传感器技术及应用期末复习资料

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1、一、判断题（10分，每题2分）1、传送带上塑料零件的计数通常选用电涡流传感器。（X）2、变压器电桥电路适合应用于单只变极距型电容器，可以克服它的非线性（X）。3、二阶传感器的动态参数主要是时间常数。（X）么压电式传感器通常应用于静态测量。（X）5、并联寄生电容使电感传感器的有效电感增加，引起灵敏度提高。（V）二、选择题（10分，每题2分）1、在以下儿种传感器当中C属于自源电型传感器。A、电容式B、电阻式C、磁电式D、电感式2、当石英晶体受压时，电荷产生在垂直于j_轴的晶面上。A、ZB、XC、YD、X、Y、Z3、

2、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是C。八、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器4、将机械振动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5、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除_I外是线性的。A、变面积型B、变极距型C、变介电常数型三、填空（本题共20分，每空2分）1、传感器由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。2、在石英晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在与X垂直的晶面。3、霍尔元件采用恒流源激励是为了减小温漂。4、压电材料在使用中一般是两

3、片以上，在以电荷作为输出的地方一般是压电元件并联起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。5、金属电阻的应变电阻效应是金属电阻应变片工作的物理基础。6、传感器的重复性是指传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向做全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。7、磁电式传感器用作惯性传感器，需满足的条件是质量块m较人，弹簧弹性系数k较小，被测物体振动频率足够高。四证明题（本题共10分）如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中r，=r3=r是固定电阻，是电阻应变片，工作时R:

4、受拉，R:受压，AR变化相等，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）答:工作时K受拉，R,受压，△R变化相等，桥路处于平衡状态，则RlxR3=R4xR2R}=R+ARR4=R-ARU(.d=Ucb-UdbE-RR-^R+R略去A/?和它的二次项，即可得t

5、同相或反相，且满足er〉〉es。R1=R2,Cl=C2o当衔铁处于屮间位置时，cs=O,只有er起作用。若cr正半周，A+，B-，则Dl、D2导通，D4、1)3截止，流过R1，R2上的电流分别为il,i2,其电压降UCB与UDB大小相等方向相反，所以UeD=0。若er负半周，则D4、D3导通，DI、D2截止，流过Rl,R2上的电流分别为i3,i4,其电压降UtB与UDB大小相等方向相反,所以Uo)=0。若衔铁上移，es矣0，此时er和es同相，由于cr〉〉cs，当er正半周，D1、D2导通，D4、D3截止，D1

6、回路的电势为er+os/2,D2回路的电势为er-es/2。所以，回路电流il〉i2，Uca〉0。当cr负半周，D4、D3导通，DI、D2截止，D3回路的电势为er-es/2,D4回路的电势为cr+cs/2,回路电流i4〉i3,UCD〉0o若衔铁下移，es矣0，er和es反相，Uo,<0输出信号的正负代表了衔铁位移的方向。1.推导出二阶传感系统在"频域最佳阻尼比系数”下的谐振频率or.答：由归一化的幅值增益A(w)=l/J[l-(—)八2]+(2*釦——)八2Vwnwn当A(w)对w求导时，如果出现等于0的情况

7、，则此时出现峰值，出现的频率则为谐振频率，由dA(v)/dw=0求得wr=0-2*a2丽2.什么是谐振子的机械品质因数Q?它对谐振系统的测量有什么影响？解：实际系统的谐振频率％与系统的固有频率％存在一定的差别，为了描述谐振状态的优劣程度，引入谐振子的机械品质因素Q值，n9QQ值反映了谐振子振动中131尼比系数的大小及消耗能量快慢的程度，也反映了幅频特性曲线陡峭程度，即谐振敏感元件选频能力的强弱，从系统振动能最来说，Qfll越高表明相对于给定的谐振子每周存储的能量而言，由阻尼等消耗的能呈就越小，系统的储能效率就

8、越高，系统抗干扰能力越强；同吋Q值越高，表明谐振子的谐振频率与系统的固有频率就越接近，系统的选频特性就越好，越容易检测到系统的谐振频率，同时系统的振动频率就越稳定，重复性就越好。1.简述二阶测试系统的”时域最佳阻尼比系数”和”频域最佳阻尼比系数”的物理意义.答：根据所允许的相对误差ot确定系统的超调量0P的原则來选择肌尼比系数4n，这时的阻尼比系数就为时域最佳阻尼比系数。对于相同的允许