傳感器原理與應(yīng)用試題答案（一）一填空（在下列括號中填入實(shí)適當(dāng)?shù)脑~匯，使其原理成立5分）1．用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的電荷與作用在晶面上的壓強(qiáng)成正比，而與晶片幾何尺寸和面積無關(guān)。2．把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，其次級繞組都用同名端反向形式連接，所以又叫差動(dòng)變壓器式傳感器。3．閉磁路變隙式電感傳感器工作時(shí)，銜鐵與被測物體連接。當(dāng)被測物體移動(dòng)時(shí)，引起磁路中氣隙尺寸發(fā)生相對變化，從而導(dǎo)致圈磁阻的變化。4．電阻應(yīng)變片是將被測試件上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的傳感元件。5．影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K。的主要因素是導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化。評分標(biāo)準(zhǔn)：每填一個(gè)空，2.5分，意思相近2分。二選擇題（在選擇中挑選合適的答案，使其題意完善每題4分）1．電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（A.B.D）。A．差動(dòng)電橋補(bǔ)償法B．補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法C．補(bǔ)償線圈補(bǔ)償法D．恒流源溫度補(bǔ)償電路法2．電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多的是（B）。A．60ΩB．120ΩC．200ΩD．350Ω3．通常用應(yīng)變式傳感器測量（BCD）。A．溫度B．速度C．加速度D．壓力4．當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時(shí)，將引起傳感器的（B,D）。由導(dǎo)體A、B組成的熱電偶，當(dāng)插入第三種導(dǎo)體時(shí)，只要該導(dǎo)體兩端的溫度相同，插入導(dǎo)體C后對回路總的熱電勢無影響。評分標(biāo)準(zhǔn)：說明3分表達(dá)式2分4.周邊固支；壓力均布；小撓度。評分標(biāo)準(zhǔn)：回答三條滿分，一條2分，兩條4分，三條5分5．電壓放大器：適合高頻量測量，更換導(dǎo)線靈敏度要重新標(biāo)定。電荷放大器：適合高低頻量測量，靈敏度與導(dǎo)線長度無關(guān)，只與反饋電容有關(guān)。評分標(biāo)準(zhǔn)：（說明：意思相近4分。若答電壓放大器放大電壓，電荷放大器放大電荷不得分。）四、作圖并說明以下問題（每題6分作圖3分，說明3分）1通常沿機(jī)械軸方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”，評分標(biāo)準(zhǔn)：說明3分作圖3分注意圖與說明一致2．當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，1=2，初級線圈中產(chǎn)生交變磁通1和2，在次級線圈中便產(chǎn)生交流感應(yīng)電勢。由于兩邊氣隙相等，磁阻相等，所以1=2，次級線圈中感應(yīng)出的電勢e21=e22，由于次級是按電勢反相連接的，結(jié)果輸出電壓Usc=0。當(dāng)銜鐵偏離中間位置時(shí)，兩邊氣隙不等（即1≠2），次級線圈中感應(yīng)的電勢不再相等（即e21≠e22），便有電壓Usc輸出。Usc的大小及相位取決于銜鐵的位移大小和方向評分標(biāo)準(zhǔn)：說明3分作圖3分3．霍爾電勢:評分標(biāo)準(zhǔn)：表達(dá)式3分，作圖3分，看磁場的在磁通量B↑的表示符號與否，在，個(gè)別符號沒有表示的適當(dāng)減1分，磁通量B↑的表示符號不在的，不得分。4.當(dāng)線圈通入交變電流I時(shí)，在線圈的周圍產(chǎn)生一交變磁場H1，處于該磁場中的金屬體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，并形成渦流。金屬體上流動(dòng)的電渦流也將產(chǎn)生相應(yīng)的磁場H2，H2與H1方向相反，對線圈磁場H1起抵消作用，從而引起線圈等效阻抗Z或等效電感L或品質(zhì)因數(shù)相應(yīng)變化。金屬體上的電渦流越大，這些參數(shù)的變化亦越大。根據(jù)其等效電路，列出電路方程 評分標(biāo)準(zhǔn)：回路方程寫出3分作圖3分5光纖位移傳感器的工作原理光纖位移傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理評分標(biāo)準(zhǔn)：滿分6分：1結(jié)構(gòu)原理圖（2分）；2反射光接收原理示意圖2分）3位移與輸出電壓曲線（2分）光源光源光敏元件分叉端頂端發(fā)射光纖束接收光纖束0.127mm典型投射距離被測目標(biāo)(a)光源光敏元件傳光光纖接收光纖CB2B1A被測表面探頭到被測件距離(b)圖1