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1、传感器原理复习资料一、填空题1. 传感器是 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置 ，传感器通常由直接感受被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号转换电路组成。2. 通常传感器由敏感元件、转换元件、信号转换电路三部分组成。3. 传感器的静态特性指标主要有灵敏度，分辨率，漂移，线性度，迟滞，重复性等。4. 传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞，它一般由实验方法测得。5. 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出增量与输入增量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。6. 运算式是计算传感器线性度的公式。7.
2、某位移传感器在输入量变化为5mm时，输出电压变化800mV，其灵敏度为160 mV/mm。8. 电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。9. 电位器式传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器 的理想空载特性曲线具有严格的线性关系。假定电位器全长为,其总电阻为，它的滑臂长度为，则滑臂间的阻值可以用=来计算。假定加在电位器A、B之间的电压为，则输出电压为=。其电阻灵敏度为。电压灵敏度为。10. 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。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为横向效应。11.
3、 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做应变。12. 电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非线性误差，同时还能起到提高灵敏度的作用。13. 电阻应变片式传感器按制造材料可分为金属材料和半导体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中的电阻变化主要是由应变效应形成的，而的电阻变化主要是由压阻造成的。半导体材料传感器的灵敏度较大。14. 用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分有应变式压力传感器、应变式加速度传感器等（任填两个）。15. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥接法可以得到最大灵敏度输出。16.
4、 应变测量电桥的三种接法分别为单臂桥、双臂桥、全桥。17. 要使直流电桥平衡，必须使电桥相对桥臂电阻值的乘积相等。18. 由R1、R2、R3、R4四个电阻构成的直流电桥，其中R1和R4对臂，R2和R3对臂。当电桥平衡时，其平衡条件为。若R1为应变电阻，初始平衡时四个电阻值相等。当R1受应变作用后变化R1，在作一级近似后，电桥的输出电压为。若采用半桥差动工作方式，且两个应变片的特性相同，则输出电压为，此时输入输出关系为线性。19. 交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的乘积相等且相对桥臂阻抗的相角之和相等。20. 交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为，若电桥平
5、衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为。21. 热电阻是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特点制成的一种热敏元件。22. 采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。23. 热敏电阻常数B大于零的是正温度系数的热敏电阻。24. 热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的 敏感元件。25. 热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻和临界温度热敏电阻型三大类。26. 按热电偶本身的结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶。27. 在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响，这一结论被称为热电偶
6、的中间导体定律。28. 热电偶所产生的热电势是接触电势电势和温差电势电势组成的，其表达式为=。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在冷端和显示仪表之间接入补偿导线，它的作用是延引热电极。29. 电容传感器主要有变间隙，变面积，变介电常数三种类型，其中变间隙型的输入被测量与输出被测量间的关系是非线性的。30. 电容式压力传感器是变变间隙型的。31. 变间隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此，实际中大都采用差动式电容传感器32. 电感式传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁组成。33. 在变压器式传感器中，原边和副边互感M的大小与原边线圈匝数成正比，与副边线圈匝数成正比
7、，与磁回路中磁阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式表示。34. 在变压器式传感器中，原边和副边互感M的大小与原边线圈的匝数成正比 ，与副边线圈的匝数成正比 ，与回路中的磁阻成反比 。（请填正比或反比）。35. 电涡流式传感器的激磁线圈通正弦高频交流时，在其周围产生交变磁场，使被测金属导体内产生电涡流 。它的存在要消弱激磁线圈内磁场的变化。使线圈等效阻抗发生变化（对比无被测金属时变小）。该变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应的大小与被测金属导体的电阻率、磁导率及几何形状有关，又与线圈的几何尺寸、线圈中激磁电流的幅度和频率有关，还与线圈与被测金属导体间的距离等参数有关。如果保持
8、上述中的其它参数不变，而只改变其中的一个参数，则传感器的阻抗就仅仅是这个参数的单值函数。通过测量线圈 电感 的变化量，即可实现对该参数的测量。36. 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称电涡流式传感器。37. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将增大。38. 压电材料可以分为天然压电晶体材料和人工合成压电材料两种。39. 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是一种典型的有源传感器。二、选择题1. A 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。A
9、 敏感元件 B 转换元件 C传感器 D被测量2. 传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的 D 。A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高3. 传感器在不考虑迟滞蠕变等因素的影响下，其静态特性方程为：，其中定义为静态灵敏度的量为 B 。A B C D 4. 属于传感器动态特性指标的是 D 。A重复性 B线性度 C灵敏度 D固有频率5. 变气隙式电感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的大小增大时，铁芯上线圈的电感量将 B A 增大 B减小 C不变6. 在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，是线性的关系 A 。A 变面积型 B变极距型 C变介电常数型7.
10、 一骨架为圆形截面的电位器，半径为，现用直径为，电阻率为的导线绕制，已知绕线节距为，则线绕式电位器的电阻灵敏度表达式为 B (需考虑导线的直径)。A. B. C. D. 8. 将电阻应变片贴在 C 上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。A.质量块B.导体 C.弹性元件 D.机器组件9. 应变片的主要参数有 BC 。A.额定电压 B.初始电阻值 C.允许工作电流 D.额定功率10. 产生应变片温度误差的主要原因有 A 。A电阻丝有温度系数 B试件与电阻丝的线膨胀系数相同C电阻丝承受应力方向不同11. 电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是 B 。A 60 B 120 C
11、200 D 35012. 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 D 。A 机械滞后 B 温漂 C 蠕变 D 横向效应13. 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 。 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14. 通常用应变式传感器测量 C 。A.温度 B.密度 C.加速度 D.电阻15. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为 C 的输出。A. 电阻 B. 电容 C. 电压 D. 电荷16. 热电偶温度计采用补偿导线的
12、目的是为了 B 。A节省热电偶的长度 B. 避免使用冷端补偿 C. 可以直接使用分度表17. 通常用热电阻测量 C 。A电阻B扭矩C温度D压力18. 对于正温度系数半导体热敏电阻，随着温度上升，电阻率 A 。A.上升B.迅速下降 C.保持不变 D.归零19. 热电偶可以测量 C 。A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势20. 热电偶中产生热电势的条件是 BC 。A两热电极材料相同 B两热电极材料不同C两热电极的两端温度不同D两热电极的两端温度相同21. 常用于测量大位移的传感器有( A )A.感应同步器B.应变电阻式 C.霍尔式 D.涡流式22. 电容传感器的输入被测量与输出量间的关系，除
13、B 之外是线性的。A.变面积型 B.变极距型 C.变介电常数型23. 目前，我国使用的铂热电阻的测量范围是 A 。A.200850C B.50850C C.200150C D.20050C24. 变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离之间是 A 。A 正比关系B 反比关系 C 无关系25. 测量范围大的电容式位移传感器的类型为 A 。A变极板面积型 B变极距型 C变介质型 D容栅型26. 由 A 组成交流电桥平衡条件可写成Z1Z2=Z3Z4A、电感和电容 B、电阻、电容和电感C、串联和并联 D、并联和混联27. 下列传感器中不能做成差动结构的是 D 。A 电阻应变式 B 自感式 C 电容式 D 电涡流式28. 差动电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时，当，则其输出电压正比于( B )。A B. C. D. 29 .差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M B 。A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化30. 下列不是电感式传感器的是
