传感器期末试题(供参考)
传感器期末试题及答案

一、填空题:1:NTC、PTC、CTR或正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻、突变型温度系数热敏电阻2:两种不同导体或半导体组成的闭合回路、两接点存在温度差3:敏感元件、传感元件、测量转换电路4:温度敏感元件5:温度6:被测物体的应变7:有8:反9:低频透射式10:位移测量二、选择题:1:C 2: B 3:C 4:B 5:C 6:D 7:B 8:C 9:B 10:D 11:C 12:C 13:D 14:C 15:B 16:A 17:D 18:B 19:B 20:B三、判断题:1: (⨯)2: (⨯)3: (⨯)4: (√)5: (√)6: (⨯)7: (√)8: (⨯)9: (√)10: (√)四、名词解释:1:金属板置于变化着的磁场中,或者在固定磁场中运动时,金属体内就要产生感应电流,这种电流的流线在金属体内是闭合的,所以叫做涡流。
2:导体或半导体材料在外力作用下伸长或缩短时,它的电阻值相应地发生变化,这一物理现象称为电阻应变效应。
3:所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象。
4:将栅距相同的两块光栅的刻线相对重叠在一起,并且使二者栅线有很小的交角,这样就可以看到在近似垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹,称为莫尔条纹。
5:是指某些物质沿一定方向上受到外力作用变形时,内部被极化,其表面会产生电荷,外力去除后其又会重新回到不带电的状态的现象。
五、简答题:1:热电偶的工作原理是建立在导体的热电效应的基础上。
当有两种不同的导体或半导体组成一个回路,其两端相互连接时,只要两接点处的温度不同,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关,这种现象称为热电效应。
当热电偶两电极材料固定后,热电动势只与两接点的温度有关,即一定的电动势对应一定的温度。
2:漫反射式光电开关、镜反射式光电开关、对射式光电开关、槽式光电开关、光纤式式光电开关3:棕色线接电源正极、蓝色线接公共端或接地、黑色线接输出1、热敏电阻有三种类型,即、、。
传感技术期末试题及答案

传感技术期末试题及答案一、选择题1. 下列选项中,不属于传感器常见分类的是:A) 温度传感器B) 湿度传感器C) 压力传感器D) 电视遥控器答案:D) 电视遥控器2. 以下哪种传感器常用于汽车制动系统中,用于测量制动片与刹车盘的接触状态?A) 光电传感器B) 压力传感器C) 加速度传感器D) 接近开关传感器答案:B) 压力传感器3. 以下哪种传感器常用于智能手机中,用于检测设备的倾斜角度?A) 光敏传感器B) 声音传感器C) 加速度传感器D) 温度传感器答案:C) 加速度传感器4. MEMS传感器是指:A) 微型电机驱动的传感器B) 基于微机电系统技术的传感器C) 基于微小声波的传感器D) 基于纳米技术的传感器答案:B) 基于微机电系统技术的传感器5. 传感器的分辨率是指:A) 传感器测量量的精度B) 传感器输出信号的最小变化量C) 传感器的尺寸大小D) 传感器的工作温度范围答案:B) 传感器输出信号的最小变化量二、简答题1. 请简要介绍传感器的基本工作原理。
答案:传感器通过感受外部物理量的变化,并将其转化为与之相关的电信号输出。
传感器的基本工作原理可以分为以下几种类型:电阻式传感器利用材料阻值随物理量变化的特性,如电压、电流或阻值的变化,来测量和监测被测量物的变化;电容式传感器利用电容值随物理量变化的特性,如两个电极之间的距离或电极间的介质介电常数的变化,来测量和监测被测量物的变化;磁敏传感器利用材料磁导率随物理量变化的特性,如磁场的变化,来测量和监测被测量物的磁场强度;压电传感器利用某些压电材料在受力或变形作用下产生电荷或电势变化的特性,来测量和监测被测量物的压力、力或位移等。
2. 请简要说明MEMS传感器相较于传统传感器的优势。
答案:MEMS传感器相较于传统传感器具有以下优势:体积小,重量轻,便于集成在微型设备中;功耗低,延长了电池寿命;成本低,适用于大规模生产;响应时间快,可实现实时控制和反馈;稳定性好,不易受外界噪声干扰;可靠性高,寿命长。
专科传感器期末试题及答案.docx

1 > 传感器一般由________ 、_________ 、__________ 三部分组成。
2、电阻应变片由________ 、_________ 、__________、_________ 等组成。
3、按材料不同,热电阻传感器可分为_________ 和__________ 两类。
4、为了避免电感分量,热电阻传感器的电阻丝常采用__________ 制成无感电阻。
5、热敏电阻按其温度特性通常分为___________ 和____________ 两大类,这两大类乂都可细分为_________ 和__________ o6、霍尔元件由_______ 、 _______ 和______ 组成。
7、热电偶冋路内产生的热电势由________ 和 ________两部分组成。
8、压电石英晶体切片的纵向压电效应与晶片的尺寸__________ ,横向压电效应与品片的几何尺寸_________ o9、属于外光电效应的光电元器件有_________ 、_________ 、________ 。
10、____________________________ 光敏二极管在使用时要__________ 接入电路中,自身处于 ___________________状态。
11、____________________________ 常用的激光器可分为________ 、、、二、名词解释(每空5分,共20分)1、电阻应变效应2、霍尔效应3、压电效应4、外光电效应三、简答题(每空8分,共32分)1、简述热电阻温度传感器的工作原理。
2、简述变隙式自感式电感传感器的工作原理。
3、简述哂光电池的工作原理。
4、简述热电偶的工作原理。
四、计算题(第一题8分,第二题10分,共18分)1、某试件受力后,应变为2X10?已知应变片的灵敏系数为2,初始值为120 Q,若不计温度的影响,求电阻的变化量A R。
2、一圆筒形变介质式的电容传感器内装玉米,两个同心圆柱状极板的半径分别是ri = 4 cm和r2 = 4 m,储存罐也是圆柱形,高为h = 4m,玉米的相对介电常数e r= 3.2,空气的相对介电常数e r = 1,真空介电常数e 0=8. 85X10_12F/N, 计算传感器空载和满载玉米时的电容值。
传感器期末复习题及答案

传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等(要求至少列出三种)2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。
3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。
4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。
5、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv,其灵敏度为__ __。
6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。
7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器,主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。
9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除同时还能起到的作用。
10、传感器通常由直接响应于被测量的、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
11、根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。
12、光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有;第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应,这类元件有光敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的,这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。
13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。
14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。
15、制作霍尔元件应采用的材料是,因为该类材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大,而使两个端面出现电势差最大。
16、热电阻通常采用的材料有和。
17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时,在其两端将产生电位差,这一现象被称为。
18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。
传感器期末考试题及答案

传感器期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的静态特性不包括以下哪项?A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力,以下哪项不是动态特性的指标?A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中,热电偶的工作原理是基于哪种效应?A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中,应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应?A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中,光电二极管的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关?A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移?A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关?A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速?A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题(每空1分,共20分)1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应,而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应,而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
传感器原理及应用期末考试试题库含答案

一:填空题(每空1分)1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部分组成。
2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。
3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,根据光电效应可以分为外光电效应,内光电效应,热释电效应三种。
4.光电流与暗电流之差称为光电流。
5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。
6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。
7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系,在后坡区与距离的平方成反比关系。
8.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。
9.画出达林顿光电三极管内部接线方式:U C E10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。
其定义为:传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示k(x)=Δy/Δx 。
11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。
按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。
最常用的是最小二乘法线性度。
12.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大类。
13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。
14.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。
15. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。
16. 传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。
17. 在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 ,入射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 。
18. 光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管。
19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系,与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。
(完整word版)传感器技术期末考试试卷

传感器技术期末考试试卷(A)一、名词解释(每题4分,共20分)1. 传感器:(传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的测量装置)(能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成)2. 电位器式传感器:(是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件,,又可做分压器用的测量装置)3. 电容式传感器:(将被测量(如压力、尺寸等)的变化转换成电容量变化的一种传感器)4. 霍尔传感器:(是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器)5. 测量:(是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较,获得被测量对比该标准量的倍数,从而在量值上给出被测量的大小和符号)二、填空题(每空1分,共20分)1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化,从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的装置。
2.压电式传感器元件是力敏元件,它能测量最终能变换为力的那些物理量是:应力、压力、加速度等。
3.压电陶瓷是人工制造的多晶体,由无数细微的电畴组成。
4.测定温度传感器通常是用热电偶、热电阻及热敏电阻三种。
5. 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。
6.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象称为光电效应。
7.功能型光纤传感器分为:相位调制型传感器、光强调制型传感器和偏振态调制型传感器三种类型。
8.直接测量的方法通常有三种方法,即:偏差法、零位法和微差法。
9. 电位器式传感器是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件,又可做分压器用的测量装置三、简答题(每题10分,共30分)1. 按传感器的工作原理分类有哪些?(1)电学式传感器;(2)磁学式传感器;(3)光电式传感器;(4)电势型传感器;(5)电荷式传感器;(6)半导体传感器;(7)谐振式传感器;(8)电化学式传感器等。
2. 应变片有哪几部分组成?其核心部分是什么?电阻应变片的构造一般由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。
传感器期末考试试卷

传感器期末考试试卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的定义是什么?A. 将非电学量转换为电学量的装置B. 只能转换温度的装置C. 只能转换压力的装置D. 只能转换光强的装置2. 以下哪个不是传感器的分类?A. 电阻式传感器B. 电容式传感器C. 电感式传感器D. 机械式传感器3. 传感器的静态特性通常包括哪些参数?A. 线性度和灵敏度B. 响应时间和稳定性C. 精度和重复性D. 所有以上选项4. 传感器的动态特性主要描述的是?A. 传感器的静态响应B. 传感器的瞬态响应C. 传感器的长期稳定性D. 传感器的精度5. 温度传感器的工作原理是什么?A. 利用材料的电阻随温度变化的特性B. 利用材料的电容随温度变化的特性C. 利用材料的电感随温度变化的特性D. 利用材料的磁阻随温度变化的特性6. 光电传感器的工作原理是什么?A. 利用光电效应将光信号转换为电信号B. 利用光电效应将电信号转换为光信号C. 利用热电效应将光信号转换为电信号D. 利用热电效应将电信号转换为光信号7. 霍尔传感器的工作原理是什么?A. 利用霍尔效应将磁场变化转换为电压变化B. 利用霍尔效应将电压变化转换为磁场变化C. 利用光电效应将磁场变化转换为电压变化D. 利用光电效应将电压变化转换为磁场变化8. 压力传感器的工作原理是什么?A. 利用材料的电阻随压力变化的特性B. 利用材料的电容随压力变化的特性C. 利用材料的电感随压力变化的特性D. 利用材料的磁阻随压力变化的特性9. 以下哪种传感器不适合用于测量微小位移?A. 电容式位移传感器B. 电感式位移传感器C. 光电式位移传感器D. 机械式位移传感器10. 传感器的校准通常包括哪些步骤?A. 确定传感器的量程和精度B. 确定传感器的响应时间和稳定性C. 确定传感器的线性度和灵敏度D. 所有以上选项二、填空题(每空1分,共10分)1. 传感器的灵敏度是指传感器输出变化量与输入变化量的______。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
传感器期末试题整理作者:黄小胜1 什么是热电效应?热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成?由同一种导体组成的闭合回路能产生热电势吗?答:1)两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路,当两个结点有温差时,导体回路里有电流流动会产生热电势,这种现象称为热电效应。
2)热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。
3)热电偶两个电极材料相同时,无论两端点温度如何变化无热电势产生。
2 为什么热电偶的参比端在实际应用中很重要?对参比端温度处理有哪些方法?答:1)实际测量时利用这一性质,可对参考端温度不为零度时的热电势进行修正。
2)因为热电偶的分度表均是以参考端T =0℃为标准的,而实际应用的热电偶参考端往往T≠0℃,一般高于零度的某个数值,此时可利用中间温度定律对检测的热电势值进行修正,以获得被测的真实温度。
3 解释下列有关热电偶的名词:热电效应、热电势、接触电势、温差电势、热电极、测量端、参比端、分度表。
答:(略)4 某热电偶灵敏度为0.04mV/℃,把它放在温度为1200℃处的温度场,若指示表(冷端)处温度为50℃,试求热电势的大小?解:已知:热电偶灵敏度为0.04mV/℃,把它放在温度为1200℃处的温度场,若指示表(冷端)处温度为50℃,则中间温度为:1200℃-50℃=1150℃;热电势为:0.04mV/℃×1150℃=46mV或:E AB(T,0)= E AB(T,1200)+ E AB(50,0)= 1200℃×0.04mV/℃-50℃×0.04mV/℃=46mV5 某热电偶的热电势在E(600,0)时,输出E=5.257 mV,若冷端温度为0℃时,测某炉温输出热电势E=5.267 mV。
试求该加热炉实际温度是多少?解:已知:热电偶的热电势E(600.0,0)=5.257 mV,冷端温度为0℃时,输出热电势E=5.267 mV,热电偶灵敏度为:K = 5.257 mV/600 = 0.008762 mV/℃该加热炉实际温度是:T= E/K = 5.267 mV/0.008762 mV/0℃ = 601.14℃7 什么是超声波?其频率范围是多少?答:1)超声波是人耳无法听到的声波。
人耳听见的声波称机械波,频率在16Hz~20kHz,一般说话的频率范围在100Hz~8kHz之间,低于20Hz频率的波称为次声波,高于20kHz频率的波称超声波,频率在300MHz~300GHz之间的波称为微波。
2)超声波频率范围在几十千赫兹到几十兆赫兹。
8 超声波在通过两种介质界面时,将会发生什么现象?答:当超声波从一种介质入射到另一种介质时,在界面上会产生反射、折射和波形转换。
9什么是内光电效应?什么是外光电效应?说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。
答:当用光照射物体时,物体受到一连串具有能量的光子的轰击,于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应(如电阻率变化、发射电子或产生电动势等)。
这种现象称为光电效应。
1)当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象叫做内光电效应,内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。
入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应,典型的光电器件有光敏电阻;光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应,光电池、光敏晶体管。
2)在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应,典型的光电器件有光电管、光电倍增管。
10普通光电器件有哪几种类型?各有何特点?利用光电导效应制成的光电器件有哪些?用光生伏特效应制成的光电器件有哪些?8.2答:(略)11普通光电器件都有哪些主要特性和参数?答:光照特性;光谱特性;伏安特性;温度特性;频率特性等12 什么是压电效应?什么是正压电效应和逆压电效应?答:某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态;而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
如对晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应。
13石英晶体和压电陶瓷的压电效应有何不同之处?为什么说PZT 压电陶瓷是优能的压电元件?比较几种常用压电材料的优缺点,说出各自适用于什么场合?答:1)石英晶体整个晶体是中性的,受外力作用而变形时没有体积变形压电效应,但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
压电陶瓷PZT 是一种多晶铁电体,原始的压电陶瓷材料并不具有压电性,必须在一定温度下做极化处理后,留下了很强的剩余极化强度,才能使其呈现出压电特性。
2)比较石英晶体12d 、11d ,压电陶瓷的纵向压电常数33d 大的多,是它们的上百倍。
所以压电陶瓷制作的传感器灵敏度高。
常用的优能压电陶瓷是锆钛酸铅(PZT ),它具有很高的介电常数,工作温度可达250℃。
、3)(略)14 压电传感器能否用于静态测量?试结合压电陶瓷加以说明。
7.3答:1)由压电传感器的等效电路可见,要保证输出信号与输入作用力间的线性关系,只有在负载电阻较大,工作频率较高时,传感器电荷才能得以保存补充,需要测量电路具有无限大的输入阻抗。
但实际上这是不可能的,故压电传感器只能作动态测量,不宜作静态信号测量,只能在其上加交变力,电荷才能不断得到补充,并给测量电路一定的电流。
2)(略)15 电压放大器和电荷放大器本质上有何不同,电荷放大器和电压放大器各有何特点?它们各自适用于什么情况?7.5答:(略)16试述磁电感应式传感器的工作原理和结构形式。
6.1(略)17 什么是霍尔效应?6.4答:通电的导体(半导体)放在磁场中,电流与磁场垂直,在导体另外两侧会产生感应电动势,这种现象称霍尔效应。
18霍尔元件常用材料有哪些?为什么不用金属做霍尔元件材料?6.5答:1)任何材料在一定条件下都能产生霍尔电势,但不是都可以制造霍尔元件。
只有半导体材料适于制作霍尔元件。
又因一般电子迁移率大于空穴的迁移率,所以霍尔元件多采用N 型半导体制造。
2)金属材料电子浓度虽然很高,但电阻率很小很小,使霍尔电势H U 很小,因此不适于做霍尔元件材料。
19 霍尔元件不等位电势产生的原因有哪些?6.6答:霍尔电势不为零的原因是,①霍尔引出电极安装不对称,不在同一等电位面上;②激励电极接触不良,③半导体材料不均匀造成电阻率ρ不均匀等原因。
20某一霍尔元件尺寸为10L mm =, 3.5b mm =, 1.0d mm =,沿L 方向通以电流 1.0I mA =,在垂直于L 和b 的方向加有均匀磁场0.3B T =,灵敏度为22/()V A T ⋅,试求输出霍尔电势及载流子浓度。
6.7解:21 试分析霍尔元件输出接有负载L R 时,利用恒压源和输人回路串联电阻T R 进行温度补偿的条件。
6.8(略)22 何谓电感式传感器?电感式传感器分为哪几类?各有何特点? 答:电感式传感器是一种机-电转换装置,电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置,传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。
它可以用来测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数。
电感式传感器种类:自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器。
工作原理:自感、互感、涡流、压磁。
23 提高电感式传感器线性度有哪些有效的方法。
答:电感传感器采用差动形式,转换电路采用相敏检波电路可有效改善线性度。
24 说明产生差动电感式传感器零位残余电压的原因及减小此电压的有效措施。
5.4答:差动变压器式传感器的铁芯处于中间位置时,在零点附近总有一个最小的输出电压0U ∆,将铁芯处于中间位置时,最小不为零的电压称为零点残余电压。
产生零点残余电压的主要原因是由于两个次级线圈绕组电气系数(互感 M 、电感L 、内阻R )不完全相同,几何尺寸也不完全相同,工艺上很难保证完全一致。
为减小零点残余电压的影响,除工业上采取措施外,一般要用电路进行补偿:①串联电阻;②并联电阻、电容,消除基波分量的相位差异,减小谐波分量;③加反馈支路,初、次级间加入反馈,减小谐波分量;④相敏检波电路对零点残余误差有很好的抑制作用。
25 为什么螺线管式电传感器比变间隙式电传感器有更大的测位移范围?5.5答:螺线管式差动变压器传感器利用互感原理,结构是:塑料骨架中间绕一个初级线圈,两次级线圈分别在初级线圈两边,铁心在骨架中间可上下移动,根据传感器尺寸大小它可测量1~100mm范围内的机械位移。
变间隙式电感传感器是利用自感原理,衔铁的与铁芯之间位移(气隙)与磁阻的关系为非线性关系,可动线性范围很小,因此测量范围受到限制。
26 电感式传感器测量电路的主要任务是什么?变压器式电桥和带相敏整流的交流电桥在电感式传感器测量电路中各可以发挥什么作用?采用哪种电路可以获得理想输出。
5.6(略)27 概述变间隙式差动变压器的结构、工作原理和输出特性,试比较单线圈和差动螺线管式电传感器的基本特性,说明它们的性能指标有何异同?5.7(略)28 差动变压器式传感器的测量电路有几种类型?试述差动整流电路的组成和基本原理。
为什么这类电路可以消除零点残余电压?5.8反串电路和桥路两种。
29 概述差动变压器式传感器的应用范围,并说明用差动变压器式传感器检测振动的基本原理。
5.9(略)30 什么叫电涡流效应?说明电涡流式传感器的基本结构与工作原理。
电涡流式传感器的基本特性有哪些?它是基于何种模型得到的?5.10答:1)块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭和的电流,这种电流叫电涡流,这种现象叫做电涡流效应。
2)形成涡流必须具备两个条件:第一存在交变磁场;第二导电体处于交变磁场中。
电涡流式传感器通电后线圈周围产生交变磁场,金属导体置于线圈附近。
当金属导体靠近交变磁场中时,导体内部就会产生涡流,这个涡流同样产生交变磁场。
由于磁场的反作用使线圈的等效电感和等效阻抗发生变化,使流过线圈的电流大小、相位都发生变化。
通过检测与阻抗有关的参数进行非电量检测。
3)因为金属存在趋肤效应,电涡流只存在于金属导体的表面薄层内,实际上涡流的分布是不均匀的。
涡流区内各处的涡流密度不同,存在径向分布和轴向分布。
所以电涡流传感器的检测范围与传感器的尺寸(线圈直径)有关。
4)回路方程的建立是把金属上涡流所在范围近似看成一个单匝短路线圈作为等效模型。
31 电涡流式传感器可以进行哪些物理量的检测?能否可以测量非金属物体,为什么?5.11答:1)凡是能引起22R L M 、、变化的物理量,均可以引起传感器线圈11R L 、 的变化,可以进行非电量检测;如被测体(金属)的电阻率ρ,导磁率μ,厚度d ,线圈与被测体之间的距离x ,激励线圈的角频率ω等都可通过涡流效应和磁效应与线圈阻抗Z 发生关系,使11R L 、变化;若控制某些参数不变,只改变其中一个参数,便可使阻抗Z 成为这个参数的单值函数。