传感器习题及答案.docx
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1、传感器习题及答案选择题 1码盘式传感器是建立在编码器的基础上的,它能够将角度转换为数字编码,是一种数字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、_a_和_c_三种。 a.光电式 b.磁电式 c.电磁式 d.感应同步器 2. 改变电感传感器的引线电缆后,_c_。 a.不必对整个仪器重新标定 b. 必须对整个仪器重新调零 c. 必须对整个仪器重新标定 d. 不必对整个仪器重新调零 3应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、_c_、_d_等。 a.测量范围的选择 b.电源的选择 c. 阻值的选择 d. 尺寸的选择 e.精度的选择 f.结构的选择 4应变片绝缘电阻是指已粘贴的_b_应变片的之间的电阻值。
2、a.覆盖片与被测试件 b.引线与被测试件 c.基片与被测试件 d.敏感栅与被测试件 5在光的作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,引起物体电阻率的变化,这种现象称为_d_。 a.磁电效应 b.声光效应 c.光生伏特效应 d.光电导效应 6.结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的,在铁芯与衔铁之间有一个空气隙,空气隙厚度为。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时,衔铁将会运动而产发生变化。这种结构可作为传感器用于_c_。 生位移,使空气隙a. 静态测量 b. 动态测量c. 静态测量和动态测量d. 既不能用于静态测量,也不能用于动态测量 7. 4
3、 不属于测试系统的静特性。 灵敏度 线性度 回程误差 阻尼系数 8. 电阻应变片的输入为 1 。 力 应变 速度 加速度 9. 结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。 本身物理性质 体积大小 结构参数 电阻值 10. 不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。 位移 材质鉴别 探伤 非金属材料 11. 变极距电容传感器的输出与输入,成 1 关系。 非线性 线性 反比 平方 12. 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 3 。 长度 截面积 电阻率 高通 13.压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的 3 产生变化。 固有频率 阻尼比 灵敏度 压电常数 14.在测量位
4、移的传感器中,符合非接触测量,而且不受油污等介质影响的是 4 传感器。 电容式 压电式 电阻式 电涡流式 15.光电倍增管是利用 3 效应制成的器件。 内光电 外光电 光生伏特 阻挡层 16.光敏元件中 3 是直接输出电压的。 光敏电阻 光电阻 光敏晶体管 光导纤维 17属于传感器动态特性指标的是 A重复性 B线性度 C灵敏度 D固有频率 18按照工作原理分类,固体图象式传感器属于 1 A光电式传感器 B电容式传感器 C压电式传感器 D磁电式传感器 19测量范围大的电容式位移传感器的类型为 A变极板面积型 B变极距型 C变介质型 D容栅型 20利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、
5、非线性误差小 A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B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 21.下图所示器件为 霍尔 传感器填空题: 1、属于能量控制型的传感器有 电阻,电容,电感 等,属于能量转换型的传感器有 压电,磁电 等。 2、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 金属的机械变形 引起的电阻变化,后者利用 半导体材料的电阻率 变化引起的电阻变化。 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、电
6、式传感器的测量电路有两种形式: 电压 放大器和 电荷 放大器,后接 放大器时,可不受连接电缆长度的限制。 5、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡电流 效应。 6、磁电式速度计的灵敏度单位是 mv/(m/s) 。 7、压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 传感器静态特性指标主要有等.而其动态特性指标主要有时域分析和频域分析两部分. (2) 传感器的精度A含义是在规定范围内,其允许的最大误差值相对测量范围的百分数根据精度等级概念,若测得某传感器A=0.48%,则该传感器应定为0.5级精度. (3) 传感器线度dA含义是在规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间最大
7、偏差与满量程输出值的百分比拟合刻度直线方法有切线法、端基法、最小二乘法三种。 (4) 某电容式位移传感器,当被测位移变化量X=50m应为2% (5) 传感器的最小检测量是指传感器能确切反应被测量的最低限量而言,最小检测量愈小则表示传感器检测微量能力愈高. 10-2 (1) 金属应变片工作原理是应变效应半导体应变片工作原理是压阻效应二者应变灵敏度系数主要区别是- - -. (2) 为提高应变片动态测量精度,当被测应变片波长一定时同岁有基长一定时,现有基长分别为10mm和20mm两种应变片,则应选用基长为15mm的应变片,方可减小动态误差, (3) 应变式传感器产生温度误差的原因为电阻丝有一定的温
8、度系数和电阻丝材料与测试材料膨胀系数不同m,相应输出电容变化量C=25PF,其平均灵敏度为 0.5PF/um用切线法求得线性度为1%.若现采用差动式电容结构,其灵敏度应为1PF/um用切线法求得线性度 2 通常采用的温度补偿方法有单丝自补偿,双丝自补偿,电路补偿等. (4)应变片灵敏度系数K的测试条件是受一维应力作用、应变片轴向与主应力方向一致、试件材料的泊松比为0.285的钢材。测得的K值大小比应变丝的应变灵敏度系数ks小其原因是横向效应和胶层效应传递变形失真 (5) 为减小温度误差,压阻器件一般采用源供电.而器件本身受温度影响要产生漂移和漂移.因此要采用温度补偿措施,方法有 等. 10-3
9、 (1) 电容式传感器分布电容的存在对测量的危害性是: .通常采用消除和减小颁布电容的方法有等. (2) 平等板式电容传感器,变面积型可用于检测,变间距型可用于检测而变介质型可用于检测等参数. (3) 当差动式电容测量电路输出电压为U=C1-C2C1+C2E的形式时(E为电源电压,C1和C2为差动电容),则其具有的特点是具有温度补偿功能、灵敏度高、非线性误差小。 (4) 运算法测量电容传感器电路具有的特点是:。 (5) 电容式差压变送器的敏感电容结构是,其主要特点是。 。 10-4 (1) 差动电感及差动变压器的位移电压特性均为关于原点对称线性输出-特性,因而测位移存在移动方向判断问题,解决此
10、问题的方法是采用相敏检波电路. 2) 提高差动变压器输出信号电压的措施有: 等。 (3) 差动变压器零点残余电压产生的原因是:等,消除和减小的方法有: 等. (4) 电涡流检测线圈结构特点是采用-线圈,当被测-材料靠近它时,利用线圈变化-进行测量. (5) 电涡流传感器应用方式可分为两大类:即按不同可分为,它主要用于检测等参数. 10-5 (1) 压电元件的原理是效应,它的主要特点是-.目前常使用的压电材料有等. (2) 压电式传感器对测量-信号无响应,其被测信号频带上限取决于-,频带下限取决于-. (3) 压电元件测量电路采用前置放大器的目的是: .目前经常应用的前置放大器有两种. (4)
11、若单片压电片等效电容为C,输出电荷为q,输出电压为U.则将相同两片串接后其总参数C为c/2,q为q,U为2U;若改为两片并接后,其总参数C为2C,q为2q,U为U. (5) 石英压电元件的纵向压电效应是X方向的作用力,在垂直于x轴的 电极面上产生电荷;而横向压电效应是y方向的作用力在垂直于x轴的电极面上产生电荷. 10-6 (1) 编码器按组成原理可分为-等。编码器按用途不同可分,分别用于检测参数。 光栅传感器是根据原理制成的。是由-组成的,主要用于-检测等参数。 莫尔条纹的宽度BH由-决定。一般调节莫尔条纹宽度主要采用的方法是。 振弦式传感器采用-系统,其输出为-信号。主要用于检测-【力、温
12、度、 3 距离】-等参数。 振弦传感器的固有频率f0与弦线的-等参数有关。为改善其输出f-T特性的非线性,可采用- -等方法。 10-7 热电偶的工作原理是-效应,热电势包括-两种,能产生热电势的必要条件是-。 热电偶补偿导线的作用是,对选择补偿导线的要求是。 热电阻测温的原理是,一般目前常用的热电阻有等。 热敏电阻按温度系数分为、 、 三种,热敏电阻本身温度取决于、 两个因素。 热敏电阻用于测温元件时,其工作电流要求为,应该工作在伏安曲线的区域,原因是。 10-8霍尔元件由于采用了,元件才有实用价值,它是一个端元件,一般可用于检测等参数。 霍尔元件的不等位误差是指而言。其产生的原因为、等,减
13、小不等位电势的方法有等。 光电效应分为三类即:,相应的器件有;,相应的器件有;效应,相应的器件有。 光电池的原理是利用。从光照特性可以看出其开路电压与照度为关系,而短路电流与照度成效应,所以光电池作为检测元件时应取的输出形式。 判断对错题 1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。 2、涡流式传感器属于能量控制型传感器 3、压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。 4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。 5压电式传感器可以用来测量静态力及动态力。 6出现正压电效应,则一定存在逆压电效应。 7. 改变压电传感器的引线电缆后,必须对等效电容CC重新计算。 8. 压电片的连接方式有
14、两种,分别是串联形式和并联形式。 9金属丝电阻应变片的基本特性中对测量结果影响最大的是机械滞后。 简答和计算题 1什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 答:传感器:是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输另一种物理量的装置,由敏感元件,转换元件,和测量电路。敏感元件是将检测被测量的变化,转换元件是将非电量直接转换为电量的器件,测量电路是将输出的电量变成便于显示,记录,控制和处理的有用电信号的电路。其中核心元件是转换元件。 2什么是静特性?包括哪些参数? 答:传感器的输入信号不随时间变化或者变化非常缓慢时,输出量和输入量之间的函数关系称为静态特性。包括线性度,灵敏度,精确度,
15、最小检测量和分辨力,迟滞,重复性,零漂,温漂。 3超声波的波型有几种?是根据什么来分类的? 答:超声波的波型有纵波、横波、表面波、兰姆波。 依据超声场中质点的振动与声能量传播方向之间的关系来分。 4.简述电容式传感器的工作原理。 4 答:两平行极板组成的电容器,其电容量为 c=s/d。当被测量的变化使式中的任一参数发生变化时,电容量C也就随之变化。电容式传感器检测被测量的变化,并将其转化为电容量的变化,通过测量电路又转化为电压量或是电流量的变化,从而测量出被测量的大小。 5. 什么是应变效应?什么是压阻效应?什么是横向效应? 答:金属导体的电阻值随着它受力所产生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发
16、生变化的现象称之为金属的电阻应变效应。压阻效应:对半导体施加一定的应力时,其电阻率产生变化的现象 ;横向效应:应变片由于纵向应变和横向应变的影响,电阻值减小。 6. 试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。 答:相同点:在一定条件下能改变自身的物理性质,并且将其转变成电阻的变化。 不同点:材料不同,灵敏度不同。半导体基于压阻效应,也就是受到压力时其电阻值会发生变化,但半导体应变片的灵敏系数比金属应变片要大很多,用于大信号输出的场合,但是机械强度低,受温度影响大。金属应变片机械轻度高,灵敏度低,成本也低。 7. 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么? 答:温度误差:1
17、,对电阻温度系数的影响。2,试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 补偿方法:1,电桥补偿法。 2,单丝自补偿法。3.双丝组合式补偿法。 8. 单臂电桥存在非线性误差,试说明解决方法。 答:为了减小和克服非线性误差,常采用差动电桥在试件上安装两个工作应变片,一个受拉应变,一个受压应变,接入电桥相邻桥臂,称为半桥差动电路。比单臂工作时灵敏度提高一倍,同时具有温度补偿的作用。 9. 涡流式传感器的主要优点是什么? 电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量? 答:优点:能对位移,厚度,表面温度,速度,应力,材料损伤等进行非接触式连续测量,具有体积小,灵敏度高,频率响应宽等特点,应用广泛。
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