答：压力传感器主要用来测量流体的压力；筒外壁的周向应变为：；(a)结构示意；(b)筒式弹性元件；(c)应变片；1―插座；2―基体；3―温度补偿应变片；4―工作；图2-5筒式应变压力传感器；对厚壁筒：?t?；对薄壁筒：?t?D?2???d222?dEP?2；组合式压力传感器则由受压弹性元件(膜片、膜盒或波；第3章电容式传感器；1．说明电容式传感器的工作原理，电
答：压力传感器主要用来测量流体的压力。视其弹性体的结构形式有单一式和组合式之分。单一式是指应变片直接粘贴在受压弹性膜片或筒上。膜片式应变压力传感器的结构、应力分布及布片，与固态压阻式传感器雷同。图2-5为筒式应变压力传感器。图中(a)为结构示意；(b)为材料取E和μ的厚底应变筒；(c)为4片应变片布片,工作应变片R1、R3沿筒外壁周向粘贴，温度补偿应变片R2、R4贴在筒底外壁，并接成全桥。当应变筒内壁感受压力P时，
筒外壁的周向应变为：
(a) 结构示意；
(b)筒式弹性元件；
(c)应变片布片
1―插座；2―基体；3―温度补偿应变片；4―工作应变片；5―应变筒
图2-5筒式应变压力传感器
对厚壁筒 ：
对薄壁筒 ：
?t?D?2???d222?dEP
组合式压力传感器则由受压弹性元件(膜片、膜盒或波纹管)和应变弹性元件(如各种梁)组合而成。前者承受压力，后者粘贴应变片。两者之间通过传力件传递压力作用。这种结构的优点是受压弹性元件能对流体高温、腐蚀等影响起到隔离作用，使传感器具有良好的工作环境。
第3章 电容式传感器
1．说明电容式传感器的工作原理，电容式传感器有哪几种类型?差动结构的电容传感器有什么优点?
答：电容器传感器是一个具有可变参数的电容器。由绝缘介质分开的两个平行金属板组成平板电容器，当忽略边缘效应影响时，其电容量与真空介电常数ε0(8.854?10-12F/m)、极板间介质的相对介电常数εr、极板的有效面积A以及两极板间的距离d有关：
式中 d――两平行极板之间的距离； C??0?rA
A――两平行极板的相对覆盖面积；
εr――介质材料的相对介电常数；
ε0――真空介电常数；
C――电容量。
当被测参使得式(3-1)中的A、d或εr三个参量中任意一个发生变化时，都会引起电容量的变化，再通过测量电路就可转换为电量输出。
电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。 差动式比单极式灵敏度提高一倍，且非线性误差大为减小。由于结构上的对称性，它还能有效地补偿温度变化所造成的误差。
2.电容式传感器有哪些优点和缺点？
答：它与电阻式、电感式等传感器相比具有以下优点：
(1) 测量范围大
(2) 温度稳定性好
(3) 结构简单、适应性强
(4) 动态响应好
(5) 可以实现非接触测量、具有平均效应
电容式传感器除上述优点之外，还因带电极板间的静电引力极小(约几个毫克)，因此所需输入能量极小，所以特别适宜用来解决输入能量低的测量问题，例如测量极低的压力、力和很小的加速度、位移
等，可以做得很灵敏，分辨率非常高，能感受0.001μm甚至更小的位移。
然而，电容式传感器存在如下不足之处：
(1) 输出阻抗高、负载能力差
(2) 寄生电容影响大。
上述不足直接导致电容式传感器测量电路复杂的缺点。
3.电容式传感器主要有哪几种类型的测量电路?各有些什么特点? 答：主要有电桥电路，双T二极管交流电桥，差动脉冲宽度调制电路，运算放大器电路和调频测量电路。
电容传感器的平衡电桥测量电路在实际应用中往往保证初始平衡状态的分压系数不变，而在传感器中心极板位移引起其电容变化时，测量电桥的不平衡输出，即不平衡电桥电路。它一般用稳频、稳幅和固定波形的低阻信号源去激励，最后经过电流放大机相敏检波处理得到直流输出信号。
双T二极管交流电桥 (又称二极管T型网络)如图3-1所示。它是利用电容器冲放电原理组成的电路。他的主要应用特点如下：
图3-14双T二极管交流电桥
(1) 电源、传感器电容、负载均可同时在一点接地；
(2) 二极管D1、D2工作于高电平下，因而非线性失真小；
(3) 其灵敏度与电源频率有关，因此电源频率需要稳定；
(4) 将D1、D2、R1、R2安装在C1、C2附近能消除电缆寄生电容影响；线路简单；
(5) 输出电压较高。
(6) 负载电阻RL将影响电容放电速度，从而决定输出信号的上升时间。
脉冲宽度调制电路具有以下特点：
(1) 输出电压与被测位移(或面积变化)成线性关系；
(2) 不需要解调电路，只要经过低通滤波器就可以得到较大的直流输出电压；
(3) 不需要载波；
(4) 调宽频率的辩护对输出没有影响。
运算放大器电路的最大特点就是能够克服变间隙电容式传感器的非线性而使其输出电压与输入位移(间隙变化)有线性关系。
调制测量电路的特点是：灵敏度高，可测量0.01μm甚至更小的位移变化量；抗干扰能力强；能获得高电平的直流信号或频率数字信号。缺点是受温度影响大，给电路设计和传感器设计带来一定的麻烦。
4. 举例说明变面积型电容传感器的特点。
答：变面积型电容传感器的输出特性呈线性。因而其量程不受线性范围的限制，适合于测量较大的直线位移和角位移。
5.说明电容式传感器调频电路的工作原理和特点。
答：这种电路是将电容传感器元件与一个电感元件相配合构成一个调频振荡器。当被测量使电容传感器的电容之发生变化时，振荡器的振荡频率产生相应变化。特点是：灵敏度高，可测量0.01μm甚至更小的位移变化量；抗干扰能力强；能获得高电平的直流信号或频率数字信号。缺点是受温度影响大，给电路设计和传感器设计带来一定的麻烦。
6.说明双T二极管交流电桥的工作原理及输出特性。
答：双T二极管交流电桥 (又称二极管T型网络)如图3-2所示。它是利用电容器冲放电原理组成的电路。
图3-2 双T二极管交流电桥
?是高频电源，其中，提供幅值为U的对称方波(正弦波也适用)；U
D1、D2为特性完全相同的两个二极管，R1=R2=R；C1、C2为传感器的两个差动电容。当传感器没有位移输入时，C1=C2，RL在一个周期内流过的平均电流为零，无电压输出。当C1或C2变化时，RL上产生的平均电流将不再为零，因而有信号输出。其输出电压的平均值为：
0?RLUf?C1?C2?
(3-2) 2R?RL式中 f ――为电源频率。
当RL已知时，上式中：
则 R?R?2RL?RL 为常数， 2R?RL0?KUf?C1?C2?
其输出电压很高。
7.说明脉冲宽度调制电路的工作原理及在差动电容相等和不相等时的各点电压波形。
答：图3-3为一种差动脉冲宽度调制电路。当接通电源后，若触发器Q端为高电平(U1)，则Q端为低电平(0)。
图3-3 差动脉冲调宽电路
工作时，当双稳态触发器(FF)的输出A点为高电位时，通过R1对C1充电；当F点电位UF升到与参考电压Ur相等时，比较器IC1产生一个脉冲使触发器翻转，从而使Q端为低电平，端为高电平(U1)。此时，由电容C1通过二极管D1迅速放电至零，而触发器由端经R2向C2充电；当G点电位UG与参考电压Ur相等时，比较器IC2输出一个脉冲使触发器翻转，从而循环上述过程。
当C1=C2时，各点的电压波形如图3-4(a)所示，Q和两端电平
三亿文库包含各类专业文献、各类资格考试、应用写作文书、专业论文、外语学习资料、高等教育、生活休闲娱乐、中学教育、文学作品欣赏、《传感器原理与应用习题解答》周真 苑惠娟18等内容。　电容式传感器原理是什么？来自: 等你爱我 日分享至 :
下一篇：上一篇：其它类似问题相关帖子相关文章--电容式传感器原理是什么？应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应；（4）半导体应变片比金属应变片在性能上的优缺点；优点：灵敏度高，体积小，耗电少，动态响应好，精度；缺点：受温度影响较大；3．比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路的特；单桥电路：只在Ku很小的条件下满足线性关系，其他；全桥差动电路：不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度；4.在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么
应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应。金属的尺寸变化大，半导体电阻率变化大，据此灵敏度去不同的等效。
（4）半导体应变片比金属应变片在性能上的优缺点
优点：灵敏度高，体积小，耗电少，动态响应好，精度高，测量范围宽，有正负两种符号的应力效应，易于微型化和集成化。
缺点：受温度影响较大。
3．比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路的特点。
单桥电路：只在Ku很小的条件下满足线性关系，其他条件下非线性误差不能满足测量要求。 半桥差动电路：Uo与ΔR1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压灵敏度KU=E/2，是单臂工作时的两倍。
全桥差动电路：不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为单片工作时的4倍。
4. 在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？
直流电桥的电源稳定，结构简单，但存在零漂和工频干扰，要求有较高的灵敏度，实际应用中输出端通常会接入放大电路；交流电桥放大电路简单，无零漂，不易受干扰，但不易取得高精度，需专用的测量仪器或电路。
5. 已知：有四个性能完全相同的金属丝应变片（应变灵敏系数k?2）, 将其粘贴在梁式测力弹性元件上，如图3-30所示。在距梁端l0处应变计算公式为??6Fl0设力F?100N，l0?100mm，2Ehb
h?5mm,b?20mm,E?2?105N/mm2。求：①说明是一种什么形式的梁。在梁式测力弹性元件距梁端l0处画出四个应变片粘贴位置，并画出相应的测量桥路原理图；②求出各应变片电阻相对变化量；③当桥路电源电压为6V时，负载电阻为无穷大，求桥路输出电压U0是多少？
①梁为一种等截面悬臂梁；应变片沿梁的方向上下平行各粘贴两个；
?k?2;F?100N;l0?100h?5b?2E?2?105N/m2
6Fl?R??k??220?0.012REhb
③桥路电压6V时,输出电压为：U0?6??R?0.072V R
电容式传感器
1．电容传感器有哪些类型？分别适合检测什么参数？叙述变极距型电容传感器的工作原理、输出特性。
（1）类型：变极距型；变面积型；变介质型
（2）变极距型：改变极板距离的电容器，适宜做小位移测量；
变面积型：改变极板面积的电容器，特点为测量范围较大，用于测线位移、角位移；
变介质型：改变极板介质的电容器，用于液面高度测量、介质厚度测量，可制成料位计等。
（3）变极距型电容式传感器是将被测非电量（极板距离）变化成电容量的变化。
（4）变极距型电容式传感器输出特性：
1）变极距型电容传感器灵敏度为k0??CC01?要提高传感器灵敏度k0应减小初始???0
极距?0，但初始极距受电容击穿电压限制；
2）非线性误差随相对的位移??0的增加而增加, 为保证线性度应限制相对位移；
3）起始极距?0与灵敏度相矛盾，变极距型电容传感器适合测小位移；
4）为提高灵敏度和改善非线性，一般采用差动结构。
2．为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式，差动结构形式的特点是什么？
电感两端的电压与通过的电流的变化量成正比，流过电容的位移电流与其两端电压的变化量成正比，而差分方式正好放大的是电压或电流的变化量，故一般采用这种结构。 差动式电容或电感传感器比单个电容或电感灵敏度提高一倍；非线性误差减小（多乘??0因子），线性度明显改善；可以抵消温度、噪声干扰的影响。
3．电容传感器的测量电路有哪些？差动脉冲调宽电路用于电容传感器测量电路具有什么特点? 电容传感器的测量电路有交流电桥、二极管双T型电路、差动脉冲调宽电路、运算放大器电路。 差动脉冲调宽电路用于电容传感器测量电路特点：适用于任何差动电容传感器，并有理论线性度，与双T型相似，该电路不需加解调、检波，由滤波器直接获得直流输出，而且对矩形波纯度要求不高，只需稳定的电源即可。
4．为什么高频工作时的电容式传感器连接电缆的长度不能任意变化？
低频时容抗Xc较大，传输线的等效电感L和电阻R可忽略。而高频时容抗Xc减小，等效电感和电阻不可忽略，这时接在传感器输出端相当于一个串联谐振，有一个谐振频率f0存在，当工作频率f?f0谐振频率时，串联谐振阻抗最小，电流最大，谐振对传感器的输出起破坏作用，使电路不能正常工作。通常工作频率10MHz以上就要考虑电缆线等效电感L0的影响。
5．一单极板变极距型平板电容传感器，初始极距?0=1mm，若要求测量的线性度为0.1%，求测量允
许的极距最大变化量是多少？在同样的条件和要求下，如果是差动变极距型平板电容传感器，那么允许的极距最大变化量又是多少？
单极板变极距型平板电容传感器线性输出近似为?C??? C0?0
?C??????[1?] C0?0?0
?CC0??CC0??
线性度为?L? ??C0?0
测量的允许变化范围为????L?0?0.001mm
忽略高次项为
电感式传感器（变磁阻式、差动变压器式、电涡流式）
1. 何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各有何特点？
（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，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。
（2）电感式传感器种类：自感式、差动式、互感式、涡流式。
（3）自感式结构简单、测量范围小、非线性误差大；互感式结构复杂、测量范围较大、有零点残余电压；涡流式可以进行非接触测量、但对象必须是金属材料。
2. 什么是零点残余电压？说明差动变压器式传感器产生零点残余电压的原因及减少此电压的有效措施。
（1）差动变压器式传感器的铁芯处于中间位置时，在零点附近总有一个最小的输出电压?U0，将铁芯处于中间位置时，最小不为零的电压称为零点残余电压。
（2）产生零点残余电压的主要原因是由于两个次级线圈绕组电气系数（互感 M 、电感L、内阻R）不完全相同，几何尺寸也不完全相同，工艺上很难保证完全一致。
（3）为减小零点残余电压的影响，除工业上采取措施外，一般要用电路进行补偿：①串联电阻；②并联电阻、电容，消除基波分量的相位差异，减小谐波分量；③加反馈支路，初、次级间加入反馈，减小谐波分量；④相敏检波电路对零点残余误差有很好的抑制作用。
3. 差动自感传感器和差动变压器有什么区别？采用哪种转换电路既能直接输出与位移成正比的电压，又能根据电压的正负区别位移的方向？
（1）差动自感传感器的线圈必须相同，但不绕在同一铁心上，磁通在线圈内不交链；而差动变压器的线圈可以不同，但线圈必须要绕在同一铁心上，磁通在线圈内相交链感应。
（2）采用差动变压式转换电路既能直接输出与位移成正比的电压，又能根据电压的正负区别位移的方向。
4. 什么是电涡流效应？涡流的分布范围。电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量？
（1）一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中切割磁力线运动时，导体内部会产生闭合的电流，这种现象称为涡流效应。
（2）分布范围：径向：涡流范围与涡流线圈外径有固定比例关系，涡流密度的最大值只在线圈外径附近一个狭窄区域内；线圈中心为零。轴向：由于趋肤效应只在表面薄层存在。
（3）可用于非接触式测量，位移、振动、转速、厚度、材料、温度。
5. 电涡流传感器是由哪种电参量转换实现电量输出的？电涡流传感器可以检测金属材料，也可以检测非金属材料吗？
（1）电涡流传感器是由电流转换实现电量输出。
（2）电涡流传感器不可以直接测量非金属物体，这是由于传感器本身特性决定的。涡流传感器与被测体共同构成传感器，因此被测体必须是导体。
磁电式传感器（磁电感应式、霍尔式、磁敏元件）
1．为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器？常用的结构形式有哪些？
（1）磁电感应式利用电磁感应原理将运动速度、位移转换成线圈中的感应电动势输出。工作时不需外加电源，导体和磁场发生相对运动是会在导体两端输出感应电动势。
（2）有恒磁通式、变磁通式两种结构形式。
2．磁电式传感器是速度传感器，它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号？
磁电式传感器的输出信号直接经主放大器输出，该信号与速度成正比。前置放大器分别接积分电路或微分电路，接入积分电路时，感应电动势输出正比于位移信号；接入微分电路时，感应电动势输出正比于加速度信号。
3．什么是霍尔效应？霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关？霍尔元件不等位电势产生的因素有哪些？
(1)通电的导体（半导体）放在磁场中，电流与磁场垂直，在导体另外两侧会产生感应电动势，这种现象称霍尔效应。
(2)霍尔电势：UH?vBb?KHIB，式中v表示电子运动速度，B表示磁场强度，b表示电子流过霍尔元件的宽度；KH?
RH1(RH??)表示灵敏度，I表示流过的电流。 dne
(3)霍尔电势不为零的原因是：①霍尔引出电极安装不对称，不在同一等电位面上；②激励电极接触不良，半导体材料不均匀造成电阻率?不均匀等原因。
4．霍尔元件的温度补偿方法有哪些？霍尔元件的常见应用。
（1）外界温度敏感元件进行补偿：两种连接方式，恒流源激励，恒压源激励。
（2）测位移：极性相反磁极共同作用，形成梯度磁场；磁电编码器：金属齿轮计算脉冲数测转速；测压力压差；交流直流钳形数字电流表。
5．半导体磁敏元件有哪些？它们的电路符号怎样? 它们可以检测什么物理量？
（1）半导体磁敏元件：磁敏电阻，磁敏二极管，磁敏三极管等。
（2）1）磁敏电阻与霍尔元件属同一类，都是磁电转换元件，两者本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力，只有与辅助材料(磁钢)并用才具有识别磁极的能力。
2）磁敏二极管可用来检测交直流磁场，特别是弱磁场。可用作无触点开关、作箱位电流计、对高压线不断线测电流、小量程高斯计、漏磁仪、磁力探伤仪等设备装置。
3）磁敏三极管具有较好的磁灵敏度，主要应用于①磁场测量，特别适于10-6T以下的弱磁场测量，不仅可测量磁场的大小，还可测出磁场方向；②电流测量。特别是大电流不断线地检测和保护；③制作无触点开关和电位器，如计算机无触点电键、机床接近开关等；④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。
压电式传感器
1．什么是压电效应？压电传感器能否用于静态测量？为什么？
（1）某些晶体，当沿着一定方向施加力时，内部产生极化现象，两个表面会产生符号相反地电荷，外力去掉后又恢复不带电状态。作用力方向改变电荷极性也改变。
（2）压电式传感器以电介质的压电效应为基础，外力作用下在电介质表面产生电荷，从而实现非电量测量,是一种典型的发电型传感器。不适用于测量频率太低的物理量，更不能测量静态量。当输入信号频率??0时，电压放大器输入信号为零，即UL?0;因此压电传感器不能测静态物理量。
2. 石英晶体和压电陶瓷的压电效应有何不同之处？比较几种常用压电材料的优缺点，说出它们各自适用的场合。
（1）石英晶体整体是中性的，受外力作用而变形时没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。压电陶瓷PZT是一种多晶材料，本身并不具有压电性，必须在一定温度下极化处理后，才呈现压电特性。
三亿文库包含各类专业文献、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、中学教育、专业论文、应用写作文书、行业资料、30传感器复习题与答案等内容。　
　《传感器本》试题整理(附参考答案)_工学_高等教育_教育专区。上海开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材: 《自动检测技术及应用》 梁森 (第 2 版) ,... 　传感器原理与应用复习题第一章 传感器概述 1.什么是传感器?传感器由哪几个部分组成?试述它们的作用和相互关系。 (1)传感器定义:广义的定义:一种能把特定的信息(... 　中南大学现代远程教育课程考试(专科)复习题及参考答案 《传感器原理与应用》一、名词解释 1.传感器:能感受规定的被测量并按照一定规律转化成可用输出信号 的器件和... 　2013年传感器--必考试题和答案_其它课程_高中教育_教育专区。试题 A MichaelBeechan 一、填空(本题共 39 1、传感器由 敏感元件、 传感元件、 测量转换电路 三... 　传感器试题 于答案_工学_高等教育_教育专区。考试必备 《传感器原理及工程应用》习题答案 传感器原理及工程应用》第 1 章传感与检测技术的理论基础 1-3 - 用测量... 　传感器与测试技术复习题及答案_财会/金融考试_资格考试/认证_教育专区。电大小抄传感器与测试技术习题及答案 1.什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用?... 　传感器复习题带答案的简答大题_理学_高等教育_教育专区。传感器复习题小题1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。 红外探测器根据热电效应和光子... 　传感器习题及答案_工学_高等教育_教育专区。1.用测量范围为-50~150kPa 的压力...光纤传感复习题 暂无评价 8页 免费
第4章电位器式传感器 3页 免费
文明礼仪... 　检测技术与传感器期末复习题与答案_工学_高等教育_教育专区。传感器与检测技术期末复习题库及答案《检测技术》复习题一、填空 1、传感器由敏感元件、传感元件 、测量...传感器简答_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
传感器简答
上传于|0|0|暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用1下载券
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢}