第一篇：傳感器原理及實(shí)用技術(shù)期末復(fù)習(xí)1

3.簡要說明電容式傳感器的原理

電容式傳感器能將被測量轉(zhuǎn)換為傳感器電容變化，傳感器有動(dòng)靜兩個(gè)極板，極板間的電容為C=ε0εrA/δ0

式中：

ε0真空介電常數(shù)8.854×10-12F/mεr介質(zhì)的相對介電常數(shù)

δ0兩極板間的距離A極板的有效面積

當(dāng)動(dòng)極板運(yùn)動(dòng)或幾班見的介質(zhì)變化就會(huì)引起傳感器電容值的變化，從而構(gòu)成變極距式，變面積式和變介質(zhì)型的電容式傳感器。

4.簡述電渦流傳感器工作原理及其主要用途。

電渦流式傳感器就是基于渦流效應(yīng)工作的。電渦流式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)快、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、能進(jìn)行非接觸測量等特點(diǎn)，因此被廣泛用于測量位移、振動(dòng)、厚度、轉(zhuǎn)速、表面溫度等參數(shù)，以及用于無損探傷或作為接近開關(guān)，是一種很有發(fā)展前途的傳感器。

6.簡述光敏電阻的工作原理。

光敏電阻是一種基于光電導(dǎo)效應(yīng)（內(nèi)光電效應(yīng)）工作的元件，即在光的照射下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率發(fā)生變化的現(xiàn)象。光照時(shí)使半導(dǎo)體中載流子濃度增加，從而增大了導(dǎo)電性，電阻值減小。照射光線愈強(qiáng)，電阻值下降愈多，光照停止，自由電子與空穴逐漸復(fù)合，電阻又恢復(fù)原值。

7.什么叫零點(diǎn)殘余電壓？產(chǎn)生的原因有哪些？

當(dāng)銜鐵處于差動(dòng)電感的中間位置時(shí)，無論怎樣調(diào)節(jié)銜鐵的位置，均無法使測量轉(zhuǎn)換電路輸出為零，總有一個(gè)很小的輸出電壓，這種微小誤差電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的具體原因有：① 差動(dòng)電感兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)、幾何尺寸或磁路參數(shù)不完全對稱；② 存在寄生參數(shù)，如線圈間的寄生電容及線圈、引線與外殼間的分布電容；③ 電源電壓含有高次諧波；④ 磁路的磁化曲線存在非線性。

8.簡述霍爾傳感器的工作原理。

金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通控制電流，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的磁場，那么，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電勢（稱為霍爾電勢電壓）,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栯妱莸拇笮≌扔诳刂齐娏骱痛鸥袘?yīng)強(qiáng)度，稱為霍爾元件的靈敏度，它與元件材料的性質(zhì)與幾何尺寸有關(guān)。

9.什么叫縱向應(yīng)變效應(yīng)？什么叫橫向應(yīng)變效應(yīng)？

應(yīng)變片在受到外力變形時(shí)，其截面積變化引起的電阻變化，稱為橫向效應(yīng)。應(yīng)變片在收到外力變形時(shí)，其長度變化引起的電阻變化，稱為縱向效應(yīng)。也就是說，導(dǎo)體在長度上發(fā)生變化時(shí)，截面積也會(huì)隨之變化，所以應(yīng)變效應(yīng)包含縱向效應(yīng)和橫向效應(yīng)。

10.簡述利用面型CCD攝像傳感器實(shí)現(xiàn)二位圖像識別的基本原理。

物體成像聚焦在CCD圖像傳感器上，視頻處理器對輸出信號進(jìn)行存儲和數(shù)據(jù)處理，整個(gè)過程由微機(jī)控制完成，根據(jù)幾何光學(xué)原理，可推導(dǎo)出被測物體尺寸計(jì)算公式:

式中：n為物體成像覆蓋的光敏像素?cái)?shù)；p為像素間距；M為成像倍率。微機(jī)可對多次測量求平均值，精確的到被測物體的尺寸。任何能夠用光學(xué)成像的零件都可以用這種方法實(shí)現(xiàn)不接觸的在線自動(dòng)檢測的目的。

11.變壓器電橋電路和帶相敏檢波電橋電路哪個(gè)能更好的起到測量轉(zhuǎn)換電路？為什么？

采用相敏整流電路，得到的輸出信號既能反映位移的大小，又能反映位移的方向；而變壓器電橋電路的輸出電壓隨位移方向不同而反相1800，由于橋路電源是交流電，若在轉(zhuǎn)換電路的輸出端接上普通儀表時(shí)，無法判別輸出的極性和銜鐵位移的方向。此外，當(dāng)銜鐵處于差動(dòng)電感的中間位置時(shí)，還存在零點(diǎn)殘余電壓。所以相敏整流的電橋電路能更好地起到測量轉(zhuǎn)換作用。

12.常見的壓電材料有哪些？各有什么特點(diǎn)？

常見的壓電材料可分為三大類：壓電晶體、壓電陶瓷與高分子壓電材料。石英晶體還具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、線性范圍寬、遲滯小等優(yōu)點(diǎn)。但石英晶體壓電系數(shù)較小，靈敏度較低，且價(jià)格較貴。

壓電陶瓷是人工制造的多晶體壓電材料。與石英晶體相比，壓電陶瓷的壓電系數(shù)很高，制造成本很低。因此，在實(shí)際中使用的壓電傳感器，大都采用壓電陶瓷材料。

第二篇：傳感器原理期末復(fù)習(xí)

傳感器原理期末復(fù)習(xí)

名詞

1.遲滯

2.分辨率

3.重復(fù)性

4.間接測量

5.不等精度測量分辨力

6.靜態(tài)誤差

7.重復(fù)性

8.直接測量

9.等精度測量

10.電容式傳感器

11.線性度

12.靜特性的主要技術(shù)指標(biāo)為

13.動(dòng)態(tài)特性是

14.傳感器的三個(gè)組成環(huán)節(jié)

簡答

1.請寫出金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)的全微分方程，并解釋其物理意義

2.什么是橫向效應(yīng)

3.形成零點(diǎn)殘余電壓的原因及減小其影響的方法是什么

4.電容式傳感器的特點(diǎn)

5.什么是霍爾效應(yīng)

6.光電倍增管如何起放大作用

7.熱電偶中間定律？

8.傳感器特性技術(shù)指標(biāo)包括幾個(gè)方面

9.遲滯是指什么

10.光電式傳感器的原理

11.什么是逆壓電效應(yīng)

12.產(chǎn)生機(jī)械滯后的原因是什么

計(jì)算

1.已知材料A與材料C的熱電動(dòng)勢為13.967mv,材料B與材料C的熱電動(dòng)勢為8.345mv，用參考電極定律求材料A與B的熱電動(dòng)勢

2.變面積型圓柱（單組式）電容式傳感器，兩極板互蓋長度為1mm，可動(dòng)極筒外徑9.8mm，定極筒內(nèi)徑10mm，極筒間介質(zhì)為空氣ε=8.25*10?12F/m，求C?

實(shí)例

利用傳感器來測量某物體轉(zhuǎn)動(dòng)角度，請把你的實(shí)驗(yàn)思想和步驟寫下來（畫圖說明）

第三篇：傳感器原理及檢測技術(shù)

傳感器原理及檢測技術(shù)

（工程碩士）考試題

1、簡要說明非電量電測法的基本思想。

2、簡要說明傳感元件與敏感元件的作用及區(qū)別。

3、簡述現(xiàn)代測量系統(tǒng)由那幾部分組成及各部分的功能與特點(diǎn)。

4、何為傳感器靜態(tài)特性？靜態(tài)特性主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？何為傳感器動(dòng)態(tài)特性？動(dòng)態(tài)特性主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

5、系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差及粗大誤差產(chǎn)生的原因是什么？對測量結(jié)果有何影響？從提高測量精度來看，應(yīng)如何處理這些誤差？

6、說明誤差的分類，以及各類誤差的性質(zhì)，特點(diǎn)及對測量結(jié)果的影響？

7、某測量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線H(j?)?1，若輸入周期信號1?0.05j?

x(t)?2cos10t?0.8cos(100t?300)，試求其響應(yīng)y(t)。

8、有一個(gè)傳感器，其微分方程為30dy其中y為輸出電壓(mV),x?3y?0.15x。

為輸入溫度(0C)，試求傳感器的時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度S。

9、根據(jù)磁電式傳感器工作原理，設(shè)計(jì)一傳感器測量轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。要求畫出原理結(jié)構(gòu)簡圖并說明原理。

10、談?wù)勀銓鞲衅髟砑皺z測技術(shù)這門課程學(xué)習(xí)的體會(huì)及建議，你認(rèn)為檢測技術(shù)將來的發(fā)展方向是什么？

要求：每道題必須認(rèn)真完成。

第四篇：傳感器原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)

例1：量程為150V的0.5級電壓表和量程為30V的1.5級電壓表，分別測量20V電壓，問哪個(gè)測量精度高？

例2：某壓力表精度為1.5級，量程為0～2.0MPa，測量結(jié)果顯示為1.2MPa，求1）最大引用誤差δnm；2）可能出現(xiàn)的最大絕對誤差Δm；3）示值相對誤差δx＝？

例3：一差動(dòng)變壓器式位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化1200mv，問位移傳感器的靈敏度是多少？

例4：機(jī)械式指針位移傳感器，當(dāng)輸入信號有0.01mm的位移變化量式，指針位移10mm，求位移傳感器的靈敏度？

例5：進(jìn)行某動(dòng)態(tài)壓力測量時(shí)，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為90.9nC/Mpa，將它與增益為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V。試計(jì)算這個(gè)測量系統(tǒng)的總靈敏度。當(dāng)壓力變化為3.5MPa時(shí)，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？

例6：有一只變極距電容傳感元件，兩極板重疊有效面積為，兩極板間的距離為1mm，已知空氣的相對介電常數(shù)是1，真空中介電常數(shù)為8.85×10-12F/m,試計(jì)算該傳感器的位移靈敏度。

例7：粘貼在鋼件上的康銅電阻絲應(yīng)變片，其靈敏度為2，電阻溫度系數(shù)為20×10-6/oC，敏感柵材料的線膨脹系數(shù)為15×10-6/oC，鋼件的線線膨脹系數(shù)為11×10-6/oC，彈性模量E為2×1011N/m2,求：（1）當(dāng)環(huán)境溫度變化為10oC時(shí)，應(yīng)變熱輸出為多少？相當(dāng)于試件產(chǎn)生多大應(yīng)力？

（2）當(dāng)=1000uε時(shí)，由于熱輸出產(chǎn)生的溫度誤差γt是多少？

例8：半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度為120，電阻為120歐姆，金屬電阻應(yīng)變片的靈敏度為2，電阻為120歐姆，單臂非線性誤差不大于0.1，求：它們可測的最大應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

第五篇：傳感器原理及應(yīng)用期末試題3

傳感器原理及應(yīng)用期末試題

一．判斷題.(本題共10分，對則打“√”，不對則打“×”)

1．A/D轉(zhuǎn)換就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的數(shù)字信號。（）

2．固有頻率fn=400Hz的振動(dòng)子的工作頻率范圍為f > 400Hz。（）

3．信號在時(shí)域上波形有所變化，必然引起頻譜的相應(yīng)變化。（）

4．一臺儀器的重復(fù)性很好，但測得的結(jié)果并不準(zhǔn)確，這是由于存在隨機(jī)誤差的緣故。（）

5．一般來說測量系統(tǒng)的固有頻率越高，則其靈敏度就越低。（）

6．交流電橋的輸出信號經(jīng)放大后，直接記錄就能獲得其輸入信號的模擬信號了。（）

7．測量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度高的金屬絲應(yīng)變片，測量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度低的半導(dǎo)體應(yīng)

變片。（）

8．傳遞函數(shù)表征了系統(tǒng)的傳遞特性，并反映了物理結(jié)構(gòu)，因此凡傳遞函數(shù)相同的系統(tǒng)，其物理結(jié)

??構(gòu)必然相同。（?）?j2ft

9．???x(t)edt稱為信號x(t)的頻率響應(yīng)函數(shù)。（）

10．作為溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片應(yīng)和工作應(yīng)變片作相鄰橋臂且分別貼在與被測試件相同的置于同一溫度 場的材料上。（）

二．選擇題(共24分，每空1.5分，每題只有一個(gè)正確答案)

1.壓電式加速度計(jì)測量系統(tǒng)的工作頻率下限取決于（）

a.加速度計(jì)力學(xué)系統(tǒng)的頻率特性； b.壓電晶體的電路特性；c.測量電路的時(shí)間常數(shù)。

2.用慣性式加速度計(jì)進(jìn)行測量，為保證相位關(guān)系不變，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)淖枘岜圈?，一般取?（）

或β=（）;而對慣性式位移傳感器應(yīng)有β=（）

a.β=0;b.β=0.7;c.β=1;d.β=0.86

3.要測量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt的振動(dòng)位移信號，為了盡量減少失真，應(yīng)采用（）的慣性加速度計(jì)。

a.fn=15Hz、β=0.707;b.fn=1000Hz、β=0.707;c.fn=50kHz、β=0.04

4.壓電式加速度傳感器的阻尼率一般為（）

a.β>1;b.0.707<β<1;c.β=0.707;d.β<<0.707

5.描述非周期信號的數(shù)學(xué)工具是（）。

a.三角函數(shù)； b.拉氏變換； c.付氏變換； d.付氏級數(shù)

6.復(fù)雜周期信號的頻譜是（）

a.離散譜； b.連續(xù)譜； c.δ函數(shù)； d.sinc函數(shù)

7.對某二階系統(tǒng)輸入周期信號X(t)=A0sinωmt，則系統(tǒng)輸出信號有以下特性（）。

[注：ωm>ωn]

a.幅值、頻率、相位皆不變；b.頻率改變，幅值、相位不變；c.幅值、相位改變，頻率不變；

d.相位不變，幅值、頻率改變

8.測量等速變化的溫度時(shí)，為了減小測量誤差，希望測溫傳感器的時(shí)間常數(shù)（）a.大些好； b.小些好； c.要適中； d.可不考慮

9.半導(dǎo)體應(yīng)變片是根據(jù)（）原理工作的；壓電式加速度計(jì)的工作原理是基于（）a.電阻應(yīng)變效應(yīng)；b.壓阻效應(yīng)；c.壓電效應(yīng)；d.電磁效應(yīng)

10.金屬絲應(yīng)變片在測量某一構(gòu)件的應(yīng)變時(shí)，其電阻的相對變化主要由（）引起的。a.貼片位置的溫度變化；b.電阻絲幾何尺寸的變化；c.電阻材料的電阻率的變化

11.用一緩變綜合信號e(t)=Acos2πt+Bcos200πt調(diào)制一栽波e0(t)=Esin2000πt,得到的調(diào)幅波的頻帶寬度為（）

a.（1000-10）?（1000+10）Hz;b.-(1000+100)?(1000+100)Hz;c.(1000-100)?(1000+100)Hz;

12.既能檢波又能檢相的電路稱為（）

a.橋式整流； b.相位鑒頻； c.相敏檢波； d.直流放大

13.常用解決光線示波器低頻振子阻尼率β達(dá)到0.7的方法是（）

a.充入硅油；b.保證要求的外阻；c.串聯(lián)一合適電阻；d.并聯(lián)一合適電阻

14.某間接測量的函數(shù)式為y=a0x1x2, 則y的標(biāo)準(zhǔn)誤差為（）（式中?測量量值x1、x2的標(biāo)準(zhǔn)誤差）

.a.d.222?y?(?x1??x2)x1、?x2 分別為直接;;b.222?y?a0(?x1??x2);c.2222?y?(a0x12?x1?x2?x2)2222?y?a0(x12?x2?x2?x1)

15.把連續(xù)時(shí)間信號進(jìn)行離散化時(shí)產(chǎn)生混迭的主要原因是（）

a.記錄時(shí)間太長； b.采樣時(shí)間間隔太寬； c.記錄時(shí)間太短； d.采樣時(shí)間間隔太窄

三.[本題共16分]

1.(8分)求理想一階系統(tǒng)的拉氏傳遞函數(shù)，根據(jù)所求傳遞函數(shù)寫出其頻率響應(yīng)函數(shù)，系統(tǒng)的幅頻特性及相頻特性表示式，并用簡圖畫出其幅頻特性。[注：一階系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程為：?dy(t)?y(t)?A0x(t)dt]

2.(4分)壓電測壓傳感器與電荷放大器相接時(shí)，為能測量靜態(tài)壓力信號即防止靜電泄漏，從放大器本身出發(fā)，應(yīng)采取哪些措施？[提示：等效電路見圖,運(yùn)動(dòng)方程為：

RCdu0dF?u0?Rddtdt，q?d?F，c?cp?cE，R?Rp//Ri，cp為壓電晶體等效電容，Rp為傳感器輸出電阻，cE為電纜電容，Ri為電壓放大器的輸入電阻。]

di3．（4L?R?i?e

[注：微分方程為： dt(R=Ri+RL),e為感應(yīng)電動(dòng)勢，L為等效電感，RL為傳感器的等效電阻，Ri為放大器輸入電阻]

四．（本題共16分）

1．（4分）敘述測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不失真測量的條件。

2．（10分）有人將某二階系統(tǒng)的幅頻特性曲線繪成了如圖所示形狀，請指出圖中有何問題？當(dāng)輸入圖示三種信號時(shí)，問系統(tǒng)輸出有無失真（假定相頻特性符合要求）。

3．(2分)為何在調(diào)節(jié)二階系統(tǒng)β時(shí)，一般都取β=0.6~0.8？

五．（10分）應(yīng)變筒式測壓傳感器與應(yīng)變管式測壓傳感器主要區(qū)別有哪些？簡述應(yīng)變筒式測壓傳感器是如何進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)模?/p>

六.(8分）永磁式感應(yīng)測速傳感器的磁頭件安裝有何要求？描述該傳感器中位移線圈的繞制方法，該傳感器速度線圈采用串聯(lián)的目的是什么？

七．（6分）用鎳鉻—鎳硅熱電偶測爐溫。當(dāng)冷端溫度T0=40 0C時(shí)，測得熱電勢為E(T,T0)=39.17mv,若冷端溫度變?yōu)槌?0 0C測該爐溫時(shí)，則應(yīng)測得熱電勢為多少mv？

[附：已知該熱電偶有E(40,0)=1.61mv, E(-40,0)=-1.50 mv, E(20,0)=0.80mv, E(-20,0)=-0.77mv ]

八．（4分）為使測量具有普遍的科學(xué)意義，測量儀器必須具備哪些條件？線性測量系統(tǒng)應(yīng)具有的兩個(gè)重要特性是什么？

九．（6分）圖為受彎和拉作用的某構(gòu)件，請合理安排四個(gè)電阻在橋臂上的位置測量彎矩M，既能消除溫度對M的影響又不受力P的影響。根據(jù)給定的橋盒畫出正確的搭橋線路。