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传感器原理复习资料

一、填空题

1. 传感器是 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置 ，传感器通常由直接感受被测量的＿敏感元件＿和产生可用信号输出的＿转换元件＿以及相应的＿信号转换电路＿组成。

2. 通常传感器由＿敏感元件＿、＿转换元件＿、＿信号转换电路＿三部分组成。

3. 传感器的静态特性指标主要有＿灵敏度＿，＿分辨率＿，＿漂移＿，＿线性度＿，＿迟滞＿，＿重复性＿等。

4. 传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为＿迟滞＿，它一般由实验方法测得。

5. 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出＿增量＿与输入＿增量＿的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是＿静态特性曲线的斜率＿。 6. 运算式?L??Lmax?ymax?ymin??100%是计算传感器＿线性度＿的公式。

7. 某位移传感器在输入量变化为5mm时，输出电压变化800mV，其灵敏度为＿160 mV/mm＿。 8. 电位器是一种将机械＿位移＿转换成电阻或电压的机电传感元件。

9. 电位器式传感器按特性不同，可分为＿线性电位器＿和＿非线性电位器＿。＿线性电位器 的理想空载特性曲线具有严格的＿线性＿关系。假定电位器全长为Xmax,其总电阻为

Rmax，它的滑臂长度为X，则滑臂间的阻值可以用Rx=

X?Rmax来计算。假定加在电位Xmax器A、B之间的电压为Vmax，则输出电压为Vx=

RX?Vmax。其电阻灵敏度为max。电压XmaxXmax灵敏度为

Vmax。 Xmax10. 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。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为＿横向＿效应。

11. 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做＿应变＿。 12. 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＿提高灵敏度＿的作用。

13. 电阻应变片式传感器按制造材料可分为①＿金属＿材料和②＿半导体＿材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由＿应变效应＿形成的，而②的电阻变化主要是由＿压阻＿造成的。＿半导体＿材料传感器的灵敏度较大。

14. 用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分有应变式 ＿压力＿传感器、应变式＿加速度＿传感器等（任填两个）。

15. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，＿全桥＿接法可以得到最大灵敏度输出。

16. 应变测量电桥的三种接法分别为＿单臂桥＿、＿双臂桥＿、＿全桥＿。 17. 要使直流电桥平衡，必须使电桥相对桥臂电阻值的＿乘积＿相等。

1

18. 由R1、R2、R3、R4四个电阻构成的直流电桥，其中R1和R4对臂，R2和R3对臂。当电桥平衡时，其平衡条件为

R1?R4?R2?R3。若R为应变电阻，初始平衡时四个电阻值相等。当

1

1?R1?Uin4R1R1受应变作用后变化ΔR1，在作一级近似后，电桥的输出电压为＿＿。若采用半

桥差动工作方式，且两个应变片的特性相同，则输出电压为

1?R1?Uin，此时输入输出关2R1系为＿线性＿。

19. 交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的＿乘积＿相等且相对桥臂阻抗的相角＿之和＿相等。

20. 交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为?1，?2，?3若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为?1??3??2??4。 21. 热电阻是利用＿金属＿的电阻值随温度变化而变化的特点制成的一种热敏元件。 22. 采用热电阻作为测量温度的元件是将＿温度＿的测量转换为＿电阻＿的测量。 23. 热敏电阻常数B 大于零的是＿正＿温度系数的热敏电阻。

?4，

24. 热敏电阻正是利用半导体的＿载流子＿数目随着温度变化而变化的特性制成的 敏感元件。

25. 热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻和临界温度热敏电阻型三大类。 26. 按热电偶本身的结构划分，有＿普通＿热电偶、铠装热电偶、＿薄膜＿热电偶。 27. 在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响，这一结论被称为热电偶的＿中间导体＿定律。

28. 热电偶所产生的热电势是＿接触电势＿电势和＿温差电势＿电势组成的，其表达式为

Eab(T,T0)=Eab(T,T0)?eab(T)?eab(T0)?ea(T,T0)?eb(T,T0)。在热电偶温度补偿中补

偿导线法（即冷端延长线法）是在＿冷端＿和＿显示仪表＿之间接入＿补偿导线＿，它的作用是＿延引热电极＿。

29. 电容传感器主要有＿变间隙＿，＿变面积＿，＿变介电常数＿三种类型，其中＿变间隙＿型的输入被测量与输出被测量间的关系是非线性的。 30. 电容式压力传感器是变＿变间隙＿型的。

31. 变间隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此，实际中大都采用＿差动＿式电容传感器

32. 电感式传感器主要由线圈、铁芯和＿活动衔铁＿组成。

33. 在变压器式传感器中，原边和副边互感M的大小与＿原边线圈匝数＿成正比，与＿副边

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线圈匝数＿成正比，与磁回路中＿磁阻＿成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式

?表?0S示。

34. 在变压器式传感器中，原边和副边互感M的大小与原边线圈的匝数成＿正比＿ ，与副边线圈的匝数成＿正比＿ ，与回路中的磁阻成＿反比＿ 。（请填正比或反比）。 35. 电涡流式传感器的激磁线圈通正弦＿高频交流＿时，在其周围产生交变＿磁场＿，使被测金属导体内产生＿电涡流＿ 。它的存在要消弱激磁线圈内＿磁场＿的变化。使线圈＿等效阻抗＿发生变化（对比无被测金属时变＿小＿）。该变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应的大小与被测金属导体的电阻率、磁导率及几何形状有关，又与线圈的几何尺寸、线圈中激磁电流的＿幅度和频率＿有关，还与线圈与被测金属导体间的＿距离＿等参数有关。如果保持上述中的其它参数不变，而只改变其中的一个参数，则传感器的＿阻抗＿就仅仅是这个参数的＿单值＿函数。通过测量线圈 电感 的变化量，即可实现对该参数的测量。

36. 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称＿电涡流式＿传感器。

37. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将＿增大＿。 38. 压电材料可以分为＿天然压电晶体材料＿和＿人工合成压电材料＿两种。 39. 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的＿压电效应＿，是一种典型的有源传感器。

二、选择题

1. A 是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。

A 敏感元件 B 转换元件 C传感器 D被测量

2. 传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的 D 。

A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高 3. 传感器在不考虑迟滞蠕变等因素的影响下，其静态特性方程为：

y?a0?a1x?a2x2???anxn，其中定义为静态灵敏度的量为 B 。

A a0 B a1 C a2 D a3

4. 属于传感器动态特性指标的是 D 。

A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率

5. 变气隙式电感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的大小增大时，铁芯上线圈的电感量将 B

A 增大 B减小 C不变

6. 在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，是线性的关系 A 。 A 变面积型 B变极距型 C变介电常数型

7. 一骨架为圆形截面的电位器，半径为r，现用直径为d，电阻率为?的导线绕制，已知绕线节距为t，则线绕式电位器的电阻灵敏度表达式为 B (需考虑导线的直径)。

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