傳感器考試試卷與答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳感器考試試卷與答案——

傳感器原理及其應(yīng)用習(xí)題

第1章傳感器的一般特性

一、選擇、填空題1、衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是_靈敏度______、__線性度_____、____遲滯___、___重復(fù)性_____等。

2、尋常傳感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿轉(zhuǎn)換元件＿＿＿＿、＿轉(zhuǎn)換電路＿＿＿＿三部分組成，是能把外界＿非電量＿轉(zhuǎn)換成＿＿＿電量＿＿＿的器件和裝置。

3、傳感器的＿＿標(biāo)定＿＿＿是通過試驗(yàn)建立傳感器起輸入量與輸出量之間的關(guān)系，并確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。

4、測量過程中存在著測量誤差，按性質(zhì)可被分為粗大、系統(tǒng)和隨機(jī)誤差三類，其中隨機(jī)誤差可以通過對屢屢測量結(jié)果求平均的方法來減小它對測量結(jié)果的影響。

5、一階傳感器的時間常數(shù)τ越__________,其響應(yīng)速度越慢;二階傳感器的固有頻率ω0越_________,其工作頻帶越寬。

6、按所依據(jù)的基準(zhǔn)直線的不同，傳感器的線性度可分為、、、。7、非線性電位器包括和兩種。8、尋常意義上的傳感器包含了敏感元件和（C）兩個組成部分。

A.放大電路B.數(shù)據(jù)采集電路C.轉(zhuǎn)換元件D.濾波元件9、若將計(jì)算機(jī)比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為(B)。A．眼睛B.感覺器官C.手D.皮膚10、屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D）

A.固有頻率B.臨界頻率C.阻尼比D.重復(fù)性11、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)不包括（C）。

A.線性度B.靈敏度C.頻域響應(yīng)D.重復(fù)性

12、以下對傳感器動態(tài)特性的描述正確的是（）

A一階傳感器的時間常數(shù)τ越大,其響應(yīng)速度越快B二階傳感器的固有頻率ω0越小,其工作頻帶越寬

C一階傳感器的時間常數(shù)τ越小,其響應(yīng)速度越快。D二階傳感器的固有頻率ω0越小,其響應(yīng)速度越快。

二、計(jì)算分析題

1、什么是傳感器？由幾部分組成？試畫出傳感器組成方塊圖。2、傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)有哪一些，試解釋各性能指標(biāo)的含義。作業(yè)3、傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)有哪一些，試解釋各性能指標(biāo)的含義

第2章電阻應(yīng)變式傳感器

一、填空題

1、金屬絲在外力作用下發(fā)活力械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱__應(yīng)變_____效應(yīng)；半導(dǎo)體或固體受到作用力后_電阻率______要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱__壓阻_____效應(yīng)。直線的電阻絲繞成敏感柵后長度一致但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度下降了，這種現(xiàn)象稱為____橫向___效應(yīng)。

2、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有＿電阻溫度系數(shù)的影響、＿試驗(yàn)材料和電阻絲材料的線性膨脹系數(shù)的影響＿。

3、應(yīng)變片溫度補(bǔ)償?shù)拇胧┯校撸撸唠姌蜓a(bǔ)償法＿、＿應(yīng)變片的自補(bǔ)償法、＿、。

—

——

4.在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，_全橋__接法可以得到最大靈敏度輸出。

5.半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大十倍

6．電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除線性誤差同時還能起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

7、若應(yīng)變計(jì)基長L=40mm,應(yīng)變波速v=5000m/s,則上升時間tk=,可測頻率f=。8、壓阻式傳感器測量電橋的電源可采用__________________也可采用____________________供電。9、應(yīng)變式傳感器主要用于測量_____________________________________等物理量；光電式傳感器主要用于測量_____________________________________等物理量；壓電式傳感器主要用于測量_____________________________________等物理量。

10、應(yīng)變式傳感器是基于______________效應(yīng)工作的。對金屬應(yīng)變片，其電阻的變化主要是由于

lR??中的＿＿＿＿＿＿＿＿＿變化引起的．濕敏傳感器是指能將＿＿＿轉(zhuǎn)換為與其成一定比例關(guān)

S系的電量輸出的裝置選擇:

1、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（C）。

A.不變B.2倍C.4倍D.6倍

2.利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。–）A．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)

C．兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D．兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化一致的工作應(yīng)變片3、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（AB）A、電阻絲有溫度系數(shù)B、試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)一致C、電阻絲承受應(yīng)力方向不同

4.利用電橋進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償片的選擇是（A）A．與應(yīng)變片相鄰，且同質(zhì)的工作片B．與應(yīng)變片相鄰，且異質(zhì)的工作片C．與應(yīng)變片相對，且同質(zhì)的工作片D．與應(yīng)變片相對，且異質(zhì)的工作片5．尋常用應(yīng)變式傳感器測量(C)。

A.溫度B．密度C．加速度D．電阻

6．影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（B）。

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7．電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（AB）。

A．差動電橋補(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)償線圈補(bǔ)償法D．恒流源溫度補(bǔ)償電路

8、金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由()來決定的。

A、貼片位置的溫度變化B、電阻絲幾何尺寸的變化

—

——

C、電阻絲材料的電阻率變化D、外接導(dǎo)線的變化

二、計(jì)算分析題

1說明電阻應(yīng)變測試技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。

(1)這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用便利，性能穩(wěn)定、可靠；(2)易于實(shí)現(xiàn)測試過程自動化和多點(diǎn)同步測量、遠(yuǎn)距測量和遙測；(3)靈敏度高，測量速度快，適合靜態(tài)、動態(tài)測量；(4)可以測量各種物理量。

2、一臺采用等強(qiáng)度梁的電子秤，在梁的上下兩面各貼有兩片靈敏系數(shù)均為k=2的金屬箔式應(yīng)變片做成秤重傳感器。已知梁的L=100mm，b=11mm，h=3mm，梁的彈性模量E=2.1×104N/mm2。將應(yīng)變片接入直流四臂電路，供橋電壓Usr=12V。試求：⑴秤重傳感器的靈敏度(V/kg)?；

⑵當(dāng)傳感器的輸出為68mv時，問物體的荷重為多少？[提醒：等強(qiáng)度梁的應(yīng)變計(jì)算式為ε=6FL/bh2E]

3一個量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm，內(nèi)徑18mm．在其表面粘貼八個應(yīng)變片，4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120歐，靈敏度為2，泊松系數(shù)0．3，材料彈性模量E=2.1x1011Pa。要求；

(1)給出彈性元件貼片位置及全橋電路;

(2)計(jì)算傳感器在滿量程時，各應(yīng)變片電阻變化；

(3)當(dāng)橋路的供電電壓為l0V時，計(jì)算傳感器的輸出電壓解：(1).全橋電路如下圖所示

(2).圓桶截面積

應(yīng)變片1、2、3、4感受縱向應(yīng)變；

應(yīng)變片5、6、7、8感受縱向應(yīng)變；

滿量程時：

—

——

（3）

4、以阻值R=120Ω，靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應(yīng)變片與阻值120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?με和2000με時，分別求出單臂、雙臂差動電橋的輸出電壓，并比較兩種狀況下的靈敏度。

解：依題意單臂：

Uo?差動：

Ui3kε??2.0?ε?44?3?10?6?V?,3?10?3?V?,(??2u?)(??2000u?)

U3Uo?ikε??2.0?ε?22靈敏度：

?6?10?6?V?,6?10?3?V?,(??2u?)(??2000u?)

UKu?o?ε?kUi/4?1.5?10?6(V/??),?單臂?kUi/2?3?10?6(V/??),?差動?可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。

5、一臺采用等強(qiáng)度梁的電子稱，在梁的上下兩面各貼有兩片電阻應(yīng)變片，做成稱重傳感器，如圖2-12（見教材，附下）所示。已知l=10mm，b0=11mm，h=3mm，E=2.1×104N/mm2，K=2，接入直流四臂差動電橋，供橋電壓6V，求其電壓靈敏度(Ku=U0/F)。當(dāng)稱重0.5kg時，電橋的輸出電壓U0為多大?

輸出輸出圖2-12懸臂梁式力傳感器解：等強(qiáng)度梁受力F時的應(yīng)變?yōu)?Fl??2hb0E

—

——

當(dāng)上下各貼兩片應(yīng)變片，并接入四臂差動電橋中時，其輸出電壓：

U6FlUO?iK4??KUi24hb0E

則其電壓靈敏度為

Ku?

=3.463×10-3(V/N)=3.463(mV/N)當(dāng)稱重F=0.5kg=0.5×9.8N=4.9N時，輸出電壓為U0=KuF=3.463×4.9=16.97(mV)

第3章電感式傳感器

一、選擇、填空題

1.變間隙式自感傳感器的＿測量范圍＿和＿靈敏度及線性度＿是相互矛盾的，因此在實(shí)際測量中廣泛采用＿差動＿結(jié)構(gòu)的變隙電感傳感器。

2.電感式傳感器是利用被測量改變磁路的＿磁阻＿，導(dǎo)致＿線圈電感量＿變化的。磁電式傳感器是利用＿電磁感應(yīng)現(xiàn)象＿產(chǎn)生感應(yīng)電勢的。而霍爾式傳感器是利用＿＿半導(dǎo)體＿在磁場中的霍爾效應(yīng)而輸出電勢的。

3.電感式傳感器種類好多。雖然結(jié)構(gòu)形式多種多樣，可分為＿＿變氣隙式＿、＿變面積式＿、＿螺線管式＿三種結(jié)構(gòu)。

4.電渦流傳感器根據(jù)鼓舞電流頻率的高低，可以分為＿高頻反射式＿、＿低頻透射式＿兩種。5、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線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，其次級繞組都用反向串聯(lián)形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。

6、變隙式差動變壓器傳感器的主要問題是靈敏度與測量范圍的矛盾。這點(diǎn)限制了它的使用，僅適用于微小位移的測量。

7、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量增加（①增加，②減少）。

8、電感式傳感器是以電和磁為媒介，利用電磁感應(yīng)原理將被測