电感式传感器习题及解答.doc
传感器与检测习题答案
3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。
当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
解：单臂时40U K U ε=，所以应变为1时660102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；双臂时20U K U ε=，所以应变为1时660104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；全桥时U K U ε=0，所以应变为1时60108-⨯=U /V ，应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。
从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。
3.有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。
电容传感器起始时b 1=b 2=b =200mm ，a 1=a 2=20mm 极距d =2mm ，极间介质为空气，测量电路u 1=3sinωt V ，且u=u 0。
试求当动极板上输入一位移量△x =5mm 时,电桥输出电压u 0。
b 1d a 1Δxb 2a 2C 1C 2C 1C 2u i u 0u u题3图解：根据测量电路可得 t t u a x u C C u u i i ϖϖsin 750sin 320500=⨯=∆=∆==/mV4.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。
C 0=200pF ，传感器的起始电容量C x0=20pF ,定动极板距离d 0=1.5mm ,运算放大器为理想放大器(即K →∞,Z i →∞),R f 极大,输入电压u 1=5sinωt V 。
求当电容传感动极板上输入一位移量△x =0.15mm 使d 0减小时,电路输出电压u 0为多少?+-u i u 0ＮＣx R fＣ0解：由测量电路可得ϖϖsin 45sin 515.05.15.120200000000=⨯-⨯=∆--=-=t u xd d C C u C C u i x i x/V 1．为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?答：因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。
传感器应用技能实训-04习题答案
技能训练四电感式传感器二、思考题1．填空题（1）单线圈螺管式电感传感器主要由螺线管线圈和可沿线圈轴向移动的衔铁组成。
（2）电感式传感器一般用于测量位移，也可用于振动、压力、荷重、流量、液位等参数的测量。
（3）对于差动变压器，当衔铁处于线圈中心位置时，两个次级绕组与初级绕组间的互感相同。
初级绕组加入激励电源后，两个次级绕组产生的感应电动势相同，输出电压为零。
但在实际应用中，铁芯处于差动线圈中心位置时的输出电压并不为零，该电压称为零点残余电压。
（4）电涡流传感器的整个测量系统由电涡流传感器和测量转换电路两部分组成。
（5）电感式接近开关是一种有开关量输出的位置传感器，利用电涡流原理制成，主要用于金属物体的位置检测及判断。
（6）单线圈螺管式电感传感器相比于变隙式电感传感器优点很多，缺点是灵敏度低，它广泛用于测量大量程的直线位移。
（7）电涡流传感器常采用谐振电路和桥式电路作为测量电路。
（8）自感式电感传感器实质上是一个带衔铁的铁芯线圈，主要由铁芯、线圈和衔铁组成。
（9）单一结构的电感传感器不适用于精密的测量，在实际工作中常采用两个电气参数和几何尺寸完全相同的电感线圈共用一个衔铁构成的差动式电感传感器，（10）互感式电感传感器主要由衔铁、初级绕组和次级绕组组成。
由于在使用时两个次级绕组反向串接，以差动方式输出，因此称为差动变压器式传感器。
2．选择题（1）通常用电感式传感器测量（ c ）。
a．电压b．磁场强度c．位移d．压力（2）单线圈螺管式电感传感器广泛用于测量（ c ）。
a．大量程角位移b．小量程角位移c．大量程直线位移d．小量程直线位移（3）差动变压器的测量电路常采用（ c ）a．直流电桥b．交流电桥c．差分相敏检波电路和差分整流电路d．运算放大器电路（4）为了使螺管式差动变压器式传感器具有较好的线性度，通常（a ）。
a．取测量范围为线圈骨架的1/10～1/4b．取测量范围为线圈骨架的1/2～2/3c．激励电流频率采用中频d．激励电流频率采用高频（5）欲测量极微小位移应选择（ a ）电感传感器；希望线性好、测量范围大，应选择（ c ）自感传感器。
根据电感基本练习题(含答案)
根据电感基本练习题(含答案)根据电感基本练题（含答案）
1. 引言
本文档包含了一些关于电感的基本练题，每个练题都附有答案。
这些练题旨在帮助学生加深对电感概念和相关计算方法的理解。
本
文档将提供详细的练题和答案，供学生进行自主研究和巩固知识。
2. 练题
2.1 第一题
问题：一个线圈的电感为2H，当线圈中的电流变化速度为每
秒1A时，计算线圈中的感应电动势。
答案：根据电感的定义，我们知道感应电动势的大小等于电感
乘以电流变化速度，即感应电动势 = 2H * 1A/s = 2V。
2.2 第二题
问题：一根导线上的电感为0.5H，导线的电流随时间的变化规律为I(t) = 2t + 1A，其中t为时间（秒），计算在t=3s时导线中的感应电动势。
答案：根据电感的定义，我们知道感应电动势的大小等于导数（即电流变化率）乘以电感，即感应电动势 = (dI(t)/dt) * 0.5H。
代入t=3s，我们得到感应电动势 = (d(2t+1A)/dt) * 0.5H = 2A/s * 0.5H = 1V。
2.3 第三题
问题：一个线圈的电感为2H，当线圈中的电流变化速度为每秒2A时，计算线圈中的磁场能量。
答案：根据电感的定义，我们知道磁场能量的大小等于电感乘以电流变化速度的平方的一半，即磁场能量 = 0.5 * 2H * (2A/s)^2 = 8J。
3. 总结
本文档提供了关于电感的基本练习题和相应的答案，涵盖了电感的概念和计算方法。
通过解答这些练习题，学生可以进一步加深对电感的理解。
希望本文档能够对学生的学习和巩固电感知识有所帮助。
电感式传感器习题及解答
二、多项选择题1、 自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（A. 提高很多倍B. 提高一倍C. 降低一倍D.降低许多倍2、 电感式传感器可以对（）等物理量进行测量。
第 5 章 电感式传感器一、单项选择题 1、电感式传感器的常用测量电路不包括（ A. 交流电桥 B. C. 脉冲宽度调制电路 D. ）。
变压器式交流电桥 谐振式测量电路 2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（ A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反 B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化 C. 根据输出的指示可以判断位移的方向 ）。
D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态 3、下列说法正确的是（ ）。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
4、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（ A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向 ）。
B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向D. 既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压 5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（ ）。
A.直流电桥 B C.差动相敏检波电路 D 6、通常用差动变压器传感器测量（ A.位移 B .振动 .变压器式交流电桥 .运算放大电路 ）。
C .加速度D .厚度7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有 （ ）A.直流电桥 .变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路D .运算放大电路）。
3、零点残余电压产生的原因是（）A传感器的两次级绕组的电气参数不同B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称C磁性材料磁化曲线的非线性D环境温度的升高4、下列哪些是电感式传感器？（）A.差动式B.变压式C.压磁式D.感应同步器三、填空题1电感式传感器是建立在 ___________________ 基础上的，电感式传感器可以把输入的物理量转换为_____________________ 或________________ 的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。
电容电感式传感器_习题_河南大学计算机学院
7.某电容式液位传感器由直径为40mm和 8mm的两个同心圆柱体组成。储存罐也 是圆柱形，直径为50cm，高为1.2m。被 储存液体的εr＝2.1。计算传感器的最小 电容和最大电容以及当传感器用在该储 存罐内时的灵敏度。（真空介电常数ε0 ＝8.854×10-12F/m）3Fra bibliotek感式传感器习题
1. 电涡流传感器是利用 _____材料的电涡流效应工作的。 A.金属导体 B.半导体 C.非金属
电容式传感器习题
1．电容式传感器灵敏度最高的是（ ）。 A.极距变化型 B.面积变化型 C.介质变化型
2. 变间距式电容传感器适用于测量微小位移是因为（ ） 。 A.电容量微弱、灵敏度太低 B.传感器灵敏度与间距平方成反 比，间距变化大则非线性误差大 C.需要做非接触测量
3. 极距变化型的电容式传感器存在着非线性度，为了改善非
Ａ．变气隙式自感传感器 Ｂ．变面积式自感传感器
Ｃ．金属热电阻
Ｄ．电涡流式传感器
5. 变间隙式电感传感器，只要满足 △δ << δ0的条件，则
灵敏度可视为常数。 （ ）
6. 用差动变压器测量位移时，根据其输出大小可辨别被测
位移的方向。（ ）
7.相敏检波器是一种能鉴别信号相位和极性而不能放大信
号的检波器。（ ）
15
1. 电涡流传感器是利用 __A___材料的电涡流效应工作的。
A.金属导体 B.半导体 C.非金属材料
2. 高频反射式涡流传感器是基于__A___和___D__效应来实现信号
的感受和变换的。
A.涡流 B.纵向 C.横向 D.集肤
3.极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距__D___。
A.成正比 B.平方成正比 C.成反比 D.平方成反比
第4章 电感式传感器习题解答
(1) : L＝ N
课
1 1 −8 ＝ ＝8.43 *10 H 7 Rm总 1.186 *10
kh da
后
2.5* 10
-7
答 案
7
2
R m0
l 6 10 ≈ δ ＝ ＝7.96 *10 −4 −7 µ 0 s 4π *10 *10
1.2* 10
2000* 4* p* 10 * 1.5* 10
ww
4－10：解：()源自U Kd R + KD
0
m0
co m
= 0.785H
又 ∵ Pσ 1＝ Pσ 2， Pσ 1 并 Pσ 2
4－11：解 （1） 当衔铁位于中心位置时，V1＝V2，Uc=Ud,Ucd=0； 当衔铁上移，V1＞V2，UD<Uc,UcD＞0； 当衔铁下移，V1＜V2，UD＞Uc,UcD＜0； （2） 当衔铁上移，V1＞V2，UD<Uc,UcD＞0 i 上移 UeD
答 案
w.
2 2
网
w. ww
而
4－6： 解 ： （ 1）对等臂电桥而言，要使电压灵敏度达到最大值，要求a＝Z1/Z2=1,
Z
∴
1
=
(ω L1) R + (ω L1) = R
R
2 `1
+
2
2
2
`1
2
R1 = 40Ω, L1 = 30ml , ω = 2πf = 2 * 3.14 * 400 R
2
= 85.32Ω
1 3 * 10 = 50HZ 20
w.
t
网
iR1
co m
t
t
co m
x1 X2
USC＝E[Z1(Z3+Z4)－Z3(Z1+Z2)]/[(Z1+Z2)(Z3+Z4)]=0.2352（V） 也可以 USC＝E/2*ΔZ/Z=4*10/85/2=0.234(V) 4－7：答：Pσ＝1/Rm 总 而 l1 l2 lδ
(完整)电感式传感器部分练习题
一、一电感式接近开关型号为SN04—AO，其修正系数如下图。
1、此型号的接近开关在何种电源下使用？交流还是直流2、当被测物的材质为红铜时，检测距离是多少？二、填空1、利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。
2、对自感式传感器，当气隙变小时，电感，对交流电的阻碍能力变大，电流变小。
3、电感式传感器从原理上可分为和变气隙截面式两种类型。
4、根据法拉第电磁感应原理，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，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，这种现象称为。
5、电涡流效应既与被测体的、磁导率μ以及有关，又与线圈几何参数、线圈中激磁电流频率有关,还与有关.如果保持其他参数不变，而，传感器线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数.通过与传感器配用的测量电路测出阻抗Z的变化量，即可实现对该参数的测量。
三、判断1、对自感式传感器，当气隙变小时，电感变大,对交流电的阻碍能力变大,电流变大。
2、按照电涡流在导体内的贯穿情况, 此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类.3、接近开关又称有触点行程开关.4、在直流电桥当中,测量灵敏度最高的是差动电桥。
四、简答1、上图为自感式测厚仪的原理图，请将其工作原理补充完整：采用 ,其测量电路为带相敏整流的交流电桥。
当被测物体的时，引起测杆上下移动，带动 ,从而，使线圈的发生相应的变化。
此电感变化量经过带相敏整流的交流电桥测量后，送测量仪表显示，其大小与被测物的厚度成正比.2、上图为电涡流接近开关的原理图，请将其工作原理补充完整：电涡流式接近开关属于一种的位置传感器.它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生交变电磁场的振荡感辨头时，使。
这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出 ,进而。
这种接近开关所能检测的物体必须是。
电感式传感器习题及解答
13、 电感式传感器根据工作原理的不同可分为、禾口
等种类。
14、 变磁阻式传感器由、和3部分组成，其测量电路包括交流
电桥、和。
15、 差动变压器结构形式有、和等，但它们的工作原
理基本一样，都是基于的变化来进行测量，实际应用最多的是_
差动变压器。
）。
D.当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态3、下列说法正确的是（）。
A.差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B.差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C.相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D.相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
16、 电涡流传感器的测量电路主要有式和式。电涡流传感器可用于位移
测量、、和。
17、 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减少）。
18、 在变压器式传感器中， 原方和副方互感M的大小与成正比，与成
正比，与磁回路中成反比。
四、简答题
1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理。
18、 试分析下图所示差动整流电路的整流原理，若将其作为螺线管式差动变压器的测量电路, 如何根据输出电压来判断衔铁的位置？
五、计算题
1、 已知变气隙电感传感器的铁心截面积S=1.5cm2,磁路长度L=20cm,相对磁导率卩i=5000,气隙3o=0.5cm,^S=±0.1mm真空磁导率卩o=4nX10-7H/m,线圈匝数W=3OO0求单端式 传感器的灵敏度厶L/△§,若做成差动结构形式，其灵敏度将如何变化？
禾廿电路。
9、 单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、和可沿线圈轴向
（完整版）传感器习题库
（完整版）传感器习题库课题⼀传感器与检测技术的基础理论1-1 有⼀数字温度计，它的测量范围为-50～+150C ?，精度为0.5级。
求当⽰值分别为-20C ?、+100C ?时的绝对误差及⽰值相对误差。
1-2 欲测240V 电压，要求测量⽰值相对误差不⼤于0.6%±，问选⽤量程为250V电压表，其精度为哪级？若选⽤量程为300V 和500V 电压表，其精度⼜为哪级？1-3 已知待测电压约为80V 左右。
现有两只电压表，⼀只为0.5级，测量范围为0～300V ，另⼀只为1.0级，测量范围为0～100V 。
问选⽤哪⼀只电压表测量较好？为什么？1-4 ⽤⼀台三位数字电⼦温度计测量温度，数字⾯板上显⽰如图1－1所⽰的数值，求该仪表的分辨⼒、被测温度值、⽰值相对误差、满意相对误差。
（提⽰：该三位数字表的量程上限为199.9C ?）1-5 有⼀台测量压⼒的仪表，测量范围为60~10a P ，压⼒p 与仪表输出电压之间的关系为2012o p p U a a a =++式中，2550122,10(10),0.5(10)a a mV mV mV a a a P P ===-，求：1）该仪表的输出特性⽅程。
2）画出输出特性曲线⽰意图（x 轴、y 轴均要标出单位）。
3）该仪表的灵敏度表达式。
4）画出灵敏度曲线图。
5）该仪表的线性度。
1-6 检测系统由哪⼏部分组成？说明各部分的作⽤。
1-7 ⾮电量的电测法有哪些优点？1-8 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采⽤何种测量⽅法？如何进⾏？1-9 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm时，位移测量仪的输图1－1 数字式电⼦温度计⾯板⽰意图出电压由3.5V 减⾄2.5V ，求该仪器的灵敏度。
1-10 某测温系统由以下四个环节组成，各⾃的灵敏度如下：铂电阻温度传感器： C οΩ35.0 电桥：ΩV 01.0放⼤器： 100（放⼤倍数）笔式记录仪： V cm 1.0 求：（1）测温系统的总灵敏度；（2）纪录仪笔尖位移4cm 时。
8传感器习题与答案(11月16日)
第一章习题答案1-1．什么是传感器？解：传感器是一种利用各种物理效应、化学效应（或反应）以及生物效应实现非电量到电量转换的装置或器件，以一定的精确度把被测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。
1-2.传感器特性在检测系统中起到什么作用？解：传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的器件或装置，它的作用是感受指定被测参量的变化并按照一定的规律将其转化成一个相应的便于传递的输出信号。
传感器作为检测系统的信号源，其性能的好坏将直接影响到检测系统的精度和其他指标。
1-3. 它由哪几个部分组成？说明各部分的作用？解：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；转换元件把敏感元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。
1-4．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
5）传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。
漂移包括零点漂移和灵敏度漂移等。
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性：频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
传感器技术习题解答-电感式传感器
第四章电感式传感器作者：黄小胜自感式传感器的转换电路：调幅、调频、调相。
4-1电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置。
根据转换原理不同，可分为：自感式和互感式两种；根据结构型式不同，可分为：气隙型和螺管型两种。
气隙式电感传感器的主要特性是灵敏度和线性度高，行程小。
螺管式电感传感器灵敏度低，但线性范围大、易受外部磁场干扰、线圈分布电容大。
4-2差动式电感传感器是利用改变线圈的自感系数来工作的；而差动变压器式则是利用改变原线圈与两个次级差动式副线圈的互感系数来工作的。
4-3零点残余电压？答：由于差动变压器两个次级组不可能完全一致。
因此它的等效电路参数：互感M、自感L及损耗电阻R不可能相同，从而使两个次级绕组的感应电势数值不等。
又因初级线圈中铜损电阻及导磁材料的铁损和材质的不均匀，线圈匝间电容的存在等因素，使激励电流与所产生的磁通相位不同。
次谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。
由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使得激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦（主要是三次谐波）磁通，从而在次级绕组感应出非正弦磁通的产生过程。
同样可以分析，由于磁化曲线的非线性影响，使正弦磁通产生尖顶的电流波形（亦包含三次谐波）。
1、基波分量2、高次谐波零点残余电压消除方法：1、从设计和工艺上保证结构对称性；2、3、采用补偿线路。
4-4提高差动变压器的灵敏度的方法：答1、由4-62增大匝数比可提高灵敏度；2、由4-61增大初级线圈电压可提高灵敏度；3、可以增加频率来提高灵敏度。
4-5: 答涡流式传感器干扰能力强以及可以非接触测量等特点。
4-11考题：解1、当衔铁位于中心位置时，V1=V2Uc=Ud,Ucd=0V1>V2UD<Uc,UcD>0V1<V2UD>Uc,UcD<02 V1>V2UD<Uc,UcD>0。
电感式传感器的应用课后习题及答案
电感式传感器的应用课后习题及答案一、选择题1. 螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ A）。
A. 增加线性范围B. 提高灵敏度，减小温漂C. 减小误差D. 减小线圈对衔铁的吸引力2. 单螺线管电感传感器广泛用于测量（C）。
A. 大量程角位移B. 小量程角位移C. 大量程直线位移D. 小量程直线位移3. 螺线管式差动变压器传感器的两个匝数相等的二次绕组，工作时是（B）。
A. 同名端并联B. 同名端接在一起串联C. 异名端并联D. 异名端接在一起串联4. 差动变压器传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（ C）。
A. 变间隙式B. 变截面式C. 螺线管式5. 差动变压器式传感器的配用测量电路主要有（D）。
A .相敏检波电路 B. 差分整流电路C. 直流电桥D. 差动电桥二、填空题1. 电感式传感器常用差动式结构，其作用是提高（灵敏度），减少（测量误差）。
2. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈、或的变化来进行检测的（信号测量的装置）。
3. 电感式传感器可以分成（变气隙式）、（变截面式）和（螺线管式）三种。
4. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其二次绕组都用（同名端反向）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
5. 变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与（位移）的矛盾。
这点限制了它的使用，仅适用于的测量（微小位移）。
6. 电涡流探头的直径越（大），检测的线性范围就越（大），但是灵敏度越（低）。
7. 电涡流传感器中，被测导体中电涡流强度和被测导体与激磁线圈之间的距离呈（线性关系），且随距离的（增加），电涡流将迅速减小。
8. 电涡流传感器中激磁线圈的等效阻抗是很多参数的函数，如果（电感量）不变，只改变其中的一个参数，通过测量等效阻抗的（距离），即可实现这个参数的测量。
三、问答题1. 比较差动式自感传感器和差动变压器在结构上及工作原理上的异同之处。
答：自感式传感器与差动变压器式传感器相同点：工作原理都是建立在电磁感应的基础上，都可以分为变气隙式、变面积式和螺旋式等。
电感式传感器(习题)
4.某差动螺管式电感传感器的结构参数为单个 线圈匝数W=800匝，l=10mm，lc=6mm， r=5mm,rc=1mm,设实单个线圈 的电感量L0=？空气的磁导率u0=4π×10-7牛 顿／安培^2
5.如图所示差动螺管式电感传感器，其结构参数 如下：l=160mm,r=4mm,rc=2.5mm,lc=96mm,导 线直径d=0.25mm,电阻率ρ=1.75×10-6Ωcm,线圈 匝数w1=w2=3000匝，铁芯相对磁导率ur=30， 激励电源频率f=3000Hz，空气的磁导率 u0=4π×10-7牛顿／安培^2 求： (1)估算单个线圈的电感值L=？直流电阻R=？品 质因数Q=？ (2)当铁芯移动±5mm时，线圈电感的变化量 ΔL=？
3.已知变气隙电感传感器的铁芯截面积s=1.5cm2, 磁路长度l=20cm，相对导磁率u=5000，气隙宽 度δ0=0.5cm， △δ= ±0.1mm，真空磁导率 u0=4Π×10-7H/m,线圈匝数W=3000，求单线圈 式传感器的灵敏度(ΔL/L0)/Δδ。若将其做成差 动结构形式，灵敏度将如何变化？
习题课
1.分析下图所示自感传感器当铁芯左右移动时 （x1,x2发生变化时）自感L的变化情况。已知 空气隙的长度为x1,x2 空气隙的面积为s，磁导 率为u，线圈匝数W不变。
2. 如图所示气隙型电感传感器，衔铁截面积 S=4×4mm2，气隙总长度δ=0.8mm，衔铁最大位 移△δ=±0.08mm，激励线圈匝数W=2500匝，导 线直径d=0.06mm，电阻率ρ=1.75×10-6.cm，当激 励电源频率f=4000Hz时，忽略漏磁及铁损，求： (1)线圈电感值； (2)电感的最大变化量； (3)线圈的直流电阻值； (4)线圈的品质因数；
6.已知测量齿轮齿数Z=18，采用电涡流式传感 器测量工作轴转速(如图所示)。若测得输出电 动势的交变频率为24(Hz)，求：被测轴的转速 n(r/min)为多少?当分辨误差为±1齿时，转速 测量误差是多少?
电感式传感器习题集.
第四章电感式传感器
4.1 比较差动式自感传感器和差动变压器在结构上及工作原理上的异同之处。
4.2 变间隙式、变截面式和螺管式三种电感式传感器各适用于什么场合？它们各有什么优缺点？
4.3 螺管式电感传感器做成细长形有什么好处？欲扩大螺管式电感传感器的线性范围，可以采取哪些措施？
4.4 差动式电感传感器测量电路为什么经常采用相敏检波（或差动整流）电路？试分析其原理。
4.5 试述电感传感器产生零位电压的原因和减小零位电压的措施。
4.6 差动变压器式传感器采用恒流激磁有什么好处？
4.7 电源频率波动对电感式传感器的灵敏度有何影响？如何确定传感器的电源频率？
4.8 试从电涡流式传感器的基本原理简要说明它的各种应用。
4.9 用反射式电涡流传感器测量位移（或振幅）时对被测体要考虑哪些因素？为什么？
4.10 反射式电涡流传感器探头线圈为什么通常做成扁平型？
4.11 试从压磁式传感器的工作原理和结构特点出发分析其应用场合。
4.12 若差动式自感传感器的两个线圈的有效电阻不等（R1≠R2）,则在机械零位时存在零位电压（U≠0）。
试用矢量图分析能否用调整衔铁位置的方式使U0 =0？（设传感器接入下图电桥）。
4.13 试计算下图所示差动变压器式传感器接入桥式电路（顺接法）时的空载输出电压U0 ；已知初级线圈激磁电流为I 1 ，电源角频率为w，初、次级线圈间的互感为Ma 、Mb ，两个次级线圈完全相同。
又若同一差动变压器式传感器接成图（b）所示反串电路（对接法），问两种方法中哪一种灵敏度高？高几倍？。
传感器技术习地的题目及答案详解
传感器技术绪论习题一、单项选择题1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ B ）。
A. 应变式传感器B. 化学型传感器C. 压电式传感器D. 热电式传感器2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。
A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（ C ），构成信息技术的完整信息链。
A. 汽车制造技术B. 建筑技术C. 传感技术D.监测技术4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ A ）三大类。
A. 生物型B. 电子型C. 材料型D. 薄膜型5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。
A. 传感器＋通信技术B. 传感器＋微处理器C. 传感器＋多媒体技术D. 传感器＋计算机6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（ D ）的传感器。
A. 视觉器官B. 听觉器官C. 嗅觉器官D. 感觉器官7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。
A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤8、传感器主要完成两个方面的功能：检测和（ D ）。
A. 测量B. 感知C. 信号调节D. 转换9、传感技术与信息学科紧密相连，是（ C ）和自动转换技术的总称。
A. 自动调节B. 自动测量C. 自动检测D. 信息获取10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ A ）A．应变式传感器 B．速度传感器C．化学型传感器 D．能量控制型传感器二、多项选择题1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。
A. 能量守恒定律B. 电磁场感应定律C. 欧姆定律D. 胡克定律2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC ）等多方面的综合技术。
A. 传感检测原理B. 传感器件设计C. 传感器的开发和应用D. 传感器的销售和售后服务3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ ABCD ）。
传感器第3章习题及参考答案
解：根据（3.4）式 L W 20S
2l0
传感器的输出L∝f（w，u，s，l0）当w，u，s一定时，
L线∝性f（度l0（）P68式（3.16））： r l
灵敏度
Ks
W 20
2l0
l0
要提高灵敏度，气隙初始距离 l0 应尽量小。但 l0减小，为使灵 敏度非线性误差不变，必使测量的范围△l变小。一般对于变气
f ebxa f
f 2.33
既有
f ey f
设y=bx+a
将上表格中的f，f∞代入此式即可得到一组新的表格
f e y f 2.523 y 1.66 f e y f 2.502 y 1.78
位移x/mm 0.3 0.5 1.0
（2）调频式（FM）电路
当电涡流线圈与被测物体距离x0改变时，电涡流线圈的 电感量L也随之改变，引起LC振荡器的输出频率变化。 此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪器进行显
示和记录，必须使用鉴相器，将 f 转变为电压 U
22、某变气隙长度电感传感器，铁心横截面积s=1.5cm2，磁 路长度L=20cm，相对磁导率u=5000，气隙 lg 0.5cm, l 0.1mm
，真空磁导率 0 4 10 7 H / m
线圈匝数W=3000，求该单极电感传感器的灵敏度 L / l
若做成差动结构形式，其灵敏度有何变化？
解：铁芯磁阻可忽略不计，
由（3.15）式可得单极电感传感器的灵敏度：
k
L l
L0 l0
W 20
2l 2
S
0
30002
4 107 1.5104
第4章电感式传感器习题
第4章电感式传感器习题第4章电感式传感器1、说明电感式传感器有哪些特点。
2、分析比较变磁阻式自感传感器、差动变压器式互感传感器的工作原理和灵敏度。
3、试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。
4、分析电感传感器出现非线性的原因，并说明如何改善5、某差动螺管式电感传感器的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l =10mm ，l c =6mm ，r=5mm ，r c =1mm ，设实际应用中铁芯的相对磁导率μr =3000，试求：(1)在平衡状态下单个线圈的电感量L 0=?及其电感灵敏度足K L =? (2)若将其接人变压器电桥，电源频率为1000Hz ，电压E=1.8V ，设电感线圈有效电阻可忽略，求该传感器灵敏度K 。
(3)若要控制理论线性度在1％以内，最大量程为多少?螺管式线圈插棒式铁芯线圈1线圈2铁芯（a)(b)图3-15 差动螺管式电感传感器解：（1）根椐螺管式电感传感器电感量计算公式，得()222200c c r r l lr l W L μπμ+=()()()H46.01016300010510101080010492922327=+=----ππ 差动工作灵敏度：r c L r l W K μπμ22202?= ()mmm m /6.151/6.15130001011010800104262327H =H ==---ππ (2) 当 f =1000Hz 时，单线圈的感抗为X L =ωL 0 =2πf L 0 =2π×1000×0.46=2890(Ω)显然X L >线圈电阻R 0，则输出电压为02L L E U O ?=测量电路的电压灵敏度为 H =H =H ?==?=m mV V V L E L U K u /96.1/96.146.028.1200而线圈差动时的电感灵敏度为K L =151.6mH/mm ，则该螺管式电感传感器及其测量电路的总灵敏度为H ?H =?=m mV mm m K K K u L /96.1/6.151 =297.1mV/mm6、有一只差动电感位移传感器，已知电源电U sr =4V ，f=400Hz ，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40Ω，L= 30mH ，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如习题图3-16所示，试求：(1)匹配电阻R 3和R 4的值；(2)当△Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；(3)用相量图表明输出电压sc U ?与输入电压sr U ?之间的相位差。
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第5章电感式传感器
一、单项选择题
1、电感式传感器的常用测量电路不包括（）。
A. 交流电桥
B. 变压器式交流电桥
C. 脉冲宽度调制电路
D. 谐振式测量电路
2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（）。
A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反
B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化
C. 根据输出的指示可以判断位移的方向
D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态
3、下列说法正确的是（）。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
4、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（）。
A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向
B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压
C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向
D. 既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压
5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（）。
A．直流电桥 B．变压器式交流电桥
C．差动相敏检波电路 D．运算放大电路
6、通常用差动变压器传感器测量（）。
A．位移 B．振动 C．加速度 D．厚度7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。
A．直流电桥 B．变压器式交流电桥
C．差动相敏检波电路 D．运算放大电路
二、多项选择题
1、自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（）。
A. 提高很多倍
B. 提高一倍
C. 降低一倍
D. 降低许多倍
2、电感式传感器可以对（）等物理量进行测量。
A位移 B振动 C压力 D流量 E比重
3、零点残余电压产生的原因是（）
A传感器的两次级绕组的电气参数不同
B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称
C磁性材料磁化曲线的非线性
D环境温度的升高
4、下列哪些是电感式传感器？（）
A．差动式 B.变压式 C.压磁式 D.感应同步器
三、填空题
1、电感式传感器是建立在基础上的，电感式传感器可以把输入的物理量转换为或的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。
2、对变隙式差动变压器，当衔铁上移时，变压器的输出电压与输入电压的关系是。
3、对螺线管式差动变压器，当活动衔铁位于中间位置以上时，输出电压与输入电压的关系是。
4、产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈的等效机械品质因数。
5、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其次级绕组都用
形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与的矛盾。
这点限制了它的使用，仅适用于的测量。
7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于位置时，输出电压应该为零。
实际不为零，称它为。
8、与差动变压器传感器配用的测量电路中，常用的有两种：电路和电路。
9、单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、和可沿线圈轴向
组成。
10、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、和等三部分组成。
11、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时，实际输出仍然存在一个微小的非零电压，该电压称为。
12、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的或的变
化，并通过测量电路将 或 的变化转换为 或 的变化，从而将非电量转换成电信号的输出，实现对非电量的测量。
13、电感式传感器根据工作原理的不同可分为 、 和 等种类。
14、变磁阻式传感器由 、 和 3部分组成，其测量电路包括交流电桥、 和 。
15、差动变压器结构形式有 、 和 等，但它们的工作原 理基本一样，都是基于 的变化来进行测量，实际应用最多的是 差动变压器。
16、电涡流传感器的测量电路主要有 式和 式。
电涡流传感器可用于位移测量、 、 和 。
17、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减少）。
18、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 成正比，与 成正比，与磁回路中 成反比。
四、简答题
1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理。
2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关？ 怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？
3、差动变压器式传感器有几种结构形式？ 各有什么特点？
4、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？
5、保证相敏检波电路可靠工作的条件是什么？
6、何谓电涡流效应？怎样利电用涡流效应进行位移测量？
7、说明变磁阻式电感传感器的主要组成和工作原理。
8、为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器有更大的测位移范围？
9、概述变隙式差动变压器的输出特性。
10、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。
11、在自感式传感器中，螺管式自感传感器的灵敏度最低，为什么在实际应用中却应用最广泛？
12、零点残余电压产生原因？
13、如图为二极管相敏整流测量电路。
1e 为交流信号源，2e 为差动变压器输出信号，r e 为参考电压，并有2e e r ，r e 和2e 同频但相位差为0°或180°，及W R 为调零电位器，Dl~D4是整流二极管，其正向电阻为r ，反向电阻为无穷大。
试分析此电路的工作原理(说
明铁心移动方向与输出信号电流i的方向对应关系)。
14、分析螺管式差动变压器式传感器的性能特点。
15、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。
16、试推导差动变隙式电感传感器的灵敏度，并与单极式相比较。
17、分析变气隙厚度的电感式传感器出现非线性的原因，并说明如何改善？
18、试分析下图所示差动整流电路的整流原理，若将其作为螺线管式差动变压器的测量电路，如何根据输出电压来判断衔铁的位置？
五、计算题
1、已知变气隙电感传感器的铁心截面积S=1.5cm2,磁路长度L=20cm，相对磁导率μi=5000，气隙δ0=0.5cm，△δ=±0.1mm，真空磁导率μ0=4π×10-7H/m，线圈匝数W=3000，求单端式传感器的灵敏度△L/△δ，若做成差动结构形式，其灵敏度将如何变化？
2、分析如图所示自感传感器当动铁心左右移动时自感L变化情况（已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W不变）。
l X1X2
W
3、如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积S ＝4×42mm ，气隙总长度mm l 8.0=δ，衔铁最大位移mm l 08.0±=∆δ，激励线圈匝数N ＝2500匝，导线直径mm d 06.0=，电阻率cm ⋅Ω⨯=-61075.1ρ，当激励电源频率Hz f 4000=时，忽略漏磁及铁损，要求计算：（1）线圈电感值；（2）电感的最大变化量；（3）线圈直流电阻值；（4）线圈的品质因数；（5）当线圈存在pF 200分布电容与之并联后其等效电感值。
(m H /10470-⨯=πμ)
4、如图所示差动螺管式电感传感器，已知单个线圈的电感值mH L 4.55=，当铁心移动mm 5±时线圈电感变化量mH L 03.5±=∆，当采用交流不平衡电桥检测时，桥路电源电压有效值V U 6=，要求设计电桥电路，具有最大输出电压值，画出相应桥路原理图，并求输出电压值。
5、如下图所示为一简单电感式传感器。
尺寸已示于图中。
磁路取为中心磁路，不计漏磁，设铁心及衔铁的相对磁导率为104，空气的相对磁导率为1，真空的磁导率为4л×10－7H ·m -1
，试计算气隙长度为零及为2mm 时的电感量。
（图中所注尺寸单位均为mm ）
六、综合分析设计题
1、若要你需要用差动变压器式加速度传感器来测量某测试平台振动的加速度。
请你：
（1）设计出该测量系统的框图，并作必要的标注或说明；
（2）画出你所选用的差动变压器式加速度传感器的原理图，并简述其基本工作原理；
（3）给出差动变压器式加速度的测量电路图，并从工作原理上详细阐明它是如何实现既能测量加速度的大小，又能辨别加速度的方向的。
第5章电感式传感器
一、单项选择题
1、C
2、C
3、D
4、D
5、B
6、C
7、C
二、多项选择题
1、ABCD
2、ABCDE
3、ABC
4、ABCD
三、填空题
1、电磁感应；线圈的自感系数；互感系数
2、反相
3、同频同相
4、下降
5、变压器；顺向串接
6、衔铁位移量；微小位移
7、中间；零点残余电压
8、差动整流；相敏检波电路 9、铁磁性外壳；移动的活动铁芯
10、铁芯；衔铁 11、零点残余电压
12、自感系数L；互感系数M；自感系数L；互感系数M；电压；电流
13、变磁阻式（自感式）；变压器式；涡流式（互感式）
14、线圈；铁芯；衔铁；变压器式交流电桥；谐振式测量电路
15、变隙式；变面积式；螺线管式；线圈互感量；螺线管式。