传感器技术及应用试题及答案

1、测量系统的静态特性指标主要有

2、被测量的数值处在稳定状态下,传感器输出与输入的关系称为传感器的______特性。

3、霍尔元件灵敏度的物理意义是

4、算式是计算传感器________的公式,当S在传感器的测量范围内为常量时, 说明该传感器是________。

5、涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时,互感系数M将________。

6、热电偶所产生的热电动势是 电动势和 电动势组成的,其表达式为

7、半导体应变片以________效应为主,它的灵敏度系数比金属应变片的______。

8、横向效应使应变式传感器的电阻丝灵敏系数变_______。

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________式电容传感器。

9、压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生 ,从而引起 ,这种现象称为 ,相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生 ,这种现象称为

10、压电陶瓷起初并没有压电效应,经过________处理后才具有压电效应。

11、电阻应变片式传感器按制造材料可分为 材料和 材料。

12、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为 、 和 三类

1、电阻应变片阻值为120,灵敏系数2K,沿纵向粘贴于直径为m05.0的圆形钢柱表面,钢材的弹性模量211 /102mNE,3.0,(1)求钢柱受N4108.9拉力作用时应变片电阻的变化量R和相对变化量 R R ∆;(2)又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴,问受同样拉力作用时应变片电阻的相对变化量为多少?

2、有一台变间隙非接触式电容测微仪,其传感器的极板半径

r=5mm,假设与被测工件的初始间隙d0=0.5mm。已知试真空的介电常数等于8.854×10-12 F/m,求:(1)极板未移动时,电容的初始电容值。 (2)极板沿不同方向移动时,传感器的位移灵敏度K(已知空气相对介电常数1ε, 真空的介电常数F/m108548ε

120

.)。

3、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未 受应变时,Rx = 100Ω。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε = 1000μm/m,求:

(1)应变片电阻变化量∆Rx和电阻相对变化量∆Rx/Rx 。 (2)将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V, 求电桥输出电压及电桥非线性误差。 (3)若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取 哪些措施?分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。

4、一台变间隙式平板电容传感器,其极板直径D=8mm,极板间初始间距d0=1mm, 极板间介质为空气,其介电常数ε0=8.85×10-12F/m。试求:

(1)初始电容C0;

(2)当传感器工作时,间隙减小Δd=10μm,求其电容量变化ΔC;

(3)如果测量电路的灵敏Ku=100mV/pF,则在Δd=±1μm时的输出电压U0。

石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动,已知加速度计灵敏度为5pC/g,电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度时的相应输出电压幅值为2V,试求机械的振动加速度。{注: 1pC=1⨯10-12S=∆y∆xC(库仑),g为重力加速度}

5、已知测量齿轮齿数Z=18,采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速, 如图所示。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz),求:被测轴的转速n(r/min)为多少? 当分辨误差为±1齿时,转速测量误差是多少

6、怎样选择霍尔元件材料?其几何尺寸有何要求,为什么? 画出霍尔元件的图形符号,并标出各个电极。

7、说明应变片式电阻传感器温度误差产生的原因,分析说明该类型传感器温度误差补偿方法。

8、简述热电偶的工作原理,并说明热电偶冷端的温度补偿。

9、有一台变极距非接触式电容测微仪,其极板间的极限半径r=4mm,假设与被 测工件的初始间隙δ=0.3mm,试求:1) 若极板与工件的间隙变化量Δδ=2μm时,电容变化量为多少? 2) 若测量电路的灵敏度S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S1=5格/mv,则在Δδ=2μm时,读数仪表的示值变化多少格?

10、 什么叫偏差式测量

1、测量系统的静态特性指标主要有

2、被测量的数值处在稳定状态下,传感器输出与输入的关系称为传感器的______特性。

3、霍尔元件灵敏度的物理意义是

4、算式是计算传感器________的公式,当S在传感器的测量范围内为常量时, 说明该传感器是________。

5、涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时,互感系数M将________。

6、热电偶所产生的热电动势是 电动势和 电动势组成的,其表达式为

7、半导体应变片以________效应为主,它的灵敏度系数比金属应变片的______。

8、横向效应使应变式传感器的电阻丝灵敏系数变_______。

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________式电容传感器。

9、压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生 ,从而引起 ,这种现象称为 ,相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生 ,这种现象称为

10、压电陶瓷起初并没有压电效应,经过________处理后才具有压电效应。

11、电阻应变片式传感器按制造材料可分为 材料和 材料。

12、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为 、 和 三类

1、电阻应变片阻值为120,灵敏系数2K,沿纵向粘贴于直径为m05.0的圆形钢柱表面,钢材的弹性模量211 /102mNE,3.0,(1)求钢柱受N4108.9拉力作用时应变片电阻的变化量R和相对变化量 R R ∆;(2)又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴,问受同样拉力作用时应变片电阻的相对变化量为多少?

2、有一台变间隙非接触式电容测微仪,其传感器的极板半径

r=5mm,假设与被测工件的初始间隙d0=0.5mm。已知试真空的介电常数等于8.854×10-12 F/m,求:(1)极板未移动时,电容的初始电容值。 (2)极板沿不同方向移动时,传感器的位移灵敏度K(已知空气相对介电常数1ε, 真空的介电常数F/m108548ε

120

.)。

3、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未 受应变时,Rx = 100Ω。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε = 1000μm/m,求:

(1)应变片电阻变化量∆Rx和电阻相对变化量∆Rx/Rx 。 (2)将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V, 求电桥输出电压及电桥非线性误差。 (3)若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取 哪些措施?分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。

4、一台变间隙式平板电容传感器,其极板直径D=8mm,极板间初始间距d0=1mm, 极板间介质为空气,其介电常数ε0=8.85×10-12F/m。试求:

(1)初始电容C0;

(2)当传感器工作时,间隙减小Δd=10μm,求其电容量变化ΔC;

(3)如果测量电路的灵敏Ku=100mV/pF,则在Δd=±1μm时的输出电压U0。

石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动,已知加速度计灵敏度为5pC/g,电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度时的相应输出电压幅值为2V,试求机械的振动加速度。{注: 1pC=1⨯10-12S=∆y∆xC(库仑),g为重力加速度}

5、已知测量齿轮齿数Z=18,采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速, 如图所示。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz),求:被测轴的转速n(r/min)为多少? 当分辨误差为±1齿时,转速测量误差是多少

6、怎样选择霍尔元件材料?其几何尺寸有何要求,为什么? 画出霍尔元件的图形符号,并标出各个电极。

7、说明应变片式电阻传感器温度误差产生的原因,分析说明该类型传感器温度误差补偿方法。

8、简述热电偶的工作原理,并说明热电偶冷端的温度补偿。

9、有一台变极距非接触式电容测微仪,其极板间的极限半径r=4mm,假设与被 测工件的初始间隙δ=0.3mm,试求:1) 若极板与工件的间隙变化量Δδ=2μm时,电容变化量为多少? 2) 若测量电路的灵敏度S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S1=5格/mv,则在Δδ=2μm时,读数仪表的示值变化多少格?

10、 什么叫偏差式测量


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