電大傳感器與測(cè)試技術(shù)期末復(fù)習(xí)試題及答案小抄參考資料【最新完整版-展示頁(yè)
2025-06-19 15:40本頁(yè)面
【正文】 45 10?? ② 因 6 6 43 0 0 1 0 , 2 3 0 0 1 0 6 1 0l RRl ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?所 以 如 圖所示為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)， 1R 為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù) ?k ，未受應(yīng)變時(shí)??1201R ，當(dāng)試件受力 F 時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 4108 ???? ，求 （ 1）應(yīng)變片電阻變化量 1R? 和電阻相對(duì)變化量 11/RR? 。 試求 ① 求鋼材 的應(yīng)變。 2） 應(yīng)變片的自 補(bǔ)償法是利用自身具有溫度補(bǔ)償作用的應(yīng)變片 。 1） 電橋補(bǔ)償是最常用的且效果較好的線(xiàn)路補(bǔ)償法。 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？ 解 ：電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因： 當(dāng) 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度 變化時(shí)，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 而給測(cè)量帶來(lái)了 附加誤差 。 半導(dǎo)體應(yīng)變片 的 突出優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高 ， 比金屬絲式應(yīng)變片高 50～ 80 倍 ， 尺寸小 ， 橫向效應(yīng)小 ， 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。它的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變靈敏度系數(shù)大 ， 允許電流密度大 ， 工作范圍廣 。箔式應(yīng)變片是利用光刻、腐蝕等工藝制成的一種很薄的金屬箔柵 ， 其優(yōu)點(diǎn)是散熱條件好 ， 允許通過(guò)的電流較大 ， 便于批量生產(chǎn) ， 可制成各種所需的形狀；缺點(diǎn)是電阻分散性大。 解 ： 金屬應(yīng)變片由敏感柵、基片、覆蓋層和引線(xiàn)等部分組成 。 橫向效應(yīng)，是指 將直的電阻絲繞成敏感柵后 ， 雖然長(zhǎng)度不變 ， 應(yīng)變狀態(tài)相同 ， 但由于應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較小 ， 因而其靈敏系數(shù) k 較電阻絲的靈敏系數(shù) k0 小 的現(xiàn)象。 解： 6．什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？ 解 ： 應(yīng)變效應(yīng)，是指 在導(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。 4． 某位移傳感器，在輸入量變化 5 mm 時(shí)，輸出電壓變化為 300 mV，求其靈敏度。頻率響應(yīng)法是從傳感器的頻率特性出發(fā)研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。常用激勵(lì)信號(hào)有階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)、脈沖函數(shù)等。在研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí) ， 有時(shí)需要從時(shí)域中對(duì)傳感器的響應(yīng)和過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行分析。 傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性 ：頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。 5） 傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線(xiàn)性度、 靈敏度 ， 遲滯和重復(fù)性等。 （ 5）多功能與多參數(shù)傳感器的研究： 如同時(shí)檢測(cè)壓力、溫度和液位的傳感器已逐步走向市場(chǎng)。系統(tǒng)功能最大程度地用軟件實(shí)現(xiàn)。 ② 研制仿生傳感器 ③ 研制海洋探測(cè)用傳感器 ④ 研制成分分析用傳感器 ⑤ 研制微弱信號(hào)檢 測(cè)傳感器 （ 3）研究新一代的智能化傳感器及測(cè)試系統(tǒng) ： 如電子血壓計(jì)，智能水、電、煤氣、熱量表。 （ 2）開(kāi)發(fā)研制新型傳感器及組成新型測(cè)試系統(tǒng) ① MEMS 技術(shù)要求研制微型傳感器。 敏感元件是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的物理量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出作為它的輸入，轉(zhuǎn)換成電路參量；上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 33．說(shuō)明光纖傳輸?shù)脑怼? 31．什么是光電效應(yīng)，依其表現(xiàn)形式如何分類(lèi)，并予以解釋。 24．能否用壓電傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？為什么？ 25．說(shuō)明霍爾效應(yīng)的原理？ 26．磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？ 27．霍爾元件在一定電流的控制下，其霍爾電勢(shì)與哪些因素有關(guān)？ 28．說(shuō)明熱電偶測(cè)溫的原理及熱電偶的基本定律。 20．電容式傳感器測(cè)量電路的作用是什么？ 21．簡(jiǎn)述正、逆壓電效應(yīng)。試闡述消除和減小寄生電容影響的幾種方法和原理。 13. 交流電橋的平衡條件是什么？ 1R F14．渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān) ?被測(cè)體對(duì)渦流傳感器的靈敏度有何影 響 ? 15．渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么 ? 16．電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)量哪些非電量？ 17．某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑 )(4 mmr? ，工作初始極板間距離 )( mm?? ，介質(zhì)為空氣。t→∞時(shí)，輸出為 100mV。 （ a） （ b） 圖等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng) 1單臂電橋存在非線(xiàn)性誤差，試說(shuō)明解 決方法。 試求 如圖所示為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)， 1R 為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù) ?k ，未受應(yīng)變時(shí)??1201R ，當(dāng)試件受力 F 時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 4108 ???? ，求 （ 1）應(yīng)變片電阻變化量 1R? 和電阻相對(duì)變化量 11/RR? 。 6． 什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？ 試說(shuō)明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處 。電大《 傳感器與測(cè)試技術(shù) 》期末復(fù)習(xí)試題 及答案 小抄參考資料 1．什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？ 2．傳感器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ 3． 傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動(dòng)態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？ 4． 某位移傳感器，在輸入量變化 5 mm 時(shí)，輸出電壓變化為 300 mV，求其靈敏度。 5. 某測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、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。 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？ 鋼材上粘貼的應(yīng)變片的電阻變化率為 %，鋼材的應(yīng)力為 10kg/mm2。 （ 2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測(cè)量電橋，電橋電源電壓為直流 3V ，求電橋 輸出電壓是多少 。 1 某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在 t=0時(shí)，輸出為 10mV。在 t=5s 時(shí)，輸出為 50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。問(wèn)： （ 1）如果極板間距離變化量 )(1 m?? ??? ，電容的變化量 C? 是多少？ （ 2）如果測(cè)量電路的靈敏度 )(1001 pFmVk ? ，讀數(shù)儀表的靈敏度 52?k （格／ mV）在 )(1 m?? ??? 時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？ 18．寄生電容與電容傳感器相關(guān)聯(lián)影響傳感器的靈敏度，它的變化為虛假信號(hào)影響傳感器 的精度。 19．簡(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。 22．壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些？ 23．簡(jiǎn)述電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點(diǎn)。 29． 將一只靈敏度為 ℃ 的 熱電偶與毫伏表相連 ,已知接線(xiàn)端溫度為 50℃ ,毫伏表的輸出為 60 mv, 求熱電偶熱端的溫度為多少 ? 30．試比較 熱電阻與熱敏電阻的異同。 32．簡(jiǎn)述 CCD 的工作原理。 34．光纖傳感器常用的調(diào)制原理有哪些？ 35．紅外線(xiàn)的最大特點(diǎn)是什么？什么是紅外傳感器？ 36．超聲波在介質(zhì)中有哪些傳播特性？ 37．什么是超聲波的干涉現(xiàn)象？ 38． 為什么電感式傳感器一般都采用差動(dòng)形式 ? 參考答 案 1．什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？ 解 ： 傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)； 傳感器由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換電路組成。 2．傳感器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ 解 ： （ 1）開(kāi)發(fā)新的敏感、傳感材料： 在發(fā)現(xiàn)力、熱、光、磁、氣體等物理量都會(huì)使半導(dǎo)體
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