1、基礎知識自測題第一章傳感器的一般特性1 .傳感器是檢測中首先感受,并將它轉換成與有確定對應關系的的器件。2 .傳感器的基本特性通常用其特性和特性來描述。當傳感器變換的被測量處于動態時，測得的輸出一輸入關系稱為特性。3 .傳感器變換的被測量的數值處在穩定狀態下，傳感器輸出與輸入的關系稱為傳感器的特性，其主要技術指標有：、和等。4 .傳感器實際曲線與理論直線之間的稱為傳感器的非線性誤差，其中的與輸出滿度值之比稱為傳感器的。5 .傳感器的靈敏度是指穩態標準條件下，變化量與化量的比值。對傳感器來說，其靈敏度是常數。6 .傳感器的動態特性是指傳感器測量時，其輸出對輸入的特性。7 .傳感器中直接感受被測量

2、，并輸出與被測量成關系的其它量的元件稱為元件。8 .只感受由敏感元件輸出的，并且與成確定關系的另一種非電量，然后輸出電量的元件，稱為元件。第二章電阻式傳感器1 .電阻應變片是將被測試件上的轉換成的傳感元件。2 .電阻應變片由、和等部分組成。3 .應變式傳感器中的測量電路是將應變片轉換成的變化，以便顯示或記錄被測非電量的大小。4 .金屬電阻應變片敏感柵的形式和材料很多，其中形式以式用的最多，材料以用的最廣泛。5 .電阻應變片的工作原理就是依據應變效應建立與變形之間的量值關系而工作的。6 .當應變片主軸線與試件軸線方向一致，且受一維應力時，應變片靈敏系數K是應變片的與試件主應力的之比。7 .電阻應

3、變片中，電阻絲的靈敏系數小于其靈敏系數的現象，稱為應變片的橫向效應。8 .電阻應變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應變片時，工作應變片粘貼在表面上，補償應變片粘貼在與被測試件完全相同的上，則補償應變片不。9 .用彈性元件和及一些附件可以組成應變式傳感器.10 .應變式傳感器按用途劃分有：應變式傳感器、應變式傳感器、應變式傳感器等。11 .電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以,同時還能起到的作用。12 .電阻應變片的配用測量電路大都采用交流不平衡電橋，其目的是配接和克服的影響。13 .應變片在未使用粘貼前，在室溫下測得的靜態電阻，叫應變片的。14 .影響金屬導電材料應變靈敏系數A

4、.導電材料電阻率的變化C.導電材料物理性質的變化15 .應變片的主要參數有（A.初始電阻值B.額定電壓C.允許工作電流D.額定功率16 .產生應變片溫度誤差的主要原因有（A.電阻絲有溫度系數C.電阻絲承受應力方向不同D.17 .電阻應變片的線路溫度補償方法有（Ko的主要因素是（）。B.導電材料幾何尺寸的變化D.導電材料化學性質的變化）°E.幾何尺寸）°B.試件與電阻絲的線膨脹系數相同電阻絲與試件材料不同）°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.恒流源溫度補償電路法18 .電阻應變片的配用測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用

5、（）A.直流平衡電橋B.直流不平衡電橋C.交流平衡電橋D.交流不平衡電橋19 .電阻應變片的初始電阻數值有多種，其中用的最多的是（）A.60aB.120QC.200QD.350Q20 .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K的定義是（）。A.應變片電阻變化率與試件主應力之比B.應變片電阻與試件主應力方向的應變之比C.應變片電阻變化率與試件主應力方向的應變之比D.應變片電阻變化率與試件作用力之比21 .制作應變片敏感柵的材料中，用的最多的金屬材料是（）。A.銅B.鉗C.康銅D.饃銘合金22 .應變片的允許工作電流參數是指（）。A.允許通過應變片而絕

6、緣材料因受熱而未損壞的最大電流B.允許通過應變片而敏感柵受熱未燒壞的最大電流C.允許通過應變片而不影響其工作特性的最大電流23 .通常用應變式傳感器測量（）。A.溫度B.速度C.加速度D.壓力24 .一個懸臂梁受力作用彎曲，現在用電阻應變片測量作用力F。當考慮采用電阻應變片溫度線路補償法時，請畫圖表示應變片粘貼位置和測量線路的接法。第三章電感式傳感器25 一1自感式_1 .閉磁路變隙式電感傳感器主要由、及鐵芯組成。2 .閉磁路變隙式電感傳感器工作時，銜鐵與被測物體連接。當被測物體移動時，引起磁路中氣隙發生相對變化，從而導致的變化。3 .閉磁路變隙式單線圈電感傳感器的測量范圍與及是相矛盾的。4

7、.畫出單線圈螺線管式電感傳感器的結構原理圖，并標注各組成部分的名稱。5 .單線圈螺線管式電感傳感器主要由線圈、和可沿線圈軸向組成。6 .單線圈螺線管式電感傳感器對比閉磁路變隙式電感傳感器的優點很多，缺點是。它廣泛用于測量。7 .單線圈螺線管式電感傳感器對比閉磁路變隙式電感傳感器，有大、好、結構簡單和便于操作等優點。8 .差動螺線管式電感傳感器主要由兩個的螺線管連接，初始狀態處于對稱位置組成。因而兩個螺線管的初始疝聚9 .畫出差動螺線管式電感傳感器的結構原理圖，并注明各組成部分的名稱。10 .差動螺線管式電感傳感器的配用測量電路有：、。11 .單線圈螺線管式電感傳感器廣泛用于測量（）。A.大量程

8、角位移B.小量程角位移C.大量程直線位移D.小量程直線位移12 .通常用電感式傳感器測量（）。A.電壓B.磁場強度C.位移D.壓力13 .差動螺線管式電感傳感器的配用測量電路有（）。A.直流電橋B.變壓器式交流電橋C.帶相敏整流的交流電橋D.運算放大器電路3-2差動變壓器式1 .把被測非電量的變化轉換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據的基本原理制成的，其次級繞組都用形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。2 .螺線管式差動變壓器傳感器主要由、和組成。3 .螺線管式差動變壓器傳感器中，其線圈組合按繞組排列方式有一節式、二節式、五節式。通常多米用式和式。4 .螺線管式差動變壓器傳感器的導磁外殼的功能

9、主要是提供。5 .螺線管式差動變壓器傳感器的工作原理：以三節式螺線管差動變壓器傳感器為例。它由線圈組合、活動銜鐵和導磁外殼三部分組成。線圈組合包括一個線圈、兩個的次級線圈。該傳感器工作時，將兩個次級線圈串接作為輸出。初級線圈W1上加電壓，兩個次級線圈就會產生的感應電勢。當活動銜鐵處于初始平衡位置時，由于理論上兩個電勢，差動變壓器輸出為。當活動銜鐵向某一個次級線圈方向移動時，則該次級線圈內磁通,使其感應電勢,差動變壓器有。其數值反映了活動銜鐵。6 .變隙式差動變壓器傳感器的主要問題是靈敏度與,的矛盾。這點限制了它的使用，僅適用于的測量。7 .螺線管式差動變壓器傳感器在活動銜鐵位于位置時，輸出電壓

10、應該為零。實際不為零，稱它為。8 .螺線管式三節差動變壓器傳感器工作時，其零點殘余電壓中的基波部分主要由產生的。因此調節活動銜鐵的位置消除它。9 .減少螺線管式差動變壓器傳感器零點殘余電壓最有效的辦法是盡可能保證傳感器、和的相互對稱。10 .螺線管式差動變壓器傳感器中，零點殘余電壓是評定差動變壓器性能的主要指標之一。它的存在會造成傳感器在附近的靈敏度降低、測量大等。11 .畫出螺線管三節式差動變壓器傳感器結構原理圖，并標注各組成部分的名稱。12 .差動變壓器傳感器的測量電路中，常用的相敏檢波器有兩種：電路、電路。13 .差動變壓器傳感器不僅可以直接用于測量，還可以用于測量與有關的任何機械量。1

11、4 .螺線管三節式差動變壓器主要由線圈組合、活動銜鐵和導磁外殼組成。其零點殘余電壓產生的主要原因是（）。A.活動銜鐵的初始位置不合適B.兩次級線圈電氣參數和幾何尺寸不對稱C.磁性材料飽合15 .差動變壓器傳感器的結構形式很多，其中應用最多的是（）。A.變間隙式B.變面積式C.螺線管式16 .為了使螺線管式差動變壓器傳感器具較好的線性度，通常是（）。A.取測量范圍為線圈骨架的1/101/4B.取測量范圍為線圈骨架的1/22/3C.激磁電流頻率采用中頻D.激磁電流頻率采用高頻17 .螺線管三節式差動變壓器傳感器的兩個匝數相等的次級繞組，工作時是（）。A.同名端并聯B.同名端接在一起串聯C.異名瑞并

12、聯D.異名瑞接在一起串聯18 .差動變壓器式傳感器的配用測量電路主要有（）。A.差動相敏檢波電路B.差動整流電路C.直流電橋D.差動電橋19 .通常用差動變壓器傳感器測量（）。A.位移B.振動C.加速度D.厚度20 .畫出差動變壓器式傳感器配用的差動整流（半波電壓輸出）測量電路圖3-3電渦流式1 .電渦流式傳感器的整個測量系統由和兩部分組成。利用兩者之間的來完成測量任務。2 .電渦流式傳感器的基本結構是由和框架組成。其中是主體，因而它的性能、尺寸、形狀對整個測量系統的性能產生重要影響。3 .電渦流傳感器的工作原理：傳感器的激磁線圈通正弦時，在其周圍產生交變，使被測金屬導體內產生。它的存在消弱激

13、磁線圈內的變化。使線圈發生變化（對比無被測金屬時變）。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、線圈中激磁電流的有關，還與線圈與被測金屬導體間的等參數有關。如果保持上述中的其它參數不變，而只改變其中的一個參數，則傳感器的就僅僅是這個參數的函數。通過測量線圈的變化量，即可實現對該參數的測量。4 .電渦流傳感器工作時，被測物體的和越小.則傳感器靈敏度越大。5 .利用電渦流式傳感器測量位移時，只有在線圈與被測物的距離大大地小于線圈半徑時，才能得到較好的度和較高的度。6 .電渦流傳感器中激磁線圈的等效阻抗是很多參數的函

14、數，如果不變，只改變其中的一個參數，通過測量等效阻抗的,即可實現這個參數的測量。7 .利用電渦流式傳感器測量位移時，為了得到較好的線性度和較高的靈敏度，應該讓的距離大大地小于。8 .電渦流傳感器工作時，要求線圈距被測物無關的金屬至少有一個線圈的距離。否則會使降低和范圍縮小。9 .電渦流傳感器的配用測量電路有：電路。電路、電路。10 .對于高頻反射式電渦流傳感器來說，為了使其具有較高的度，不產生電渦流透射損耗，要求被測物必須達到一定的度。11 .電渦流傳感器中，被測導體中電渦流強度和被測導體與激磁線圈之間的距離呈性關系，且隨距離的,電渦流將迅速減小。12 .若使電渦流傳感器的靈敏度高，被測物體的

15、電阻率p和相對磁導率科應該是（）。A.p大B.p小C.r大D.r小13 .利用電渦流式傳感器測量位移時，為了得到較好的線性和靈敏度，其激磁線圈（半徑為r。）與被測物體間的距離x應該滿足（）。A.r°=xB.r°>>xC.r°vxD.r°>x14 .電渦流式傳感器激磁線圈的電源是（）。A.直流B.中頻交流C.高頻交流D.低頻交流第四章電容式傳感器4-1電容式傳感器的工作原理及結構型式1 .電容式傳感器是將被測物理量的變化轉換成的器件。2 .變間隙式電容傳感器由和的極板組成。當板隨著被測參數的變化相對移動時，引起的變化。從而引起發生變化。測

16、量出，即可推算出。3 .變間隙式電容傳感器一般用來測量的位移。4 .電容式傳感器中，變面積式常用于較大的測量。5 .電容式傳感器中，變介電常數式多用于的測量。6 .空氣介質變隙式電容傳感器中，提高靈敏度和減少非線性誤差是矛盾的，為此實際中大都采用式電容傳感器。7 .畫出變介質常數式電容傳感器工作結構示意圖。該傳感器能測量什么非電量？8 .部分固體介質的變間隙式電容傳感器是在犧牲前提下換取靈敏度的提高，實際中多采用此種結構。9 .當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（）。A.靈敏度入增加B.靈敏度入減小C.非線性誤差增加D.非線性誤差減小10 .用電容式傳感器測量固體或

17、液體物位時，應該選用（）。A.變間隙式B.變面積式C.變介電常數式D.空氣介質變間隙式11 .變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離d。之間是（）。A.正比關系B.反比關系C.無關系12 .用電容式傳感器測量位移時，應該選用（）。A.變間隙式B.變面積式C.變介電常數式4-2電容式傳感器的測量電路及應用1 .畫出與差動式電容傳感器配用的緊耦合電橋電路圖。2 .畫出與電容式傳感器配用單臂接法的脈沖測量電路圖。圖中Cx、Ip指的是什么？3 .畫出電容式傳感器的差動電橋測量電路圖，并說明C。、AC表示什么量值？4 .畫出差動式電容加速度傳感器結構原理圖。并標往各組成部分的名稱。5 .電容式傳

18、感器通常用來測量（）。A.交流電流B.電場強度C.重量D.位移6 .電容式傳感器還可以測量（）。A.壓力B.加速度C.電場強度D.交流電壓計算題1.某壓力傳感器的校準數據如下表如示。試用端基法求其基準直線，并確定該壓力傳感器的靈敏度和線性度。壓力(MPa)0.000.020.040.060.080.10輸出電壓(mV-2.70.64.07.410.914.42 .設一力傳感器可作為二階系統來處理，已知傳感器的固有頻率為00=200Hz,阻尼比占0.6,靜態靈敏度為k=9.6，試求：(1) 該傳感器的動態輸入輸出方程；(2) 該傳感器的頻率傳遞函數；(3) 如果該傳感器用于測量力F=sin(40

19、0t)，試求該傳感器的穩態輸出；(4) 試分析當測量的外力為2000KHz時，此傳感器的穩態輸出。3 .設有兩只力傳感器，均可作為二階系統來處理，自振頻率分別為800Hz和1200Hz,阻尼比E均為0.4,今欲測量頻率為400Hz正弦變化的外力，應選用哪一只？并計算將產生多大的振幅相對誤差和相位誤差。4 .電阻應變片的靈敏度定義為,Rk二R；其中AR為作用應變£后應變片的電阻變化，R為應變片的電阻。如果一阻值為120的應變片靈敏度為k=2.0,將該應變片用總阻值為12的導線連接到一測量系統，求此時應變片的靈敏度。5 .一應變片的電阻R=100Q,靈敏系數k=2.10,用作應變為100

20、0科£的傳感元件(1)求AR和AR/R;(2)若惠斯登電橋初始時已平衡，電源電壓U=4V求在此應變下的輸出電壓UO;6 .如將兩個100a電阻應變片平等地粘貼在鋼制試件上，試件截面積為10-4吊，彈性模量2E=100GN/m,由100kN的拉力所引起的應變片電阻變化為10。把它們接入交流電橋中，電橋電源電壓為1V,求應變片靈敏系數和電橋輸出電壓。7 .有一臺變極距非接觸式電容測微儀，其極板為圓形，半徑為r=3mm假設與被測工件的初始間隙為、0=0.5mm,試求：1)若極板與工件的間隙變化量為第=10km,電容的相對變化量(即)為多少?coKu=100mV/pF,則在第=1Mm第6頁共

21、8頁2)若測量電路的靈敏度為時的輸出電壓為多少？已知空氣的介電常數為1一9一一1210F/m：910一F/m36二8 .在壓力比指示系統中采用差動式變極距型電容傳感器，已知原始極距為&=&=0.25mm,正方形極板的邊長為a=20mm采用電橋電路作為其轉換電路(如右圖所示)。電容傳感器的兩個電容分別接R=59的電阻后作為電橋的兩個橋臂，并接有效值為U=50V的電源電壓，其頻率為f=400Hz,電橋的另兩臂為相同的固定電容C=0.002MF,試求3)電容傳感器的電壓靈敏度(單位為V/m);4)當電容傳感器的輸出電壓U0=1V時，電容傳感器活動極板的位移(單位為m。9 .試推導差動

22、電容式傳感器接入變壓器電橋(如右圖所示)，當變壓器二次側電壓有效值均為U時，其空載輸出電壓U與電容C<1,G2的關系式。若采用變極距型電容傳感器，設初始極距均為齒，極距變化感后,空載輸出電壓UO與弊的關系式。10 .當差動式變極距電容傳感器動極板相對于定極板位移了第=0.5mm時，若初始電容C1=C2=80pF初始極距d=5mm試計算其非線性誤差，若將差動電容改為單只平板電容，初始值不變，其非線性誤差有多大？11 .表4.1中單組式變面積型平板形線位移電容傳感器，兩極板相互覆蓋的寬度為4mm兩極板的間隙為0.5mm極板間介質為空氣，試求其靜態靈敏度？若極板相對移動2mm求電容變化量？12 .現有一只020mm的電容式位移傳感器，其結構如下圖所示。已知L=25mmR=6mmR=5.7mm,r=4.5mm,Gc構成固定電容Cf,Cdc隨活動導桿的伸入而變化，擬采用理想運算放大器測量電路，試回答：(1) 要求運算放大器測量電路的輸出電壓與輸入位移x成正比，在測量電路中Cf與CX應如何連接？(2) 活動導桿每伸入1mnc引起的電容變化量為多大(3) 輸入電壓U=6V時，輸出電壓U0為多少(4) 固定電容G的作用何在(5) 傳感器與測量電路的連接線對傳感器的