第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？答：根据变气隙自感式传感器的计算式：00022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关；传感器的非线性误差：%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。
由此可见，要改善非线性，必须使l l∆要小，一般控制在0.1~0.2。
（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ∆不能过大。
）传感器的灵敏度：20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。
4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。
但实际输出并不为零，这个电压就是零点残余电压。
残差产生原因：①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不对称。
②存在寄生参数；③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。
④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。
⑤工频干扰。
差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除：①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R；②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。
在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。
第3章习题解答1.填空题（1）自感L ,电压或电流。
（2）变气隙式、变截面积式和螺线管式。
（3）大小、方向（4）互感量变化，变压器的基本原理，差动形式。
（5）变隙式、变面积式和螺线管式（6）高频反射式和低频透射式。
2.简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。
电感式传感器利用电磁感应原理，通过线圈自感或互感的改变来实现非电量的测量。
它可以把输入物理量，如位移、振动、压力、流量、比重、力矩、应变等参数，转换为线圈的自感系数L、互感系数M的变化，再由测量电路转换为电流或电压的变化。
电感式传感器种类很多，根据工作原理的不同分为自感式、互感式和电涡流式三种。
3.简述变气隙型传感器的结构和工作原理。
变气隙型传感器的结构是由线圈、铁心、衔铁三部分组成。
铁心和衔铁由导磁材料如硅钢片等材料制成，在铁心和衔铁之间留有空气隙δ。
被测物与衔铁相连，当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变而引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。
电感量的变化通过测量电路转换为电压、电流或频率的变化，从而实现对被测物位移的检测。
4. 变气隙式、变面积式和螺线管式传感器各有何特点？变气隙式、变面积式和螺线管式三种类型自感传感器相比较，变气隙型自感传感器灵敏度高，它的主要缺点是非线性严重，为了限制线性误差，示值范围只能较小；它的自由行程小，制造装配困难。
变截面型自感传感器灵敏度较低，变截面型的优点是具有较好的线性，因而范围可取大些。
螺管型自感传感器的灵敏度比截面型的更低，但示值范围大，线性也较好，得到广泛应用。
5. 什么是零点残余电压？简要说明产生零点残余电压的原因及减小残余电压的方法。
当衔铁位于中心位置，即输入为零时，差动变压器的输出电压并不等于零，通常把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，它的存在使传感器的输出特性曲线不过零点，造成实际特性与理论特性不完全一致。
产生零点残余电压的原因有很多，不外乎是变压器的制作工艺和导磁体安装等问题，主要是由传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等引起的。
第10章辐射与波式传感器一、单项选择题1、下列对红外传感器的描述错误的是（）。
A. 红外辐射是一种人眼不可见的光线B. 红外线的波长范围大致在0.76~1000μm之间C. 红外线是电磁波的一种形式，但不具备反射、折射特性D. 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。
2、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中正确的是（）A．参比气室内装被分析气体 B.参比气室中的气体不吸收红外线C．测量气室内装N2 D. 红外探测器工作在“大气窗口”之外3、红外辐射的物理本质是（）A．核辐射 B．微波辐射 C．热辐射 D．无线电波4、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中错误的是（）A．参比气室内可装N2 B.红外探测器工作在“大气窗口”之内C．测量气室内装被分析气体 D.参比气室中的气体要吸收红外线5、红外线是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。
它的波长范围大致在 ( )到1000μｍ的频谱范围之内。
A.0.76nmB.1.76nmC.0.76μｍD.1.76μｍ6、在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和（）。
这里所说的“远近”是相对红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。
A.微波区B.微红外区C.X射线区D.极远红外区7、红外辐射在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们是0.2～2.6μｍ、3～5μm和（）,统称它们为“大气窗口”。
A.8～14μｍB.7～15μｍC.8～18μｍD.7～14.5μｍ8、红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据。
其中响应波长范围（或称光谱响应），是表示探测器的（）相应率与入射的红外辐射波长之间的关系。
A.电流B.电压C.功率D.电阻9、光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下，产生（）。
使材料的电学性质发生变化。
通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。
光子效应所制成的红外探测器。
A.光子效应B.霍尔效应C.热电效应D.压电效应10、当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫（）。
一、选择题1. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（）. BA、增加敲击力B、增加锤头硬度C、增大锤重D、减小锤重2。
利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）。
C两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片3。
属于传感器动态特性指标的是（ )。
BA．迟滞B．过冲量C．稳定性D．线性度4。
传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（）。
D线性度越好迟滞越小重复性越好分辨力越高5。
感应同步器的作用是测量（）。
C电压B。
电流C．位移D．相位差6.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（）。
BA．自感式传感器B．磁电感应式传感器C．电容式传感器D．应变式传感器7。
金属在受到外力作用时，会产生相应的应变,其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为（）。
CA．霍尔效应 B．光电效应C．应变效应 D．压电效应8。
在霍尔元件的主要指标中,KH是指（）灵敏度。
AＡ．磁Ｂ．乘积Ｃ．电流Ｄ．电势9。
在检测技术中，主要采用的是压电型换能器，发射超声波利用压电材料的（ ). CA．多普勒效应 B．多普勒频移 C．逆压电效应 D．正压电效应10。
传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为（）。
BA．非线性 B．迟滞 C．重复性 D．灵敏度误差11.不能实现非接触式测量的传感器是( ).AA 压电式B 电涡流式C 光电式D 光纤式12.（ )是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。
CA．敏感元件B．转换元件C．传感器D．被测量13.半导体应变片的主要优点是( ）。
BA．线性好B．灵敏度高C．温漂小D．稳定性好14.为减轻传感器测量电路的负载效应，应（ ).AA．增大负载内阻B．使负载阻抗与信号阻抗匹配C．减小负载内阻D．最好使负载短路15。
