传感器题库及答案

压电式传感器

一、选择填空题：

1、压电式加速度传感器是（D ）传感器。

A、结构型

B、适于测量直流信号

C、适于测量缓变信号

D、适于测量动态信号

2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，（A ）。

A、晶体不产生压电效应

B、在晶体的电轴x方向产生电荷

C、在晶体的机械轴y方向产生电荷

D、在晶体的光轴z方向产生电荷

3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（B ）。

A、正压电效应

B、逆压电效应

C、横向压电效应

D、纵向压电效应

4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（C），压电陶瓷的稳定性（C ）。

A、高，差

B、高，好

C、低，差

D、低，好

5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（D）。

A、正压电效应

B、逆压电效应

C、横向压电效应

D、纵向压电效应

6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。

7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。

二、简答题

1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？

答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。通常把沿电轴X－X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。

2、压电式传感器为何不能测量静态信号？

答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。

3、压电式传感器连接前置放大器的作用是什么？

答：前置放大器的作用：一方面把传感器的高输出阻抗变换为低输出阻抗，另一方面是放大传感器输出的微弱信号。

电容式传感器

一、选择填空题

1、变极距型电容传感器的灵敏度K= 2/d0。

2、电容式传感器采用电容器作为传感元件，将不同的被测物理量的变化转换为电容量的变化。

3、根据工作原理的不同，电容式传感器可分为面积变化型电容传感器、极距变化型电容传感器和介质变化型电容传感器。

4、电容式传感器常用的转换电路有：二极管双T形交流电桥、差动脉冲调制电路运算放大电路、调频电路和电桥电路等。

转换为电量的变化，进而实现非电量的测量。

5、移动电容式传感器的动极板，导致两极板有效覆盖面积A发生变化的同时，将导致电容量的变化，传感器电容改变量⊿C与动极板水平位移成反比关系，⊿C与动极板角位移成反比关系。

6、电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（B）。

A、变极距式

B、变介电常数式

C、变面积式

D、空气介质变极距式

7、电容式传感器采用差动连接的目的是（D）。

A、改善回程误差

B、提高固有频率

C、提高精度

D、提高灵敏度

8、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将（B）。

A、保持不变

B、增大一倍

C、减小一倍

D、增大两倍

9、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B）。

A、灵敏度增加

B、灵敏度减小

C、非线性误差增加

D、非线性误差不变

二、计算题

1、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=4mm，假设与被测工件的初始间隙为d0=0.3mm，极板间介质为空气。试求：

如果传感器与工件的间隙减少Δd=10μm，电容的变化量。

2、一个以空气为介质的平板电容式传感器，其中a=10mm，b=16mm，两极板间距d=1mm。测量时，若上极板在原始位置上向左平移了2mm，求该传感器的电容变化量。

3、一个圆形平板电容式传感器，其极板半径为5mm，工作初始间隙为0.3mm，空气介质，所采用的测量电路的灵敏度为100mV/pF，读数仪表灵敏度为5格/mV。如果工作时传感器的间隙产生2μm的变化量，则读数仪表的指示值变化多少格？

电阻式传感器

一、填空选择题

1、与金属箔式应变片相比，半导体应变片的最大优点是灵敏度高。

2、应变直流电桥测量电路中，全桥灵敏度是单臂电桥灵敏度的 4 倍。

3、应变直流全桥电路中，相邻桥臂的应变片的应变极性应一致（选一致或相反）。

4、将电阻应变片贴在各种弹性敏感元器件上可以构成测力、位移、加速度等参数的传感器。

5、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称为金属电阻应变效应。固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称为电阻应变效应。

要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需要采用特别设计的测量电路，通常采用交流电桥电路或直流电桥电路。

6、电阻应变片的线路温度补偿方法有（ B ）。

A、差动电桥补偿法

B、补偿块粘贴补偿应变片的电桥补偿法

C、补偿线圈补偿法

D、恒流源温度补偿电路法

7、电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器，这些参数包括（ABC ）。

A、位移

B、加速度

C、力

D、力矩

二、简答题

1、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。

三、计算题

1、如果将100Ω的应变片贴在弹性试件上，若试件截面积S＝0.5×10－4mm2，弹性模量

E=2×1011N/m2，若由5×104N拉力引起的应变片电阻变化为1Ω，试求该应变片的灵敏系数。