傳感器習(xí)題分解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、判斷對錯(cuò)1. 熱電偶的工作機(jī)理是導(dǎo)體的熱電效應(yīng)。而熱電勢的產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件，即兩種導(dǎo)體材質(zhì)不同且兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度不同。 2. 由于光敏電阻的光照特性是非線性的,因此不宜用作精密測量元件。 3. 光柵位移傳感器具有較高的測量精度，主要原因是柵線密集而且加工精度高，所以保證了測量精度。 × 4. 光纖的纖芯的折射率小于包層的折射率。 × 5. 由于光電池的開路輸出電壓與光強(qiáng)成正比，因此可以用于測量光強(qiáng)。 × 6. 電感式位移傳感器由于屬于接觸式測量，所以不適于高頻動態(tài)位移的測量。 7. 某傳感器給定的精度為 0.1%，這意味著在滿量程內(nèi)

2、測量任意值的最大相對誤差不會超過 0.1%。 × 8. 傳感器 A 采用最小二乘法擬合算得線性度為± 0.8%，傳感器 B 采用端點(diǎn)連線法算得線性度為± 0.6%，則可以肯定傳感器 B 的線性度優(yōu)于傳感器 A。 9. 接觸式傳感器將會產(chǎn)生測量力，從而帶來測量誤差，影響測量精度。 10. 幅頻特性優(yōu)良的傳感器，其動態(tài)范圍大，故可用于高精度動態(tài)測量。 × 11. 半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬應(yīng)變傳感器，主要是因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)占主要地位。 12. 用于測量金屬板材厚度的電渦流傳感器，常采用兩個(gè)測頭和較高的激勵(lì)頻率，以便滿足大多數(shù)板材厚度的測量需

3、求。 13. 電荷放大器是將傳感器輸出的電荷進(jìn)行放大的前置放大器，由于它可以使用較長的電纜并不受分布電容的影響，因而收到歡迎。 14. 壓電式力傳感器既可以測量靜態(tài)力，也可以測量動態(tài)力。 × 15. 熱敏電阻的電阻值將隨著溫度的升高而下降。 × 二、選擇題1. 一小型光學(xué)儀器中用于控制光斑二維位置變化的傳感器可采用： C a. 線陣 CCD 傳感器 b.面陣 CCD 傳感器 c. PSD 傳感器2. 實(shí)現(xiàn)三維動態(tài)力測量的最佳方法是采用： C a. 應(yīng)變片傳感器 b.壓阻傳感器 c.壓電傳感器3. 測量油庫儲油罐內(nèi)油的液位高度適于采用： A a. 超聲波測距傳感器 b.電容液

4、位傳感器 c.光纖液位開關(guān)4. 家用空調(diào)中的測溫元件采用何種傳感器最好？ B a. 熱電阻 b.熱敏電阻 c.熱電偶5. 電容式液位傳感器屬于下列那一種型式： C a. 變極距型 b.變面積型 c.變介質(zhì)型6. 測量微位移工作臺的位移量（行程 200m，分辨力 1m），可選用： C a. 應(yīng)變傳感器 b. 電感傳感器 c. 電容傳感器7. 測量炮彈發(fā)時(shí)炮筒內(nèi)壁的壓力且不影響安全發(fā)射，可采用的傳感器為： B a. 壓電式傳感器 b. 應(yīng)變式傳感器 c. 壓阻式傳感器8. 為一個(gè)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械分度裝置增加數(shù)顯系統(tǒng)，可采用的角度傳感器為： B a. 增量式編碼器 b. 絕對碼編碼器 c. 電容傳感器9.

5、 對生產(chǎn)流水線上的塑料零件進(jìn)行自動計(jì)數(shù)，可采用的傳感器為： A a. 光電傳感器 b. 霍爾傳感器 c. 電容傳感器10. 你認(rèn)為自動感應(yīng)式干手機(jī)中的人手感應(yīng)器應(yīng)為： A a. 紅外傳感器 b. 超聲波傳感器 c. 圖像傳感器11. 差動變壓器一般具有幾個(gè)線圈： C a. 1 個(gè)線圈 b. 2 個(gè)線圈 c. 3 個(gè)線圈12. 在線測量高速金屬回轉(zhuǎn)零件的主軸徑向偏擺量，可選用： B a. 差動變壓器 b.電渦流傳感器 c.壓電式傳感器13. 下列那類傳感器可以具有防水功能： B a. 電阻應(yīng)變式傳感器 b.電渦流傳感器 c.電容式傳感器14. 為了在報(bào)紙印刷的生產(chǎn)流水線上監(jiān)測印刷缺陷，可以采用哪

6、一種傳感器： B a. 面陣 CCD 傳感器 b.線陣 CCD 傳感器 c.硅光電池15. 數(shù)碼照相機(jī)中用于自動調(diào)焦的測距傳感器為： A a. 紅外傳感器 b.超聲波傳感器 c. CCD 傳感器1. 差動變壓器式壓力傳感器在無壓力時(shí)，膜盒處于初始狀態(tài)，固連于膜盒中心的磁芯位于差動變壓器線圈的中部，輸出電壓為零。當(dāng)被測壓力經(jīng)接頭進(jìn)入膜盒后，膜盒產(chǎn)生變形，并推動磁芯移動，從而使差動變壓器輸出正比于被測壓力的電壓信號。2. 電渦流式介質(zhì)溫度傳感器根據(jù)電渦流效應(yīng)，當(dāng)線圈中通以交變電流時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場，并在導(dǎo)體（即鋁板）內(nèi)產(chǎn)生電渦流，進(jìn)而影響線圈的電感量、阻抗和品質(zhì)因數(shù)等變化，這些參數(shù)的變化與導(dǎo)

7、體的幾何形狀、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等有關(guān)。當(dāng)被測溫度變化時(shí)，將是鋁板的電阻率發(fā)生變化，而其他參數(shù)保持不變，則傳感器的輸出只隨被測溫度變化而改變，從而實(shí)現(xiàn)溫度測量。3. 壓電式加速度傳感器當(dāng)殼體 1 隨被測物體運(yùn)動時(shí)，質(zhì)量塊 3 感受加速度作用而產(chǎn)生慣性力，并作用在壓電元件 4 上，根據(jù)壓電效應(yīng)，將產(chǎn)生正比與慣性力的電荷，從而輸出正比于加速度的電信號。4. 壓阻式壓力傳感器在無壓力時(shí)，高壓腔與低壓腔相互平衡，硅膜片處于初始狀態(tài)，硅膜片上四個(gè)擴(kuò)散電阻相等，電橋平衡，輸出電壓為零。當(dāng)被測壓力經(jīng)接頭進(jìn)入高壓腔后，硅膜片產(chǎn)生變形，使得擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，從而輸出正比于被測壓力的電壓信號。5霍

8、爾式磁傳感器當(dāng)導(dǎo)體通過電流 I，同時(shí)受到垂直方向的磁場 B 作用時(shí)，在導(dǎo)體的兩側(cè)形成感應(yīng)電勢，即霍爾電勢 E。到導(dǎo)體不變，通過的電流恒定時(shí)，該電勢大小與磁場強(qiáng)度成正比，由此可以實(shí)現(xiàn)磁場強(qiáng)度測量。6正壓電效應(yīng)：離子型晶體電介質(zhì)施加機(jī)械力后，將產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在表面產(chǎn)生電荷。 當(dāng)外力消失后，電介質(zhì)重新恢復(fù)無電荷狀態(tài)。當(dāng)外力改變方向時(shí)，電荷的極性隨之改變。這就是正壓電效應(yīng)，產(chǎn)生的電荷密度與外力成正比，即 = dT ，其中 -電荷密度， T-外應(yīng)力， d-壓電常數(shù)。逆壓電效應(yīng)：將電場作用于某些離子型晶體電介質(zhì)，其內(nèi)部電荷將產(chǎn)生位移，導(dǎo)致電介質(zhì)變形。當(dāng)外部電場消失后，電介質(zhì)重新恢復(fù)原狀態(tài)。當(dāng)電場方向改變后

9、，電介質(zhì)的變形方向也隨之改變。這就是逆壓電效應(yīng)。其變形量與電場強(qiáng)度成正比，即 EdS= t ，其中 S-應(yīng)變， E-電場強(qiáng)度，d-逆壓電常數(shù)。7電渦流效應(yīng)答：在傳感器線圈中通以交變電流 I1，在周圍空間形成交變電磁場 H1，在處于磁場內(nèi)的導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流環(huán)，該渦流環(huán)形成的反向磁場 H2，并作用于傳感器線圈，從而使得線圈的參數(shù)（電感、阻抗、品質(zhì)因數(shù)）發(fā)生變化。變化的成都取決于線圈參數(shù)（尺寸大小、電流強(qiáng)弱）、導(dǎo)體參數(shù)（電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率）和線圈與導(dǎo)體之間的距離。五、計(jì)算題1.有一測力傳感器利用等強(qiáng)度梁制成，梁的上下面各粘貼兩片相同的電阻應(yīng)變片，并構(gòu)成全等臂橋路，如下圖所示。(1) 請?jiān)陔姌虻乃膫€(gè)橋臂上填

10、寫正確的應(yīng)變片符號；(2) 請推導(dǎo)全等臂電橋輸出公式： =；(3) 若l=50mm， b=5mm， t=1mm， E=1*N/mm2，應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2.5，供橋電壓U=6V，問當(dāng)輸出電壓=54mV時(shí)，被測力F為多少？（已知等強(qiáng)度梁的應(yīng)力為：= ）2. 已知一差動整流電橋電路如題圖所示。電路由差動電感傳感器Z1、 Z2及平衡電阻R1、 R2（ R1=R2）組成。橋路的一個(gè)對角接有交流電源 ，另一個(gè)對角線為輸出端 ，試分析該電路的工作原理。3. 有三臺測溫儀表，量程均為 0800，精度等級分別為 2.5 級、 2.0 級和 1.5 級，現(xiàn)要測量500的溫度，要求相對誤差不超過 2.5，選那臺

11、儀表合理?解：2.5 級時(shí)的最大絕對誤差值為 20，測量 500時(shí)的相對誤差為 4；2.0 級時(shí)的最大絕對誤差值為 16，測量 500時(shí)的相對誤差為 3.2；1.5 級時(shí)的最大絕對誤差值為 12，測量 500時(shí)的相對誤差為 2.4。因此，應(yīng)該選用 1.5 級的測溫儀器。4. 交流電路的電抗數(shù)值方程為X =wL-當(dāng)角頻率1 = 5Hz ，測得電抗X1 為0.8 ；當(dāng)角頻率2 = 2Hz ，測得電抗 X2為0.2 ；當(dāng)角頻率3 = 1Hz，測得電抗 X3為 0.3 。試用最小二乘法求電感 L 、電容C的值。1. 傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定。2. 靜態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線

12、性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。3. 動態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。4. 標(biāo)定儀器設(shè)備精度等級的確定:標(biāo)定傳感器時(shí)，所用的測量儀器的精度至少要比被標(biāo)定的傳感器的精度高一個(gè)等級。5.6. 電感式傳感器的不足: 存在交流零位信號，不宜高頻動態(tài)測量。 7. 變間隙式電感式傳感器適用于測量微小位移的場合。動態(tài)測量范圍：0.001 1mm。8. 兩類諧振式測量電路：諧振式調(diào)幅電路；諧振式調(diào)頻電路。9. 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因：零點(diǎn)殘余電壓主要由基波分量和高次諧波分量組成。10.11. 某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑 ，工作初始極板間距離 ，介

13、質(zhì)為空氣。問：（1）如果極板間距離變化量 ，電容的變化量是多少？（2）如果測量電路的靈敏度 ，讀數(shù)儀表的靈敏度 （格mV）在 時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？12. 逆壓電效應(yīng)：當(dāng)在某些物質(zhì)的極化方向上施加電場，這些材料在某一方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力；當(dāng)外加電場撤去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失。這種電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”或“電致伸縮效應(yīng)”。13. 壓電元件的連接方式：并聯(lián)接法適宜用在測量慢變信號并且以電荷作為輸出量的場合。串聯(lián)接法適宜用于以電壓作為輸出信號，并且測量電路輸入阻抗很高的場合。 14.優(yōu)點(diǎn)：時(shí)間常數(shù)一定時(shí)，高頻響應(yīng)特性好。缺點(diǎn)：低頻響應(yīng)差。提高低頻響應(yīng)的辦法是增大

14、時(shí)間常數(shù)，即增大電容或提高輸入電阻。15. 從傳感器的輸出電壓和電壓靈敏度可見，連接電纜的分布電容Ce影響傳感器輸出電壓和靈敏度，使用時(shí)更換電纜就要求重新標(biāo)定，測量系統(tǒng)對電纜長度變化很敏感，這是電壓放大器的缺點(diǎn)。16.17. 光電式傳感器的種類根據(jù)工作原理：內(nèi)光電效應(yīng)型和外光電效應(yīng)型。18. 基于外光電效應(yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管等。19. 基于這種光電導(dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻等。20.21. 光敏三極管的光照特性近似線性關(guān)系。但光照足夠大時(shí)會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。故光敏三極管既可做線性轉(zhuǎn)換元件，也可做開關(guān)元件。22. 光敏二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。 23. 電

15、荷耦合器件（縮寫為CCD）以電荷為信號，具有光電信號轉(zhuǎn)換、存儲、移位并讀出信號電荷的功能。24. CCD是由若干個(gè)電荷耦合單元組成?；締卧荕OS光敏元。25. CCD信號電荷輸出方式：電流輸出和電壓輸出兩種。 26. 線型CCD圖像傳感器主要用于測試、傳真和光學(xué)文字識別技術(shù)等方面。要獲得整個(gè)二維圖像的視頻信號必須用掃描的方法。 27.28.數(shù)值孔徑表征光纖集光本領(lǐng)的一個(gè)重要參數(shù)，即反映光纖接收光量的多少。29. 分別列舉屬于內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)的光電器件。解：外光電效應(yīng)，如光電管、光電倍增管等。內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻、光電池和光敏晶體管等。30. 縱波的音速在常溫空氣中約3.4×

16、;104cm/s,在水中為1.4×105cm/s，如果發(fā)射一個(gè)超聲波的頻率為40KHz,則可利用C=f×求出，超聲波在空氣中，水中及鋁中的波長為： 空氣中：=0.86cm 水中：=3.5cm 鋁中：=15.55cm31. 超聲波的指向性：使一個(gè)半徑為R的圓版波源呈活塞狀振動，發(fā)射出具有波長的超聲波，則其指向角可以表示為sin=/R。例如從直徑30mm的振動因子，對油中發(fā)射出1MHz的超聲波，使得/R=10，于是其指向角=。可見，欲使超音波角度集中，可減小或增大R，但一般以減小居多。32. 超聲波探頭按其工作原理可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等，而以壓電式最為常用。33.

17、壓電式超聲波探頭常用的材料是壓電晶體和壓電陶瓷，這種傳感器統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭。它是利用壓電材料的壓電效應(yīng)工作的。逆壓電效應(yīng)將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動，從而產(chǎn)生超音波可作為發(fā)射探頭。而利用正壓電效應(yīng)將超聲振動波轉(zhuǎn)換成電信號，可用為接收探頭。34.發(fā)射用的超聲波傳感器的驅(qū)動方式有自激型與他激型之分。 自激型振蕩電路就像石英振子那樣，利用超聲波傳感器自身的諧振特性使其在諧振頻率附近產(chǎn)生振蕩。34. 超聲波測厚常用脈沖回波法。超聲波探頭與被測物體表面接觸。主控制器產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，送往發(fā)射電路，經(jīng)電流放大后激勵(lì)壓電式探頭，以產(chǎn)生重復(fù)的超聲波脈沖。脈沖波傳到被測工件另一面被反射回來，被同一

18、探頭接收。如果超聲波在工件中聲速U是已知的，設(shè)工件厚度為，脈沖波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔t可以測量，因此可求出工件厚度為Ut/235. 指向角與超聲源的直徑D、以及波長之間的關(guān)系為：sin=1.22/D設(shè)超聲源的直徑D=20mm，射入鋼板的超聲波（縱波）頻率為5MHz，則根據(jù)式可得=，可見超聲波的指向性是十分尖銳的。36. 半導(dǎo)體氣敏傳感器：利用待測氣體與半導(dǎo)體表面接觸時(shí)產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)變化來檢測氣體。37. 氣敏器件有燒結(jié)性、薄膜型和厚膜型三種。38. 電阻型半導(dǎo)體氣敏器件全部附有加熱器。加熱器作用：燒掉附著在敏感元件表面上的塵埃、油霧等，加速氣體的吸附，從而提高器件的靈敏度和響應(yīng)速度。加熱器的溫度一般控制在200-400左右。39. 加熱方式一般有直熱式和旁熱式兩種，因而形成