发布时间 : 星期二 文章传感器试卷及答案4更新完毕开始阅读f9664fdb856a561252d36f71
C、减小非线性误差 D、提高电磁兼容性 26、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是A A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环
27、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是C A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方
四、简答题
1、减少系统误差有哪几种方法？· ·
a.从产生误差源上消除系统误差 b. 引入修正法 c.零位式测量法 d.补偿法 e.对照法
2、金属电阻应变片测量外力的原理是什么？
当电阻丝受到拉力F作用时，将伸长Δl，横截面积相应减小ΔA，电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变电阻率，而引起电阻值相改变
3、什么是霍尔效应?
将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行电流和磁场方向的两个面产生电动势
4、MEMS
MEMS是微机电系统，MEMS由硅片采用光刻和各向异性刻蚀工艺制造而成，具有尺寸小、重量轻、成本低、可靠性高、抗振动冲击能力强以及易批量生产等优点。 5、简述热电势（对于热电偶而言）存在必须具备的条件。 1由两种不同的金属材料组成热电偶 2两端存在温差
6、光电接收元件的主要特性有哪些？其中影响测量速度的是什么特性？影响光源和灵敏度的是什么特性？
1光谱特性 2伏安特性 3光照特性 4温度特性 5频率特性 影响测量速度的是 光照特性 影响光源和灵敏度的是 光谱特性
7、简述霍尔传感器的工作原理 。
在霍尔元件的平面法线方向施加磁感应强度B，经有控制电流引线通
入控制电流I，则由于洛仑兹力的作用，两个霍尔电极上出现相反极性载流子的积累，从而在霍尔电势输出引线之间产生霍尔电势UH，UH=KHIB。
8、简述电涡流式传感器的工作原理。
它由传感器激励线圈和被测金属体组成，根据法拉第电磁感应定律，当传感器激励线圈中通以正弦交变电流时，线圈周围将产生正弦交变磁场，使位于该磁场中的金属导体中产生感应电流，该感应电流又产生新的交变磁场。
9、简述中间导体定律.
在热电偶回路中，冷端断开接入与A,B电极不同的另一种导体，只要中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电势不受中间导体接入影响
10、简述红外线气体分析仪的工作原理.
5 11、简述热导式气体分析仪器工作原理. 12、简述差动变压器工作原理.
13、简述压电式传感器的工作原理. 14. 简述光纤传感器的优点
15．简述无线传感器网络定义和组成
五、计算、分析题
1、 图1为一直流应变电桥，E = 16V，R1=R2=R3=R4=700Ω， 求：①R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?。
②R1、R2是应变片，感受应变极性和大小相同,其余为电阻，电压输出U0=?
③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。 1 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ R2* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) ( R2 +R3))
=0.02V 图1 2 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ ( R2+△R2 )* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) (( R2+△R2) +R3)) =0
3 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ ( R2-△R2 )* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) (( R2-△R2) +R3)) = 0.04V
4 U0=U(( R1+△R1 )* ( R3+△R3)+ ( R2-△R2 )* ( R4-△R4 ))/( (( R1+△R1 )+ ( R4-△R4 )) (( R2-△R2) +( R3+△R3 ))) =0.08V
2、带有相敏整流电桥的差动自感传感器电桥测量电路如下，假设衔铁处于中间位置时Z1=Z2=Z，R1=R2，其中Z1，Z2为差动自感传感器线圈阻抗，试分析其测量原理，说明为什么能够消除零点残余电压的影响。
3、已知超声波传感器垂直安装在被测介质底部，超声波在被测介质中的传播速度1460m/s，测的时间间隔为40?s,求物位的高度？ 包层
n2??n0
? ??i2?c?in14、求图2所示光纤n1 =51/2/2, n2 =31/2/2的数纤芯值孔径值。如光纤外部介质的n0 =1，求最大入射角?i =？
6
y(t)图2
?1.05、分析图示参数的含义.
0.9
td 0.5 0tr
tp
6、分析如图3所示自感传感器当动铁心左右移动（x1,x2生变化时自感L变化情况。已知空气隙的长度为x1和x2，气隙的面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W不变）。
图3
9、下图左是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。下图右为二极管双T型电路，电路中电容是左图中差动电容，UE电源是占空比为50%的方 波。试分析：
1）当两边压力相等P1=P2时负载电阻RL上的电压U0值； 2） 当P1>P2时负载电阻RL上电压U0大小和方向（正负）。
10、下图为变极距型平板电容传感器的一种测量电路，其中CX为传感器电容，C为固定电容，假设运放增益A=∞，输入阻抗Z=∞；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。
t发空
7 11、下图为一直流应变电桥，其中，E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求：
（1）R1为应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压为多少？ （2）R1、R2均为应变片，批号相同，感受应变的极性和大小相同，其余为外接电阻，电桥输出电压为多少？
（3）R1、R2均为应变片，批号相同，感受应变的极性相反，且?R1??R2?1.2?，其余为外接电阻，电桥输出电压为多少？
（4）由题（1）~（3）能得出什么主要结论？
答（1）U0=1(3) U0=
(2) U0=0(V)
?R11.2U=1××4=0.01(V)=10(mv) 4R41201?RU=20(mV) 2R(4)由（１）～（３）可以看出，双臂电桥比单臂电桥灵敏度提高一倍；可利用双臂电桥消除温度变化对测量误差的影响。
R4R3U0R1FR1R2R2E图3－2 应变式等强度悬臂梁力传感
14、今有一悬臂梁，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图F1-5所示。该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Ω。
15、 图F1-6所示一受拉的10#优质碳素钢杆。
1）试用允许通过的最大电流为30mA的康铜丝应变片组成一单臂受感电桥。试求出此电桥空载时的最大可能的输出电压（应变片的电阻为120Ω）。 16、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片应变后电阻值的变化量。
R2 a R3 d R4 c R1 b Ucd 试证:Ucd=-(E/2)(ΔR/R)。(15分)
E
8 17、 某直流电桥测量电阻Rx ，当电桥平衡时，三个桥臂电阻分别为R3=100Ω，R2=50Ω， R4=25Ω。求电阻Rx等于多少？
18、拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。
19、图2-29为一直流应变电桥。（注：把图画上）图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压U0及非线性误差各为多少？
（2）R1、R2都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，问能否进行应变测量？
（3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性和大小相反，且|ΔR1|=|ΔR2|=1.2Ω，问输出电压U0及非线性失真各为多少？
（4）由题（1）~（3）能得出什么结论与推论？
20、在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一组电阻为120?的金属应变片
?=0.285，应变片灵敏系数k=2，电桥电源电压U=2V，Ri(i=1~8)如
当试件轴向压缩时，测得应变片Ri（i = 1~4）的电阻变化?R=0.48?，试求： （1）应变量?。
（2）画出电桥的形式，并说明其理由。 （3）试求电桥的输出电压。 答：
0.48?R120?0.002(mm/mm)R??k????(1) Rk2?R(2)双臂电桥电路如图
kU????(?1??2??3??4)
4U?R20.48U??2??0.004(V) =k?2??=
2R21204=４（mv）
方法二，采用单臂电桥（电桥电路略） Ｕ０＝２（mv）
21、被测电压的实际值在10V左右，现有100V，0.5级和15V，1.5级两块电压表，选择哪块电压表测量更合适，并说明其原因。（5分） 答：100V，0.5级 ?U1=?100?0.5/100=?0.5V 15V，1.5 级 ?U2=?15?1.5/100=?0.225V
选第二块电压表较合适，因为测量绝对误差小，而且10V实际电压可达满量程2/3，减少测量误差。
(3) 方法一：U0=
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