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1、第六章传感器原理与测量电路习题（一）填空题1、属于能量控制型的传感器有 电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器 等, 属于能量转换型的传感器有 热电偶温度传感器、压电式加速度传感器 等（每个至 少举例两个）。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 机械变形 引起的 电阻变化，后者利用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 差动式 工作方式。4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：电荷 放大器和 电压 放 大器，后接 电荷 放大器时，可不受连接电缆长度的限制。5
2、、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_电涡流效应。6、 磁电式速度计的灵敏度单位是V/（mm/s）。7、压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。（二）选择题1、电阻应变片的输入为2。（1）力 （2）应变（3）速度（4）加速度2、 结构型传感器是依靠 3的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质（物性型）（2）体积大小 （3）结构参数（4）电阻值3、不能用涡流式传感器进行测量的是4。（电涡流效应）（1）位移（2）材质鉴别 （3）探伤（4）非金属材料4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成2 关系。C =娑4d（1）非线性 （2）线性（3）反比 （4）平方5、 半导体
3、式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要。（1）长度 （2）截面积（3）电阻率 （4）高通6、 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。（1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度（4）压电常数7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的传感器。（1）电容式（2）压电式（3）电阻式（4）电涡流式8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙5变化时，其灵敏度S与5之间的关系是：S =二。？,1（1） k（2） k5（3） k5 -2（4） 一 k5 -259、 光电倍增管是利用2效应制成的器件。（1）内光电（2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层10、光
4、敏元件中 2 是直接输出电压的。（1）光敏电阻（2）光电阻（3）光敏晶体管（4）光导纤维11、下列传感器属于发电型位移传感器的是（D ）。A.电阻式位移传感器B.电容式位移传感器C.电感式位移传感器D.磁电式位移传感器12、测量范围大的电容式位移传感器的类型为（A ）A.容栅型 B.变极距型（小） C.变介质型D.变极板面积型13、在光栅式位移传感器中，为了分辨小于栅距W的位移量，必须采用（D ）。A.放大电路B.辨向电路C.微分电路D.细分电路14、可用作测量小位移的传感器有（C ）。A.电涡流传感器 B.感应同步器 C.光栅 D.磁尺15、压电传感器是高内阻传感器，因此，要求前置放大器的输
5、入阻抗（A ）。A.很高B.较高C.很低D.较低16、半导体应变片的工作原理是基于（C ）。A.压磁效应B.压电效应 C.压阻效应 D.霍尔效应（三）判断对错题（用或X表示）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。（x ） ?4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（x ） ?（四）简答和计算题1、哪些传感器可选作小位移传感器？答：光栅传感器、变极距型电容式、变气隙型电感式、电涡流式、压电式、霍尔式、气动流量式、应变电阻式。2、涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡
6、流式传感器能否测 量大位移量？为什么？答：涡流传感器能对位移，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，体积小，结构简单，不怕油等介质污染；涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范 围较小时，才能保证一定的线性度。3、电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？答：厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等4、电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。答：电涡流传感器不能测量塑料物体移动的位移；因为检测对象错误，塑料不能产生涡流;要在塑料上加装金属材质的物体。5、压电式加速度传感器与压电
7、式力传感器在结构上有何不同，为什么？答：加速度传感器要通过质量块把加速度转换为力作用在压电片上。6、试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。（1）用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理；（2）两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。答：1一（1倍感器胸结构刎图a所示，它布传力蛾、弹性圆种、双螺管绻郦 衔铁、传感器座等儿 部分组成U境理：被测力F通:佐力埃作用在弹性圆抽L弹性阊桶的变形常动衔快移动，位双 螺管线圈的电感置发生变化，从而实现力的测量-（习莺桥的接波如图h所示：7、某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r = 4（mm），工作初始极板间距离0.3（mm
8、），介质为空气。问:答：（1）（2）mV)（1）如果极板间距离变化量A5 = 1（pm），电容的变化量AC是多少?如果测量电路的灵敏度k1 = 100（mV：;pF），读数仪表的灵敏度k2 = 5 （格/在AS =1（pm）时，读数仪表的变化量为多少?由电容的计算公式为: A AC = f，则：AC =十;7SS 0 - ASA、当 AS = 1pm 时：C =工L = &810-12 x1* x 0.0042 = 14779 x 10-12 F S -AS 0(0.3 + 0.001)x 10-3则:8.85 x 10-12 x 1x兀 x 0.0042 AC = C C0 = 1.4779
9、 x 10-12 = -4.9 x 10-3 PF0.3 x 10-3B、当 AS= -1pm 时：C = A = 8.0-12 x 1xfx0.0042 = 1.4878 x10-12 FS - AS0G.3-0.001)x 10-3则：8.85 x 10-12 x 1x兀 x 0.0042AC = C - C0 = 1.4878 x 10-12 = 5 x 10-3 PF0.3 x 10-3（2）当AS= 1pm时：读数仪表的变化量为4.9 x 10-3 PF x 100 x 5 = 2.45 格当AS = -1pm时：读数仪表的变化量为5 X10-3 PF x 100 x 5 = 2.5
10、 格8、选用传感器的基本原则是什么？答：灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方法、体积、重量、价格等各方面综合考虑。9、什么是物性型传感器？答：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的传感器。例如：水银温度传感器。10、什么是压电效应？答：某些物质，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生 电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。11、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器？答：当传感器与高压放大器之间的连接电缆发生变化时，由于电缆电容与传感器电容并联， 必然引起传感器输出电压的灵敏度变化，引起误差，解决办法之一就是采用电荷放大器。12、什么是结构型传感器？答：基于转换元件的某一结构参数发生改变实现信号转换的传感器。比如：应变电阻式传感 器（应变片的尺寸发生改变）、电感式传感器（变间隙或变面积等）、电容式传感器（变间 隙或变面积等）以及磁电式传感器等。
