内容发布更新时间 : 2025/2/15 19:05:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
复习思考题
一、填空题
1、按能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，即 、 以及 ，前两者属于能量 ，后者是能量 。 2、将温度转换为电势大小的热电式传感器是 传感器，而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是 （金属材料）或 （半导体材料）。
3、电感式传感器也称为 传感器，它是利用 原理将被测物理量转换成线圈 和 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。
4、容栅传感器实际上是多个 式 型电容传感器的并联，它具有 效应，测量精度很高。
5、热电偶传感器的工作基础是 ，其产生的热电势包括 电势和 电势两部分。热电偶的 定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础； 定律为制定分度表奠定了理论基础；根据 定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。
6、用于制作压电传感器的常用压电材料是 和 。 7、基于外光电效应的器件有 和 ；基于内光电效应的器件
有 、 、 和 等。
二、选择题:
1. 被测信号x(t)的最高频率为fm时，采样频率fc至少为_______,才能恢复原始波形，否则，会引起信号失真。 A 0.5fm B fm C 2fm
2. 某传感器的精度为2%FS，满量程输出为100mV，可能最大的误差为______Mv。 A 2 mV B 1 mV C 4 mV D 6 mV
3. 传感器在正、反行程中输入输出曲线不重合称为________。 A 非线性误差 B 迟滞 C 重复性
4. 一弹性式压力传感器在加压过程和减压过程中，输入值相同，但传感器的输出却不一致，这种现象称为__________。
A 弹性元件的非线性 B 弹性后效 C 弹性滞后 D 弹性元件的不稳定 5. 传感器的输出分辨率________输入分辨率。 A 大于 B 等于 C 小于 D 不相关
6. 传感器能检测到的最小输入增量为___________。 A 零点残余 B 迟滞 C 误差 D 分辨力 7. 金属应变片利用了金属材料的__________。
A 电阻应变效应 B 压阻效应 C 压电效应 8. 半导体应变片利用了金属材料的__________。
A 电阻应变效应 B 压阻效应 C 压电效应
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9. 应变式传感器是一种____________的测量装置。
A 只能测量应变 B 只能测量电阻的相对变化 C 可以测量能转化为应变的被测量 D 可以测量所有的被测量
10. 采用箔式应变片是为了减小传感器的____________。
A 原始阻值 B 最大工作电流 C 横向效应 11. 直流电桥的平衡条件可以概括为_________。
A 对臂阻抗之积相等 B相邻臂阻抗之和相等 C 相邻臂阻抗之积相等 D对臂阻抗之和相等
12. 电阻应变片测量时采用补偿片作温度补偿，对补偿片的要求是_______。
A 与工作应变片处在相同的应变状态下 B 应该远离工作应变片
C 与工作应变片处在相同环境温度下 13. 应变片采用半桥差动测量线路时，电源电压为Usr，其输出电压Usc为____。
A Usc=Usr B Usc=Usr*△R/(2*R) C Usc=Usr*△R/(4*R) D Usc=Usr*△R/R
14.若差动电感传感器磁芯位移与输出电压有效值关系曲线在零点总有一个最小输出电压，称为________。
A 零点残余电压 B 参考电压 C 测量信号电压 15. 常见的数显游标卡尺用________作为基准器件。 A 感应同步器 B 光栅尺 C 容栅尺
1. 位置敏感器件的缩写为__。
A. PSD B. CCD C. PZT D. PMN 3. 热电偶工作时与下述何种效应有关?
A. Seebeck效应 B. Peltier效应 C. Thomson效应 4. 热电阻温度计采用三线制或四线制引线是为了?
A. 在测量时提高灵敏度 B. 在测量时消除引线电阻的影响 C. 消除接触电动势的影响
5. 霍耳传感器的输出与沿___方向的距离成反比。 A. 磁场 B. 电流 C. 电压
6. 热电偶温度计采用冷端补偿的目的是为了___ 。
A. 节省热电偶的长度 B. 避免使用补偿导线 C. 可以直接使用分度表 7. 补偿导线的作用是为了____。 A. 补偿冷端不在0℃的影响
B. 将冷端延伸至远离热源且温度恒定的地方 C. 节约热电偶材料
8. 校准热电阻温度计时，采用交流电是为了__。 A. 在测量时提高灵敏度
B. 在测量时消除引线电阻的影响 C. 消除接触电动势的影响
12. 光电倍增管的工作原理是___。
A. 热电效应 B. 外光电效应 C. 内光电效应
13. 电机轴上安装一个10个齿的调制盘，当电机以30π的角速度转动时，光电二极管的输出信号频率是________。
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A 300Hz B 180 Hz C 450 Hz D 150 Hz
14. 电机轴上安装一个60个齿的调制盘，当电机以15π的角速度转动时，光电二极管的输出信号频率是________。
A 900Hz B 60 Hz C 450 Hz D 15 Hz
15. 裂相光栅四个部分的透射光的相位依次相差___________。
A π B 2π C 0.5π D 0.25π
三、简述题
1、 简述非线性误差的定义。
2、 举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 3、 简述压电陶瓷的压电机理。
4、 简述应变计横向效应的产生原因、横向效应系数的定义及减小横向效应的方法。 5、 给出热电偶传感器冷端电桥补偿法的结构，并说明其原理。
四、如图所示的纯弯试件，如何利用全桥测量提高灵敏度并实现温度补偿，画出布片图和电桥连接图，推导输出公式。（本题8分）
F
五、压电式加速度传感器的结构如图所示，假设重块组件的质量为m，压电元件的压电系数
为d，传感器壳体内的等效阻尼系数为c。（本题10分）
要求：（1）分别给出输出电荷q及输出电压U与加速度a之间的关系；
（2）画出此加速度传感器的等效模型；
（3）推导传感器的微分方程，并说明它是几阶环节的传感器。
六、热电阻传感器设计一个电热水器，当热水器内的水温低于90℃时，控制热水器的电源
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插头弹簧片壳体重块组件导电片压电元件基座 接通，给水加热，同时红色指示灯亮，表示正在给水加热；当热水器内的水温达到95℃时，控制电路自动切断热水器的电源，停止给水加热，处于保温状态，此时绿色指示灯亮，表示可饮用。（本题10分）
实验仪器及材料：①热电阻传感器；②XMT-122数字指示调节仪；③电炉及水壶；④稳压电
源（DH1718-4）；⑤继电器（控制电压为DC5V）；⑥电源线及导线。 说明：（1）XMT-122数字指示调节仪的前面板如图，“H”键和 “L”键分别用于调节“上限温度”和“下限温度”。 （2）XMT-122数字指示调节仪的后面板中，A、B、C端 子接热电阻传感器的输出，电源采用220V（50Hz） 的交流电。
上（下）限电接点1、2、3的状态说明：
① 当热电阻实测温度低于“上（下）限温度”时，上（下） 限电接点端子1、2开路，处于“断”状态，而端子1、3 短路，处于“通”状态。
“通”状态，而端子1、3开路，处于“断”状态。 要求：（1）画出系统电路连接图，并说明其工作原理。
（2）给出热电阻三线制测量电路及工作原理，说明它是如何减小引线电阻对测量
的影响的？
1-1. 衡量传感器静态特性的主要指标，说明含义。 1-2. .计算传感器线性度的方法，差别。
1-3. 什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？ 1-4. 分析改善传感器性能的技术途径和措施。
2-1.金属应变计和半导体工作机理的异同？比较应变计各种灵敏系数概念的不同意义？ 2-4.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。 2-9.四臂平衡差动电桥，说明为什么采用？
3-1.比较差动式自感传感器和差动变压器在结构上及工作原理上的异同？
3-4. 变间隙式、变截面式和螺旋式三种电感式传感器各适用于什么场合？各有什么优缺点？
3-5. 螺管式电感传感器做成细长形有什么好处？欲扩大其线性范围可以采用哪些措施？ 3-6. 差动式电感传感器为什么常采用相敏检波电路？分析原理。 3-7. 电感传感器产生残余电压的原因和减小残余电压的措施。 3-12. 电涡流式传感器的原理及应用。
3-14. 比较定频调幅式、变频调幅式和调频式三种测量电路的优缺点，并指出它们的应用场合。
4-1. 电容式传感器可分为哪几类？各自的主要用途是什么？
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123下限电接点H?CL 输 入CAB上限电接点123中220V50Hz ② 当热电阻实测温度高于“上（下）限温度”时，上（下）限电接点端子1、2短路，处于