傳感器原理與應用復習題及答案(參考版)
2025-06-21 06:03本頁面
【正文】 因此，系統(tǒng)布局應合理，且設計電路時應采用對干擾信號敏感性差的電路。從前面分析知，高輸入阻抗電路比低輸入阻抗電路易受干擾；布局松散的電子裝置比結(jié)構(gòu)緊湊的電子裝置更易受外來干擾；模擬電路比數(shù)字電路的抗干擾能力差。(2) 對于以“場”的形式侵入的干擾，一般采取各種屏蔽措施。第二，破壞干擾途徑。接插件接觸不良，電路接頭松脫、虛焊等也是造成干擾的原因，對于這類可以消除的干擾源要盡可能消除。19．答：第一，消除或抑制干擾源。光柵作反向移動時，莫爾條紋移動方向也隨之改變。18．答：莫爾條紋具有以下特性：(1) 放大作用，莫爾條紋的間距是放大了的光柵柵距，光柵柵距很小，肉眼看不清楚，而莫爾條紋卻清晰可見?；诠馍匦墓怆娫饕枪怆姵?。光敏三極管的靈敏度比二極管高，但頻率特性較差，暗電流較大。光敏電阻具有很高的靈敏度，光譜響應的范圍可以從紫外線區(qū)域到紅外線區(qū)域，而且體積小，性能穩(wěn)定，價格較低，所以被廣泛應用在自動監(jiān)測系統(tǒng)中。因此它一般用于微光測量和要求反應速度很快的場合。光電管和光電流倍增管是屬于外光電效應的典型光電元件。其數(shù)值取決于熱電偶兩熱電極的材料和接觸點的溫度，接點溫度越高，接觸電勢越大。熱電偶接觸電勢是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，在熱電極接點接觸面處產(chǎn)生自由電子的擴散現(xiàn)象；擴散的結(jié)果，接觸面上逐漸形成靜電場。16．答：兩種不同材料構(gòu)成的熱電變換元件稱為熱電偶，導體稱為熱電極，通常把兩熱電極的一個端點固定焊接，用于對被測介質(zhì)進行溫度測量，這一接點稱為測量端或工作端，俗稱熱端；兩熱電極另一接點處通常保持為某一恒定溫度或室溫，稱冷端。14．答：應用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有三類：一類是壓電晶體，它是單晶體，如石英晶體、酒石酸鉀鈉等；另一類是經(jīng)過極化處理的壓電陶瓷，它是人工合成的多晶體，如鈦酸鋇等；第三類是有機壓電材料，是新型的壓電材料，如聚偏二氟乙烯等。13． 答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型（又稱變間隙型）、變面積(A)型和變介電常數(shù)(ε)型。12．答：電容式傳感器具有以下特點：功率小，阻抗高，由于電容式傳感器中帶電極板之間的靜電引力很小，因此，在信號檢測過程中，只需要施加較小的作用力，就可以獲得較大的電容變化量及高阻抗的輸出；動態(tài)特性良好，具有較高的固有頻率和良好的動態(tài)響應特性；本身的發(fā)熱對傳感器的影響實際上可以不加考慮；可獲取比較大的相對變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；可進行非接觸測量；結(jié)構(gòu)簡單、易于制造；輸出阻抗較高，負載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。這便是電渦流式傳感器的工作原理。由電渦流所造成的能量損耗將使繞組電阻有功分量增加，由電渦流產(chǎn)生反磁場的去磁作用將使繞組電感量減小，從而引起繞組等效阻抗Z及等效品質(zhì)因數(shù)Q值的變化。渦流的大小與金屬導體的電阻率、磁導率、厚度、繞組與金屬導體的距離，以及繞組勵磁電流的角頻率等參數(shù)有關。電渦流式傳感器是一個繞在骨架上的導線所構(gòu)成的空心繞組，它與正弦交流電源接通，通過繞組的電流會在繞組周圍空間產(chǎn)生交變磁場。變氣隙式傳感器的線性度差、示值范圍窄、自由行程小，但在小位移下靈敏度很高，常用于小位移的測量。它除了可以對直線位移或角位移進行直接測量外，還可以通過一定的感受機構(gòu)對一些能夠轉(zhuǎn)換成位移量的其他非電量，如振動、壓力、應變、流量等進行檢測。9．答：電感式傳感器是利用電磁感應原理，將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的電感（或互感）變化的一種機電轉(zhuǎn)換裝置。它能把濕度的變化轉(zhuǎn)化成電阻的變化，它的傳感元件是濕敏電阻。氣敏傳感器可測量還原性氣體和測量氧氣濃度的兩大類，例如石油蒸汽、酒精蒸汽、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。實際測量時，可用氣敏傳感器把各種氣體的成分或濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻、電壓或電流的變化量，并通過相應測量電路在終端儀器上顯示。CTR熱敏電阻主要用作溫度開關。 NTC熱敏電阻主要用于溫度測量和補償，測溫范圍一般為50~350℃，也可用于低溫測量（130℃~0℃）、中溫測量（150℃~750℃），甚至更高溫度，測量溫度范圍根據(jù)制造時的材料不同而不同。熱敏電阻按其對溫度的不同反應可分為負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）三類，CTR一般也是負溫度系數(shù)，但與NTC不同的是，在某一溫度范圍內(nèi)，電阻值會發(fā)生急劇變化。其主要優(yōu)點是：測量精度高；有較大的測量范圍，尤其在低溫方面；易于使用在自動測量和遠距離測量中。以熱電阻或熱敏電阻為主要器件制成的傳感器稱為熱電阻傳感器或熱敏電阻傳感器。7. 答：熱電阻可分為金屬熱電阻和半導體熱電阻兩類。主要缺點是靈敏度的熱穩(wěn)定性差、電阻與應變間非線性嚴重。當它受力時，電阻率隨應力的變化而變化。6. 答：金屬絲式應變片的蠕變較大，金屬絲易脫膠，但其價格便宜，多用于應變、應力的一次性試驗。5．答：電阻式傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換成電阻值，再經(jīng)相應測量電路處理后，在顯示器記錄儀上顯示或記錄被測量的變化狀態(tài)的一種傳感器。彈簧管可以把壓力變換成位移，且彈簧管的自由端的位移量、中心角的變化量與壓力p
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