重庆大学机械工程测试技术第六章 传感器测量原理

第六章 传感器原理与测量电路

习题

（一）填空题

1、 属于能量控制型的传感器有 电阻、电感、电容、涡流 等，属于能量转换型的传感器

有 压电、磁电、热电偶 等（每个至少举例两个）。

2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用 金属丝的几何变形

引起的电阻变化，后者利用 半导体材料的电阻率变化 变化引起的电阻变化。 3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影

响，实际应用时常常采用 差动 工作方式。

4、 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式： 电荷 放大器和 电压 放大器，后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的。

5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 涡电流 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 mv / (m/s) 。

7、 压电式传感器是利用某些物质的 压电效应 而工作的。 （二）选择题

1、 电阻应变片的输入为 2 。

（1）力 （2） 应变 （3）速度 （4）加速度 2、 结构型传感器是依靠 3 的变化实现信号变换的。

（1）本身物理性质 （2）体积大小 （3）结构参数 （4）电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 4 。

（1）位移 （2）材质鉴别 （3）探伤 （4）非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入，成 2 关系。 （1）非线性 （2）线性 （3）反比 （4）平方

5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 3 。 （1）长度 （2）截面积 （3）电阻率 （4）高通

6、 压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器的 3 产生变化。 （1）固有频率 （2）阻尼比 （3）灵敏度 （4）压电常数

7、 在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是 4 传感器。 （1）电容式 （2）压电式 （3）电阻式 （4）电涡流式

8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙变化时，其灵敏度S与之间的关系是：S＝

4 。 （1）k1 （2）k （3）k2 （4）k2

9、 光电倍增管是利用 2 效应制成的器件。 （1）内光电 （2）外光电 （3）光生伏特 （4）阻挡层 10、光敏元件中 3 是直接输出电压的。

（1）光敏电阻 （2）光电阻 （3）光敏晶体管 （4）光导纤维

11、下列传感器属于发电型位移传感器的是（ D ）。

A.电阻式位移传感器 B.电容式位移传感器 C.电感式位移传感器 D.磁电式位移传感器 12、测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ A ）

A．容栅型 B．变极距型 C．变介质型 D． 变极板面积型 13、在光栅式位移传感器中，为了分辨小于栅距W的位移量，必须采用（ D ）。

A． 放大电路 B． 辨向电路 C． 微分电路 D． 细分电路 14、可用作测量小位移的传感器有（ A ）。

A．电涡流传感器 B．感应同步器 C．光栅 D．磁尺

15、压电传感器是高内阻传感器，因此，要求前置放大器的输入阻抗（ A ）。

A．很高 B.较高 C．很低 D．较低

压电式传感器的内阻抗很高，而输出的信号很弱，因此一般不能直接显示和记录，也不能做静态信号的测量。它的测量电路需要一个高输入阻抗的前置放大器作为阻抗匹配，这样才能防止电荷迅速泄漏，从而使测量误差减小。 16、半导体应变片的工作原理是基于（ C ）。

A. 压磁效应 B. 压电效应 C. 压阻效应 D. 霍尔效应

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ √ ） 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ √ ）

3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ × ） 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（ × ） （四）简答和计算题

1、 哪些传感器可选作小位移传感器？(电涡流传感器，电容传感器，微波测距传感器，激

光传感器)

2、 涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流式传感器能否测

量大位移量？为什么？

3、 电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？轴径向位移、径向振动、转速

测量、胀差测量等

4、 电涡流传感器能否测量塑料物体移动的位移？若能测量理由是什么？不能测量理由是

什么？应采取什么措施改进，就可以用电涡流传感器测量了。 5、 压电式加速度传感器与压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 6、 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1） 用简图说明该传感器的结构并简要说明其作用原理； （2） 两个线圈通常应该接在什么电路中？用图说明如何接法。

7、 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r4(mm)，工作初始极板间距离

00.3(mm)，介质为空气。问：

（1） 如果极板间距离变化量1(m)，电容的变化量C是多少？

（2） 如果测量电路的灵敏度k1100(mVpF)，读数仪表的灵敏度k25（格／mV）在1(m)时，读数仪表的变化量为多少？ 8、 选用传感器的基本原则是什么？ 9、 什么是物性型传感器?

10、什么是压电效应？

11、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器？ 12、什么是结构型传感器?