《传感器复习提纲一》

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1、应变传感器1、电气式测力传感器根据转换方式不同可分为几种类型？分别列出各类型的几种典型传感器。答：2、简述电阻应变式测力传感器的工作原理。答：电阻应变式测力传感器是将力作用在弹性元件上，使其发生应变，贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻变化，利用电桥将电阻变化转换成电压变化，再送入测量放大电路测量。利用标定的电压和力之间的关系，测出力的大小。3、弹性元件的形式有哪几种？答：4、应变片的结构分为哪几部分？答：敏感栅，底基，盖层，电极引线。5、对底基的要求？答：底基的作用是将试件的应变准确地传递给敏感栅，所以底基应具有较低的弹性模量，较高的绝缘电阻，良好的

2、抗湿热性能。底基一般较薄，厚度在20～50um。常用的底基有纸基、胶基和玻璃纤维布基。6、谈谈应变片对分类，并说明其工作原理。答：应变片电阻相对变化量为其中是电阻丝的几何尺寸引起的，是压阻效应引起的。为泊松系数，为纵向压阻系数，为杨氏（弹性）模量，为应力。对于金属，几何尺寸变化引起电阻变化占主要，即灵敏度为，约在1.7～3.6之间。对于半导体，压阻效应占主要，即8灵敏度，为电阻应变片的50～70倍。7、箔式电阻应变片与丝式电阻应变片相比有哪些优点？答：1）金属箔很薄，感受到应力更接近试件表面应力；2）面积大，散热好，也许通过电流大，故灵敏度高，输出信号功

3、率大，为丝式的100～400倍；3）尺寸可以做得很准确，基长可以很短，并能制成任意形状，从而可扩大使用范围；4）便于批量生产。8、丝式电阻应变片的敏感栅的栅端可制成哪两种形式？答：圆角形和直角形。9、名词解释：压阻效应答：压阻效应是指固体受到应力作用时，其电阻率发生变化，这种现象叫压阻效应。10、应变仪电桥工作方式和输出电压答：工作方式单臂双臂四臂应变片所在臂输出电压11、用一电阻应变片测量一结构上某点的应力。应变电阻值，灵敏度系数，接入电桥的一臂，其余桥臂为标准电阻。若电桥由10V直流电源供电，测得输出电压为5mV。求该点沿应变片敏感方向的应变和应力。

4、构建材料的弹性模量为Pa。解：把数据带入，得到应变应力为Pa。12、今有一简单拉伸试件，其上贴有两应变片，如图所示。测量电路将其分别放于电桥相邻两臂上。已知试件材料的弹性模量为Pa。泊松系数，应变灵敏度，电桥供电电压6V，电桥输出电压5mV，试求轴向应力。解：把数据带入，得到轴向应力为8Pa。13、一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105MPa，其中压阻系数πL为Pa-1。解：由K=πLE，得到πL=1×10-514、已知：输入应变仪的应变为286με，应变仪的灵敏度为31μA/με，记录仪的灵敏度为5mm/mA,求记录仪

5、输出的偏移量。(注：με代表一个应变单位)解：简单，类比压电式传感器第5题15、简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。答：布置原则有：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；(2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰；(3)考虑温度补偿作用；单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。压电式传感器1、名词解释：正压电效应和逆压电效应答：正压电效应当某些晶体沿一定方向受外力作用而发生形变时，在其相应的两个相对表明产生极性相反、大小相等的电荷，电荷的多少与力的大小成正比，当外力去掉后，又恢复为不带电的情况。逆压电效应在

6、某些晶体的极化方向上施加外电场，晶体将产生机械形变，当外电场撤去后，形变消失，这种现象叫逆压电效应。2、在压电式传感器中，压电晶片既是敏感元件，也是转换元件。它将力转换为电荷或电压输出。3、两个压电晶片串、并联情况串联：电容小，输出电压大，适合电压输出。并联：电容大，输出电荷大，适合缓变信号。4、压电传感器的前置放大器的作用和类型。答：放大微弱信号，并把高阻抗变换为低阻抗输出。有电压放大器和电荷放大器两种。电压放大器：输出电压正比输入电压，输入阻抗尽量高些（输入阻抗小会影响低频响应能力），更换电缆应从新定标。电荷放大器：输出电压和输入电荷成正比。电缆电容

7、影响小。5、一压电式力传感器，其灵敏度，将它与灵敏度为的电荷放大器相连，放大器输出端接到一台灵敏度为的笔式记录仪上，计算此系统的总灵敏度。又当压力变化为时，记录笔在纸上偏移量为多大？解：总灵敏度为又当压力变化为时，记录笔在纸上偏移量为6、压电式传感器并联的压电晶片越多，灵敏度越高。7、压电式传感器只适合测量动态量，不合适测量静态量，因为电荷会被很快释放完。88、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。答：传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电缆电容的影响。传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电

8、压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小。热电偶1、热电偶式温度传感器属于