南航机械专业相关用于复试补充习题3——传感器补充习题答案ppt课件

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【最新整理，下载后即可编辑】第1章概述1.什么是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

1.2传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。

1.3传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。

1.4传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。

（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。

（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。

（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。

（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。

1.5传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5)稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。

主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。

2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。

常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。

南航机械专业相关课件用于复试补充习题3——传感器补充习题答案

r = 4 mm ,工作初
1)工作时,如果传感器与工作的间隙变化量 δ = ± 1 m 时, 电容变化量是多少? 2)如果测量电路的灵敏度是 S1 = 100mV / pF ,读数仪表的灵敏度 S 2 = 5格 / mV , 在 δ = ±1m 时,读数仪表的指示值变化多少格?
7.有一圆板电容传感器,直径 D = 20 mm ,极板间距离 δ 0 = 0.2 mm ,极板间介质为空气,试计算其电容 C 0 之值. 又若将此电容传感器接至振荡器的调谐回路( C = 90 微微法 , L = 10 微亨)作为调频元件,为使测量时有较均匀的灵敏度,要求调频最大偏频在± 0 .5 % 以内,求电容传感器的 C 之值.
ε 0 ε A 8 .85 10 12 1 π 4 2 c0 = = = 1 . 483 10 12 F 0 .3 δ c δ δ = ±1m ≈ δ << δ 0 c0 δ0 δ 0 = 0.3mm c0 1 .483 10 12 (± 1) = ±0.49 10 2 PF δ = 1) c = δ0 300
可移动极板
± δ
δ0
8. 选用传感器的基本原则是什么?在实际中如何运用这些原则?试举一例说明.
1. 简要说明传感器测量电路作用和主要内容. 测量电路的作用是将传感器所感受到的电量或电参量变化转换成电压或电流的变化,送入下级电路处理. 其主要内容有放大,分压(电桥) ,调制(调幅,调颠,调相,脉冲凋宽 ),滤波,运算(加减乘除微积分) 等.
2)
S = S1 S 2 = 100 5 = 500 格
PF
N = c S = ± 0 . 5 10
2
500 = ± 2 . 5格
7.有一圆板电容传感器,直径 D = 20 mm ,极板间距离 δ 0 = 0.2 mm ,极板间介质为空气,试计算其电容 C 0 之值. 又若将此电容传感器接至振荡器的调谐回路( C = 90 微微法 , L = 10 微亨)作为调频元件,为使测量时有较均匀的灵敏度,要求调频最大偏频在± 0 .5 % 以内,求电容传感器的 C 之值.

3-2 教师用书第6章传感器补充习题AB组

3-2第六章传感器补充习题A组1.传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用。

图6-37是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。

金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况:①电源接通后，电容C减小，反映h减小；②电源接通后，电容C减小，反映h增大；③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小；④电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大。

以上判断正确的是( )A.①③B.①④C.②③D.②④2.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是利用传感器把光信号转化为电信号的过程。

下列属于这类传感器的是( )A红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭策中控制加热和保温的温控器3.下列说法正确的是( )A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号B.只有天黑楼道里出现声音时楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C.光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D.电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.常见的电热灭蚊器中有一个PTC(以铁酸顿为主要材料的热敏电阻器)元件，其电阻率随温度变化的规律如图6-38所示，这种元件具有发热、控温双重功能。

如果将该元件接到220 V恒定电压下，以下说法中正确的是( )A通电后功率先增大，后减小 B.通电后功率先减小，后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2之间的某一值不变5.如图6-39所示是一火警报警器的部分电路示意图。

其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。

当传感器Rz所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )A.I变大，U变大B. I变大，U变小C.I变小，U变大D. I变小，U变小6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。

南航考研机械设计复试试题

南京航空航天大学第1页（共 7 页）《机械设计》复试试题试卷类型：B卷试卷代号：1012考号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分本题分数12 分一、计算下列机构的自由度，若存在局部自由度、得分复合铰链或虚约束，请在原图上标出。

（每小题 4分）。

( 已知GH //IJ //LK)（已知CE=HI,DE=IJ,DF=JK,EF=IK,FG=KL）图1.1图1.2图 1.3本题分数12 分二、一曲柄摇杆机构，已知摇杆DC 在两个极限位得分杆 BC 的长度置时与机架的夹角分别为φ1=135°，φ2=60°。

摇杆DC 的长度L DC=50mm ，机架AD 的长度L AD=70mm 。

试： 1）求出曲柄 AB 的长度 L AB、连L BC；2）求行程速比系数K；3）计算机构的最小传动角（可用作图法，取比例尺μ1=1mm mm）。

.本题分数14 分三、已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a = 360 mm，齿数 Z 1， 2，求：得分=40Z =1401）齿轮 1 的分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径、齿距和齿厚； 2）在齿轮 1 的分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径ρ ，ρ、αa。

b ，ρa和压力角α、αb本题分数12 分四、如图所示传动系统， 1、5 为蜗杆， 2、6 为蜗得分轮，3、4 为斜圆柱齿轮， 7、8 为直齿锥齿轮。

已.知蜗杆 1 为主动件，要求输出齿轮 8 的回转方向如图所示，且轴I 、II 、III 上所受的轴向力能抵消一部分。

试确定：（ 1）各轴的回转方向；（2）各轮齿的螺旋线方向；（3）各轮的轴向力方向。

82 3IV7I6II154III本题分数10 分五、在图示轮系中，设已知各轮齿数为：， z 1=30，， z ＝90，z，， z =40 z =30 ，得分z =30=30 z =20 2 3 41’3’4’z 5=15，试求轴 I 轴 II 之间的传动比 i I II 。

南航机械专业相关课件用于复试第2-3章课后习题

2 或= T
∫
T 2 T 2
t π 2π 4cos t cos2n π dt 4 T T
=
w0
π
∫ π 2 2(cosw t cosnw t + sinw t cosnw t )dt
w0 0 0 0 0 w0
π
→
令w0 t =x
∫ π 2 2(cosxcosnx+ sinxcosnx)dx π
T
T
x
x (t ) = A sin (wt + )
t = arcsin x A
w 1 x + x x ∴ t = arcsin arcsin w A A
又一个周期内有两个
t
2 当 T → ∞ 时, T = n , T x = 2n t w
p
( x ) = lim x →
=
π
4
) e j 2 π ft dt
T 2 T 2
(2
2 cos 2 π f 0 t + 2 2 sin 2 π f 0 t ) e j 2 π ft dt
令 x = 2π f 0 t ,则 dt = ∴ x( f) = 1 2π f 0
1 dx 2π f 0
jx f f0
∫ π2
π
2 (cos x + sin x ) e
9
∴ 最小二乘法拟合的直线方程为: y = 2523.2 x 9.6 Lmax = 49.2, A = 2211.9 220.8 = 1991.1 Lmax ∴ 线形度 = × 100 0 0 = 2.47 0 0 A 灵敏度 S = k = 2523.2
3. 5 解 : (1)当t = 4τ时, 其输出为输入量的98.2 0 0 , 其误差为1.8 0 0 , 在2 0 0 范围内, 所以近似时间t = 4τ = 4 × 3.5 = 14 s (2)这一响应可看作是一阶系统的斜坡输入响应, 5 °c 1 = τ = 3 .5 s v0 = s, 60 k v0 5 ∴ 稳态误差为ess = = v0τ = × 3.5 = 0.29° c k 60

传感器新习题集及答案(可编辑修改word版)

习题集及答案第1 章概述1.1什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.2传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。

1.3简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。

1.4传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？1.5传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？1.6用图形符号表示一电阻式温度传感器。

1.7请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。

如果没有传感器，应该出现哪种状况。

1.8空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？答案1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。

定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。

按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。

1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。

1.3 答：（略）答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12 个小类。

按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。

南航考研机械设计基础复试试题

8.在B情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A.重载B.高速
C.工作温度高D.承受变载荷或振动冲击载荷
9.根据轴的承载情况，A的轴称为转轴。
A．既承受弯矩又承受转矩B．只承受弯矩不承受转矩
C．不承受弯矩只承受转矩D．承受较大轴向载荷
10.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率C。
A.提高B.减小
C.不变D.增大也可能减小
三、简答题(共5小题，共20分)
1．计算所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），图中画有箭头的构件为原动件。
F＝6X3－2X8－1＝1
2．简述齿轮产生根切的原因及防止措施。
齿轮产生根切的原因是由于范成加工时刀具的齿顶圆超过轮坯的啮合极限点，把渐开线轮廓切掉一部分。防止措施：增大齿数；采取正变位。
每处1分
1应加调整垫片；②轴端太长，应减少长度，加倒角。③轴肩不能高于轴承内圈。
4键长应短于轮毂长度⑤缩短装齿轮的轴段长度⑥轴承处应改为阶梯轴。
7轴承盖与轴接触了
8应改为阶梯轴定位联轴器
9键的方位应与齿轮的键一致
10联轴器轴端要固定
（1）蜗杆1的转动方向；
（2）一对斜齿轮3、4轮齿的旋向；
（3）用图表示轴Ⅱ上传动件2和3的受力情况（圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa）（垂直纸面的力，向纸内画，向纸外画⊙）
。
解：（1）蜗杆1的转动方向为顺时针。
（2）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。
（3）传动件2有传动件3有
4.（本题满分9分）轮系计算，在图示轮系中，已知Z1=18，Z2=90,Z3=36，Z4=33，Z5=87，求传动比i15。
（1）两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2;

传感器补充习题2

图5-12 二极管双T型交流电桥 a)双T型电桥连接 b)方波电源 c)正半周 d)负半周
5.2.4 二极管双T型交流电桥
1 T U 0 = I L RL = ∫ [ I1 (t ) − I 2 (t ) ] dtRL T 0 R( R + 2 RL ) ≈ ⋅ RL ⋅ E ⋅ f ⋅ (C1 − C2 ) 2 ( R + RL ) 式中 f − 电源频率。
击穿问题
C＝
ε 0ε r A
d
dg
εg ε0
图5-6 电容量与极板间距的非线性关系
Cg = C=
d0
ε 0ε g A
dg Cg C0
C0 = =
ε0 A
dg A + d0
图5-7 放置云母片的电容式传感器结构
Cg + C0
dg
ε 0ε g
ε0
一般极板间距在25～200um范围内，而最大位移应小于间距的十分之一，因此这种电容式传感器主要用于微位移测量。
由于 C1 < C 2 ，电压UE的负半周占优势，故 U R 的方向下正上负。
L
第5章
例题：
已知：圆盘形电容极板直径 D = 50mm ，间距 δ 0 = 0.2mm ，在电极间置一块厚 0.1mm 的云母片（ ε r = 7 ），空气（ ε 0 = 1 ）。求：无云母片及有云母片两种情况下电容值 C1 及 C2 是多少？当间距变化 ∆δ = 0.025mm 时，电容相对变化量 ∆C1 / C1 及∆C2 / C2 是多少？差动式变极距型电容传感器，若初始容量 C1 = C2 = 80 pF ，初始距离 δ 0 = 4mm ，当动极板相对于定极板位移了 ∆δ = 0.75mm 时，试计算其非线性误差。若改为单极平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？

_传感器习题及部分解答(shb)共12页文档

第1章传感器的一般特性1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。

2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。

作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器1 说明电阻应变测试技术具有的独特优点。

(1)这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠；(2)易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；(3)灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量；(4)可以测量各种物理量。

2、一台采用等强度梁的电子秤，在梁的上下两面各贴有两片灵敏系数均为k = 2 的金属箔式应变片做成秤重传感器。

已知梁的L = 100mm，b=11mm，h= 3mm，梁的弹性模量E=2.1×104 N/mm2。

将应变片接入直流四臂电路，供桥电压Usr =12V。

试求：⑴秤重传感器的灵敏度(V/kg)?；⑵当传感器的输出为68mv时，问物体的荷重为多少？[提示：等强度梁的应变计算式为ε=6FL/bh2E]3 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm．在其表面粘贴八个应变片，4个沿轴向粘贴，4个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120欧，灵敏度为2，泊松系数0．3，材料弹性模量E=2.1x1011Pa。

要求；(1)给出弹性元件贴片位置及全桥电路;(2)计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；(3)当桥路的供电电压为l0V时，计算传感器的输出电压解：(1).全桥电路如下图所示(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：（3）4、以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2µε和2000µε时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

传感器原理及其应用习题答案PPT课件

由此可见，电桥的输出电压与匹配电阻R3和R4无关，相应的电压灵敏度也与其无关。
Z1 Z2 Z0 R jL
但题Z目3 要Z4 求 Z设0 计R 成j四L 臂等阻抗电桥，因此有：Z1= Z2 = Z3= Z4。
∵ R3 R4 Z0 R jL R2 L2 402 2 40030103 2 85.35
第3页/共74页
第1章传感器的一般特性
解：非线性度的拟合直线采用端基直线。
设拟合直线为：y=kx+b，根据两个端点(0.1，2.2)和
(0.9，22.1)，则拟合直线斜率为 k y2 y1 22.1 2.2 24.875 x2 x1 0.9-0.1 24.875 0.1 b 2.2
b -0.2875 ∴
第6页/共74页
第1章传感器的一般特性
5、何为传感器的动态特性？动态特性的主要技术指标有哪些？答：传感器的动态特性是传感器在被测量随时间变化的条件下输入输出关系。动态特性有分为瞬态响应和频率响应。
衡量瞬态响应特性的指标有时间常数、上升时间tr、响应时间ts、超调量、衰减率、稳态误差ess等。衡量频率响应特性的指标有频带、时间常数、固有频率n 。
10.8
H/m 33.912H/m
若做成差动结构形式，根据差动的变隙式的灵敏度公式有：
k差动
L
2L0
0
254 103 H
0.5102 m
21.6 H
/m
67.824H/m
故将其做成差动结构后，灵敏度将第提21页高/共一74页倍。
第3章电感式传感器及其应用
15、试用差动变压器式传感器设计液罐内液体液位测量系统，做出系统结构图，并分析工作原理。

2021南航机电学院机械工程面试题目

2021南航机电学院机械工程面试题目2021南航机电学院机械工程复试题目（来自考研论坛）：我的问题是：1、数控加工退刀槽作用2.、液压与气压传动优缺点3、液压中控制阀列举4.节气门调速、容积调速原理5、c语言中全局变量与局部变量区别6、plc什么分析方法（如：时序图）7、梯形图与逻辑控制图区别8、列举生活中传感器运用及原理然后他问我比舍和我的一些证书。

其他研友：9.装配图上需要标注的内容10。

机械传动类型11、如何使用游标卡尺测量一个很小的孔的直径12、刀具的前角后角等13、切削的几种加工方法14.机械制造方法是什么？15.有哪些特殊处理方法？16.电梯是如何设计的17、大齿轮和小齿轮哪一个硬18.如何在线性和曲线运动之间转换19。

机械原理的机理20、数控g，m意思，调速的代码21、钻孔达到七级精度用什么办法22.如果零件上有许多孔，如果它们非常复杂，如何处理它们23。

有限元分析，CAE 是什么意思24、用有限元分析软件时步骤，分析的具体流程25.实习期间您参观过哪些工厂，简要描述布局并评估不足之处。

26、有一份报道:“一物体比重70mg/cm三次方，其重量是5kg，作用于其上的力为60kgf，......”。

请问这份报道有什么问题27、电火花加工和电火花线切割的区别28、什么是硬切削29.为什么蜗杆和蜗杆不能反向驱动。

30、欧母定律31、表面质量32、加工精度33.正变位齿廓的变化34、荷叶出淤泥而不染35、屋顶的大梁怎么放36.蜗杆和蜗杆传动可以获得较大的传动比，但不可能实现反向传动。

为什么？37.简要描述“数控”的定义和应用。

38、复合材料举例，作用，优点39、c语言指针作用40.如何消除加工硬化，四火的使用和应用41。

液压传动装置的组成、比例调速的概念和功能42。

数控机床的对刀43、说说车床夹具和铣床夹具的区别？44.、电磁炮是什么原理？45.用锯子锯钢怎么了？解释46.直流电机的调速方式？47.组装方法是什么？48.、机械振动的分类有哪几种?比如说受迫振动。

南航机械专业相关课件用于复试补充习题(信号-系统-传感器-振动)

信号分析基础习题2-1求题图2-1周期三角波的傅里叶级数 (三角函数形式和复指数形式),并画出频谱图。

周期三角波的数学表达式为x t A A T t Tt A A T tt T ()=+-<<-<<⎧⎨⎪⎩⎪220202题图2-1 周期性三角波2-2 求题图2-2双边指数函数的傅里叶变换,双边指数函数的波形如图所示,其数学表达式为x t e t e t Ta at at()()=-∞<<<<>⎧⎨⎪⎩⎪-002题图2-2 双边指数函数波形测试系统特性习题3-1 某一阶测量装置的传递函数为10041.)s +，若用它测量频率为0.5Hz 、1Hz 、2Hz 的正弦信号，试求其幅度误差。

3-2用传递函数为1000251.)s +的一阶测量装置进行周期信号测量。

若将幅度误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分。

此时的相位差是多少？ 3-3 设一力传感器作为二阶系统处理。

已知传感器的固有频率为800Hz ，阻尼比为0.14，问使用该传感器作频率为400Hz 正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？3-4 对一个二阶系统输入单位阶跃信号后，测得响应中产生的第一个过冲量M 的数值为1.5，同时测得其周期为6.28s 。

设已知装置的静态增益为3，试求该装值的传递函数和装置在无阻尼固有频率处的频率响应。

传感器原理习题1 简要说明传感器测量电路的作用和主要内容。

2. 传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般用哪些公式表示?3. 传感器的动态特性是什么?其分析方法有哪几种’4．根据电容传感器的变换原理可以分成哪几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么检测对象??请从理论上解释小范围线性化和差动的办法是怎样能改善电感式传感器非线性特性?6. 一电容测微仪,其传感器圆形极板半径,工作初始间隙,问1)工作时,如果传感器与工作的间隙变化量时,电容变化量是多少?2)如果测量电路的灵敏度是,读数仪表的灵敏度, 在时,读数仪表的指示值变化多少格?mm r 4=mm 3.00=δm μδ1±=∆m μδ1±=∆pF mV S /1001=mV S /52格=振动测试习题8-1某车床加工外圆表面时，表面振纹主要由转动轴上齿轮的不平衡惯性力而使主轴箱振动所引起。

传感器的应用课件及练习题答案含详解

针指在满刻度的 3 位置时，U 3 E
4
4
代入③式解得 a 方kL向向左。
答案：(1)
a
kL
2m
E (22)U见?解析
mE
(3) kL 方向向左
2m
考查内容传感器自动控制电路的设计
【典例】如图甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定。电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个路灯自动控制电路。
2 传感器的应用
1.传感器原理：传感器可以把非电学量转换为_电__学__量__，从而可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。 2.光敏电阻：被光照射时电阻发生变化，随着光照的增强，导电性_变__好__。 3.热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为_电__阻__ 这个电学量。 4.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为_电__压__这个电学量。
3.光传感器的应用——火灾报警器：如图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器，其工作原理是：带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。
【标准解答】托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀
滑线电阻，则其阻值与长度成正比。
(1)由力的平衡知识有m0g=kx1，解x得1
m0g k
。
(2)放上物体m重新平衡后m0g+mg=kx2，

传感器补充习题3 PPT课件

－－－－－－－－－
Q
Ca
Ca
U
压电材料 (a) 压电片电荷聚集
(b) 电荷等效电路
(c) 电压等效电路
Rf Cf
－K
Q
Ca Ra
Cc
Ri C i Ui
U0 Q
C
Rf Cf
－K
Ui
U0
(a ) 电荷等效电路 Ca
K
(b ) 简化的电荷等效电路
C K
U
Ra
Cc
Ri Ci
Ui
U0 U
R
Ui
U0
(c ) 电压等效电路
霍尔电动势UH为可表示为：
UH

bUC B
l
霍尔电动势除了正比于激励电流、电压Uc及磁感应强度B外，还与材料的迁移率及器件的宽度b成正比，与器件的长度l成反比。
其灵敏度与霍尔系数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。
RH
1 ne
KH

RH d
1 ned
答案
某一霍尔元件尺寸为L=10mm，b=3.5mm，d=1.0mm，沿L方向通以电流，在垂直于L和b的方向加有均匀磁场 B=0.3T，灵敏度为22V/(A·T)，试求输出霍尔电势及载流子浓度。
霍尔电动势UH为：
UH

IB ned
对于N型半导体材料，霍尔系数RH为：
1
RH

ne
霍尔灵敏度KH表征一个霍尔元件在单位控制电流和单位磁感应强度时产生的霍尔电压的大小。N型材料的KH为负值，P型材料的KH为正值。
N型材料的霍尔灵敏度KH为：
KH

RH d
1 ned
霍尔电动势UH为可表示为：

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电感式传感器非线性特性?
6. 一电容测微仪,其传感器圆形极板半径 r4mm,工作初始间隙 0 0.3mm ,问
1)工作时,如果传感器与工作的间隙变化量 1m时,
电容变化量是多少?
2)如果测量电路的灵敏度是 S110m0V /pF,读数仪表的灵敏
度 S2 5格/mV, 在 1m时,读数仪表的指示值变
1 简要说明传感器测量电路的作用和主要内容。 2. 传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般
用哪些公式表示? 3. 传感器的动态特性是什么?其分析方法有哪几种’ 4．根据电容传感器的变换原理可以分成哪几种类型?每种类型
各有什么特点?各适用于什么检测对象? • 请从理论上解释小范围线性化和差动的办法是怎样能改善
2动、式线只性包度含：(非差) 动奇式次的项，C传包感含器线( 性0 )度得所到有改次善项；差
0
6. 一电容测微仪,其传感器圆形极板半径 r4mm,工作初始间隙 0 0.3mm ,问
1)工作时,如果传感器与工作的间隙变化量 1m时,
电容变化量是多少?
2)如果测量电路的灵敏度是 S110m0V /pF,读数仪表的灵敏
5. 请从理论上解释小范围线性化和差动的办法是怎样能
改善电感式传感器非线性特性?
令：
C 0
A 0
极距变化型（差动式） Δδ
当 0 时 0C C ： C
1
2
0
当 0时：
C1 C2
C 1
0A 0
C 0
1
1
0
δ0 δ0
C[1(
0
0
)
(
0
2 3
) ( ) (
0
0
4 ) ]
极距变化型（差动式）（续）
C 2
0A 0
C 0
1
1
0
C[) ( ) ( ) ]
0
0
0
CCC
1
2
3 5
2C0[1( ) ( ) ( ) ]
0
0
0
S
C
C 20
0
非差动式差动式
比较：
CC0[ 0 ( 0)2( 0)3] 3 5
C2C0[0 (0) (0) ]
1、灵敏度：差动式较非差动式提高一倍；
度,要求调频最大偏频在0.5%
以内,求电容传感器的 C之
值.
可移动极板
0
1) 2)
c00 0 A8.85 10 0 .1 221201.9 3pFf
c 0 c 0 c 1.9 3 9 0 1.9 0 p3 F 2
1 L C0'
d f21L 1 2 c0 1c0 d c 1 2 c 1 0 f0dc
度 S2 5格/mV, 在 1m时,读数仪表的指示值变
化多少格?
1)c 0 0 c 00 .3A 1 m c 0 0 m m 8 .8 1 1 .5 4 0 3 1 .0 3 8 1 2 1 0 3 1 0 0 2 04 2 1 1 c. 4 0 0c.4 8 1 1 9 1 3 0 2 0 F P 2 0 F
df 0.5% d c 2 0 . 0 0 c 0 5 1 . 0 p 4 F
f0
c
f f
0
2
c0
f f0 0.5% f0
c c0
1.0f00 5f0
2
0.99
c1.03p9F
f f0 0.5% f0
c c0
0.9f90 5f0
2
1.01
c1.03p9F
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化多少格?
7.有一圆板电容传感器,直
径 D20mm,极板间距
离 0 0.2mm,极板间介质为空又气若,将试此计电算容其传电感容器C接0至之振值荡.
器的调谐回路( C90微微法
, L10微亨)作为调频元件,为使测量时有较均匀的灵敏
度,要求调频最大偏频在0.5%
以内,求电容传感器的 C之
值.
可移动极板
2) SS1S210 50 50 格 0PF
N c S 0 .5 1 2 0 5 0 2 .5 0 格
7.有一圆板电容传感器,直
径 D20mm,极板间距
离 0 0.2mm,极板间介质为空气,试计算其电容 C 0 之值.
又若将此电容传感器接至振荡
器的调谐回路( C90微微法
, L10微亨)作为调频元件,为使测量时有较均匀的灵敏
0
8. 选用传感器的基本原则是什么?在实际中如何运用这些原则?试举一例说明.
1. 简要说明传感器测量电路作用和主要内容。
测量电路的作用是将传感器所感受到的电量或电参量变化转换成电压或电流的变化，送入下级电路处理。
其主要内容有放大、分压（电桥）、调制（调幅、调颠、调相、脉冲凋宽）、滤波、运算（加减乘除微积分）等。
在时域中研究用的脉冲响应函数，在复领域中研究系统用的传递函数；在领域中研究用的频率响应函数；
4．根据电容传感器的变换原理可以分成哪几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么检测对象?
极距变化型—— 金屑表面状况、距离、振幅、压力、差压、荷重以及小位移等参量时，往往采用变间隙电容传感器，介质变化型—— 用于介质的厚度、内在质量的检测，以及检测影响ε的种种因素(如油的含水量、粮食的含水量等) 和物位等采用变 ε型电容传感器面积变化型—— 线位移、角位移采用变面积式
2. 传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般用哪些公式表示?
系统在输入信号为稳态值时输入与输出的关系称为静态特性。测量范围与量程、灵敏度S、线件度e1、迟滞et、重复性ez 等传感器的静特性指标。
3. 传感器的动态特性是什么?其分析方法有哪几种
在输入为动态信号时输入与输出的关系称为动态特性。