傳感器與檢測技術(復習綱要)整理2復習課程

1、復習重點:1、半橋、全橋差動電路Uo計算:2、半橋戲宵+相鄰宵採成匚作當它們護蹩正負恫反的應±j單持儀臂.相対臂接成丄作 胃.當它們承受正貨和同的應 變時（:同上* 塵橋卩U臥 和對皆接戚作特肖它們承堂世負相冋的陶 變時，輔鄰臂接成匚作臂，當 它們承戈正負相Jx的應理-±SK：c34i>4虎交翫電酗輸出I堪祈平疣條陽HP.膠層必須準確迅速地將披測件應變傳進到敏感柵上）；為眉鐵偏稱中制榔皿便2 -“燈增皿帕廠QA2涌仏 進時當電譚u上埼対正,下謫為負時.電l；R丨.的壓斷人干R f.和壓爲；加丨訕対乳.艮酬*正時J上壓庫刑丈于虬上前圧障. 電尿S&；上掛勿

2、63;卜'瀟血九* 陽整訴和相的也血H1業(yè)輸出電斥Lt» 山）非祁戰(zhàn)整沆電路；（b）梱蠟整訛電路便川相敏豐訴“輸岀出床J不僅儲廉映怕跌位祕的乂小和方向. i'ij H>±消除爭點歿余電崖的母晌,應變片貼法（彈性元件上粘貼電阻應變片構成，粘合劑形成的相敏檢波電路相敏檢波電路分析I 4-護眄 G M1 4-5、差動整流電路；6、電 渦 流 式 傳 感 器 的 應 用3.3,4電渦流式傳感器的應用-2.撮幅測量 3、轉(zhuǎn)速測雖4.無損探傷KUH-!r -* IM JI'RPJrifff習題1:第一章一一緒論、選擇題1,測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有線性度

3、、遲滯、重復性、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構模式是（D ）A.傳感器+通信技術C.傳感器+多媒體技術3傳感器主要完成兩方面的功能：檢測和（A.測量B.感知4傳感技術的作用以下說法正確的是：B.傳感器+微處理器D.傳感器+計算機D ）C.信號調(diào)節(jié)D.轉(zhuǎn)換（C ）A. 傳感技術是產(chǎn)品檢測和質(zhì)量控制的重要手段B. 傳感技術在系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行監(jiān)測中得到了廣泛應用C. 傳感技術及裝置是自動化系統(tǒng)不可缺少的組成部分D. 傳感技術的完善和發(fā)展推動著現(xiàn)代科學技術的進步5傳感技術的研究內(nèi)容

4、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傳感器的下列指標全部屬于靜態(tài)特性的是（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、重復性、漂移D. 精度、時間常數(shù)、重復性7、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時間是（ D ）A.延遲時間B.上升時間C.峰值時間D.響應時間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. 測量范圍為一20mA到20m

5、A模擬指針儀表，測得一個實際值是10mA的電流，測得的結果是11mA,則滿度相對誤差m = 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

6、式傳感器16. 非線性度的計算公式直線姒合續(xù)件化=> 北紗吳魏或線件蛙m人卜站性做堆嘴陀悄:UJ二，填空題1.傳感器的能感受被測量并按照定規(guī)律和精度轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由直接響應于被測量的敏感元件_2、產(chǎn)生可用信號輸出的_ya0 ax a2xa3xanx 傳感元件_以及相應的轉(zhuǎn)換電路組成。2.3.4.傳感器技術的共性，就是利用物理定律和物質(zhì)白H(12_轉(zhuǎn)MA規(guī)律d 10%將_被測量yfs 0轉(zhuǎn)換成FS電量檢測技術是人們?yōu)榱吮粰z測對象所包含的信息進行定性了解和定量掌握所采取的一系列技術措施。某位移傳感器，當輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mV，其靈敏度為= 300mv

7、/5mm三、簡答什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些指標？如何用公式表示這些性能指標？表示傳感器在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出輸入關系。希望輸出與輸入具有確定的對應關系，且呈 線性關系。主要指標有：線性度、 靈敏度、遲滯、重復性、零點漂移=、溫度漂移。某1.0級電流表，滿刻度值 xm 100 A，求測量值分別 洛100 AX280 A時的最大標稱相對誤差 習題 2：第二章電阻式傳感器原理與應用一，選擇題1. 影響金屬導電材料應變靈敏系數(shù) K 的主要因素是（ AB ）A. 導電材料電阻率的變化B.導電材料幾何尺寸的變化C導電材料物理性質(zhì)的變化D.導電材料化學性質(zhì)的變化2電阻應變片的線路溫度補償?shù)姆椒ㄓ?/p>

8、（A ）A.差動電橋補償法B.補償塊粘貼補償應變片電橋補償法C.補償線圈補償法D.恒流源補償電路法3當應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力作用 時，應變片靈敏系數(shù) K 的定義是（ B ）A. 應變片電阻變化率與試件主應力之比B. 應變片電阻變化率與試件主應力方向的應變之比C. 應變片電阻率與試件主應力方向的應變之比D .應變片電阻率與試件作用力之比4由（ A ）、應變片以及一些附件（補償元件，保護罩）組成的裝置稱為應變 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電阻應變式傳感器具有悠久的歷史，是應用最廣泛的傳感器之一，將電阻應 變片粘貼到各種彈性敏

9、感元件上， 可構成測量各種參數(shù)的電阻應變式傳感器，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 _應變效應；半導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 效應。3 應變式傳感器是利用電阻應變片將 應變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼 電阻應變片元件構成，彈性元件用來_將被測量轉(zhuǎn)化成應變，應變元件用來處理并輸出被測量。4要把微小應變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設計的測量 電路，通常采用或。5 減小或消除非

10、線性誤差的方法有 口采用差動電橋。其中差動電橋可分為_半橋差動和全橋差動兩種方式。6. 電阻應變片式傳感器按制造材料可分為_金屬_材料和_半導體體材料。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_電阻應變效應形成的,而的電阻變化主要是由溫度效應造成的。半導體 材料傳感7電阻應變片式傳感器按制造材料可分為金屬材料和半導體體材料。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_電阻應變效應形成的,而的電阻變化主要是由溫度效應造成的。半導體 材料傳感器的靈敏度較大。習題3:第三章一一變阻抗式傳感器原理與應用一、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

11、 ）。A保持不變B.增大一倍C.減小一倍 D.增大兩倍2. 當變間隙式變?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體物位時，應該選用（ 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

12、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二、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。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系。3. 移動電容式傳感器動極板，導致兩極板有效覆蓋面積 A發(fā)生變化 的同時，將導致電容量變化，傳感器電容改變量 C與動極板水平位移 成 線性 關系、與動極板角位移成 線性 關系。4. 變極距型電容傳感器做成差動結構后， 靈敏度提高了 1 倍,而非線性誤差轉(zhuǎn)化為_線性一關系而得以大大降低。5. 電容式傳感器信號轉(zhuǎn)換電路中，

13、 _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 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系，除（ 變面積型 變極距型 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系中，（變面積型，變極 距型，變介電常數(shù)型）是線性的關系。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30X 20 x 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AA 變極板面

14、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（ 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

15、流存在的條件：存在交變磁場導電體處于交變磁場中應用：對位移、厚度、材料損傷等進行非接觸式連續(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）離戌渦垃厚盧付離IL可減4艮為探動別A&的千執(zhí) 片/t不甕時XUX2-當數(shù)，出電小-2UAn>t.第出電圧 mWAI!址；t片出tr坊愛化值卅勺代數(shù)和憂足被測牌

16、材丹虞.kLJii«三、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。使線圈等效阻抗一發(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體的電渦流效應。而電渦流效應的大小與被測金屬導體的電阻率、磁導率及幾何形狀有關，又與線圈的幾何尺寸、線圈中激磁電流的頻率 有關，還與線圈與被測金屬導體間的距丄等參數(shù)有關。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

17、,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 .結構型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 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 .正壓電效應 B .逆壓電效應C.橫向壓電效應 D .縱向壓電效應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)生電荷的壓電效應稱為（）。A .橫向壓電效應B.縱向壓電效應C.正壓電效應D .逆壓電效應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。A. 1，2 B. 2，2C. 1，1/2 D. 2，17、 用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了（）原理。A .磁阻效應B壓阻效應C.正壓電效應 D逆壓電效應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