(完整word版)传感器试题A

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****大学考试试题答案（A卷）

2012 ~2013 学年2 学期传感器原理及应用A 课程

一、单项选择题（本大题共10 小题，每小题2分，共20 分）

1~5：B，C，D，D，A 6~10：C，B，A，C，C

二、填空题（本大题共5 小题，每空2分，共14 分）

1.自感，互感

2. U’=2U，Q’=Q

3.容栅（变面积型）

4.感应同步器（或容栅）

5.零点残余电压

三、名词解释（本大题共3小题，每小题3分，共9 分）

1.线性度：指传感器实际输出输入特性曲线与拟合直线之间的最大偏差，通常用相对

误差表示：max100%

L

FS

e

y

∆

=±⨯。

2.涡流：指金属导体置于变化的磁场中，由于电磁感应，在导体内产生漩涡状流动的

感应电流。

3.压电效应：某些电介质在沿一定方向受到力的作用而发生变形时，其表面上会产生

电荷，当外力去掉时，它们又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。

四、简答题（本大题共 5小题，每小题6分，共30 分）

1.答：两个原因：（1）敏感栅金属的电阻随温度变化（2分）；（2）敏感栅、弹性元

件材料具有不同的线膨胀系数（2分）。通常利用差动应变电桥实现温度补偿（2分）。

2.答：变极距型电容传感器电容变化与极距变化成非线性关系，为减小非线性误差，

极距变化量不能大（3分）；并且，由于其灵敏度随初始极距的减小而增大，为此，传感器的初始极距就很小，故变极距型电容传感器只能测量微小位移（3分）。

3.答：（1）运动对应关系：莫尔条纹的移动量和移动方向与光栅副的相对位移量和方

向有严格对应关系（2分）；（2）位移放大作用：B=W/θ（2分）；（3）误差平均效应（2分）。

4.答：由于传感器内部会产生的信号“漏损”，实际外部负载也不可能无穷大，使得

压电传感器受力后产生的电荷或电压不能长期保存，将以某时间常数按指数规律放电，因此压电传感器不能测量静态量。

5.答：如图，可以采用涡流传感器（电容传感

器、光电传感器等也可）。当每个工件通过涡

流传感器所在位置时，由于涡流效应，将引

起传感器输出信号变化，经处理后将信号输

入计数器，即可得到工件数量。

五、计算题（本大题共3小题，每小题9分，共27分） 1. 解：石英晶片的电容为：

122

1208.8510 4.532108100.3

r a S C F h εε---⨯⨯⨯⨯⨯==≈⨯（3分）

传感器输出电荷量为

121211 2.31102046.210C x Q d F --==⨯⨯=⨯（3分）

极间电压为

12

12

46.210 5.8V 810a Q U C --⨯==≈⨯（3分） 2. 解：传感器等效电路如图所示 ：

（2分） 总电容为：'

00

2()

2a b x C c εδ-==

（3分）

灵敏度为：00

2a

dC K dx εδ-=

= （2分） 12928.851040

3.5410/0.2

K F m ---⨯⨯⨯==-⨯（2分）

3.解：单个应变片受到的应变为：0

2

6Fl E

bh E

σ

ε==

（2分），代入已知参数，得 525

629.8200

23.5210205210

ε-⨯⨯⨯=

=⨯⨯⨯⨯（3分） 接成四臂差动，即：1234,εεεεεε====-（1分） 四臂差动电桥输出为：()53043223.5210 1.4104

i i U K

U U K V εε--===⨯⨯⨯≈⨯（3分）