传感器期中考试题

传感器期中考试题
一、填空题
1.传感器是一种能够感受被测量，并能把外界被测量按一定规律转换成可用输出信号的_器件_和__装置_。

2.构成现代信息技术的三大支柱是__传感器技术___、_通信技术_、_计算机技术,它们分别起到信息的__采集_、___传输_、__处理_作用。

3.传感器在机器人系统中可用起到感官作用，如类似于人的__视_觉、__听__觉、___嗅____觉、__味__觉、__触__觉。

4.传感器静态特性指标主要有__线性度_、__灵敏度_、__迟滞___、__重复性_等，而影响动态特性指标的主要参数是_时间常数、_固有频率__、_阻尼系数_。

5.传感器最小检测量越小，则表示传感器_分辨率_越高。

6.金属应变片工作原理是利用 __电阻应变_效应；半导体应变片工作原理是利用__压阻_效应，二者灵敏度系数主要区别是：金属应变片的电阻变化主要由 ___几何尺寸_ 引起的，半导体应变片的电阻变化主要由__电阻率_引起的。

7.差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为_零点残余__电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用_相敏检波_电路。

8.磁敏电阻基于_磁阻_效应；磁敏二极管是利用导体中载流子在磁场运动时受到___载流子__作用使电阻增加的原理制成。

9.通常传感器由__敏感元件_、_转换元件_和信号调理电路三部分组成，是能把外界_非电量__转换成__电量_的器件和装置。

10.电容式传感器，变极距型多用于检测__小位移_,变面积型主要用于检测___大位移_,变介电常数型可用于检测__材料、温度、湿度等参数。

二、计算题
1.图2a所示悬臂梁，距梁端部为L位置上下各粘贴完全相同的电阻应变片R1，
R 2，R
3
，R
4。

已知电源电压U=4V，R是固定电阻，并且R=R1=R2=R3=R4=250Ω，当有
一个力F作用时，应变片电阻变化量为△R=2.5Ω,请分别求出图2b、2c、2d、2e四种桥臂接法的桥路输出电压Uo；分析图2c和图2d的异同。

图2
2.图1为电机通断控制电路，VT三极管可驱动1A负载，PST-525为开关型霍尔元件。

1）叙述电路工作原理；
2）已知磁钢接近时霍尔元件导通，电机M的状态？
3）已知磁钢远离时霍尔元件截止，电机M的状态？
4）分析电路中反接二极管D和电容C的作用。

图 1
3.已知螺线管型差动电感式传感器，结构如图a所示。

传感器线圈电阻 R1= R2= 40 Ω，电感 L1= L2 = 30mH，用两只匹配电阻设计等臂阻抗电桥，如图b。

求：
1.匹配电阻R3和R4值为多大才能使电压灵敏度达到最大值？
2.当ΔZ = 10 Ω，
电源电压为U = 4V，f = 400Hz时，求电桥输出电压值Usc 是多少？
解：阻抗的模等于：
Z=Ω
四臂阻抗模相等，电压灵敏度最高：
34
85.4
R R Z
===Ω
按半桥输出
1104
==0.234
22285.4
SC
Z ZU
U U V
Z Z
⨯
==
⨯
4. 电感测厚仪原理与电路如下图所示，L1、L2为传感器电感作两个桥臂；C1、C2为固定电容作另外两个桥臂；D1-D4组成相敏整流器；磁饱和变压器 T 提供
桥压。

试分析电路工作原理，说明当钢板厚度增加时，电流表（M）上的电流方向（用尖头表示出来）。

5．霍尔传感器基于霍尔效应，请叙述什么是霍尔效应，画出霍尔元件的基本测量电路。

已知霍尔元件的电压输出为：U
=KIB，由此说明霍尔传感器可检测哪些
物理量。