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1、传感器原理及其应用习题第1章 传感器的一般特性一、选择、填空题、 衡量传感器静态特性的重要指标是敏捷度_、_线性度_、_迟滞_、_反复性_等。2、一般传感器由_敏感元件_、转换元件_、_转换电路_三部分构成， 是能把外界非电量转换成_电量_的器件和装置。3、传感器的_标定是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并拟定不同使用条件下的误差关系。4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为 粗大 、 系统 和随机误差三类，其中 随机误差 可以通过对多次测量成果求平均的措施来减小它对测量成果的影响。、一阶传感器的时间常数越_,其响应速度越慢；二阶传感器的固有频率0越_, 其工作频带越宽。6、
2、按所根据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为 、 、 、 。7、非线性电位器涉及 和 两种。8、一般意义上的传感器涉及了敏感元件和(C ）两个构成部分。A.放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件9、若将计算机比方成人的大脑,那么传感器则可以比方为( ）。A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 . 皮肤0、属于传感器静态特性指标的是（D ）.固有频率 .临界频率 .阻尼比 .反复性11、衡量传感器静态特性的指标不涉及( C )。A. 线性度 B. 敏捷度 频域响应 D. 反复性12、下列对传感器动态特性的描述对的的是 （ ）A 一阶传感器的时间常数越大, 其响应速度越快 二阶
3、传感器的固有频率0越小， 其工作频带越宽C 一阶传感器的时间常数越小,其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率越小, 其响应速度越快。二、计算分析题1、什么是传感器？由几部分构成？试画出传感器构成方块图。2、传感器的静态性能指标有哪某些,试解释各性能指标的含义。作业、传感器的动态性能指标有哪某些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题、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;半导体或固体受到作用力后_电阻率_要发生变化,这种现象称_压阻_效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相似但应变不同,圆弧部分使敏捷度下降了,这种现象称为_横向_效应。、
4、产生应变片温度误差的重要因素有电阻温度系数的影响、_实验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响_。、应变片温度补偿的措施有_电桥补偿法_、应变片的自补偿法、_ 、 。4 在电桥测量中,由于电桥接法不同，输出电压的敏捷度也不同,_全桥_接法可以得到最大敏捷度输出。5.半导体应变片工作原理是基于 压阻 效应,它的敏捷系数比金属应变片的敏捷系数 大十倍6.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 线性误差同步还能起到温度补偿的作用。7、若应变计基长L=4,应变波速=50m/s，则上升时间= ,可测频率f= 。8、压阻式传感器测量电桥的电源可采用_也可采用_供电。、应变式传感器重要用于测量_
5、等物理量;光电式传感器重要用于测量_等物理量；压电式传感器重要用于测量_等物理量。10、应变式传感器是基于_效应工作的。对金属应变片，其电阻的变化重要是由于中的_变化引起的湿敏传感器是指能将_转换为与其成一定比例关系的电量输出的装置选择：1、全桥差动电路的电压敏捷度是单臂工作时的（ C )。A. 不变 B. 倍 4倍 D.倍运用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其敏捷度高、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 .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似的工作应变片3、产生应变片温度误差的重要因
6、素有( B）A、电阻丝有温度系数 、试件与电阻丝的线膨胀系数相似C、电阻丝承受应力方向不同4.运用电桥进行温度补偿，补偿片的选择是(A） 与应变片相邻，且同质的工作片 B与应变片相邻，且异质的工作片 C.与应变片相对，且同质的工作片 .与应变片相对，且异质的工作片5.一般用应变式传感器测量( C )。A 温度 密度C.加速度 D.电阻6影响金属导电材料应变敏捷系数K的重要因素是( B ）。A.导电材料电阻率的变化 .导电材料几何尺寸的变化.导电材料物理性质的变化 导电材料化学性质的变化7电阻应变片的线路温度补偿措施有(A B ）。A差动电桥补偿法 B补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C补偿线圈补偿
7、法 恒流源温度补偿电路8、金属丝应变片在测量构件的应变时,电阻的相对变化重要由 ( ）来决定的。A、贴片位置的温度变化 B、 电阻丝几何尺寸的变化 、电阻丝材料的电阻率变化 D、外接导线的变化二、计算分析题1 阐明电阻应变测试技术具有的独特长处。(1） 此类传感器构造简朴，使用以便，性能稳定、可靠;(2) 易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；(3) 敏捷度高，测量速度快,适合静态、动态测量；(4) 可以测量多种物理量。2、一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上下两面各贴有两片敏捷系数均为k = 2的金属箔式应变片做成秤重传感器。已知梁的L= 100mm,=11mm,h= 3m，梁
8、的弹性模量E=2.1104 N/mm2。将应变片接入直流四臂电路，供桥电压Usr 12V。试求：秤重传感器的敏捷度(/kg）?;当传感器的输出为v时,问物体的荷重为多少?提示：等强度梁的应变计算式为=6FL/h2 3 一种量程为0N的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径2，内径8mm在其表面粘贴八个应变片,4个沿轴向粘贴,个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为10欧，敏捷度为2,泊松系数03，材料弹性模量21x01Pa。规定；（1）给出弹性元件贴片位置及全桥电路；(）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化;（3)当桥路的供电电压为l时,计算传感器的输出电压解：（1)全桥电路如下图所示
9、（）圆桶截面积应变片、3、4感受纵向应变;应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：(3）4、以阻值R=12,敏捷系数K=2.的电阻应变片与阻值120的固定电阻构成电桥,供桥电压为V，并假定负载电阻为无穷大,当应变片的应变为2和时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种状况下的敏捷度。解：依题意单臂: 差动: 敏捷度：可见,差动工作时，传感器及其测量的敏捷度加倍。5、 一台采用等强度梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片,做成称重传感器,如图22（见教材，附下）所示。已知l=10mm，b0m,h3mm,E=.10Nmm2，K=2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6V,求其电压
10、敏捷度(Ku=U0F)。当称重0.5g时，电桥的输出电压U0为多大？ 图2-12 悬臂梁式力传感器解：等强度梁受力时的应变为 当上下各贴两片应变片，并接入四臂差动电桥中时，其输出电压： 则其电压敏捷度为 =3310-3 (VN)=34（mV/N） 当称重 F=.5kg=059.8N=.9N时，输出电压为 U0 =uF=3.43.91.97(V) 第3章 电感式传感器一、选择、填空题1.变间隙式自感传感器的_测量范畴和敏捷度及线性度_是互相矛盾的，因此在实际测量中广泛采用_差动_构造的变隙电感传感器。.电感式传感器是运用被测量变化磁路的磁阻，导致_线圈电感量变化的。 磁电式传感器是运用_电磁感应
11、现象产生感应电势的。而霍尔式传感器是运用_半导体_在磁场中的霍尔效应而输出电势的。3. 电感式传感器种类诸多。虽然构造形式多种多样，可分为变气隙式_、变面积式_、螺线管式_三种构造。4电涡流传感器根据鼓励电流频率的高下，可以分为_高频反射式_、_低频透射式两种。5、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的,另一方面级绕组都用反向串联 形式连接,因此又叫差动变压器式传感器。、变隙式差动变压器传感器的重要问题是敏捷度与测量范畴 的矛盾。这点限制了它的使用,仅合用于 微小位移 的测量。7、变气隙式自感传感器，当街铁移动接近铁芯时，铁芯上的线圈电感量 增长 （增长,减少)。8、电感式传感器是以电和磁为媒介，运用电磁感应原理将被测非电量如压力、位移、流量等非电量转换成线圈_或_的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置。、二、计算分析题、 阐明电感式传感器有哪些特点。2、分析比较变磁阻式自感传感器、差动变压器式互感传感器的工作原理和敏捷度。3、试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。4、分析电
