期末考试传感器与测试技术试题.doc

1．什么是传感器的静特性? 答：传感器的静特性是指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输人关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。 2．按照工作原理分类和按照输入量(即被测量)分类是传感器最常用的分类方法，这两种 分类方法各有何优点? 答：按照工作原理分类对于学习研究传感器原理较为有利，按照输入量(即被测量)分类便 于实际使用者选用传感器。 3．测定频响函数的方法有哪几种? 答：测定频响函数的方法是以标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。输入的标准信号有正弦信号、脉冲信号和阶跃信号 4．什么是传感器?画出其组成框图并介绍各环节的功能。 答：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换成与之有确定关系的、便于精确处理的另外一种量的测量装置或系统。 传感器一般由敏感元件、转换元件：、转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量；转换元件把敏感元件的输出量转换成电路参量(电阻、电容、电感)；转换电路将转换元件输出的电参数转换成电量输出。 5．为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施? 答：粘贴到试件上的电阻应变片，除感受机械应变而产生电阻相对变化外，在环境温度变化时，也会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，因此采用温度补偿措施。 6．金属应变片有哪些类型? 答：①电阻丝应变片；②金属箔式应变片。 7．何为热电阻式传感器?常用的热电阻类型有哪些? 答：利用导电材料的电阻率随本身温度而变化的温度电阻效应制成的传感器，称为热电阻式传感器。 热电阻的类型包括铂热电阻、铜热电阻，铟电阻、锰电阻等。 8．粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。 答：①环境温度变化时，由于敏感栅材料的电阻温度系数的存在，引起应变片电阻相对变化； ②环境温度变化时，敏感栅材料和试件材料的膨胀系数不同，应变片产生附加的拉长(或 压缩)，引起电阻的相对变化。 9．简述电容式传感器的优点。 答：①温度稳定性好；②结构简单，适应性强；③动态响应好；④町以实现非接触测量，具有平均效应；⑤灵敏度、分辨力高。 10．画出直流电桥和交流电桥原理图，并分别写出电桥平衡条件。 答：直流电桥的平衡条件是：R1R3=R2R4 11．如图4-2所示是超声波液位计的原理图，简述其工作原理。 答：如图所示是自发自收单换能器方式，换能器安装在最高液位 之上的空气或气体中，超声换能器发出的超声脉冲在气体中从换 能器传至液面，反射后再从液面返回同一换能器而被接收．如换 能器至液面的垂直距离为L，从发到收经过的时间为t，超声波 在气体中的传播速度为c，则 图4-2 12．激光干涉传感器的作用是测量长度，其基本原理就是光的干涉原 理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S是光源，B是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。 答：来自光源S的光经半反半透分光镜B后分成两路，—路由固定反射镜M1反射，另一路经可动反射镜M2和B反射，在观察屏P处相遇产生干涉。当M2每移动半个光波波长时，干涉条纹亮暗变化一次，因此被测长度为 式中，x-被测长度； N一干涉条纹亮暗变化次数； 一真空中光波波长； n--空气折射率。 13．只要磁通量发生变化，就有感应电动势产生，说出三种产生感应电动势的方法? 答：(1)线圈与磁场发生相对运动； (2)磁路中磁阻变化； (3)恒定磁场中线圈面积变化。 14．用涡流传感器测量金属板厚度时是否需要恒温，为什么? 答：导体的电阻率会随温度变化，在较小的温度范围内导体的电阻率与温度关系为线性 关系，在其他条件不变的情况下，导体电阻率的改变可导致涡流传感器输出信号的变化，引起测量误差，所以用涡流传感器测量金属板厚度时需要恒温。 15．什么叫涡流效应? 答：当一块金属导体放置在一变化的磁场小，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转囤，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。 16．如何用磁电式传感器测量位移和加速度? 答：当传感器结构参数和磁场的磁感应强度确定后，磁电式传感器的感应电动势e与线圈相对磁场的运动速度v或w成正比，可通过磁电式传感器感应电动势e求得线速度和角速度，再对测得的速度进行积分或微分就可求出位移和加速度。 17．什么是传感器?画出其组成框图并介绍各环节的功能。(10分) 答：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换成与之有确定关系的、便于精确处理的另外一种量的测量装置或系统。 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量；