傳感器試卷及答案1

1、傳感器原理與應(yīng)用試題答案（一） 一填空（在下列括號(hào)中填入實(shí)適當(dāng)?shù)脑~匯，使其原理成 立 5分） 1. 用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的 電荷與作用在晶面上的壓強(qiáng)成正比，而與晶片 幾何尺寸 和面積無(wú)關(guān)。 2. 把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈互感變化的互感式 傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，其次級(jí)繞組都 用同名端反向形式連接，所以又叫差動(dòng)變壓器式傳感 3. 閉磁路變隙式電感傳感器工作時(shí)，銜鐵與被測(cè)物體 連接。當(dāng)被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，引起磁路中氣隙 尺寸發(fā)生相 對(duì)變化，從而導(dǎo)致圈 磁阻的變化。 4. 電阻應(yīng)變片是將被測(cè)試件上的 應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的傳 感元件。 5. 影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)

2、K。的主要因素是導(dǎo) 電材料幾何尺寸的變化。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每填一個(gè)空，分，意思相近2分。 二選擇題（在選擇中挑選合適的答案，使其題意完善每 題 4 分） 1電阻應(yīng)變片的線(xiàn)路溫度補(bǔ)償方法有（）。 A. 差動(dòng)電橋補(bǔ)償法 B. 補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法 C. 補(bǔ)償線(xiàn)圈補(bǔ)償法 D. 恒流源溫度補(bǔ)償電路法 2電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多 的是（ B）。 A. 60Q B. 120QC. 200Q D. 350Q 3. 通常用應(yīng)變式傳感器測(cè)量（ BCD） A.溫度 B.速度C.加速度 D.壓力 4. 當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離 時(shí)，將引起傳感器的（ B,D）。 d 增加 A.

3、 靈敏度增加 B. 靈敏度減小 C. 非統(tǒng)性誤差增加D.非線(xiàn)性誤差減小 5 .在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于 （BD）。 A.外光電效應(yīng)B.內(nèi)光電效應(yīng) C.光電發(fā)射D.光導(dǎo)效應(yīng) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：345題回答對(duì)一個(gè)2分，1題（）回答對(duì) 一個(gè)2分，兩個(gè)3分，2題（B）不對(duì)沒(méi)有得分。 三、回答下列問(wèn)題（每題 5分，答出原理3分，說(shuō)明2 分） 1.為什么1/2橋能提高靈敏度，減小非線(xiàn)性；利用橋路 中相鄰臂電阻變化相反，對(duì)鄰臂電阻變化相同的特點(diǎn)， 將兩個(gè)工作應(yīng)變片接入電橋的相鄰臂，并使它們一個(gè)受 拉，另一個(gè)受壓，如圖所示，稱(chēng)為半橋差動(dòng)電橋，半橋 差動(dòng)電橋電路的輸出電壓為 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 說(shuō)明出劃線(xiàn)部分

4、的重點(diǎn)意思得分，回答完整2分 Ri Ri R3 寫(xiě)出平衡條件：1分 設(shè)平衡時(shí) Ri = R2=R3=R4二R, 又厶Ri=A R2 = r則 得證結(jié)論：2分 Ul Ue R 2 R 可知半橋差動(dòng)電路不僅沒(méi) 有非線(xiàn)性誤差，而且電壓靈 敏度也比單一應(yīng)變片工作 (a)半橋差動(dòng)；(b)全橋差動(dòng) 時(shí)提高了一倍 2何謂壓阻效應(yīng)：固體受到力的作用后，其電阻率(或 由導(dǎo)體A、B組成的熱電偶，當(dāng)插入第三種導(dǎo)體時(shí)，只 要該導(dǎo)體兩端的溫度相同，插入導(dǎo)體 C后對(duì)回路總的熱 電勢(shì)無(wú)影響。 電阻)就要發(fā)生變化， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓阻效應(yīng) 2 - RI I 說(shuō)明2分 表達(dá)式3分 3. 中間導(dǎo)體定 E (1 2 ) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

5、律.eabcT,T0 eab T eab T0eab T，To 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 說(shuō)明3分 表達(dá)式2分 4. 周邊固支；壓力均布；小撓度。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：回答三條滿(mǎn)分，一條2分，兩條4分，三條 5分 5. 電壓放大器：適合高頻量測(cè)量，更換導(dǎo)線(xiàn)靈敏度要 重新標(biāo)定。 電荷放大器：適合高低頻量測(cè)量，靈敏度與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度無(wú) 關(guān)，只與反饋電容有關(guān)。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： （說(shuō)明：意思相近4分。若答電壓放大器放大電壓，電 荷放大器放大電荷不得分。） 四、作圖并說(shuō)明以下問(wèn)題（每題6分作圖3分，說(shuō)明3 分） 通常沿機(jī)械軸方向的力作用下 電荷的壓電效應(yīng)稱(chēng)為“橫- 產(chǎn)生 向 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： Fy + +卜 + + + + + (c) Fy

6、(d) 2. 說(shuō)明3分 作圖3分 注意圖與說(shuō)明一致 當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)， 1=2，初級(jí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生交變磁通1 和2,在次級(jí)線(xiàn)圈中便產(chǎn)生交流感 應(yīng)電勢(shì)。由于兩邊氣隙相等，磁阻 相等，所以1=2，次級(jí)線(xiàn)圈中感應(yīng)出的電勢(shì) e2i = e22，由 于次級(jí)是按電勢(shì)反相連接的，結(jié)果輸出電壓Usc=o。當(dāng) 銜鐵偏離中間位置時(shí)，兩邊氣隙不等（即1工2）,次級(jí)線(xiàn) 圈中感應(yīng)的電勢(shì)不再相等（即 e2i工e22）,便有電壓Usc 輸出。Use的大小及相位取決于銜鐵的位移大小和方向 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 說(shuō)明3分 作圖3分 3. 霍爾電勢(shì): Uh IB 達(dá)式3 作圖3 分，看磁場(chǎng)的在磁通量BT的表示符號(hào)與否，在，個(gè)別 符號(hào)沒(méi)有表示的適當(dāng)減1分，磁通量Bf的表示符號(hào)不 在的，不得分。 4當(dāng)線(xiàn)圈通入交變電流I 時(shí)，在線(xiàn)圈的周?chē)a(chǎn)生一交 變磁場(chǎng)Hi，處于該磁場(chǎng)中的 金屬體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 并形成渦流。金屬體上流動(dòng)的電渦流也將產(chǎn)生相應(yīng)的磁 場(chǎng)H2，H2與Hi方向相反，對(duì)線(xiàn)圈磁場(chǎng)Hi起抵消作用， 從而引起線(xiàn)圈等效阻抗 Z或等效電感L或品質(zhì)因數(shù)相應(yīng) 變化。金屬體上的電渦流越大，這些參數(shù)的變化亦越大。 根據(jù)其等效電路，列出電路方程 R1I1 j L1I1 j MI2 U j MI1 R2I2 j L2I2 0 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 回路方程寫(xiě)出3分 作圖3分 5光纖位移傳感器的工作原理 1、光纖位