【正文】 傳感器與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題？答：傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學(xué)研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。： 1)敏感元件。2)傳感器。 3)信號調(diào)理器。4)變送器答：①敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部分。 ②傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 ③信號調(diào)理器：對于輸入和輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。 ④變送器：能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。，在輸入量變化5 mm時(shí)，輸出電壓變化為300 mV,求其靈敏度。解：、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=℃、S2=、S3=，求系統(tǒng)的總的靈敏度。解：：xy a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度； b)用C語言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。解：，，擬合直線靈敏度 ,線性度 177。7% 。？有哪些主要指標(biāo)？答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。？答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實(shí)際測繪中獲得。？答：人們根據(jù)傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。：x123456y1)理論（絕對）線性度，給定方程為y=。2)端點(diǎn)線性度；3)最小二乘線性度。解： ①理論線性度： ②端點(diǎn)線性度： 由兩端點(diǎn)做擬和直線 中間四點(diǎn)與擬合直線誤差： 所以，③最小二乘線性度：所以， 在對量程為10MPa的壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，傳感器輸出電壓值與壓力值之間的關(guān)系如下表所示，簡述最小二乘法準(zhǔn)則的幾何意義，并討論下列電壓壓力曲線中哪條最符合最小二乘法準(zhǔn)則？ 測量次數(shù)I12345壓力xi（MPa）246810電壓yi（V）（1）y=（2）y=+（3）y=（4）y=（5）y=+答：最小二乘法準(zhǔn)則的幾何意義在于擬和直線精密度高即誤差小。將幾組x分別帶入以上五式，與y值相差最小的就是所求，（5）為所求。，若標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn=（則被測電阻Rx= ），但是由于檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在177。，人眼就很難觀測出來， Ω,而是Rn=177。ΔRn 。若已知電橋的相對靈敏度Sr=1mm/% ，求對應(yīng)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)177。，ΔRn ？解：，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓， ΔR表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時(shí)ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明: Ucd=（E/2）(ΔR/R)證：略去 的第二項(xiàng)，即可得。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120Ω,材料彈性模量E=1011Pa。要求：1) 繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；2) 計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；3) 當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。解：滿量程時(shí)：？答：①在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)（）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出，有時(shí)會產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級的誤差。②方法：自補(bǔ)償法 線路補(bǔ)償法，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如圖F15所示。該梁在其懸臂梁一端受一向下力F=,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=。應(yīng)變片空載電阻R0=120Ω。解：優(yōu)質(zhì)碳素鋼桿。試用允許通過的最大電流為30mA的康銅絲應(yīng)變片組成一單臂受感電橋。試求出此電橋空載時(shí)的最大可能的輸出電壓（應(yīng)變片的電阻為120Ω）。解：？它們的工作原理是什么？答：①種類：自感式、渦流式、差動式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器 ②原理：自感、互感、渦流、壓磁。答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向。，并說明如何改善？答：①原因是改變了空氣隙長度 ②改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動式傳感器， 其靈敏度增加非線性減少。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為4π107H﹒m1,試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.解：。其輸出為頻率。特性方程形式為,今知其中MHz及一組標(biāo)定數(shù)據(jù)如下：,位移x(mm)輸出f(MHz) 試求該傳感器的工作特性方程及符合度（利用曲線化直線的擬合方法，并用最小二乘法作直線擬合）。解：設(shè) 又有 重寫表格如下:xfy最小二乘法做直線擬和：。答：應(yīng)用場合有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動軌跡軌跡儀。，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。答：①壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特性，但不是線性關(guān)系。 ②應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比。 ，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為C=εS/D 式中ε為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩個(gè)極板對有效面積，D為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改變電容C的方法有三： 其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量 這就組成了電容式傳感器。 類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。 電容傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅。尤其適合測溫、高頻振動振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等，主要應(yīng)用場合以及使用中應(yīng)注意的問題。答：①優(yōu)點(diǎn)：a溫度穩(wěn)定性好 b結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng) c動響應(yīng)好 ②缺點(diǎn)：a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng) b輸出阻抗高、負(fù)載能力差 c寄生電容影響大③輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即且A點(diǎn)為高電平，即Ua=U。 而B點(diǎn)為低電平，即Ub=0差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。？磁電式傳感器主要用于測量哪些物理參數(shù)？答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻響寬、動態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動態(tài)測量。 磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速。？霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？答：霍爾組件可測量磁場、電