传感器题库及答案(20200514000027)

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=，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，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100?的应变片贴在弹性试件上，若试件截面积S ＝×10－4mm 2

，弹性模量E=2×1011

N/m 2

，若由5×104

N 拉力引起的应变片电阻变化为

1?，试求该应变片的灵敏系数。

2、如题图1-1所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数

05.2k ，

未受应变时120

1

R ，当试件受力

F 时，应变片承受平均应变

4

108，求：

（1）应变片电阻变化量

1R 和电阻相对变化量11/R R 。