传感器技术习题及答案 下载本文

3、通常用应变式传感器测量( C )。

A. 温度 B.密度 C.加速度 D.电阻

4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是( A )。

A.导电材料电阻率的变化 B.导电材料几何尺寸的变化 C.导电材料物理性质的变化 D.导电材料化学性质的变化 5、产生应变片温度误差的主要原因有( A )。

A.电阻丝有温度系数 B.试件与电阻丝的线膨胀系数相同 C.电阻丝承受应力方向不同 D.电阻丝与试件材料不同 6、电阻应变片的线路温度补偿方法有( B )。

A.差动电桥补偿法 B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C.补偿线圈补偿法 D.恒流源温度补偿电路法

7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小( C )。 A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 8、关于电阻应变片,下列说法中正确的是( D ) A.应变片的轴向应变小于径向应变 B.金属电阻应变片以压阻效应为主 C.半导体应变片以应变效应为主

D.金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化 9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化的现象称为金属的( B )。 A.电阻形变效应 B.电阻应变效应 C.压电效应 D.压阻效应 10、( D )是采用真空蒸发或真空沉积等方法,将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏系数高,易实现工业化生产,是一种很有前途的新型应变片。 A.箔式应变片 B.半导体应变片 C.沉积膜应变片 D.薄膜应变片

11、由( A )和应变片.以及一些附件(补偿元件、保护罩等)组成的装置称为应变式传感器。 A.弹性元件 B.调理电路 C.信号采集电路 D.敏感元件 12、直流电桥平衡的条件是( A )。 A 相临两臂电阻的比值相等 B 相对两臂电阻的比值相等 C相临两臂电阻的比值不相等 D 所有电阻都相等

13、直流电桥的平衡条件为( B ) A.相邻桥臂阻值乘积相等 B.相对桥臂阻值乘积相等 C.相对桥臂阻值比值相等 D.相邻桥臂阻值之和相等 二、填空题

1、单位应变引起的 电阻值变化量 称为电阻丝的灵敏度系数。

2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有 电阻温度系数 的影响和 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数 的影响。

3、直流电桥平衡条件是 相邻两臂电阻的比值相等 。

4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是 正比 关系。

5、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时, 工作应变片 粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的 补偿块 上,且补偿应变片 不承受应变 。

6、半导体应变片工作原理是基于 压阻 效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数 大 。

7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除 非线性误差 同时还能起到 提高

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灵敏度 的作用。

8、电阻应变式传感器的核心元件是 电阻应变片 ,其工作原理是基于 应变效应 。

9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的 电阻变化量 转换成 电量 的变化,以便方便地显示被测非电量的大小。

10、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除 非线性误差 , 同时还能起到 温度补偿 的作用。

11、应变式传感器是由 弹性元件 和电阻应变片及一些附件组成的。

12、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称 应变 效应;固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称 压阻 效应。

13、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化,为显示与记录应变的大小,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的_ __ 信号调节电路 _,一般采用测量电桥。

14、电阻应变片的温度误差是由 环境温度 的改变给测量带来的附加误差,其产生的原因有电阻温度系数 的影响和 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数 的影响。

15、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用 直流电桥 或 交流电桥 。

16、减小或消除非线性误差的方法有 提高桥臂比 和采用差动电桥。其中差动电桥可分为 半桥差动 和 全桥差动 两种方式。 三、简答题

1、什么叫应变效应? 利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。 2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因。

3、什么是直流电桥?若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种?各自的输出电压如何计算? 4、简述电阻应变计产生热输出(温度误差)的原因及其补偿方法。 5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 6、 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同? 7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理。 8、请简要一下解释压阻效应。 四、计算题

1、在半导体应变片电桥电路中,其一桥臂为半导体应变片,其余均为固定电阻,该桥路受到ε=4300μ应变作用。若该电桥测量应变时的非线性误差为1%,n=R2/R1=1,则该应变片的灵敏系数为多少? 2、图中,设负载电阻为无穷大(开路),图中E=4V, R1=R2=R3=R4=100Ω。

(1)R1为金属应变片,其余为外接电阻,当R1的增量为△R1=1.0Ω时,试求电桥的输出电压Uo。 (2)R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的极性和大小都相同,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo。

(3)R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的大小为△R1=△R2=1.0Ω,但极性相反,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo。

Io BR1R2

+ CRLUoA-

R3R4

D

E3、图中,设电阻应变片R1的灵敏度系数K=2.05,未受到应变时,R1=120Ω。当试件受力F时,应变片

承受平均应变ε=800μm/m。试求:

(1)应变片的电阻变化量△R1和电阻相对变化量△R1/R1。

(2)将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出的电压及其非线性误差。

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(3)如果要减小非新性误差,应采取何种措施?并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。

4、一应变片的电阻R=120 Ω,k=2.05,用作应变片为800μm/m的传感元件。 ①.求ΔR/R和ΔR;

②.若电源电压U=3V,惠斯登电桥初始平衡,求输出电压U0。

11、一个直流应变电桥如图5-38。已知:R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2。求:(1)当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少?

(2)当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性的应变,为什么?

5、一个直流应变电桥如图(a)所示,已知R1=R2=R3=R4=R=100Ω, E=4V,电阻应变片灵敏度S=2。 求:1)当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化ΔR1/R=1/100时,输出电压为多少? 2)当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2能否感受同样极性的应变,为什么?

3)若要测量图(b)所示悬臂梁的受力F, 四个臂全部为应变片,请在梁上标出R1、R2、R3、R4应变片粘贴的位置。

R1FR2U0R3R4

6、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未受应变时,Rx = 100?。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε = 1000μm/m,求: (1)应变片电阻变化量?Rx和电阻相对变化量?Rx/Rx 。

(2)将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差。 (3)若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取哪些措施?分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。

E电感式传感器习题

一、单项选择题

1、电感式传感器的常用测量电路不包括( C )。 A. 交流电桥 B. 变压器式交流电桥 C. 脉冲宽度调制电路 D. 谐振式测量电路

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2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时,下列说法不正确的是( C )。 A. 衔铁上、下移动时,输出电压相位相反

B. 衔铁上、下移动时,输出电压随衔铁的位移而变化 C. 根据输出的指示可以判断位移的方向

D. 当衔铁位于中间位置时,电桥处于平衡状态

3、对于差动变压器,采用交流电压表测量输出电压时,下列说法正确的是( D )。 A. 既能反映衔铁位移的大小,也能反映位移的方向 B. 既能反映衔铁位移的大小,也能消除零点残余电压 C. 既不能反映位移的大小,也不能反映位移的方向 D. 既不能反映位移的方向,也不能消除零点残余电压

5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( B )。 A.直流电桥 B.变压器式交流电桥 C.差动相敏检波电路 D.运算放大电路 6、通常用差动变压器传感器测量( C )。 A.位移 B.振动 C.加速度 D.厚度

7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( C )。 A.直流电桥 B.变压器式交流电桥 C.差动相敏检波电路 D.运算放大电路 二、多项选择题BCDE

2、电感式传感器可以对( A BCDE )等物理量进行测量。 A位移 B振动 C压力 D流量 E比重 3、零点残余电压产生的原因是( ABC ) A传感器的两次级绕组的电气参数不同 B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称 C磁性材料磁化曲线的非线性 D环境温度的升高 三、填空题

1、电感式传感器是建立在 电磁感应 基础上的,电感式传感器可以把输入的物理量转换为 线圈的自感系数 或 线圈的自感系数 的变化,并通过测量电路进一步转换为电量的变化,进而实现对非电量的测量。

2、对变隙式差动变压器,当衔铁上移时,变压器的输出电压与输入电压的关系是 反相 。

3、对螺线管式差动变压器,当活动衔铁位于中间位置以上时,输出电压与输入电压的关系是 同频同相 。

4、产生电涡流效应后,由于电涡流的影响,线圈的等效机械品质因数 下降 。

5、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器 的基本原理制成的,其次级绕组都用 顺向串接 形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。

6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与 衔铁位移量 的矛盾。这点限制了它的使用,仅适用于 微小位移 的测量。 三、填空题

7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于 中间 位置时,输出电压应该为零。实际不为零,称它为 零点残余电压 。

8、与差动变压器传感器配用的测量电路中,常用的有两种: 差动整流 电路和 相敏检波电路 电路。

9、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、 铁芯 和 衔铁 等三部分组成。

10、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时,实际输出仍然存在一个微小的非零电压,该电压称为 零点残余电压 。

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