第3章（电感传感器）在线练习 思考题与习题 1.单项选择题 1)欲测量极微小的位移，应选择自感传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左 右、分辨力为1mm左右，应选择_自感传感器为宜。 A.变隙式B.变面积式C.螺线管式 2)希望线性范围为±1mm，应选择线圈骨架长度为左右的螺线管式自感传感器或差 动变压器。 A.2mm B.20mm C.400mm D.1mm 3)螺线管式自感传感器采用差动结构是为了。 A.加长线圈的长度从而增加线性范围B.提高灵敏度，减小温漂 C.降低成本D.增加线圈对衔铁的吸引力 4)自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。 A.提高灵敏度B.将输出的交流信号转换成直流信号 C.使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 5)某车间用图3-14的装置来测量直径范围为E10mm±1mm轴的直径误差，应选 择线性范围为的电感传感器为宜（当轴的直径为E10mm±0.0mm时，预先调整电感传感 器的安装高度，使衔铁正好处于电感传感器中间位置)。 A.10mm B.3mm C.1mm D.12mm 6)希望远距离传送信号，应选用具有输出的标准变送器。 A.02V B.15V C.0 10mA D.4 20mA 2.请将图3-2b改为差动变面积式自感传感器。 3.差动变压器式压力传感器见图3-17a，其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔 铁的位移与输出电压的关系如图3-20所示。求： ·当输出电压为50mV时，压力p为多少千帕？ 2)在图a、b上分别标出线性区，综合判断整个压力传感器的压力测量范围是（线 性误差小于2.5%)。 A.050B.-6060VC.-5555D.-7070
第 3 章（电感传感器）在线练习 思考题与习题 1. 单项选择题 1 ） 欲测量极微小的位移，应选择自感传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为 1mm 左 右、分辨力为 1 m m 左右，应选择 _ 自感传感器为宜。 A. 变隙式 B. 变面积式 C. 螺线管式 2 ）希望线性范围为 ± 1mm ，应选择线圈骨架长度为左右的螺线管式自感传感器或差 动变压器。 A. 2mm B. 20mm C. 400mm D. 1mm 3 ） 螺线管式自感传感器采用差动结构是为了。 A. 加长线圈的长度从而增加线性范围 B. 提高灵敏度，减小温漂 C. 降低成本 D. 增加线圈对衔铁的吸引力 4 ）自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。 A. 提高灵敏度 B. 将输出的交流信号转换成直流信号 C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 5 ）某车间用图 3-14 的装置来测量直径范围为 Æ 10mm ± 1mm 轴的直径误差，应选 择线性范围为的电感传感器为宜（当轴的直径为 Æ 10mm ± 0.0mm 时，预先调整电感传感 器的安装高度，使衔铁正好处于电感传感器中间位置）。 A. 10mm B. 3mm C. 1mm D. 12mm 6 ）希望远距离传送信号，应选用具有输出的标准变送器。 A. 0~2V B.1~5V C.0~10mA D.4~20mA 2. 请将图 3-2 b 改为差动变面积式自感传感器。 3. 差动变压器式压力传感器见图 3 -17 a ，其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔 铁的位移与输出电压的关系如图 3-20 所示。求： • 当输出电压为 50mV 时，压力 p 为多少千帕？ 2 ）在图 a 、 b 上分别标出线性区，综合判断整个压力传感器的压力测量范围是（线 性误差小于 2.5% ）。 A. 0~50 B.-60~60V C.-55~55 D.-70~70
图3-20差动变压器式压力变送器特性曲线 4.有一台两线制压力变送器，量程范围为01MPa，对应的输出电流为420mA。求： 1)压力p与输出电流I的关系表达式（输入/输出方程）。 2)画出压力与输出电流间的输入/输出特性曲线。 3)当p为OMPa、1MPa和0.5MPa时变送器的输出电流。 4)如果希望在信号传输终端将电流信号转换为15V电压，求负载电阻RL的阻值。 5)画出该两线制压力变送器的接线电路图（电源电压为24V)。 6)如果测得变送器的输出电流为5mA,求此时的压力p。 7)若测得变送器的输出电流为OA,试说明可能是哪几个原因造成的。 8)请将图3-21中的各元器件及仪表正确地连接起来。 西④ ⊙：w⊙ 黑( 图3-21二线制仪表的正确连接 5.图3-22是差动变压器式接近开关感辨头结构示意图。 图3-22差动变压器式接近开关感辨头 1一导磁金属2一H型铁氧体
图 3-20 差动变压器式压力变送器特性曲线 4. 有一台两线制压力变送器，量程范围为 0~1MPa ，对应的输出电流为 4~20mA 。求： 1 ）压力 p 与输出电流 I 的关系表达式（输入 / 输出方程）。 2 ）画出压力与输出电流间的输入 / 输出特性曲线。 3 ）当 p 为 0MPa 、 1MPa 和 0.5MPa 时变送器的输出电流。 4 ）如果希望在信号传输终端将电流信号转换为 1~5V 电压，求负载电阻 R L 的阻值。 5 ）画出该两线制压力变送器的接线电路图（电源电压为 24V ）。 6 ）如果测得变送器的输出电流为 5mA ，求此时的压力 p 。 7 ）若测得变送器的输出电流为 0mA ，试说明可能是哪几个原因造成的。 8 ）请将图 3-21 中的各元器件及仪表正确地连接起来。 图 3-21 二线制仪表的正确连接 5. 图 3-22 是差动变压器式接近开关感辨头结构示意图。 图 3-22 差动变压器式接近开关感辨头 1 —导磁金属 2 — H 型铁氧体
1)请根据差动变压器的原理，正确地将01与力2串接起来。 2)请分析填空。 · 当导磁金属未靠近差动变压器铁心时，由于差动变压器的结构完全对称，所以)21 与0a 0。为 ·当温度变化时， 021与 2同时 。仍为 ,所以采用 差动变压器可克服 当导磁金属靠近差动变压器铁心时， 1变 M2变 01变 2变 ，所以0。 力。的相位与立 立：的频率约为 较合适。 6.图3-23是差动变压器式振动幅度测试传感器示意图。请分析其测量振幅的原理， 并填空。 N.U2 图3-23差动变压器式振幅传感器 1一振动体2-弹簧片式悬臂梁3一连杆4一衔铁5-差动变压器线圈 当振动体因振动而向左位移时，由于衔铁 性较大，所以留在原来位置，基本不 动，所以相对于差动变压器线圈而言，相当于向 位移。N1与N21之间的互感 量量M1，所以U21 _。而W1与N22之间的互感量量M2 所以U22。Uo=U21-U22,其绝对值与振动的 (幅值x/速度ⅴ /加速度a)成正比，而相位与Ui (同相/反相)。反之，当振动体向右位移 时，衔铁向位移，U。与Ui 相。 7.图3-24所示为电感式转速传感器和市售的磁电式（又称电磁感应式）转速传感器 测量转速和转角的原理示意图。请根据学过的电工知识，比较它们测量转速的工作原理有何
1 ）请根据差动变压器的原理，正确地将 与 串接起来。 2 ）请分析填空。 • 当导磁金属未靠近差动变压器铁心时，由于差动变压器的结构完全对称，所以 与 __________ ， 为 __________ 。 • 当温度变化时， 与 同时 __________ ， 仍为 _______ ，所以采用 差动变压器可克服 __________ 。 • 当导磁金属靠近差动变压器铁心时， 变 __________ 、 变 __________ ， 变 __________ 、 变 __________ ，所以 __________ 。 的相位与 __________ 。 • 的频率约为 __________ 较合适。 6. 图 3-23 是差动变压器式振动幅度测试传感器示意图。请分析其测量振幅的原理， 并填空。 图 3-23 差动变压器式振幅传感器 1 —振动体 2- 弹簧片式悬臂梁 3 —连杆 4 —衔铁 5- 差动变压器线圈 当振动体因振动而向左位移时，由于衔铁 ______ 性较大，所以留在原来位置，基本不 动，所以相对于差动变压器线圈而言，相当于向 ______ 位移。 N 1 与 N 21 之间的互感 量量 M 1 ______ ，所以 U 21 ______ 。而 N 1 与 N 22 之间的互感量量 M 2 ______ ， 所以 U 22 ______ 。 U o = U 21 - U 22 ，其绝对值与振动的 ______( 幅值 x / 速度 v / 加速度 a ）成正比，而相位与 U i ______ （同相 / 反相）。反之，当振动体向右位移 时，衔铁向 ______ 位移， U o 与 U i ______ 相。 7. 图 3-24 所示为电感式转速传感器和市售的磁电式（又称电磁感应式）转速传感器 测量转速和转角的原理示意图。请根据学过的电工知识，比较它们测量转速的工作原理有何
本质区别，并分别写出图a和图b所举实例中转速n的计算公式。本图所示的磁电式探 头是否需要激励电源？为什么？ @ 图3-24两种测量转速的方法 a)电感式b)磁电式（电磁感应式） ·被测旋转体（钢质齿轮)2一导磁铁心3一线圈4一永久磁铁5一汽车发动机 曲轴转子 fin一激励源频率z一齿数T一传感器输出脉冲的周期 8.生产布料的车间用图图3-25所示的装置来检测和控制布料卷取过程中的松紧程 度。请分析填空。 图3-25差动变压器式张力检测控制系统 1一变速传送电动机2一传动辊3一导向辊4一张力辊5一衔铁6一砝码 7一卷取辊8一布料9一伺服电动机 当卷取辊转动太快时，布料的张力将 (增大/减小)。导致张力辊向 (上/下)位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。W21与N1之间 的互感量M1(增加/减小)，W22与N1的互感量M2。因此U 21 (增大/减小)，22_，经差动检波之后的U0为 (负/正) 值，去控制伺服电动机，使它的转速变一（快/慢），从而使张力恒定
本质区别，并分别写出图 a 和图 b 所举实例中转速 n 的计算公式。本图所示的磁电式探 头是否需要激励电源？为什么？ 图 3-24 两种测量转速的方法 a ）电感式 b ）磁电式（电磁感应式） • 被测旋转体（钢质齿轮） 2 —导磁铁心 3 —线圈 4 —永久磁铁 5 —汽车发动机 曲轴转子 f in —激励源频率 z —齿数 T —传感器输出脉冲的周期 8. 生产布料的车间用图图 3-25 所示的装置来检测和控制布料卷取过程中的松紧程 度。请分析填空。 图 3-25 差动变压器式张力检测控制系统 1 —变速传送电动机 2 —传动辊 3 —导向辊 4 —张力辊 5 —衔铁 6 —砝码 7 —卷取辊 8 —布料 9 —伺服电动机 当卷取辊转动太快时，布料的张力将 _________ （增大 / 减小）。导致张力辊向 ________ （上 / 下）位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。 N 21 与 N 1 之间 的互感量 M 1 _______ （增加 / 减小）， N 22 与 N 1 的互感量 M 2 _______ 。因此 U 21 ______ （增大 / 减小）， U 22 ______ ，经差动检波之后的 U o 为 ______ （负 / 正） 值，去控制伺服电动机，使它的转速变 ______ （快 / 慢），从而使张力恒定
9.请参考图3-25的原理，构思一个测量向日葵日生长量（高度）的测量仪器。请你 画出向日葵、两只导向滑轮、细线、差动变压器、衔铁、测量转换电路、指针式毫伏表等元 器件，应使读者能看清他们之间的安装关系，并简要说明其工作原理
9. 请参考图 3-25 的原理，构思一个测量向日葵日生长量（高度）的测量仪器。请你 画出向日葵、两只导向滑轮、细线、差动变压器、衔铁、测量转换电路、指针式毫伏表等元 器件，应使读者能看清他们之间的安装关系，并简要说明其工作原理