第六讲常用传感器原理及其应用复习要求：1、掌握传感器的基本知识，如含义、功能、组成、分类等：2、掌握各种常用传感器的基本结构、工作原理，特点、应用：3、了解各种常用传感器的测量电路的组成、特点；4、能较合理地选用传感器来组成非电量（力、扭矩、转速）电测系统；5、能较合理地选用传感器来组成报警、自动控制系统。名词解释1）传感器2）物性型传感器3）结构性传感器4）能量转换型传感器5）能量控制型传感器6）压电效应立7）电致伸缩效应8）霍尔效应11）磁致伸缩效应9）磁阻效应10）压磁效应12）电磁感应现象13）自感现象14）互感现象15）电涡流效应16）磁阻17）左手定则18）电介质19）极化现象20）磁感应强度21）洛伦兹力22）集肤效应二填空题和1、传感器的功能是：在工业生产中，传感器又称为；在自动化领域，人们形象地把传感器比喻为2、传感器一般由三部分组成，其中是传感器的核心。3、按传感器的结构参数及物理性质在信号变换过程中是否发生变化，可分为和两大类：按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传和感器可分为两大类。4、变阻器式传感器是将的变化转换为的变化，它有三种类型；5、变阻器式传感器不适宜作动态位移测量的主要原因是：只适于测量较大的位移，原因是6、非线性型变阻器式传感器有时被称为线性化装置，这是因为7、变阻器式传感器在工作中存在等几种噪声
第六讲 常用传感器原理及其应用 复习要求： 1、掌握传感器的基本知识，如含义、功能、组成、分类等； 2、掌握各种常用传感器的基本结构、工作原理，特点、应用； 3、了解各种常用传感器的测量电路的组成、特点； 4、能较合理地选用传感器来组成非电量（力、扭矩、转速）电测系统； 5、能较合理地选用传感器来组成报警、自动控制系统。 一 名词解释 1）传感器 2）物性型传感器 3）结构性传感器 4）能量转换型传感器 5）能量控制型传感器 6）压电效应 7）电致伸缩效应 8）霍尔效应 9）磁阻效应 10）压磁效应 11）磁致伸缩效应 12）电磁感应现象 13）自感现象 14）互感现象 15）电涡流效应 16）磁阻 17）左手定则 18）电介质 19）极化现象 20）磁感应强度 21）洛伦兹力 22）集肤效应 二 填空题 1、传感器的功能是_和_；在工业生产中，传感器 又称为_、_、_、_；在自动化领域，人们形象 地把传感器比喻为_； 2 、 传 感 器一 般 由 _、 _ 、 _三 部 分组 成 ， 其 中 _是传感器的核心。 3、按传感 器的结 构参数及 物理性 质在信 号变换过 程中是 否发生变 化，可 分为 _和_两大类；按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传 感器可分为_和_两大类。 4、变阻器式传感器是将_的变化转换为_的变化，它有_、 _、_三种类型； 5、变阻器式传感器不适宜作动态位移测量的主要原因是_；只适于 测量较大的位移，原因是_。 6 、非线性型变阻器式传感器有时被称为线性化装置，这是因为 _。 7、变阻器式传感器在工作中存在_、_、_、_、 _等几种噪声
8、电感式传感器是把位移量转换成变化的一类传感器，相应的有三种类型：各自依据现象。三种类型。9、自感式传感器有10、互感型传感器是利用的变化，它实质将被测位移量转换成上是一个11、在测量位移时，差动变压器式传感器需后接电路，输出仪表方可显示位移的大小和方向。效应和12、高频反射式涡流传感器是基于效应来实现信号感受和变换。，其测量电13、影响涡流式传感器高频线圈阻抗的因素有和路主要有两种类型。14、电容式传感器有三种类型，其中可实现线性测量的是，可用于角位移测量的是15、自感型电感传感器和极距变化型电容传感器是都非线性测量装置，这是因为，为了改善其线性，通常规定在范围内工作。16、为提高电感式、电容式传感器的线性、灵敏度，增加工作范围，通常将它们接成形式。17、石英晶体有三轴，它们是：对压电晶片沿x-x轴、y-y轴施加压力时，电荷只出现在平面上，沿效应，沿方向施力不产生电荷：其中沿x-x轴加力时产生效应。y-y轴加力时产生（包括等）、18、压电材料可分为三大类，即（包括）和：在声学和传感技术中应用最普遍的是为前置放大器，其输出灵敏度与连接导线长度有关；19、压电式加速度计利用而利用为前置放大器，其输出灵敏度与连接导线长度无关。20、压电式传感器是一种可逆换能器，既可将能转换为能，这是根据压电效应，据此可用于：也可将能转换为能，这是根据逆压电效应，据此可用于21、动圈磁电式传感器有两种类型。其输出接电路，可以间接测量加速度；其输出接电路，可以间接测量位移
8、电感式传感器是把位移量转换成_、_、_变化的一类传感器，相应的 有_、_、_三种类型；各自依据_、_、 _现象。 9、自感式传感器有_、_、_三种类型。 10、互感型传感器是利用_将被测位移量转换成_的变化，它实质 上是一个_。 11、在测量位移时，差动变压器式传感器需后接_电路，输出仪表方可显示 位移的大小和方向。 12、高频反射式涡流传感器是基于_效应和_效应来实现信号感受和变换。 13、影响涡流式传感器高频线圈阻抗的因素有_，其测量电 路主要有_和_两种类型。 14、电容式传感器有_、_、_三种类型，其中可实现线 性测量的是_，可用于角位移测量的是_。 15、自感型电感传感器和极距变化型电容传感器是都非线性测量装置，这是因为 _，为了改善其线性，通常规定在_范围内工作。 16、为提高电感式、电容式传感器的线性、灵敏度，增加工作范围，通常将它们接成 _形式。 17、石英晶体有三轴，它们是_、_、_；对压电晶片沿 x-x 轴 、 y-y 轴 施 加 压 力 时 ， 电 荷 只 出 现 在 _ 平 面 上 ， 沿 _方向施力不产生电荷；其中沿 x-x 轴加力时产生_效应，沿 y-y 轴加力时产生_效应。 18、压电材料可分为三大类，即_（包括_、_等）、 _（包括_、_）和_；在声学 和传感技术中应用最普遍的是_。 19、压电式加速度计利用_为前置放大器，其输出灵敏度与连接导线长度有关； 而利用_为前置放大器，其输出灵敏度与连接导线长度无关。 20、压电式传感器是一种可逆换能器，既可将_能转换为_能，这是根据压电效应， 据此可用于_；也可将_能转换为_能，这是根据逆压电效应，据 此可用于_。 21、动圈磁电式传感器有_、_两种类型。其输出接_电路，可 以间接测量加速度；其输出接_电路，可以间接测量位移
22、磁电式传感器的工作原理是可逆的。作为测振传感器，它工作于状态：若在线圈上加以交变激励电压，则工作于状态。等理化量的敏感23、常常利用半导体材料对性来作为非电量电测的转换元件。24、半导体传感器的输出特性一般是的，常常需采用线性化电路。等；25、利用半导体材料的磁敏特性来工作的传感器有等；利用半导体材料的光敏特性来工作的传感器有26、压磁式传感器是应用元件将力、扭矩等参数转换为变化的一种传感器。它的变换实质是，绕有线圈的铁芯在外力作用下，发生变化，引起铁芯中变化。与磁通有关的变化，从而导致线圈的27、目前市场上供应的化学传感器以为主。28、物性型传感器的开发实质上是新材料的开发，目前发展最迅速的新材料有等。三选择题1、当输入量与变阻器位移x成某种函数关系时，若要获得与输入量成线性关系确定。的输出（电阻），则传感器的骨架形状需根据来A）输入量B）位移C）输出电阻2、欲保证极距变化型差动电容传感器工作，传感器的两个电容应当连成电路。A）串联B）并联C）电桥3、差动电容传感器的两个电容与两个电感接成电桥电路，其供桥电压为。A）直流B）交流C）交直流4、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5、极距变化型电容传感器适用于测量微小位移的原因是A）电容量微弱，灵敏度太低；B）极距变化大则灵敏度降低、非线性误差大：C）需要作非接触测量。6、电容式传感器为了消除电路中导线和零件等所造成的寄生电容和的影响，必须要有良好的屏蔽。A）磁场B）外界电场C）电源频率7、为使压电式传感器的输出灵敏度不受电缆长度影响应采用放大器
22、磁电式传感器的工作原理是可逆的。作为测振传感器，它工作于_状态；若在 线圈上加以交变激励电压，则工作于_状态。 23、常常利用半导体材料对_等理化量的敏感 性来作为非电量电测的转换元件。 24、半导体传感器的输出特性一般是_的，常常需采用线性化电路。 25、利用半导体材料的磁敏特性来工作的传感器有_、_、_等； 利用半导体材料的光敏特性来工作的传感器有_、_、_等； 26、压磁式传感器是应用_元件将力、扭矩等参数转换为_变化的一种传 感器。它的变换实质是，绕有线圈的铁芯在外力作用下，_发生变化，引起铁芯中 与磁通有关的_变化，从而导致线圈的_变化。 27、目 前市 场上 供应 的化 学传 感器 以_、_、 _为主。 28、物性型传感器的开发实质上是新材料的开发，目前发展最迅速的新材料有_、 _、_、_、_等。 三 选择题 1、当输入量与变阻器位移 x 成某种函数关系时，若要获得与输入量成线性关系 的输出（电阻），则传感器的骨架形状需根据来_确定。 A）输入量 B）位移 C）输出电阻 2、欲保证极距变化型差动电容传感器工作，传感器的两个电容应当连成_电路。 A）串联 B）并联 C）电桥 3、差动电容传感器的两个电容与两个电感接成电桥电路，其供桥电压为_。 A）直流 B）交流 C）交直流 4、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 5、极距变化型电容传感器适用于测量微小位移的原因是_。 A）电容量微弱，灵敏度太低；B）极距变化大则灵敏度降低、非线性误差大 ； C）需要作非接触测量。 6、电容式传感器为了消除电路中导线和零件等所造成的寄生电容和_的影 响，必须要有良好的屏蔽。 A）磁场 B）外界电场 C）电源频率 7、为使压电式传感器的输出灵敏度不受电缆长度影响应采用_放大器
A）电压B）电流C）电荷D）电阻8、压电式传感器最好后接电荷放大器的原因是0A）减小非线性失真：B）可消除导线电容和分布电容：C）提高放大器的增益9、压电式传感器在一般的放大器之前再加一级前置放大器的目的是A）实现低阻抗输入，高阻抗输出；B）实现高阻抗输入，低阻抗输出：C）获得较高的放大倍数：D）提高输出灵敏度。10、对压电晶片施加压力，电荷只出现在与轴垂直的平面上。A) XB) YC) Z11、实际压电传感器中，往往将几个压电片串接或并接，因为串接可使输出增大。增大，并接可使输出A）电荷B）电阻C）电流D）电压D）电容12、振动测试所用压电式加速度传感器内有两片极性相同的压电片串联，其输出电压是单片的_°A) 1/2B)2倍C）相同13、物性型传感器的工作频率范围比结构型_oA)窄B)宽C）差不多14、灵敏度始终为常数的是传感器。A）自感式B）电阻应变式C）变极距电容式D）光纤式15、传感器在工作时不必给线圈通入交流电压。A）差动变压器式B）磁阻式C）涡流式D）自感式传感器。16、有一机械加工零件，为判断其内部有无沙眼，可选用A）压电式B）电阻应变式C）电涡流式D）霍尔式17、在藩茄酱生产厂，可选用传感器来实现定量灌装，。A）差动变压器式B）电阻应变式C）压电式D）变极距电容式传感器制成18、为防止旅客将铁器（如匕首、枪支）带上飞机，可选用探测器来完成安检工作。A）压电式B）电阻应变式C）电涡流式D）霍尔式传感器。19、有一粮库，为防止谷物发霉，需测量谷物含水量，可选用A）磁阻式B）介质变化型电容式C）电涡流式D）霍尔式20、传感器可用作电话机、麦克风的拾音器。A）磁阻式B）压电式C）涡流式D）动圈磁电式
A）电压 B）电流 C）电荷 D）电阻 8、压电式传感器最好后接电荷放大器的原因是_。 A）减小非线性失真；B）可消除导线电容和分布电容；C）提高放大器的增益 9、压电式传感器在一般的放大器之前再加一级前置放大器的目的是_。 A）实现低阻抗输入，高阻抗输出； B）实现高阻抗输入，低阻抗输出； C）获得较高的放大倍数； D）提高输出灵敏度。 10、对压电晶片施加压力，电荷只出现在与_轴垂直的平面上。 A）X B）Y C）Z 11、实际压电传感器中，往往将几个压电片串接或并接，因为串接可使输出_ 增大，并接可使输出_增大。 A）电荷 B）电阻 C）电流 D）电压 D）电容 12、振动测试所用压电式加速度传感器内有两片极性相同的压电片串联，其输 出电压是单片的_。 A）1/2 B）2 倍 C）相同 13、物性型传感器的工作频率范围比结构型_。 A）窄 B）宽 C）差不多 14、灵敏度始终为常数的是_传感器。 A）自感式 B）电阻应变式 C）变极距电容式 D）光纤式 15、_传感器在工作时不必给线圈通入交流电压。 A）差动变压器式 B）磁阻式 C）涡流式 D）自感式 16、有一机械加工零件，为判断其内部有无沙眼，可选用_传感器。 A）压电式 B）电阻应变式 C）电涡流式 D）霍尔式 17、在藩茄酱生产厂，可选用_传感器来实现定量灌装，。 A）差动变压器式 B）电阻应变式 C）压电式 D）变极距电容式 18、为防止旅客将铁器（如匕首、枪支）带上飞机，可选用_传感器制成 探测器来完成安检工作。 A）压电式 B）电阻应变式 C）电涡流式 D）霍尔式 19、有一粮库，为防止谷物发霉，需测量谷物含水量，可选用_传感器。 A）磁阻式 B）介质变化型电容式 C）电涡流式 D）霍尔式 20、_传感器可用作电话机、麦克风的拾音器。 A）磁阻式 B）压电式 C）涡流式 D）动圈磁电式
21、有如下几种传感器：A）变阻器式；B）金属电阻应变片；C）半导体应变片：D）自感式：F）差动变压器式；G）变极距电容式；E）电涡流式：H）变面积电容式：I）变介质电容式：L）压电式：J）动圈磁电式：K）磁阻磁电式：M）霍尔元件；N）磁阻元件；O）磁敏管：P）光敏电阻：1Q）光电池：R）光敏晶体管：S）热电阻：T）热敏电阻；U）热电偶；V）气敏元件；W）湿敏元件；X）光纤式；Y）压磁式。1）属于物性型的有;2）属于结构型的有"3）属于能量转换型（发电式）的有_;4）属于能量控制型（参量式）的有:5）利用变电阻原理的有;6）利用变磁阻原理的有_:7）利用电磁感应原理的有:8）利用半导体材料制成的有"9）可以用来测量应力、应变的有_:10）可以用来测量力的有11）可以用来测量扭矩的有;12）可以用来测量位移的有"13）只适宜用来测量微小位移（um级）的有:14）可以用来测量速度的有_:15）可以用来测量转速的有16）可以用来测量振动、加速度的有_:17）可以用来测量温度的有_:18）可以用来测量管道流体压力的有_:19）在工作原理上可逆的传感器有_:20）可以实现非接触测量的有:21）只适宜作动态测量的有_;22）既可用于静态测量，又可用于动态测量的有_:23）可用来作线性测量元件的有_;24）在非电量作用下产生直流电动势的有_:25）在工厂中可用来完成零件计数的有;
21、有如下几种传感器：A）变阻器式； B）金属电阻应变片；C）半导体应变片； D）自感式； E）电涡流式； F）差动变压器式； G）变极距电容式； H）变面积电容式； I）变介质电容式；L）压电式； J）动圈磁电式； K）磁阻磁电式；M）霍尔元件； N）磁阻元件；O）磁敏管； P）光敏电阻； Q）光电池； R）光敏晶体管； S）热电阻 ； T）热敏电阻；U）热电偶； V）气敏元件； W）湿敏元件； X）光纤式； Y）压磁式。 1）属于物性型的有_； 2）属于结构型的有_； 3）属于能量转换型（发电式）的有_； 4）属于能量控制型（参量式）的有_； 5）利用变电阻原理的有_； 6）利用变磁阻原理的有_； 7）利用电磁感应原理的有_； 8）利用半导体材料制成的有_； 9）可以用来测量应力、应变的有_； 10）可以用来测量力的有_； 11）可以用来测量扭矩的有_； 12）可以用来测量位移的有_； 13）只适宜用来测量微小位移（m 级）的有_； 14）可以用来测量速度的有_； 15）可以用来测量转速的有_； 16）可以用来测量振动、加速度的有_； 17）可以用来测量温度的有_； 18）可以用来测量管道流体压力的有_； 19）在工作原理上可逆的传感器有_； 20）可以实现非接触测量的有_； 21）只适宜作动态测量的有_； 22）既可用于静态测量，又可用于动态测量的有_； 23）可用来作线性测量元件的有_； 24）在非电量作用下产生直流电动势的有_； 25）在工厂中可用来完成零件计数的有_；
四判断题1、非线性变阻器在任何条件下，其输出与输入之间都呈非线性关系。（）2、用差动变压器式传感器测量位移时，根据其输出就能辨别被测位移)(量的大小和方向。C)3、自感型电感传感器和变极距电容传感器的灵敏度都不是常数。(4、差动变压器式位移传感器的两个次级线圈要求反极性串接。5、只要满足△8<<80的条件，则变隙式电容或电感传感器灵敏度()均可视为常数。()6、压电片是将承受的力转换成与之成正比的电压量的敏感元件。)(7、在压电晶片的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。()8、压电式传感器连接的前置放大器的输入阻抗要求较低。()9、压电式传感器利用电荷放大器或电压放大器，其测量效果相同。)(10、压电式传感器与电压放大器配合使用时其灵敏度与电缆长度有关。()11、电荷放大器是一个高增益带电容负反馈的运算放大器。()12、压电式传感器的测量电路必须有高输入阻抗。)(13、电荷放大器的作用是将传感器的低阻抗输出变为高阻抗输出。()14、串接法压电传感器适宜于以电荷量输出的场合。()15、并接法压电传感器适宜于以电压量输出的场合。()16、压电式传感器可看作是一个具有一定电容的电荷源。()17、对压电晶片施加交变流电压则压电晶片可产生振动。18、压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，(）故不能用普通电表测量。(19、只要将压电材料置于交变磁场中，其几何尺寸就会产生伸缩变化。)(20、动圈磁电式传感器的输出接一积分电路，可以间接测量加速度。()21、动圈磁电式传感器的输出接一微分电路，可以间接测量位移。()22、霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦磁力作用的结果。()23、霍尔电势的大小与磁场强度B的方向无关。()24、霍尔传感器可作为加、减、乘、除、开方等运算的运算器使用。()25、半导体传感器都是物性型传感器。()26、半导体传感器的输出特性一般都是线性的。（)27、在检测磁场变化方面，霍尔元件比磁敏管的灵敏度高得多
四 判断题 1、非线性变阻器在任何条件下，其输出与输入之间都呈非线性关系。 （ ） 2、用差动变压器式传感器测量位移时，根据其输出就能辨别被测位移 量的大小和方向。 （ ） 3、自感型电感传感器和变极距电容传感器的灵敏度都不是常数。 （ ） 4、差动变压器式位移传感器的两个次级线圈要求反极性串接。 （ ） 5、只要满足<<0 的条件，则变隙式电容或电感传感器灵敏度 均可视为常数。 （ ） 6、压电片是将承受的力转换成与之成正比的电压量的敏感元件。 （ ） 7、在压电晶片的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。 （ ） 8、压电式传感器连接的前置放大器的输入阻抗要求较低。 （ ） 9、压电式传感器利用电荷放大器或电压放大器，其测量效果相同。 （ ） 10、压电式传感器与电压放大器配合使用时其灵敏度与电缆长度有关。 （ ） 11、电荷放大器是一个高增益带电容负反馈的运算放大器。 （ ） 12、压电式传感器的测量电路必须有高输入阻抗。 （ ） 13、电荷放大器的作用是将传感器的低阻抗输出变为高阻抗输出。 （ ） 14、串接法压电传感器适宜于以电荷量输出的场合。 （ ） 15、并接法压电传感器适宜于以电压量输出的场合。 （ ） 16、压电式传感器可看作是一个具有一定电容的电荷源。 （ ） 17、对压电晶片施加交变流电压则压电晶片可产生振动。 （ ） 18、压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大， 故不能用普通电表测量。 （ ） 19、只要将压电材料置于交变磁场中，其几何尺寸就会产生伸缩变化。 （ ） 20、动圈磁电式传感器的输出接一积分电路，可以间接测量加速度。 （ ） 21、动圈磁电式传感器的输出接一微分电路，可以间接测量位移。 （ ） 22、霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦磁力作用的结果。 （ ） 23、霍尔电势的大小与磁场强度 B 的方向无关。 （ ） 24、霍尔传感器可作为加、减、乘、除、开方等运算的运算器使用。 （ ） 25、半导体传感器都是物性型传感器。 （ ） 26、半导体传感器的输出特性一般都是线性的。 （ ） 27、在检测磁场变化方面，霍尔元件比磁敏管的灵敏度高得多。 （ ）
（)28、一般迁移率愈大的半导体材料，其磁阻效应愈显著。()29、传感器的灵敏度越高，其测量范围越宽。()30、为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。()31、结构型传感器比物性型传感器的响应快，可工作频率范围宽。()32、传感器的线性范围愈宽，表明其工作量程愈大。33、传感器的精确度反映了传感器的输出与被测量真值一致的程度()因此要求传感器的精确度愈高愈好。34、能量转换型传感器直接消耗被测对象的输入能量，因此必然造成)(被测对象状态的变化和产生测量误差。()35、传感器正经历着以物性型为主转向以结构型为主的阶段。()36、测试系统性能的好坏，传感器是关键。五问答题1、传感器的作用是什么？它在电测系统中的重要性如何？2、画出传感器组成框图，说明各部分的作用。3、如何命名传感器？如何对传感器进行分类？4、变阻器式传感器由哪几部分组成？其基本工作原理是什么？5、变阻器式传感器有哪儿种类型？各有什么特点？6、变阻器式传感器有何优缺点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。7、自感式传感器有哪几部分组成？其基本工作原理是什么？8、自感式传感器有哪几种结构方案？有什么特点？可用于哪些非电量的测量？9、差动自感式传感器的优点是什么？有儿种结构方案？画图说明其工作原理。10、自感传感器的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？11、差动变压器式传感器的结构和测量原理是什么？与差动自感传感器有何区别？12、何谓零点残余电压？是怎样形成的？对测量有何影响？如何消除？13、为什么差动变压器式传感器的测量线路常采用相敏检波电路？14、差动变压器式传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。15、涡电流式传感器的基本结构和测量原理是什么？影响灵敏度的因素有哪些？16、涡流式传感器的特点是什么？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。17、极距变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？18、面积变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？19、为什么电容传感器常做成差动式？画出示意图，说明工作原理。举出实例
28、一般迁移率愈大的半导体材料，其磁阻效应愈显著。 （ ） 29、传感器的灵敏度越高，其测量范围越宽。 （ ） 30、为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。 （ ） 31、结构型传感器比物性型传感器的响应快，可工作频率范围宽。 （ ） 32、传感器的线性范围愈宽，表明其工作量程愈大。 （ ） 33、传感器的精确度反映了传感器的输出与被测量真值一致的程度， 因此要求传感器的精确度愈高愈好。 （ ） 34、能量转换型传感器直接消耗被测对象的输入能量，因此必然造成 被测对象状态的变化和产生测量误差。 （ ） 35、传感器正经历着以物性型为主转向以结构型为主的阶段。 （ ） 36、测试系统性能的好坏，传感器是关键。 （ ） 五 问答题 1、传感器的作用是什么？它在电测系统中的重要性如何？ 2、画出传感器组成框图，说明各部分的作用。 3、如何命名传感器？如何对传感器进行分类？ 4、变阻器式传感器由哪几部分组成？其基本工作原理是什么？ 5、变阻器式传感器有哪几种类型？各有什么特点？ 6、变阻器式传感器有何优缺点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。 7、自感式传感器有哪几部分组成？其基本工作原理是什么？ 8、自感式传感器有哪几种结构方案？有什么特点？可用于哪些非电量的测量？ 9、差动自感式传感器的优点是什么？有几种结构方案？画图说明其工作原理。 10、自感传感器的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？ 11、差动变压器式传感器的结构和测量原理是什么？与差动自感传感器有何区别？ 12、何谓零点残余电压？是怎样形成的？对测量有何影响？如何消除？ 13、为什么差动变压器式传感器的测量线路常采用相敏检波电路？ 14、差动变压器式传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。 15、涡电流式传感器的基本结构和测量原理是什么？影响灵敏度的因素有哪些？ 16、涡流式传感器的特点是什么？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。 17、极距变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？ 18、面积变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？ 19、为什么电容传感器常做成差动式？画出示意图，说明工作原理。举出实例
20、介质变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出实例。21、影响电容传感器测量精度的主要因素是什么？如何消除？22、电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电桥电路有何异同？23、压电式传感器测量电路的作用是什么？测量电路中前置放大器的作用是什么？试比较电压放大器和电荷放大器的特点。24、为什么压电式传感器只适宜作动态测量？25、压电式传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。说明在使用中应注意的问题？26、动圈磁电式传感器由哪儿部分组成？其基本工作原理是什么？27、动圈磁电式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出实例。28、磁阻式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。29、试比较自感式、涡流式、差动变压器式、动圈磁电式、磁阻式传感器在结构和原理上的异同点。30、压磁传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？31、半导体材料有哪些敏感特性？分别可利用制作哪些传感器？32、霍尔式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。33、利用霍尔元件测量位移的工作原理是什么？画图说明。34、磁阻元件和磁敏管各有什么特点？可用于哪些非电量的测量？35、半导体气敏传感器的工作机理是什么？常用的气敏材料有哪些？36、半导体气敏传感器有什么特点？举出应用实例。37、半导体气敏传感器中的加热丝起什么作用？38、半导体湿敏传感器的工作机理是什么？常用的湿敏材料有哪些？39、半导体湿敏传感器有什么特点？举出应用实例，40、集成传感器中集成的电路一般有哪些？集成传感器有哪些优点？41、智能传感器具有哪些能力？有什么优点？42、非接触式传感器有什么优点？举出应用实例。43、简述传感器在农业、农业机械、汽车、家用电器方面的应用。44、传感器经历了哪几个发展阶段？其发展趋向是什么？45、对传感器的性能要求有哪些？选用传感器的基本原则是什么？
20、介质变化型电容传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出实例。 21、影响电容传感器测量精度的主要因素是什么？如何消除？ 22、电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电桥电路有何异同？ 23、压电式传感器测量电路的作用是什么？测量电路中前置放大器的作用是什么？试比较 电压放大器和电荷放大器的特点。 24、为什么压电式传感器只适宜作动态测量？ 25、压电式传感器有何特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。说明在使用中应 注意的问题？ 26、动圈磁电式传感器由哪几部分组成？其基本工作原理是什么？ 27、动圈磁电式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出实例。 28、磁阻式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。 29、试比较自感式、涡流式、差动变压器式、动圈磁电式、磁阻式传感器在结构和原理上 的异同点。 30、压磁传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？ 31、半导体材料有哪些敏感特性？分别可利用制作哪些传感器？ 32、霍尔式传感器有什么特点？可用于哪些非电量的测量？举出应用实例。 33、利用霍尔元件测量位移的工作原理是什么？画图说明。 34、磁阻元件和磁敏管各有什么特点？可用于哪些非电量的测量？ 35、半导体气敏传感器的工作机理是什么？常用的气敏材料有哪些？ 36、半导体气敏传感器有什么特点？举出应用实例。 37、半导体气敏传感器中的加热丝起什么作用？ 38、半导体湿敏传感器的工作机理是什么？常用的湿敏材料有哪些？ 39、半导体湿敏传感器有什么特点？举出应用实例。 40、集成传感器中集成的电路一般有哪些？集成传感器有哪些优点？ 41、智能传感器具有哪些能力？有什么优点？ 42、非接触式传感器有什么优点？举出应用实例。 43、简述传感器在农业、农业机械、汽车、家用电器方面的应用。 44、传感器经历了哪几个发展阶段？其发展趋向是什么？ 45、对传感器的性能要求有哪些？选用传感器的基本原则是什么？
六设计题1、请选用变阻器式、差动变压器式、电阻式、电容式传感器设计4套电测系统来测量某容器的液位。画出测试系统原理示意图（框图），说明工作原理。2、请选用电涡流式、磁电式、磁阻式、霍尔式传感器并配备必要的测量电路、记录仪表，设计4套电测系统来测量某旋转轴的转速。画出原理示意（框）图，并对必要的处理加以说明：简述测量原理。3、欲测量管道流体压力（差），拟采用变阻器式、电容式、电感式、压电式、霍尔式传感器，请绘出可行方案原理示意图，说明测量原理。4、设计一套煤气泄露报警系统。请选择合适的敏感元件，画出报警、控制电路图，简述检测、报警、控制原理。要求：有延时、复位、灵敏度（报警点）可调、声光报警及自动排气等5项功能。七计算题1、如图6-1所示，一个变阻器式传感器，它的输入量、输出量是什么？在什么条件下它的输出与输入之间有较好的线性关系？当RL=10k2,Rp=1002,xp=10mm，eo=3V，ey=500mV。问被测位移x是多少？（xp=ab，x=ob）?eyRL0baRpeo图 6-1图6-22、假如一非线性变阻器式传感器的输入量与位移之间的函数关系是f(x)=cx2，要求传感器的输出R(x)与输入f(x)成线性关系，试确定该传感器的骨架形状。3、有一只变极距电容传感元件，两极板重叠有效面积为8x10-*m2，两极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数是1.0006，计算该传感器的位移灵敏度。4、有一变面积式电容传感器，绝缘介质为空气，极板宽b=4mm，间隙8=0.5mm，求该电容传感器的灵敏度S=？如果动极板移动Ax=2mm，其电容变化量△C=？5、如图6-2所示为油量表中的电容传感器简图，其中1、2为电容传感元件的同心圆筒（电
六 设计题 1、请选用变阻器式、差动变压器式、电阻式、电容式传感器设计 4 套电测系统来测量某 容器的液位。画出测试系统原理示意图（框图），说明工作原理。 2、请选用电涡流式、磁电式、磁阻式、霍尔式传感器并配备必要的测量电路、记录仪表， 设计 4 套电测系统来测量某旋转轴的转速。画出原理示意（框）图，并对必要的处理加以 说明；简述测量原理。 3、欲测量管道流体压力（差），拟采用变阻器式、电容式、电感式、压电式、霍尔式传感 器，请绘出可行方案原理示意图，说明测量原理。 4、设计一套煤气泄露报警系统。请选择合适的敏感元件，画出报警、控制电路图，简述 检测、报警、控制原理。要求：有延时、复位、灵敏度（报警点）可调、声光报警及自动 排气等 5 项功能。 七 计算题 1、如图 6-1 所示，一个变阻器式传感器，它的输入量、输出量是什么？在什么条件下它的 输出与输入之间有较好的线性关系？当 RL=10k,RP=100,xP=10mm，eo=3V，ey=500mv。 问被测位移 x 是多少？（xP =ab，x=ob） 2、假如一非线性变阻器式传感器的输入量与位移之间的函数关系是 f(x)=cx2，要求传感器 的输出 R(x)与输入 f(x)成线性关系，试确定该传感器的骨架形状。 3、有一只变极距电容传感元件，两极板重叠有效面积为 810-4m2，两极板间的距离为 1mm， 已知空气的相对介电常数是 1.0006，计算该传感器的位移灵敏度。 4、有一变面积式电容传感器，绝缘介质为空气，极板宽 b=4mm，间隙=0.5mm，求该电 容传感器的灵敏度 S=？如果动极板移动x=2mm，其电容变化量C=？ 5、如图 6-2 所示为油量表中的电容传感器简图，其中 1、2 为电容传感元件的同心圆筒（电 RP eo ey RL a b o 图 6-1 C L 图 6-2 h
极），3为箱体。已知：内圆筒外径Ri=12mm，外圆筒内径R2=15mm，油箱高度L=2m，汽油的介电常数6~2.1。求同心圆套筒电容传感器在空箱、注满汽油以及油位为h时的电容量。6、有一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径=4mm，极板与被测工件的初始间隙8=0.3mm，介质为空气，（1）如果极板与工件的间隙变化量△8=±10um时，电容变化量是多少？（2）如果测量电路的灵敏度Si=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在A8=±1μum时，输出电压为多少？读数仪表的指示值变化多少格？7、有一只差动螺管形电感传感器，已知电源电压U=4V，f=400Hz，传感器线圈的铜电阻和电感量分别为R=402，L=30mH，现将两个线圈与两只匹配电阻设计成4臂等阻抗电桥，试求：（1)匹配电阻R，和R的值为多大时才能使输出电压灵敏度达到最大？（2）当△Z=10Q时，求分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值。8、有一压电晶体，垂直x-x方向的表面积S=20mm2，厚度8=10mm，当在该方向受到压力p=10Mpa作用时，求产生的电荷量Q及输出电压。9、如图6-3a）所示，动圈磁电式传感器的输出接一微分电路，可以间接测量加速度：如图6-3b）所示，其输出接一积分电路，可以间接测量位移。试推导出输出电压u与加速度a之间，输出电压u与位移x之间的数学关系式。已知e=kv，k是常数，v是线圈与磁场的相对运动线速度。 FCR传传感感eeCuu器器R图6-3b图6-3a
极），3 为箱体。已知：内圆筒外径 R1=12mm ，外圆筒内径 R2=15mm，油箱高度 L=2m， 汽油的介电常数r2.1。求同心圆套筒电容传感器在空箱、注满汽油以及油位为 h 时的电 容量。 6、有一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径 r=4mm，极板与被测工件的初始间隙 =0.3mm，介质为空气， （1）如果极板与工件的间隙变化量=10m 时，电容变化量是多少？ （2）如果测量电路的灵敏度 S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度 S2=5 格/mV，在 =1m 时，输出电压为多少？读数仪表的指示值变化多少格？ 7、有一只差动螺管形电感传感器，已知电源电压 U=4V，f=400Hz，传感器线圈的铜电阻 和电感量分别为 R=40，L=30mH，现将两个线圈与两只匹配电阻设计成 4 臂等阻抗电桥， 试求：（1）匹配电阻 R1 和 R2 的值为多大时才能使输出电压灵敏度达到最大？（2）当Z=10 时，求分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值。 8、有一压电晶体，垂直 x-x 方向的表面积 S=20mm2，厚度=10mm，当在该方向受到压力 p=10Mpa 作用时，求产生的电荷量 Q 及输出电压。 9、如图 6-3a）所示，动圈磁电式传感器的输出接一微分电路，可以间接测量加速度；如 图 6-3b）所示，其输出接一积分电路，可以间接测量位移。试推导出输出电压 u 与加速度 a 之间，输出电压 u 与位移 x 之间的数学关系式。 已知 e=kv，k 是常数，v 是线圈与磁场的相对运动线速度。 e 传 感 器 R C u 图 6-3a 图 6-3b e 传 感 器 R C u