传感器汇总.docx

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传感器汇总

1、填空

1.测试系统通常由（）（）及（）所组成。

2.测试技术包含了（）和（）两方面的内容。

、

3.测试装置的静态特性指标有（）（）及（）等。

4.引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为（）级。

5.描述测试装置动态特性的数学模型有（）（）（）等。

6.能用确切数学式表达的信号称为（）信号，不能用确切数学式表达的信号称为

（）信号。

周期性信号是属于上述的（）信号，随机信号属于（）信号。

7.线性系统最重要的特性就是（）（）及（）等。

8.将被测物理量转换成与之相对应的容易传输和处理的信号的装置称之为（）。

9.测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的（）。

10.测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的（）。

11.测试装置输出信号的傅立叶变换和输入信号的傅立叶变换之比称为装置的（）。

12.测试装置对单位脉冲函数δ（t）的响应为h（t），其拉氏变换就是测试装置本身的（）。

13.半导体应变片工作原理是基于（）效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（）。

14.自感式传感器通过改变（）（）等而改变线圈的自感量，

15.差动变压器式传感器的工作原理是（），故也称其为（）传感器。

16.电容式传感器是将（）转换成（）的一种传感器，主要类型有（）（）（）。

17.测试装置的特性可分为（）特性和（）特性。

18.发电式传感器有（）（）等，参量式传感器有（）（）（）等。

19.若

（）

20.在进行四臂交流电桥设计时，若某两个相对臂接入电阻，为满足电桥平衡条件，另两相对

臂中一个用容抗，另一个用（）。

21.四码道的编码盘，测量转角时的角度分辨率为（）度

22.如果所测试的信号不随时间变化，这种测试称为（）测试，如果所测试的信号随时间变

化很快，这种测试称为（）测试。

23.测试装置以及被测试系统的结构参数是不随时间变化而变化称为（）系统，若该系统的

输入输出呈线性关系，则称为（）系统。

24.测试装置输出波形无失真但有时间t的不失真测试条件是：

装置的幅频特性为

（），相频特性为（），输出波形既不失真有无延迟的条件是：

幅频特性（），相频

特性为（）

25.压电式传感器目前多用于测量（）

一、填空

1．测试系统通常由（传感器）（中间变换电路）及（显示记录装置）所组成。

2．测试技术包含了（测量）和（试验）两方面的内容。

、

3．测试装置的静态特性指标有（线性度）（灵敏度）及（回程误差）等。

4．引用相对误差为0.5%的仪表，其精度等级为（0.5）级。

5．描述测试装置动态特性的数学模型有（微分方程）（传函）（频率响应函数）等。

6．能用确切数学式表达的信号称为（确定性）信号，不能用确切数学式表达的信号称为

（非确定性）信号。

周期性信号是属于上述的（确定性）信号，随机信号属于（非确定性）信号。

7．线性系统最重要的特性就是（叠加性）（频率保持性）及（比例性）等。

8．将被测物理量转换成与之相对应的容易传输和处理的信号的装置称之为（传感器）。

9．测试装置在稳态下，输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的（灵敏度）。

10．测试装置输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的（传函）。

11．测试装置输出信号的傅立叶变换和输入信号的傅立叶变换之比称为装置的（频率响应函数）。

12．测试装置对单位脉冲函数δ（t）的响应为h（t），其拉氏变换就是测试装置本身的（传函H（S））。

13．半导体应变片工作原理是基于（压阻）效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（高）。

14．自感式传感器通过改变（衔铁和铁心之间的气隙）（导磁面积）等而改变线圈的自感量，

15．差动变压器式传感器的工作原理是（把被测量的变化转换成互感系数M的变化），故也称其为（互感式）传感器。

16．电容式传感器是将（被测量的变化）转换成（电容量变化）的一种传感器，主要类型有（变极距型）（变面积型）（变介质型）。

17．测试装置的特性可分为（静态）特性和（动态）特性。

18．发电式传感器有（磁电）（压电）等，参量式传感器有（电阻）（电感）（电容）等。

19．若

（

*

）

20．在进行四臂交流电桥设计时，若某两个相对臂接入电阻，为满足电桥平衡条件，另两相对臂中一个用容抗，另一个用（感抗）。

21．四码道的编码盘，测量转角时的角度分辨率为（22.5）度

22．如果所测试的信号不随时间变化，这种测试称为（静态）测试，如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为（动态）测试。

23．测试装置以及被测试系统的结构参数是不随时间变化而变化称为（时不变）系统，若该系统的输入输出呈线性关系，则称为（时不变线性）系统。

24．测试装置输出波形无失真但有时间t的不失真测试条件是：

装置的幅频特性为

（A（ω）=常数），相频特性为（ψ（ω）=－t0ω），输出波形既不失真有无延迟的条件是：

幅频特性（A（ω）=常数），相频特性为（0）

25．压电式传感器目前多用于测量（振动）

二、选择填空

C1．测试装置传递函数H（S）的分母与（）有关。

A．输入量x（t）B.输入点的位置C.装置结构

B2．非线性度是表示定度曲线（）的程度。

A．接近真值B.偏离其拟合直线C.正反行程不重合

B3．测试装置的频响函数H（jw）是装置动态特性在（）中的描述。

A.幅值域B.频域C.复频域

A4．电涡流传感器是利用被测（）的电涡流效应。

A.金属导电材料B.非金属材料C.PVF2

B5．（）的基本工作原理是基于压阻效应。

A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻

A6．金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的（）变化产生的。

A.尺寸B.电阻率

B7.半四桥臂交流电桥平衡，若相邻两臂接入二电阻，另外两相邻臂应接入（）的阻抗元件

A.性质不同B.性质相同C.任何条件都可以

A8．由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号，合成信号的周期是（）。

A.各信号周期的最小公倍数B.各信号周期的最大公约数C.各信号周期的平均值

A9．非周期信号频谱是（）。

A.连续的B.离散的C.基频的整数倍

B10．一个函数与单位脉冲函数卷积的结果在频域中幅值（）

A减半B.不变C.变为原来的2倍D.零

D11.压电晶体传感器与电荷放大器连接后，放大器的输出正比于（）

A放大器的放大倍数B放大器的反馈电阻

C传感器的等效电容D传感器感生的电荷量

C12．调频式电涡流传感器的解调电路是（）。

A.电荷放大器B.相敏检波器C.鉴频器

B13．为使四臂交流电桥平衡，若两相邻臂接入二电阻，另外两相邻臂应接入（）的阻

抗元件。

A.性质不同B.性质相同

C14．两个函数x1（t）和x2（t）作运算

，称为二函数的（）。

A.互相关函数B.自相关函数C.卷积

B15．数字信号的特征是（）。

A.时间上离散，幅值上连续B.时间上连续，幅值上量化

C.时间上和幅值上都离散D.时间上和幅值上都连续

C16．调频波是（）。

A.载波幅值随调制信号频率而变B.载波幅值随调制信号幅值而变

C.载波频率随调制信号幅值而变

B17．调幅信号经解调后必须经过（）。

A.高通滤波器B.低通滤波器C.相敏检波器

A18.已知在某特定条件下，材料A与铂电阻配对电容热电势微13mv，材料B与铂电阻配

对的热电势微8mv，此条件下材料A与B配对的热电势为（）mv

A5B8C13D21

A19.用一热电偶测量炉温，冷端温度为30。

C，实测电势为9.38mv，在热电偶与分度

表中对应E（T，T0）的T=9850C，T0=300C,由300C查分度表，有E（300C，0）

=0.17mv，则实际的炉温T为（）

A.热电偶分度表中9.55mv对应的E（T，0）的T值

B.············9.21mv······················

C.10150C

D.9550C

D20.压电晶体传感器与电荷放大器连接后，放大器的输出正比于（）

A.放大器的放大倍数B.放大器的反馈电阻

C.传感器的等效电容D.传感器感生的电荷量

四、计算题（30分）

1．求周期信号x（t）=0.5cos10t+0.2cos（100t–450），通过传递函数

的装置后得到的稳态响应。

（710分）

2．求下列测试系统的总灵敏度S=y/x，（S1,S2,……Sn为各环节灵敏度）

（1）系统由串联环节组成

（2）系统由并联环节组成

3．进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为

，将它与增益为

的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为

。

试计算这个测量系统的总灵敏度。

又当压力变化为

时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？

4.绘出典型测试系统原理方框图。

5．一阶系统运动微分方程式为C*dy/dt=kx，

写出其频率响应函数、幅频特性和相频特性。

6．以阻值R=120Ω、灵敏度S=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压。

7.现有四个元件，电阻R1、R2、电感L、电容C，拟接成四臂交流电桥。

（1）试画出能满足电桥平衡的正确接法。

（2）求出该电桥平衡条件（设电桥电源为e0，电桥输出为ey）

8.一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm,工作初始间隙δ=0.3mm,问：

（1）通过测量得到电容量为±3×10-3PF，传感器与工件的间隙变化量△δ为多少？

（2）如果测量电路的灵敏度S1=100Mv/pF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在△δ=±1μm时，读数仪表的指示值变化多少格？

9．有一钢板，原长L=1m，钢板弹性模亮为E=2.1x106Kgf/cm2（1Kgf/cm2=9.8x104pa）。

使用BP-3箔市式应变片R=120Ω，灵敏度系数K=2，测出拉伸应变为300με

求：

钢板伸长ΔL、应力δ、ΔR/R及ΔR。

如果要测出1με，则相应的ΔR/R是多少？

10．运算式电容传感器电路如图，Cx为变极距式电容传感器，Co为固定电容

（1）说明此电路的优点

（2）求输出电压与极距δ的关系

（3）求电容传感器输出灵敏度

11．压电式加速度计与电荷放大器连接的等效电路，C为传感器固定、电缆电容和放大器输入电容之和，已知传感器的电荷灵敏度Sq=100PC/g，反馈电容Cf=0.001μF，试求当被测加速度a=0.5g时，电荷放大器的输出电压是多少？

12．有一霍尔元件，其灵敏度KH=1.2mV/mA•KGs，把它放在一个梯度是5KGs/mm的磁场中，如果额定控制电流是20mA，设霍尔元件在平衡点附近作0.01mm的摆动，问输出电压可达到多少毫伏？

（7分）

13．压电陶瓷片d0=5x10-10C/N，用反馈电容Cf=0.01μF的电荷放大器测得输出电压的幅值为0.4V，求受力的大小。

14．磁电式速度传感器线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度B=6000Gs，希望传感器灵敏度S=600mV/cm/s，求工作线圈匝数应为多少？

15.压电式加速度计的固有电容为Ca，电缆电容为Cc，输出电压灵敏度Se=e0/a（a为输入加速度），输出电容灵敏度Sq=q/a

（1）试推导电压灵敏度与电荷林敏度之间的关系

（2）现已知Ca=1000PF，Cc=100PF，此时标定电压灵敏度为100（mv/g）求电荷灵敏度Sq

（3）如果改变Cc=300PF，此时电压林敏度Se为多少，电荷灵敏度有无变化

16．现有四块指示仪表，其精度等级和量程分别为2.5级100μA、2.5级200μA、1.5级1mA、1.5级100μA，被测电流为90μA，用上述四块表测量时，分别求出可能产生的最大相对误差，并说明为什么精度等级高的仪表测量误差不一定小，仪表量程应如何选择？

（共7分）

17.设计：

用电涡流传感器实时监测轧制铝板厚度δ的装置，试画出装置的见原理图并说明其工作原理

工作原理：

在被测物体上对称两个性质相同的传感器，之间的距离为x固定不变，当被测物体通过两个传感器之间时，其检测到被测物体之间的距离d1和d2，从而求出被测物体厚度为h=x-（d1+d2），当h不变，但上下波动±Δd时，两传感器分别检测到为（d1+Δd）和

（d2+Δd），则h=x-[（d1+Δd）+（d2+Δd）]=x-（d1+d2）

17．有一电阻应变片灵敏度Sg=2，R=120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR=？

试求：

1）无应变时的电流表示值2）有应变时的电流表示值3）电流表指示值相对变化量。

（8分）

3、简答题

1.谓霍尔效应？

其物理本质是什么？

答：

将霍尔元件置于磁场B中，如果在a,b端通以电流，在c,d端就会出现电位差，称为霍尔电势，这种现象被称为霍尔效应。

产生霍尔效应原因是由于运动电荷受磁场中洛仑兹力作用的结果。

2.热电偶基本定律：

均质导体定律，中间导体定律，中间温度定律，标准电极定律

3.什么是热电效应：

将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就

会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应

4.什么是光栅，其组成和工作原理

光栅：

采用光栅条纹原理测量位移的传感器

工作原理：

是在一块长方形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线密度为10-100线/mm

5.莫尔条纹是怎样形成的：

把两块栅距w相等的光栅平行安装，且让它们的可恨之间有较小的夹角θ时，这些光栅上会出现若干明暗相间的条纹，这些条纹即为莫尔条纹

6.一简单的典型测试系统主要包括哪几部分，并简要说明各部分作用。

答：

一般包括被测对象传感器中间处理电路和记录显示部分，传感器作用将非电量信号转换为电信号，中间处理电路作用传感器传送来信号转换成计算机易接受和处理的信号。

记录显示部分作用记录显示测量结果。

7.什么是传感器？

其主要结构有哪些？

答：

通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件称为传感器。

其主要结构为传感元件和弹性元件

8.测试装置实现不失真测试的条件是什么？

答：

装置的幅频特性为

=常数；相频特性为

。

（3分）输出波形既无失真又无延迟的条件是：

幅频特性

，相频特性为

。