发布时间 : 星期四 文章传感器和检测技术试题(卷)与答案解析更新完毕开始阅读0f2f65f7ae45b307e87101f69e3143323868f54c
3.改变电感传感器的引线电缆后，不必对整个仪器重新调零。 （×） 4.电涡流式传感器可以用来测量各种形式的位移量。 （√） 5.自感式传感器实现了把被测量的变化转变为电容量的变化。 （×） 6.边缘效应不仅使电容传感器灵敏度降低，而且会产生非线性。 （√） 7.电容传感器不能承受很大的温度变化。 （×） 8.差动变压器式传感器可以测量与位移有关的任何机械量。 （√） 9.电涡流式传感器可以无接触地测量各种振动的幅值 （√） 10.电涡流式传感器常用于测量压力、加速度、微小位移、液位等。 （×）
二．单选题 （20分）
1.由两块平行板组成一个电容器，若忽略其边缘效应，其电容量为（ A ）。 A. C=εS/d B.C=εd/S C. C=ε/Sd D.C=Sd/ε
2.在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 ( B ) 。 A.电容和电感均为变量 B.电容是变量，电感保持不变 C.电感是变量，电容保持不变 D.电容和电感均保持不变 3.不能用涡流式传感器进行测量的是 ( D ) 。
A.位移 B.材质鉴别 C.探伤 D.非金属材料
4.在实际应用中，为了改善非线性、提高灵敏度和减少外界干扰的影响，电容传感器常做成 （ B ）。
A.自感形式 B.差动形式 C.电涡流形式 D.电容形式 5.以下哪种途径不能提高差动变压器的灵敏度 （ C ）。 A.增大铁芯直径 B.选择较高的激磁电压频率 C.降低线圈的Q值 D.提高激磁电源电压
6.为了使传感器具有较好的线性度，一般取测量量范围为线圈骨架长度的（ D ）。 A.1/8～1/4 B.1/10～1/2 C.1/4～1/2 D.1/10～1/4
7.以下哪种传感器可以用来检测金属的表面裂纹和焊接部位的探伤（ C ）。 A.自感式传感器 B.差动变压器 C.电涡流式传感器 D.电容式传感器 8.测量范围大的电容式位移传感器类型为（ D ）。
A.变极板面积型 B.变极距型 C.变介质型 D.容栅型 9. 在非电量测量中，应用最多的差动变压器是哪种结构形式（ A ）。 A.螺线管式 B.变隙式 C.变面积式 D.变体积式
10.变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（ A ）。
A.增大 B.不变 C.减少 D.变为零 三．简答题（30分）
1.试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同？
答：自感式传感器与差动变压器式传感器相同点：工作原理都是建立在电磁感应的基础上，都可以分为变气隙式、变面积式和螺旋式等。
不同点：结构上，自感式传感器是将被测量的变化转化为电感线圈的电感值变化。差动变压器式电感式传感器是把被测量的变化转换为传感器互感的变化，传感器本身是互感系数可变的变压器。
2.自感式传感器测量电路的主要任务是什么？变压器式电桥和带相敏检波的交流电桥，哪个能更好地完成这一任务？为什么？
主要任务：把被测量变化转换成自感L的变化，通过一定的转换电路转换成电压或者电流输出。
带相敏检波的交流电桥能更好的完成这一任务。使用相敏整流电路，输出电压不仅能反映衔铁位移的大小和方向，而且还消除了零点残余电压的影响。
3. 以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高其灵敏度的原理。
答：单极式自感传感器的灵敏度为：
2?L0??L?L??l????1?S?????????
?ll0?l0??l0??? 差动式传感器的灵敏度为：
2???l?2L0???1??S???? ??l0???l0???由此可见，与单极式比较其灵敏度提高一倍，非线性大大减小。
四． 计算题
1. 分析下图所示自感传感器当动铁心左右移动（x1,x2发生变化时自感L变化情况。已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W不变）。
?W?WIWL???IIRm Rm， 解：
nnlilx1lx2llRm??????i?0?0S0?0S0?0S0 i?1?iSii?1?iSi又
2??空气隙的长度x1和x2各自变，而其和不变，另其他变量都不变故L不变 2．下图为变极距型平板电容传感器的一种测量电路，其中CX为传感器电容，C为固定电容，假设运放增益A=∞，输入阻抗Z=∞；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。
解：
I1?I2dUOdUI??cXdtdt两边积分得到：cUI??cXUOcUO??cUIcdUI??cX?S
?式中负号表示输出电压U0的相位与电源电压反相。上式说明运算放大器的输出电压与极板
间距离d线性关系。运算放大器电路解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题。但要求Zi及放大倍数K足够大。为保证仪器精度，还要求电源电压Ui的幅值和固定电容C值稳定。
一．选择题。
1.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C） A应变效应B电涡流效应C压电效应D逆压电效应 2. 在光线作用下，半导体电导率增加的现象（B） A外光电效应B内光电效应C光电发射D都不是 3.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测（C）
A人体体重B车道的压紧力C车刀在切削时感受的切削力的变化量D自来水管压力 4.光纤传感器的工作原理是基于（ B ）。
A、入射光的频谱与光电流的关系； B、光的折射定律； C、光的衍射； D、光的强度与光电流的关系
5. 在下述位移传感器中，既适宜于测量大的线位移，又适宜于测量大的角位移的是（C） A．电容式传感器 B．电感式传感器 C光栅式传感器 D电阻式传感器 6.对石英晶体，下列说法正确的是( A)。
A、沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生 B、沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生 C、沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产 D沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生 7.人造卫星的光电池板利用（A）
A光电效应 B光化学效应 C光热效应 D感光效应 8.光电池属于（C)
A外光电效应 B内光电效应 C光生伏特效应 D不知道 9.固体半导体摄像元件CCD是一种（C ）
A．PN结光电二极管电路 B．PNP型晶体管集成电路
C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管集成电路 10.减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是( C )
A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器 一．判断题。
?1.磁电式传感器不需要辅助电源,就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号,是一种 无源传感器.（错）
2.编码器以其高精度高分辨率和高可靠性而被广泛应用于各种位移的测量.（对） 3..在光纤传感器中，数值孔径NA其实就是临界角，反映光纤接受光亮的多少.。（对） 4.在光电式传感器中，光电流和亮电流都有很多，但暗电流只有一个；.暗电流大，光电流小的光敏电阻灵敏度越高。（错）
5.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,是一种典型的无源传感器（对） 6.压电式传感器适用于动态测量和静态测量（错）
7.光电效应可分为内光电效应，外光电效应和光生伏特效应三种类型。（对） 8.根据光受被测对象的调制形式，将光纤传感器分为强度调制型，偏振调制型，频率调制型，相位调制型。（对）
9.光敏二极管在测光电路中应处于反向偏置状态。 （对）
10.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。（对） 1请解释何为莫尔条纹？
答：把两块光栅距相等的光栅面向对叠合在一起，中间留有很小的间隙。并使两者的栅线之间形成一个很小的夹角Q，这样就可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹，这些条纹叫莫尔条纹。 2.何为光电效应？ 答：通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。 四．应用题。
1.压电传感器应用最多的是测力，凡是能转换成力的机械量，如位移，压力速度等，都可以用压电传感器测量，尤其是振动加速度的测量，下面请分析压电式加速度传感器在现实中的应用。
压缩式压电加速度传感器的结构原理图
1.答：压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使其变形时，内部就产生极化现象，同时再它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为正压电效应.反过来，当在电介质的极化方向上外加电场时，它就会产生变形，这种现象称为逆压电效应.压电加速度计是利用正压电效应工作的.
如图，在测量时传感器底座与试件刚性固定，当感受振动时，质量块惯性很小，因此质量块与传感器基座同样振动，由于产生压电效应压电片产生电荷，当振动频率远小于传感器固有