第一篇：傳感器原理及實用技術期末復習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換為傳感器電容變化，傳感器有動靜兩個極板，極板間的電容為C=ε0εrA/δ0

式中：

ε0真空介電常數8.854×10-12F/mεr介質的相對介電常數

δ0兩極板間的距離A極板的有效面積

當動極板運動或幾班見的介質變化就會引起傳感器電容值的變化，從而構成變極距式，變面積式和變介質型的電容式傳感器。

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工作的。電渦流式傳感器具有結構簡單、頻率響應快、靈敏度高、抗干擾能力強、體積小、能進行非接觸測量等特點，因此被廣泛用于測量位移、振動、厚度、轉速、表面溫度等參數，以及用于無損探傷或作為接近開關，是一種很有發展前途的傳感器。

6.簡述光敏電阻的工作原理。

光敏電阻是一種基于光電導效應（內光電效應）工作的元件，即在光的照射下，半導體電導率發生變化的現象。光照時使半導體中載流子濃度增加，從而增大了導電性，電阻值減小。照射光線愈強，電阻值下降愈多，光照停止，自由電子與空穴逐漸復合，電阻又恢復原值。

7.什么叫零點殘余電壓？產生的原因有哪些？

當銜鐵處于差動電感的中間位置時，無論怎樣調節銜鐵的位置，均無法使測量轉換電路輸出為零，總有一個很小的輸出電壓，這種微小誤差電壓稱為零點殘余電壓。產生零點殘余電壓的具體原因有：① 差動電感兩個線圈的電氣參數、幾何尺寸或磁路參數不完全對稱；② 存在寄生參數，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強度為 的磁場，那么，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電勢（稱為霍爾電勢電壓）,這種現象稱為霍爾效應。霍爾電勢的大小正比于控制電流和磁感應強度，稱為霍爾元件的靈敏度，它與元件材料的性質與幾何尺寸有關。

9.什么叫縱向應變效應？什么叫橫向應變效應？

應變片在受到外力變形時，其截面積變化引起的電阻變化，稱為橫向效應。應變片在收到外力變形時，其長度變化引起的電阻變化，稱為縱向效應。也就是說，導體在長度上發生變化時，截面積也會隨之變化，所以應變效應包含縱向效應和橫向效應。

10.簡述利用面型CCD攝像傳感器實現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行存儲和數據處理，整個過程由微機控制完成，根據幾何光學原理，可推導出被測物體尺寸計算公式:

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

11.變壓器電橋電路和帶相敏檢波電橋電路哪個能更好的起到測量轉換電路？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，若在轉換電路的輸出端接上普通儀表時，無法判別輸出的極性和銜鐵位移的方向。此外，當銜鐵處于差動電感的中間位置時，還存在零點殘余電壓。所以相敏整流的電橋電路能更好地起到測量轉換作用。

12.常見的壓電材料有哪些？各有什么特點？

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。石英晶體還具有機械強度高、絕緣性能好、動態響應快、線性范圍寬、遲滯小等優點。但石英晶體壓電系數較小，靈敏度較低，且價格較貴。

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很高，制造成本很低。因此，在實際中使用的壓電傳感器，大都采用壓電陶瓷材料。

第二篇：傳感器原理期末復習

傳感器原理期末復習

名詞

1.遲滯

2.分辨率

3.重復性

4.間接測量

5.不等精度測量分辨力

6.靜態誤差

7.重復性

8.直接測量

9.等精度測量

10.電容式傳感器

11.線性度

12.靜特性的主要技術指標為

13.動態特性是

14.傳感器的三個組成環節

簡答

1.請寫出金屬電阻應變效應的全微分方程，并解釋其物理意義

2.什么是橫向效應

3.形成零點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

5.什么是霍爾效應

6.光電倍增管如何起放大作用

7.熱電偶中間定律？

8.傳感器特性技術指標包括幾個方面

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

12.產生機械滯后的原因是什么

計算

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

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，可動極筒外徑9.8mm，定極筒內徑10mm，極筒間介質為空氣ε=8.25*10?12F/m，求C?

實例

利用傳感器來測量某物體轉動角度，請把你的實驗思想和步驟寫下來（畫圖說明）

第三篇：傳感器原理及檢測技術

傳感器原理及檢測技術

（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別。

3、簡述現代測量系統由那幾部分組成及各部分的功能與特點。

4、何為傳感器靜態特性？靜態特性主要技術指標有哪些？何為傳感器動態特性？動態特性主要技術指標有哪些？

5、系統誤差，隨機誤差及粗大誤差產生的原因是什么？對測量結果有何影響？從提高測量精度來看，應如何處理這些誤差？

6、說明誤差的分類，以及各類誤差的性質，特點及對測量結果的影響？

7、某測量系統的頻率響應曲線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y(t)。

8、有一個傳感器，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)，試求傳感器的時間常數和靜態靈敏度S。

9、根據磁電式傳感器工作原理，設計一傳感器測量轉軸的轉速。要求畫出原理結構簡圖并說明原理。

10、談談你對傳感器原理及檢測技術這門課程學習的體會及建議，你認為檢測技術將來的發展方向是什么？

要求：每道題必須認真完成。

第四篇：傳感器原理與應用復習

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，測量結果顯示為1.2MPa，求1）最大引用誤差δnm；2）可能出現的最大絕對誤差Δm；3）示值相對誤差δx＝？

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

例4：機械式指針位移傳感器，當輸入信號有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：進行某動態壓力測量時，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。試計算這個測量系統的總靈敏度。當壓力變化為3.5MPa時，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是1，真空中介電常數為8.85×10-12F/m,試計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變片，其靈敏度為2，電阻溫度系數為20×10-6/oC，敏感柵材料的線膨脹系數為15×10-6/oC，鋼件的線線膨脹系數為11×10-6/oC，彈性模量E為2×1011N/m2,求：（1）當環境溫度變化為10oC時，應變熱輸出為多少？相當于試件產生多大應力？

（2）當=1000uε時，由于熱輸出產生的溫度誤差γt是多少？

例8：半導體應變片的靈敏度為120，電阻為120歐姆，金屬電阻應變片的靈敏度為2，電阻為120歐姆，單臂非線性誤差不大于0.1，求：它們可測的最大應變為多少？

第五篇：傳感器原理及應用期末試題3

傳感器原理及應用期末試題

一．判斷題.(本題共10分，對則打“√”，不對則打“×”)

1．A/D轉換就是把模擬信號轉換成連續的數字信號。（）

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

3．信號在時域上波形有所變化，必然引起頻譜的相應變化。（）

4．一臺儀器的重復性很好，但測得的結果并不準確，這是由于存在隨機誤差的緣故。（）

5．一般來說測量系統的固有頻率越高，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．測量小應變時，應選用靈敏度高的金屬絲應變片，測量大應變時，應選用靈敏度低的半導體應

變片。（）

8．傳遞函數表征了系統的傳遞特性，并反映了物理結構，因此凡傳遞函數相同的系統，其物理結

??構必然相同。（?）?j2ft

9．???x(t)edt稱為信號x(t)的頻率響應函數。（）

10．作為溫度補償的應變片應和工作應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，每題只有一個正確答案)

1.壓電式加速度計測量系統的工作頻率下限取決于（）

a.加速度計力學系統的頻率特性； b.壓電晶體的電路特性；c.測量電路的時間常數。

2.用慣性式加速度計進行測量，為保證相位關系不變，應選擇適當的阻尼比β，一般取β=（）

或β=（）;而對慣性式位移傳感器應有β=（）

a.β=0;b.β=0.7;c.β=1;d.β=0.86

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

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學工具是（）。

a.三角函數； b.拉氏變換； c.付氏變換； d.付氏級數

6.復雜周期信號的頻譜是（）

a.離散譜； b.連續譜； c.δ函數； d.sinc函數

7.對某二階系統輸入周期信號X(t)=A0sinωmt，則系統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，為了減小測量誤差，希望測溫傳感器的時間常數（）a.大些好； b.小些好； c.要適中； d.可不考慮

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

10.金屬絲應變片在測量某一構件的應變時，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調制一栽波e0(t)=Esin2000πt,得到的調幅波的頻帶寬度為（）

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達到0.7的方法是（）

a.充入硅油；b.保證要求的外阻；c.串聯一合適電阻；d.并聯一合適電阻

14.某間接測量的函數式為y=a0x1x2, 則y的標準誤差為（）（式中?測量量值x1、x2的標準誤差）

.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.把連續時間信號進行離散化時產生混迭的主要原因是（）

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

三.[本題共16分]

1.(8分)求理想一階系統的拉氏傳遞函數，根據所求傳遞函數寫出其頻率響應函數，系統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：一階系統的運動微分方程為：?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，為能測量靜態壓力信號即防止靜電泄漏，從放大器本身出發，應采取哪些措施？[提示：等效電路見圖,運動方程為：

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為感應電動勢，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）敘述測量系統實現不失真測量的條件。

2．（10分）有人將某二階系統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？當輸入圖示三種信號時，問系統輸出有無失真（假定相頻特性符合要求）。

3．(2分)為何在調節二階系統β時，一般都取β=0.6~0.8？

五．（10分）應變筒式測壓傳感器與應變管式測壓傳感器主要區別有哪些？簡述應變筒式測壓傳感器是如何進行溫度補償的？

六.(8分）永磁式感應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的目的是什么？

七．（6分）用鎳鉻—鎳硅熱電偶測爐溫。當冷端溫度T0=40 0C時，測得熱電勢為E(T,T0)=39.17mv,若冷端溫度變為常溫20 0C測該爐溫時，則應測得熱電勢為多少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意義，測量儀器必須具備哪些條件？線性測量系統應具有的兩個重要特性是什么？

九．（6分）圖為受彎和拉作用的某構件，請合理安排四個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。根據給定的橋盒畫出正確的搭橋線路。