薄型结构，光学腔罩可现场取下，无环境污染，便于清洗维护。

控制器的编码方式为五位三进制，其编码范围可由控制器底部编码口内的五位编码跳线插子在1-242数友之间任意设定，如图11-1所示。

图11-1 探测器五位三进制编码顺序示意图编码口内共有3行（0、1、2）5列（a 、b 、c 、d 、e ）插针，若将某列的0、1两点插针短路环短接，则该列表示数值“0”；若该列不加短路环，则表示数值“1”，若将该列1、2两点短接，则表示数值“2”。

探测器通用编码公式为：编码=a ×30+b ×31+c ×32+e ×34，式中a 、b 、c 、d 、e 的数值根据短路环的位置为0、1、2三者之一。

下面给出一个编码实例，编码口内短路环的位置如图11-2所示。

·160·图11-2 编码实例由公式可计算出：编码=0×30+2×31+1×32+0×33+0×34=0+2×3+1×9+0×27+0×81=152．主要技术指标(1) 工作电压：DC24V(2) 监视电流≤1.0mA(3) 报警确认灯：红色，当探测器发现报警时，此灯点亮(4) 使用环境：温度：-10℃~+50℃相对湿度≤95%（40℃±2℃）(5) 外形尺寸：直径：100mm，高：40mm（不带底坐）3．保护面积在一般场所，当空间高度为6m~12m时，一个探测器的保护面积为80m2。

第十一章数字式位置传感器思考题与习题答案1．单项选择题1）数字式位置传感器不能用于____C____的测量。

A. 机床刀具的位移B．机械手的旋转角度Ｃ．人体步行速度Ｄ．机床的位置控制2）不能直接用于直线位移测量的传感器是_____C____。

Ａ．长光栅Ｂ．长磁栅Ｃ．角编码器3）绝对式位置传感器输出的信号是_____D___，增量式位置传感器输出的信号是_____C___。

Ａ．电流信号Ｂ．电压信号Ｃ．脉冲信号Ｄ．二进制格雷码4）有一只10码道绝对式角编码器，其分辨率为____B______，能分辨的最小角位移为_____E___。

Ａ．1/10 Ｂ．1/210Ｃ．1/102Ｄ．3.6 °Ｅ．0.35°F．0.01°５）有一只1024p/r增量式角编码器，在零位脉冲之后，光敏元件连续输出10241个脉冲。

则该编码器的转轴从零位开始转过了____C____。

Ａ．10241圈Ｂ．1/10241圈Ｃ．10又1/1024圈Ｄ．11圈６）有一只2048p/r增量式角编码器，光敏元件在30秒内连续输出了204800个脉冲。

则该编码器转轴的转速为____D____。

A．204800r/min B．60⨯204800 r/min C．（100/30）r/min D．200r/min７）某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为_____A____。

A．5μm B．50μm C．4μm D．20μm8）能将直线位移转变成角位移的机械装置是___B____。

A．丝杠-螺母B．齿轮-齿条C．蜗轮-蜗杆9）光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了___B___。

A．提高信号幅度B．辩向C．抗干扰D．作三角函数运算10）光栅传感器利用莫尔条纹来达到____C____。

Ａ．提高光栅的分辨力Ｂ．辩向的目的Ｃ．使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化Ｄ．细分的目的11）当主光栅与指示光栅的夹角为θ（rad）、主光栅与指示光栅相对移动一个栅距时，莫尔条纹移动____A____。

单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.在电工技术中,钳形电流测量仪得到广泛的应用。

其原理如图所示,把两块铁芯固定在钳子上,铁芯上绕有匝数n=50的线圈,线圈与电流表组成闭合电路,测量时,钳口打开,把被测的通电导线放在钳口中间,通过电流表A可以间接测出导线中的大电流。

在某次测量时,电流表A的示数为0.2 A,则下列说法正确的是( )A.该测量仪工作原理是利用自感现象B.如果导线材料相同,该测量仪绕制线圈所用导线要比通电导线粗C.若导线中电流变大,电流表A读数变小D.被测通电导线中的电流为10 A2.如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦式交变电流μ=20sin 100πt(V),则加在R2上的电压有效值为( )A.10√2 VB.20 VC.5√5 VD.5√10 V3.(四川成都高三三模)右图为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动,产生的电动势的瞬时值表达式为e=110√2sin 100πt (V)。

已知线圈电阻r=2 Ω,定值电阻R=20 Ω,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )A.电流表读数为5√2 AB.电压表读数为110 VC.t=5×10-3 s时刻,穿过线圈的磁通量最大CD.0~5×10-3 s内,通过电阻R的电荷量为√220π4.(安徽蚌埠高三一模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=5∶3,电阻R1=R2=5 Ω,交流电源的电压u随时间变化规律如图乙所示,A1、A2均为理想电流表。

以下判断正确的是( )A.断开开关S,电流表A2的示数为0.3 AB.闭合开关S,电流表A1的示数为0.6 AC.闭合开关S,R2的电功率减小D.闭合开关S,原线圈输入功率增大5.远距离输电示意图如图所示,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈的匝数分别为n1、n2。

第一章检测技术的基本概念1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为多少级？答：1 .02、某仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买精度等级为多少级的压力表？答：0 .5 a3、对同一被测量进行多次重复测量时，误差的绝对值和符号不可预知地随机变化，但总体满足一定的统计规律性，该误差称为什么误差？答：随机误差4、多次重复测量时，误差的大小或符号保持不变，或按一定规律出现（始终偏大、偏小或周期性变化），该误差称为什么误差？答：系统误差5、检测中使用一次仪表，新的国家标准规定电流输出和电压输出是多少？答：4～20mA、1～5V6、检测中由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输，所以在一次仪表中多采用电流输出型，新的国家标准规定电流输出为多少？答：4～20mA7、什么是系统误差？答：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。

8、什么是粗大误差？答：超出在规定条件下预计的误差，或明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差、疏忽误差或粗差，应予以剔除。

9、什么是测量答：测量过程实质上是一个比较的过程，即将被测量与一个同性质的、作为测量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是标准量的若干倍或几分之几的比较过程。

10、什么是测量结果？答：测量结果可以表现为一定的数字，也可表现为一条曲线，或者显示成某种图形等，测量结果包含数值（大小和符号）以及单位。

有时还要给出误差范围11、什么是静态测量？什么是动态测量？答：在检测技术中，对缓慢变化的对象所进行的测量，亦属于静态测量。

工程中，有时可认为几十赫兹以上的测量称为动态测量。

12、传感器有哪三部分组成？答：传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。

13、某数字表满量程为99.9A，该表的分辨力和分辨率为多少？答：数字表满量程为99.9A，该表的分辨力=0.1A，分辨率=0.1A÷99.9≈0.1%14、测量结果的正态分布的规律是怎样的？测量结果的正态分布的规律有：（1）集中性、（2）对称性、（３）有界性15、用核辐射式测厚仪对钢板的厚度进行6次等精度测量，所得数据为2.04mm、2.02mm、1.96mm、0.99mm、3.33mm、1.98mm，为粗大误差的值是什么？，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度等于多少？答：为粗大误差的值是0.99和3.33mm，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度=2.00mm。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类方法很多．主要有如下几种：（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应用传感器（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器（图1）流体传感器——触觉敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。

高中物理必修三第十一章电路及其应用知识点总结归纳完整版单选题1、电阻R1的阻值为6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过电流之比为I1：I2=3：2。

则R2的阻值和总电阻分别是（）A．4Ω，3.6ΩB．9Ω，4.5ΩC．4Ω，2.4ΩD．9Ω，3.6Ω答案：D由并联电路电压相等得I1R1=I2R2又I1：I2=3：2联立解得R2=9Ω合电阻为R=R1R2R1+R2=3.6Ω故ABC错误，D正确。

故选D。

2、下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（）A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零答案：CA．当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位，重新调零后测量，选项A错误；C．利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测试，选项C正确；BD．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，测量阻值不同的电阻时，若换挡，则必须重新调零，选项BD错误。

故选C。

3、如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电，并要求滑片P向c移动时，小灯泡两端电压减小，下列说法中正确的是（）A．a接电源正极，b接电源负极，c、d接小灯泡两端B．a接电源正极，b接电源负极，c、b接小灯泡两端C．a接电源正极，b接电源负极，d、b接小灯泡两端D．a接电源正极，b接电源负极，d、a接小灯泡两端答案：D分压电路的正确接法是“一上两下”，而且a与b需要接电源两极，可将a接电源正极，b接电源负极。

由于题目要求“滑片P向c移动时，小灯泡两端电压减小”，可知滑片P向c移动时，分压部分的电阻丝的长度减小，由题图可知P与a之间的电阻丝长度减小，所以需要c、a或d、a接小灯泡两端。

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第一节现代检测系统的基本结构第二节现代检测系统的接口总线第三节基于虚拟仪器的检测系统第四节传感器在现代汽车中的应用第五节传感器在数控机床中的应用第六节传感器在机器人中的应用第七节传感器在智能楼宇中的应用思考题与习题附录附录A 常用传感器的性能及选择附录B 压力单位及换算附录C 工业热电阻分度表附录D 镍铬—镍硅（镍铝）K热电偶分度表习题参考答案参考文献《自动检测技术》,作者:张欣欣,孙艳华，清华大学出版社，ISBN：781082879，￥22，元第1章绪论第2章检测系统的基本特性第3章信号及其特性分析第4章检测系统及其抗干扰设计第5章应力与应变检测第6章位移、速度、加速度检测第7章压力及扭矩检测第8章流量检测第9章温度检测第10章检测算法第11章检测系统方案实例附录A铂铑10-铂热电偶分度表附录B铂铑30-铂铑6热电偶分度表附录C镍铬—镍硅(镍铬—镍铝)热电偶分度表附录D铜-康铜热电偶分度表附录E镍铬-康铜热电偶分度表《自动检测和仪表中的共性技术》作者：徐科军陈荣保张崇巍出版社：清华大学出版社译者：丛书名：其他出版日期：2000-12—1上架日期：2005—10—8ISBN：730204075320元本书阐述自动检测和仪表中的共性技术。