《传感器原理与应用》试题7
5页1、传感器原理与应用试题7一、填空题(每空1分,共25分)1传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 变化量 与输入变化量 的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是 一常数 .2用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器,按用途划分用应变式 力 传感器、应变式 加速度传感器等(任填两个)。(记忆方式:F=ma)3.采用热电阻作为测量温度的元件是将温度 的测量转换为 电阻的测量。4单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、铁磁性外壳和可沿线圈轴向 移动的活动铁芯 组成。5利用涡流式传感器测量位移时,为了得到较好的线性度和较好的灵敏度,应该让线圈与被测物的距离大大小于 线圈半径6空气介质变隙式电容传感器中,提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的,为此实际中大都采用 差动 式电容传感器7振筒式传感器是以均匀 薄壁圆筒 作为敏感元件,将被测气体压力或密度的变化转换成 频率。8由光电管的光谱特性看出,检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管,以便利用光谱特性 灵敏度较高 的区段。9按热电偶本身结构划分,有 普通 热电偶、铠装热电偶、薄膜 热电偶。10硒光电池的光谱响应区段与 人类 相近,因而得到应
2、用。11热敏电阻正是利用半导体 载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的 温度 敏感元件。12当半导体材料在某一方向承受应力时,它的 电阻率发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。用这个原理制成的电阻称固态 压敏电阻 。13磁敏二极管工作时加 正向 电压。由于它的磁灵敏很高,特别适用于测量 弱磁场 。二、选择题(每小题2分,共16分,7、8两题答案不止一个)1电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是 (B)。A 60 B 120 C 200 D 3502电涡流式传感器激磁线圈的电源是( C )。A 直流 B 工频交流 C高频交流 D低频交流3变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是(B)。A 正比关系 B 反比关系 C 无关系4单色光的波长越短,它的(A )。 A 频率越高,其光子能量越大 B 频率越低,其光子能量越大C 频率越高,其光子能量越小 D 频率越低,其光子能量越小5热电偶可以测量( C )。 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势6光敏电阻适于作为(B )。 A 光的测量元件 B 光电导开关元件 C 加热元件 D 发光元件7目前我国使用的铂热电阻的测
3、量范围是( AD )。A -200850 B -50850 C -200150 D -2006508差动变压器传感器的配用测量电路主要有 ( AB )。A 差动相敏检波电路 B 差动整流电路 C 直流电桥 D 差动电桥三、 简述电涡流式传感器的工作原理(每空1分,共11分)传感器的激磁线圈通正弦 交变电流 时,在其周围产生交变 磁场 ,使被测金属导体内产生 电涡流 。它的存在在消弱激磁线圈内 磁场 的变化。使线圈 等效阻抗 发生变化(对比无被测金属时变 小 )。该变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应的大小与被测金属导体的电阻率、磁导率及几何形状有关,又与线圈的几何尺寸、线圈中激磁电流的 频率 有关,还与线圈与被测金属导体间的 距离 等参数有关。如果保持上述中的其它参数不变,而只改变其中的一个参数,则传感器的 线圈的阻抗 就仅仅是这个参数的 单值 函数。通过测量线圈 阻抗 的变化量,即可实现对该参数的测量。四、简答题(共8分) 1图1是差动式电容加速度传感器结构示意图。2图1中各编号名称:是 质量块 ;是 固定极板 。五、简答题(共7分)图21图2是 压阻 式加速度传感器
4、结构示意图。2图2中各编号名称:是 四个扩散 电阻;是 硅梁 ;是 质量块 ;是基座 ;六简答题(共6分)。图 3在图3所示的电桥中,R1=1000,R3=1500,C2=1F时电桥平衡。电容C4是多少? 答:根据平衡条件,C4= C2 R1/ R3=1*1000/15000.667F七、简答题(共15分)某CO2气体传感器在20。C,浓度范围为0100ppm时的输入特性表示为Rx=x+250(k),用差动法回答以下问题(其中R1=10M,E=2V): 利用最简单的电阻-电压变换电路,绘出X,V0的关系图。 利用电桥进行电阻-电压变换电路,绘出20 。C时X,V0的关系图。另外,当30。C时,Rx=x+500(k),在同一张图上再加上X,V0的关系图,然后进行比较。 采用两个差动法的传感器电路绘出20。C,30。C时X,V0的关系,然后与(2)中的图形进行比较。 答:20。C时,0100ppm对应得电阻变化为250350 k。V0在48.7867.63mV之间变化。 如果R2=10 M,R3=250 k,20。C时,V0在018.85mV之间变化。30。C时V0在46.46mV(0pp
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