傳感器與檢測技術(shù)(復(fù)習(xí)綱要)整理2

1、復(fù)習(xí)重點：1、 半橋、全橋差動電路Uo計算:2、3、 應(yīng)變片貼法(彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變片構(gòu)成,粘合劑形成的膠層必須準(zhǔn)確迅速地將披測件應(yīng)變傳進(jìn)到敏感柵上)；4、 相敏檢波電路分析；5、 差動整流電路；6、 電渦流式傳感器的應(yīng)用；習(xí)題1：第一章緒論1、 選擇題1，測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等。2. 隨著人們對各項產(chǎn)品技術(shù)含量要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面發(fā)展。其中，典型的傳感器智能化結(jié)構(gòu)模式是（ D ）A.傳感器+通信技術(shù) B.傳感器+微處理器 C.傳感器+多媒體技術(shù) D.傳感器+計算機3. 傳感器主要完成兩方面的功能：

2、檢測和（D ） A.測量 B.感知 C.信號調(diào)節(jié) D.轉(zhuǎn)換 4. 傳感技術(shù)的作用以下說法正確的是：（C ）A. 傳感技術(shù)是產(chǎn)品檢測和質(zhì)量控制的重要手段B. 傳感技術(shù)在系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行監(jiān)測中得到了廣泛應(yīng)用C. 傳感技術(shù)及裝置是自動化系統(tǒng)不可缺少的組成部分D. 傳感技術(shù)的完善和發(fā)展推動著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步5. 傳感技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括：（ C）A.信息獲取 B.信息轉(zhuǎn)換 C.信息處理 D.信息傳輸6. 傳感器的下列指標(biāo)全部屬于靜態(tài)特性的是（ C ）A.線性度、靈敏度、阻尼系數(shù)B.幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差C.遲滯、重復(fù)性、漂移D.精度、時間常數(shù)、重復(fù)性7、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的

3、時間是（ D ）A.延遲時間 B.上升時間 C.峰值時間 D.響應(yīng)時間8.傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件 和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。9.儀表的精度等級是用儀表的（ 相對誤差 絕對誤差 引用誤差）來表示的10.測量范圍為20mA到20mA模擬指針儀表，測得一個實際值是10mA的電流，測得的結(jié)果是11mA，則滿度相對誤差 2.5% 。11.不能實現(xiàn)非接觸式測量的傳感器是 A 。A 壓電式傳感器 B 電渦流式傳感器 C 光電式傳感器 D 超聲波傳感器12.傳感器的組成部分中，直接感受被測

4、物理量的的是_B_。A 轉(zhuǎn)換元件 B 敏感元件 C 轉(zhuǎn)換電路 D 放大電路13.以下誤差在數(shù)據(jù)處理時應(yīng)該剔除的是 A 。A 粗大誤差 B 絕對誤差 C 系統(tǒng)誤差 D 隨機誤差14. 傳感器能感知的輸入變量越小，表示傳感器的_C_。A重復(fù)性越好 B 可靠性越高 C分辨率越高 D 穩(wěn)定性越好15.下列傳感器中，屬于發(fā)電型測力傳感器的是_C_。 A電容式傳感器 B 自感式傳感器 C 壓電式傳感器 D 電阻式傳感器16.非線性度的計算公式二，填空題1. 傳感器的能感受被測量并按照_一定規(guī)律和精度_轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由直接響應(yīng)于被測量的_敏感元件_、產(chǎn)生可用信號輸出的_傳感元件_以及相

5、應(yīng)的_轉(zhuǎn)換電路_組成。2. 傳感器技術(shù)的共性，就是利用物理定律和物質(zhì)的_轉(zhuǎn)換規(guī)律_，將_被測量_轉(zhuǎn)換成_電量_。3. _檢測技術(shù)_是人們?yōu)榱吮粰z測對象所包含的信息進(jìn)行定性了解和定量掌握所采取的一系列技術(shù)措施。4. 某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mV，其靈敏度為_。=300mv/5mm三、簡答什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些指標(biāo)？如何用公式表示這些性能指標(biāo)？表示傳感器在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出輸入關(guān)系。希望輸出與輸入具有確定的對應(yīng)關(guān)系，且呈線性關(guān)系。主要指標(biāo)有：線性度、靈敏度 、遲滯 、重復(fù)性、零點漂移= 、溫度漂移。 某1.0級電流表，滿刻度值，求測量值分別 時的最大

6、標(biāo)稱相對誤差。 習(xí)題2：第二章電阻式傳感器原理與應(yīng)用一，選擇題1. 影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（ AB ）A.導(dǎo)電材料電阻率的變化 B.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化 D.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化2電阻應(yīng)變片的線路溫度補償?shù)姆椒ㄓ校?A ）A.差動電橋補償法 B.補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法C.補償線圈補償法 D.恒流源補償電路法3當(dāng)應(yīng)變片的主軸線方向與試件軸線方向一致，且試件軸線上受一維應(yīng)力作用時，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K的定義是（ B ）A.應(yīng)變片電阻變化率與試件主應(yīng)力之比B.應(yīng)變片電阻變化率與試件主應(yīng)力方向的應(yīng)變之比C.應(yīng)變片電阻率與試件主應(yīng)力方向的應(yīng)變之比D.應(yīng)

7、變片電阻率與試件作用力之比4由（ A ）、應(yīng)變片以及一些附件（補償元件，保護(hù)罩）組成的裝置稱為應(yīng)變式傳感器。A.彈性元件 B.調(diào)理電路 C.信號采集電路 D.敏感元件5電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史，是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一，將電阻應(yīng)變片粘貼到各種彈性敏感元件上，可構(gòu)成測量各種參數(shù)的電阻應(yīng)變式傳感器，這些參數(shù)包括（ A ）A.位移 B.加速度 C.力 D.力矩二，填空題1 單位應(yīng)變引起的_電阻相對變化量_稱為電阻絲的靈敏系數(shù)。2 金屬絲在外力作用下發(fā)生機械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為_應(yīng)變_效應(yīng)；半導(dǎo)體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為_溫度效應(yīng)_效應(yīng)。3 應(yīng)變式傳感器是利

8、用電阻應(yīng)變片將_應(yīng)變_轉(zhuǎn)換為_電阻_變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼_電阻應(yīng)變片_元件構(gòu)成，彈性元件用來_將被測量轉(zhuǎn)化成應(yīng)變_，_應(yīng)變_元件用來_處理并輸出被測量_。4 要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設(shè)計的測量電路，通常采用_或_。5 減小或消除非線性誤差的方法有_和采用差動電橋。其中差動電橋可分為_半橋差動_和_全橋差動_兩種方式。6. 電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為 _金屬_ 材料和_半導(dǎo)體_體材料。它們在受到外力作用時電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng) 形成的，而的電阻變化主要是由 溫度效應(yīng)造成的。 半導(dǎo)體 材料傳感器的靈敏度較大。7

9、.電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為 _金屬_ 材料和_半導(dǎo)體_體材料。它們在受到外力作用時電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng) 形成的，而的電阻變化主要是由 溫度效應(yīng)造成的。 半導(dǎo)體 材料傳感器的靈敏度較大。習(xí)題3：第三章變阻抗式傳感器原理與應(yīng)用1、 選擇題 1. 如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，其靈敏度將（ B ）。A. 保持不變 B. 增大一倍 C. 減小一倍 D. 增大兩倍 2. 當(dāng)變間隙式變?nèi)輦鞲衅鲀蓸O板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（ A ）。A. 靈敏度增加 B. 靈敏度減小 C. 非線性誤差增加 D. 非線性誤差不變 3. 用電容式傳感器測量固體或液

10、體物位時，應(yīng)該選用（C ）。A. 變間隙式 B. 變面積式C. 變介電常數(shù)式 D. 空氣介質(zhì)變間隙式 4. 電容式傳感器中輸入量與輸出量的關(guān)系為線性的有（D ）。A. 變面積型電容傳感器 B. 變介質(zhì)型電容傳感器C. 變電荷型電容傳感器 D. 變極距型電容傳感器 5. 關(guān)于差動脈沖寬度調(diào)制電路的說法正確的是（ ）。A. 適用于變極板距離和變介質(zhì)型差動電容傳感器B. 適用于變極板距離差動電容傳感器且為線性特征C. 適用于變極板距離差動電容傳感器且為非線性特征D. 適用于變面積型差動電容傳感器且為線性特性2、 填空題 1. 電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為 電容量 的變化來實現(xiàn)對物理量的測量

11、。 2. 變極距型電容式傳感器單位輸入位移所引起的靈敏度與兩極板初始間距成 線性 關(guān)系。 3. 移動電容式傳感器動極板，導(dǎo)致兩極板有效覆蓋面積A發(fā)生變化的同時，將導(dǎo)致電容量變化，傳感器電容改變量與動極板水平位移成 線性 關(guān)系、與動極板角位移成 線性 關(guān)系。 4. 變極距型電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高了 1 倍， 而非線性誤差轉(zhuǎn)化為 線性 關(guān)系而得以大大降低。 5. 電容式傳感器信號轉(zhuǎn)換電路中， 調(diào)頻電路 和 運算放大器電路 用于單個電容量變化的測量， 雙T形電橋電路 和 脈寬調(diào)制電路 用于差動電容量變化的測量。6. 電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關(guān)系，除（ 變面積型 變極距型

12、變介電常數(shù)型）外是線性的。（2分）7.在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān)系中，（變面積型，變極距型，變介電常數(shù)型）是線性的關(guān)系。7.已知變面積式電容傳感器電容兩極板間的距離為20mm， =50PF/m，電容兩極板的幾何尺寸均為30×20×5mm,在外力的作用下，動極板在原來的位置上移動了10mm，試求C。8.測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為_A_ A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵型電感式：1. 在變壓器式傳感器中，原方和副方互感M的大小與原方線圈的匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與副方線圈的匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與回路中磁阻成（

13、正比，反比，不成比例）。2.在變壓器式傳感器中，原方和副方互感M的大小與 繞組匝數(shù) 成正比，與 穿過線圈的磁通_成正比，與磁回路中 磁阻成反比，而單個空氣隙磁阻的大小可用公式 _ 表示。3.變面積式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量（增大減小不變）。4.渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點是什么?渦流傳感器能否測量大位移量?為什么?渦流存在的條件：存在交變磁場導(dǎo)電體處于交變磁場中 應(yīng)用：對位移、厚度、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。電渦流傳感器測量電路 主要有調(diào)頻式、 調(diào)幅式電路兩種。1、位移測量2、振幅測量3、轉(zhuǎn)速測量4、無損探傷5. 渦流

14、傳感器的分類？高頻反射式電渦流傳感器、低頻透射式電渦流傳感器、6.在生產(chǎn)過程中測量金屬板的厚度，非金屬板材的鍍層厚度時常用渦流傳感器。試簡要敘述說明利用渦流傳感器測量金屬板厚度的工作原理及實現(xiàn)工藝。（15分）3、 7.簡述電渦流式傳感器的工作原理（每空1分，共11分）傳感器的激磁線圈通正弦 交變電流 時，在其周圍產(chǎn)生交變 磁場 ，使被測金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生 電渦流 。它的存在在消弱激磁線圈內(nèi) 磁場 的變化。使線圈 等效阻抗 發(fā)生變化（對比無被測金屬時變 小 ）。該變化完全取決于被測金屬導(dǎo)體的電渦流效應(yīng)。而電渦流效應(yīng)的大小與被測金屬導(dǎo)體的電阻率、磁導(dǎo)率及幾何形狀有關(guān)，又與線圈的幾何尺寸、線圈中激磁電流

15、的 頻率 有關(guān)，還與線圈與被測金屬導(dǎo)體間的 距離 等參數(shù)有關(guān)。如果保持上述中的其它參數(shù)不變，而只改變其中的一個參數(shù)，則傳感器的 線圈的阻抗 就僅僅是這個參數(shù)的 單值 函數(shù)。通過測量線圈 阻抗 的變化量，即可實現(xiàn)對該參數(shù)的測量。壓電傳感器一、選擇題1、壓電式加速度傳感器是( D )傳感器。A結(jié)構(gòu)型 B適于測量直流信號的 C適于測量緩變信號的 D適于測量動態(tài)信號的 2、沿石英晶體的光軸z的方向施加作用力時，( )。 A晶體不產(chǎn)生壓電效應(yīng) B在晶體的電軸x方向產(chǎn)生電荷 C在晶體的機械軸y方向產(chǎn)生電荷 D在晶體的光軸z方向產(chǎn)生電荷3、在電介質(zhì)極化方向施加電場，電介質(zhì)產(chǎn)生變形的現(xiàn)象稱為( )。 A正壓電

16、效應(yīng) B逆壓電效應(yīng) C橫向壓電效應(yīng) D縱向壓電效應(yīng) 4、天然石英晶體與壓電陶瓷比，石英晶體壓電常數(shù)( )，壓電陶瓷的穩(wěn)定性( )。A高，差 B高，好 C低，差 D低，好 5、沿電軸y方向施加作用力產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為( )。 A橫向壓電效應(yīng) B縱向壓電效應(yīng) C正壓電效應(yīng) D逆壓電效應(yīng) 6、為提高壓電傳感器的輸出靈敏度，將兩片壓電片并聯(lián)在一起，此時總電荷量等于( )倍單片電荷量，總電容量等于( )倍單片電容量。 A1，2 B2，2 C1，1/2 D2，17、用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了（ ）原理。A磁阻效應(yīng) B 壓阻效應(yīng)C正壓電效應(yīng) D 逆壓電效應(yīng)8、以下因素在選擇合適的壓電材料時必須考慮的有（ ）A轉(zhuǎn)換性能 B.電性能 C. 時間穩(wěn)定性 D.溫度穩(wěn)定性二、填空題1壓電式傳感器可等效為一個 和一個 并聯(lián)，也可等效為一個與 相串聯(lián)的電壓源。2 壓電式傳感器是一種典型的 傳感器（或發(fā)電型傳感器），其以某些電介質(zhì)的