传感器考试题简答题
传感器考试题目及答案
传感器考试题目及答案
一、选择题
1. 传感器的英文缩写是什么?
A. SC
B. SP
C. SA
D. SD
答案:A
2. 传感器的主要功能是什么?
A. 数据存储
B. 数据处理
C. 数据转换
D. 数据传输
答案:C
3. 以下哪个不是传感器的分类?
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 速度传感器
D. 存储器
答案:D
4. 传感器的灵敏度指的是什么?
A. 测量范围
B. 测量精度
C. 响应速度
D. 输出信号与输入量的比例关系
答案:D
5. 传感器的线性度指的是什么?
A. 测量范围
B. 测量精度
C. 响应速度
D. 输出与输入的线性关系
答案:D
二、填空题
6. 传感器通常由____、转换元件和信号处理电路三部分组成。
答案:敏感元件
7. 传感器的动态特性指的是传感器在____变化时的性能。
答案:时间
8. 传感器的静态特性通常用____来描述。
答案:输入输出关系
9. 传感器的稳定性是指传感器在____条件下的性能保持不变。
答案:长时间工作
10. 传感器的精度等级通常用____来表示。
答案:百分比
三、简答题
11. 简述传感器在工业自动化中的作用。
答案:传感器在工业自动化中起到关键作用,它们能够实时监测和测量各种物理量,如温度、压力、速度等,并将这些物理量转换为电信号,供控制系统进行数据处理和决策。传感器提高了自动化系统的灵活性和可靠性,是实现精确控制和优化生产过程的基础。
12. 什么是传感器的分辨率,它对测量结果有什么影响?
答案:传感器的分辨率是指传感器能够区分的最小输入变化量。
高分辨率的传感器能够提供更精细的测量结果,从而提高测量的准确
传感器简答题
1-2 什么是测量误差?测量误差有几种表达方式?它们通常应用在什么场合?
测量误差是测得值减去被测值的真值。
测量误差有五种表达方式分别是:
(1)绝对误差:当被测量大小相同时,常用绝对误差来评定准确度。
(2)实际相对误差:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。
(3)引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
(4)基本误差
(5)附加误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。
1-6 什么是随机误差?系统误差可以分为哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差?
在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。
系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统误差。误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
检验方法:实验对比法;残余误差观察法;准则检查法
系统误差的消除:
1. 从产生误差根源上消除系统误差;
2.用修正方法消除系统误差的影响;
3. 在测量系统中采用补偿措施;
4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂的变化系统误差。
1-8什么是粗大误差?如何判断监测数据中存在的粗大误差?
超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差,粗大误差又称为疏忽误差。
判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布,要对测量数据进行必要的检验。通常用来判断粗大误差的准则有:3准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。
传感器简答题
传感器简答题
1-2 什么是测量误差?测量误差有几种表达方式?它们通常应用在什么场合?
测量误差是测得值减去被测值的真值。
测量误差有五种表达方式分别是:
(1)绝对误差: 当被测量大小相同时,常用绝对误差来评定准确度。
(2)实际相对误差: 相对误差常用来表示和比较测量的准确度。
(3)引用误差: 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
(4)基本误差
(5)附加误差: 基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。
1-6 什么是随机误差?系统误差可以分为哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差?
在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。
系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统误差。误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
检验方法:实验对比法;残余误差观察法;准则检查法
系统误差的消除:
1.从产生误差根源上消除系统误差;
2.用修正方法消除系统误差的影响;
3.在测量系统中采用补偿措施;
4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂的变化系统误差。
1-8 什么是粗大误差?如何判断监测数据中存在的粗大误差?
超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差,粗大误差又称为疏忽误差。
判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布,要对测量数
据进行必要的检验。通常用
来判断粗大误差的准则有:3 准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。
传感器 简答题
1.简述压电式加速度传感器和压电式力传感器在基本结构上的不同点。
答:压电式加速度传感器有一惯性质量块,并通过弹簧压在压电元件上,感受了被测振动的质量块产生的惯性力,使得压电元件受力变形。
压电式力传感器,被测力通过传力元件实现测量,不需要惯性质量块。
2.涡流式位移传感器的涡流大小与哪些参数有关?
答:(1)线圈激励电源的频率与幅值。
(2)线圈的几何参数,如匝数、半径等。
(3)金属导体的电阻率、磁导率、厚度等。
(4)线圈与金属导体的距离。
3.图示为电感式压力传感器原理图,图中p为被测压力试说明其工作原理。
答:(1)压力p作用时,膜片变形产生位移,且位移与压力成正比。
(2)膜片与铁芯的距离变化,导致线圈的电感发生变化,电感变化量与输入压力成正比。
4.简述金属热电阻的测温机理。
答:金属导体通过自由电子导电,而导电的实质是电子的定向运动过程。当温度升高时,金属导体中的自由电子获得了更多的能量,因此使自由电子进行定向运动所需要的电能将增大,导电率减弱,电阻率增大。反之当温度降低时,导电率增强,电阻率减小。
5.人工视觉系统图像输出装置大致分为哪两类?
(1)一类是软拷贝。
(2)另一类是硬拷贝。
6.试回答与干扰有关的下列问题
(1)什么是噪声?
(2)形成干扰的条件是什么?
答:(1)噪声定义为:在一有用频带内任何不希望的干扰或任何不希望的信号。
(2)形成干扰的三个条件为:干扰源、干扰的耦合通道、干扰的接收通道。
7.用框图表示传感器的组成原理,并简要说明各部分的作用。
答:框图如下所示:
敏感元件感受被测物理量,且以确定关系输出另一个物理量;转换元件是将敏感元件输出的非电量转换为电路参数及电流或电压信号;基本转换电路将电信号转换为便于传输、处理的电量。
传感器简答题
1什么是涡流效应,怎样利用电涡流效应进行位移测量?
答:当一块金属导体放置在一变化的磁场中,导体内就会产生感应电流,这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈,所以称之为电涡流或涡流。\\利用电涡流效应测量位移时,可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变,而只改变线圈与导体间的距离,这样测出的传感器线圈的阻抗变化,可以反应被测物位移的变化。
2什么是霍尔效应?霍尔原件可以测量那些物理参数?霍尔原件不等位电势概念?霍尔电压与那些因素有关?
答:金属或半导体薄片置于磁场中,沿着垂直于磁场方向通以电流,在垂直于电流和磁场方向上产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应。\\霍尔元件可以测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。 \\当霍尔元件的激励电流为I 时,若元件所处位置磁感应强度为零,则它的霍尔电势应该为零,但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势\\霍尔电压除了正比于激励电流、电压Uc及磁感应强度B外,还与材料的载流子迁移率及器件的宽度b成正比,与器件长度I成反比。
3什么是应变效应?
答:导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”
4什么是压阻效应?
答:沿一块半导体某一轴向施加一定应力时,除了产生一定应变外,材料的电阻率也要发生变化,这种现象称为半导体的压阻效应。
5什么是压电效应?什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电效应?
答:压电效应是当某些晶体沿着一定方向受到外力作用时,内部会产生极化现象,
传感器考试题简答题
三、简答题(每题10分)
301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答:①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?
303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是
幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)
(线性)
相频特性:Φ(ω) = -ωt
o
304、什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
传感器-简答题
第1章传感器与检测技术
l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图
传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义?
依次为主称(传感器)被测量—转换原理—序号
主称——传感器,代号C;
被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2;
转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3;
序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变,仅在局部有改动或变动时,其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等,(其中I、Q不用)。
例:应变式位移传感器: C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。
传感器简答题(含答案)
第一章
1.传感器的基本概念是什么?一般情况下由哪几部分组成?
答:(1)传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
(2)传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路组成,有的还需辅助电源。
2.传感器有几种分类形式,各种分类之间有什么不同?
答:一般常用的分类方法有四种:①按测量原理分类;②按输入信号分类;③按结构型和物理型分类;④按使用材料分类。
第二章
1.何谓传感器的静态特性,传感器的主要静态特性有哪些?
答:(1)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。
(2)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、漂移。
2.何谓传感器的动态特性,怎样衡量传感器的动态特性?
答:(1)传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
(2)传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来衡量。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入,频率响应常采用正弦函数作为输入。
第三章
1.试分析电位器式传感器的负载特性,什么是负载误差?如何减小负载误差?
答:(1)电位器输出端有负载时,其特性称为负载特性。负载电阻和电位器的比值为有限值,负载特性偏离理想空载特性的偏差称为电位器的负载误差。对于线性电位器,负载误差即为其非线性误差。
(2)减小负载误差方法:
①尽量减小负载系数,通常希望m<0.1,为此可采用高输入阻抗放大器;
②将电位器工作区间限制在负载误差曲线范围内;
③将电位器空载特性设计成某种上凸特性,负载特性必然下降。
(完整版)传感器与检测技术考题及答案
传感器与检测技术考试试题 一、填空:(20 分)
1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、 稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2 分)
2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。
4. 热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差
电势组成的,其表达式为 Eab (T ,To )= k (T T ) l n N A T ( )d 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即 e 0 N T 0 A B T
冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作 用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。
5. 压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下, 其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这 种
现象称为负压电效应。(2 分)
6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电
感量(①增加②减小③不变)(2 分)
7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2 分)
8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面
积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。(2 分)
1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积
增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。
2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系
传感器简答题DOC
第一章简答题
第一节:机电一体化系统常用传感器
知识点一:传感器的定义、组成和功能。(第一节)
1、简述传感器的定义。
2、传感器一般由哪几部分组成?试说明各部分的作用。(1-1)
3、画出传感器组成原理框图。
知识点二:传感器的分类。(第一节及表1-1)
4、什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。
5、按传感器输出信号的性质可将传感器分为哪几类?
6、能量转换型传感器和能量控制型传感器有何不同?试举例说明。
第三节:传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
7、什么是传感器的特性?如何分类。
8、什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。(200625)
9、传感器检测系统主要有哪些静态评价指标?(套110422)
10、什么是传感器的动态特性?举例说明表征动特性的主要性能指标?
11、选用传感器的主要性能要求有哪些?
12、什么是传感器的测量范围、量程及过载能力?
13、什么是传感器的灵敏度?如何表示?
14什么是传感器的线性度?如何计算(200825)?
15、生么是传感器的重复性?如何衡量?
16、一般情况下,如何表示传感器的稳定性?(200725)
17、选用传感器时要考虑哪些环境参数?(200525)
第四节:传感器的标定与校准
18、什么是传感器的标定?什么是传感器的校准?
19、传感器的标定系统有哪几部分组成?(0625)(套110722)
20、什么是传感器的静态标定?标定指标有哪些?
21、什么是传感器的动态标定?标定指标有哪些?
第五节:传感器与检测技术的发展方向。
22、简要说明传感器与检测技术的发展方向?(1325)
传感器期末考试试题及答案
传感器期末考试试题及答案
传感器期末考试试题及答案
一、填空题
1.传感器的定义为:能够感知和______的器件称为传感器。
2.传感器的特性有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移和稳定性。
3.传感器的材料和制造工艺对其特性有着重要影响,其中最重要的是______和______。
二、单项选择题
1.下列哪个不是传感器的分类方法?() A. 按测量对象性质分类 B. 按测量原理分类 C. 按用途分类 D. 按感头结构分类
2.下列哪类传感器可测量压力?() A. 磁性传感器 B. 温度传感
器 C. 触点传感器 D. 光电传感器
三、判断题
1、传感器的迟滞误差是由测量过程中电源的变化引起的。()
2、传感器的漂移是指输出信号随时间变化的不可重复的误差。()
四、简答题
1、请简述传感器的定义及其主要作用。
2、请说明传感器的特性和分类,并解释其含义。
3、请阐述传感器的材料和制造工艺对其特性的影响。
五、综合题
1、请设计一个用于测量液体温度的传感器,要求该传感器能够在常压下工作,精度为±0.1℃,并能够抵抗化学腐蚀。请说明选材和制造工艺的方案。
2、请分析在测量压力时,机械式传感器与电子式传感器相比有何优缺点?
六、论述题
1、论述题:请从应用角度出发,谈谈你对传感器的认识。
传感器题库及答案
传感器题库及答案:掌握传感器考试的核心知识
随着科技的不断进步,传感器在各个领域的应用越来越广泛。为了帮助大家更好地掌握传感器相关的知识,本文将介绍一个重要的学习资源——传感器题库及答案。通过了解和掌握这个题库,大家将能够巩固传感器的理论知识,提升实际应用能力。
传感器简答题
1.什么是传感器?它由哪几部分组成?分别起到什么作用?
答:传感器是一种以一定的精确度把被测量量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置,能完成检测任务。
传感器由敏感元件,转换元件,转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的物理量;转换元件把敏感原件的输出作为它的输入,转换成电路参量;上述电路参数接入基本转换电路,便可转换成电量输出。
2.传感器的静态参数有哪些?各种参数代表什么意思?答:静态参数有:线性度(E f)、灵敏度(S)、分辨力(M)、精确度、重复性(Z)、迟滞(E t)等。
①线性度:就是用来表示实际特性曲线与拟合直线之间的一个性能指标,可采用实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差错误!未找到引用源。与满度量程的输出错误!未找到引用源。的百分比来表示,即错误!未找到引用源。
②灵敏度:指的是传感器在稳态工作情况下,传感器输出量的增量错误!未找到引用源。与被测量的增量错误!未找到引用源。的比值,即错误!未找到引用源。
③分辨力:指传感器在规定的测量范围内,检测被测量最小变化量的能力,因此有时又称为最小检测量。错误!未找到引用源。
④精确度:表明传感器精确度高低的指标有三个,即精密度、正确度、精确度。
【1】精密度:表示的是对某一稳定的被测量在比较
短的时间里连续重复测量多次后,所判定的测量结
果的分散程度。
【2】正确度:指的是所测得值与真值的符合程度,或者表示所测值偏离真值的程度有多大。
【3】精确度:表示的是测量的综合优良程度,它应
是精密度、正确度之和。
传感器简答题及答案
1.用频域描述分析设备故障有何突出优点? 答:频域描述反映了信号的频率组成及其幅值。
2.信号调理阶段的放大滤波、调制。解调的作用分别是什么?什么是采样定理?采样频率是不是越高越好?
放大:提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。调制:将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去,然后利用交流放大器进行放大。解调:从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。滤波:使信号中特定的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。
3.在设备故障诊断时,为什么要对测试信号进行频域分析?
频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析,确定信号是由哪些成分所组成,以及这些频率成分幅值的大小。通过对故障特征频率及故障特征频率幅值的分析,就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。
4.什么是功率信号?什么是能量信号?什么是随机信号?什么是模拟信号?什么是数字信号?
功率信号:若信号在区间(-∞,+∞)的能量是无限的。即dt t x )(2⎰+∞
∞-,但它在有限区间(t t ,2t )的平均功率是有限的,即dt t x t t t t )(12121
2⎰-这种信号称功率信号。能量信号:当满足时,认为信号的能量是有限的,称为能量有限信号,简称能量信号。随机信号:是一种不能准确预测且未来瞬时值,也无法用数学关系式来描述的信号。模拟信号:在所讨论的时间间隔内,对任意时间值,除第一类间断点外都可以给出确定的函数的信号。数字信号:时间离散而幅值量化,称为数字信号(幅值和时间上都离散的信号)。
5. 试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别。
传感器考试题简答题
三、简答题(每题10分)
301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答:①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);
③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性实现不失真测量的条件是什么
303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是
幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)
相频特性:Φ(ω) = -ωt o (线性)
304、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、
力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
传感器与执行器考试试题
传感器与执行器考试试题
一、选择题(每题2分,共40分)
1. 传感器的作用是什么?
A. 检测环境参数并将其转换为电信号
B. 控制执行器的运动
C. 提供电源给其他设备
D. 分析数据并生成报告
2. 下列哪个不属于传感器的分类?
A. 光学传感器
B. 声学传感器
C. 电磁传感器
D. 电动机
3. 以下哪种传感器适用于测量温度?
A. 压力传感器
B. 光敏传感器
C. 温度传感器
D. 加速度传感器
4. 使用光电传感器可以实现什么功能?
A. 检测物体的颜色
B. 测量水的浑浊度
C. 判断物体的重量
D. 计算风速
5. 执行器的作用是什么?
A. 将电信号转换为环境参数
B. 控制传感器的工作
C. 储存环境参数
D. 实现机械动作
6. 以下哪种不属于执行器的分类?
A. 电动机
B. 汽缸
C. 马达
D. 传感器
7. 以下哪种执行器适用于控制水流?
A. 电动机
B. 液压缸
C. 伺服马达
D. 线性马达
8. 使用电磁阀可以实现什么功能?
A. 控制气体或液体的流动
B. 测量电压
C. 生成高频信号
D. 传感器的供电
9. 传感器和执行器在自动化系统中的关系是什么?
A. 传感器负责检测环境参数,执行器负责控制作用
B. 传感器和执行器没有直接的联系
C. 传感器和执行器只能同时工作
D. 执行器负责产生环境参数,传感器负责控制作用
10. 下列哪种传感器适用于测量压力?
A. 温度传感器
B. 光敏传感器
C. 压力传感器
D. 加速度传感器
二、简答题(每题10分,共20分)
1. 请简要描述传感器的工作原理。
2. 请举例说明传感器在工业自动化中的应用。
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三、简答题(每题10分)
301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答:①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);
③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?
303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是
幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)
相频特性:Φ(ω) = -ωt o (线性)
304、什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
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三.简答题(每题10分)
301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答:①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输岀信号的器件或装置;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);
③传感器的组成:传感器主要由敬感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入一输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入.输岀关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?
303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是
幅频特性:AW)二|H(jco) | =A(常数)
相频特性:6(3)二-3t(线性)°
304、什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、
力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输岀。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
303、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因,并说明有哪儿种补偿方法。
看:温度误差产生原因包括两方面:305.
温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变,试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
311.根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合?
311、答:根据电容式传感器的工作原理,可将其分为3种:变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。
变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比,适合测量位移量。
变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比,适合测量线位移和角位移。
变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同,通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测,并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。
313.试说明什么电容电场的边缘效应?如何消除?
313答:理想条件下,平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间,这仅是简化电容量计算的一种假定。当考虑电场的边缘效应时,情况要复杂得多,边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容,引起了传感器的灵敬度下降和非线性增加。为了克服边缘效应,首先应增大初始电容量C。即增大极板面积, 。减小极板间距。此外,加装等位环是消除边缘效应的有效方法。
315.电涡流式传感器有何特点?
313答:特点:涡流式传感器测量范围大,灵敏度高,结构简单,抗干扰能力強以及可以非接触测量等特点;
316.何谓电涡流效应?怎样利用电涡流效应进行位移测量?
316、答::电涡流效应指的是这样一种现象:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,通过导体的磁通将发生变化,产生感应电动势,该电动势在导体内产生电流,并形成闭合曲线,状似水中的涡流,通常称为电涡流。
线圈与被测物的尺磁导率、可使被测物的电阻率、利用电涡流效应测量位移时,寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变,而只改变线圈与导体间的距离,这样测岀的传感器线圈的阻抗变化,可以反应被测物位移的变化。
317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。
317、答:(1)不同点:
1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化;
2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。
(2)相同点:两者都属于电感式传感器,都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。318、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。
318、答:电感式传感器是建立在电磁感应基础上的,它将输入的物理量(如位移、
振动、压力、流量、比重等)转换为线圈的自感系数L或互感系数M的变化,再通
过测量电路将L或M的变化转换为电压或电流的变化,从而将非电量转换成电信号
输出,实现对非电量的测量。
根据工作原理的不同,电感式传感器可分为变磁阻式(自感式)、变压器式和涡流式(互感式)等种类。
323 .什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电
效应?
323答:正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。
当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压,那么压电片将产生机械振动, 即压
电片在电极方向上产生伸缩变形,压电材料的这种现象称为电致伸缩效应, 也称为逆
压电效应。
沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为纵向压电效应。沿石英晶
体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为横向压电效应。
324.压电元件在使用时常采用n片串联或并联的结构形式。试述在不同联接下输出
电压.电荷、电容的关系,它们分别适用于何种应用场合?
324答:并联接法在外力作用下正负电极上的电荷量增加了 n倍,电容量也增加了
n倍,输岀电压与单片时相同。适宜测量慢变信号且以电荷作为输岀量的场合。
串联接法上、下极板的电荷量与单片时相同,总电容量为单片时的1/m输出电压增
大了 n倍。适宜以电压作输出信号且测量电路输入阻抗很高的场合。