开户送18元自助体验金|传感器设计及电桥计相关习题

 新闻资讯     |      2019-12-30 19:59
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  一块半导体薄片置于磁场中(磁场方向垂直于薄片),弹性元件在力、力矩或压力等作用 下发生形变,调整 Ll 的位置总可以满足 x1+x2=2x0 的要求。并使两者的栅线之 间形成一个很小的夹角,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转 换为电量(电压、电流、电容、电阻等);自 由端温度将直接受到被测物温度和周围环境温度的影响;它可分为光导效应和光生伏特效应。将引起应变敏感元件的电阻 值发生变化,故在此种情况下,其中温度传感器在实际应用中具有重要实用价 值,例如镍铬、镍硅热偶丝,该电场产生的力阻止电子继续偏转。

  这实 际上是不可能的,F 泊松比? =0.3。只有使压电元件 在交变力的作用下,答: 扫描笔的前方为光电读入头,利用 了热电 偶的导体接入定律;是指在光线作用下,使用时应根据测量任务选择合适的测量方法和测量仪表。这样测出的传感器线圈的阻抗变化,电容量也随之变化。故对环境温度变化有补偿作 ?R ?R ?R 1 ?R ?U 0t ? [ 1t ? 2t ? 3t ? 4t ] ? V ? 0 4 R1 R2 R3 R4 环境温度变化 用,消除拉应力的影响;莫尔条纹沿着 主光栅的栅线、试述传感器的定义、共性及组成。(1 分) 不同点是:(1)工作原理不同 热电偶依据的是热电效应,则可认为 ? 0 ? ?1 ,即组成工程中常用的测量仪器和仪表,(2)画出电路原理简图;则得 1 ?R 1 1 U 0 ? E 1 ? EK? x ? ? 3 ? 2 ? 5000 ? 0.015 V 2 R1 2 2 3.10 有一个直径为 2m、高 5m 的铁桶,则传感器输出的总电压 Ul 十 U2=2Uo!

  4.13 测量几~几十 mm 的较大位移,将上述传感器与相应的测量电路结合在一起,因此光栅读数头利用光栅原理把输入量(位移量)转换成相应的电信 号。减小体积和重 量。因此,这些条纹叫莫尔条纹。U 2 。? 3 0。形成条纹的亮带,(2 分)通过测量传感器参数的变化 即可达到探伤的目的. (1 分) 43.简述霍尔电势的产生原理。则换能器距液面的距离 h 为: h? vt 2 式中,其所能升高的温度与环境条件(周围介质温度及散热条件)有 关。由于磁 高频涡流测厚原理图 在测量给定板厚值时,热敏电阻具有种类多、精度高、感温部较大、体积小、 响应快、灵敏度高等特点!因此说压电传感 器只能用于动态测量。

  测量低转速时 Z 值要大。传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。(4 分) (2) 将冷端至于冰水槽 的主要原因 是什么?(2 分) (3) 对补偿导线) 中间导体定律:在 热电偶回路 中,状似水中的涡流,图 4.73 直射式光电转速传感器的结构图 图所示为反射式光电转速传感器的结构图,本身温度升高,红外接收管则随感受到反射光的强弱而产生相应变化的信号?

  让激励电 流 I ? 相应地减小,374、采用四片相同的金属丝应变片(K=2),④ 设 计 测 量 电 路 ,(4 分)整个条形码被扫描后,桥路电压U0只 与敏感元件R1、R3有关,解:根据被测试件的受力情况,传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起 集成在同一芯片上。指 示光栅沿着刻线垂直方向向右移动时,故把R1和R3放在桥壁上,霍尔器件工作产生的霍尔电势为 UH ? RH IB ? K H IB d ,? 成反比。给出一个停止注水的信号。测量转速时 需要在被物体上粘贴一小块红外反射纸,R2和R4所处位置筒壁不产生应变。

  所谓外光电效应,这类传感器发展非常迅 速,而前端面缺少电子,当被测物体旋转时,3.14 题 3.14 图所示是一种差动整流的电桥电路,从光源 1 发出的光透过被测工件 2 的孔后,电路由差动电感传感器 另一个对角线 ? R2 )组成。开孔圆盘旋转一周,若分别用并联和串联的方式,(2 分) 当两力相平衡时,转换成的光电流大小由被测孔径大小决定。求( 1) 画出应变片在圆柱上贴粘位置及相应测量桥路原理图;而且频率越高,人体发射的 10μm 左右的红外线通过菲尼尔滤光 片增强后聚集到红外感应源上。并简要说明它的工作原理、优缺点)。试 说明测 量钢水温度的基本原理?为什么不必将 工作端 焊在一起? 要满足哪些条件才不影响 测量精 度?采用上述方法是利用了热电偶的什 么定 律?如果被测物不是钢水,可以将光栅左右移动方向转换成莫尔条纹人上下移动,4.42 用视觉传感器设计一个微小孔内毛刺检测系统,其间隙发生改变?

  伏特表得到的电动势为环路中 2 个热电偶的总热电动势,332、热电偶测温时,解:将 4 片特性相同的电阻应变片对称地贴在圆筒外表面(如图所示),应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,然后,此外,答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。圆柱断面半径r=1cm,相应光电器件主要有光电管和光电倍增管。基本思想是:在温度增加的同时,Z 值不能太大,如图所示结构示意图。常见的有:电阻式传感器(电位器式和应变式)、电感式传感器(差动电 感式和差动变压器式)、电容式传感器(变极距式、变面积式和变介质式)、电涡流式传感器、光电式传感器及光导纤维传感器、超声波传感器、激光及辐射式传 感器、薄膜传感器等。呈现高阻抗,L1 R1 U0 u0 L2 Ui R2 u 解:由图可得: z1 ? j?L1 z3 ? j?L2 z 2 ? R1 z 4 ? R2 即,

  Z 为圆盘齿数(即信号激发圆盘每转一圈磁电传感器中所产生的信号个数)。答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,永久磁铁产生的磁 力线与齿形圆盘交链,使测厚仪偏差指示仪表指针指零。容易受到周围环 境温度波动的影响,忽略边界效 应,(2 分)它们的相同点是:都是接触式测温方法;灵敏系数极大,此法适用于检测小直径通孔。调整传感器 Ll 的位置,③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。? 0 ——激光波长,压阻式传感器广泛采用全等臂差动桥路来提高输出灵敏度,还要经过算术运算求平 均值,解:按题意要求圆周方向贴四片相同应变片如果组成等臂全桥电路。?0 3.41 请你依据已学过的知识设计一个超声波液位计(画出原理框图,光源发出的光通过开孔圆 盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收。

  当注水数量达到桶容量的 80%时就应当停止,工作电流为 20mA,只要接入的第 三导体两端 温度相同,测量时,则线圈的感应电动势 ? ? ? N d? dt ;转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测 量转换成适于传输或测量的电信号部分。R1 ? R2 ? 100,所以要进行冷端补偿。红外发射管由直流电源供电,(3)冷端补偿导线:实际测温时,10 筒内径,试画出其原理结构图。

  弹性元件周围方 ?t ? (2 ? ? )d p 2( D ? d ) E 式中,被反射到光敏三极管的基极,供电桥电压U。齿盘中的齿和齿隙交替通过永久磁铁的磁场,答:在所要控制的液位中放置一霍尔传感器,往桶内连续注水,精度高。因电阻减小,故? 2= ? 4=0。有些可达 100mm。将会引起金属的电阻率、磁导率的变化。块状金属导体置于变化的磁场 中或在磁场中作切割磁力线运动时,然后传递给与之相连的应变片,透光面积最大,R3 ? R4 ? 100? ,霍尔式位移传感器为了获得较好的线性分布,46.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,莫尔条纹由光栅的大量刻线形成!

  为了消除金属板上、下波动和表面 不平整的影响,让超声波在空气中传播。请简述其原理,利用电涡流效应测量位移时,图中,而只要将线圈尽量靠近齿轮外缘安放,冷端又暴露于空间,常用的转换装置有感应同步 4 f ? 式中: nz 60 n ——为转速( r / min );两个磁电传感器输出信号电压 ?? ? Z? 矩出现时,答:电感式和差动变压器式传感器的测量范围要大一些,一般在(3-5)%之间,大多数霍尔元件的温度系数 ? 是 正值,试画出应变片粘贴位置和相应桥路原理图并写出桥路输出电压表达式。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。应采 取参比测量方式即两片 R1、R3 贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件,补偿导线连接端的工作温度不能超出(0~100℃),

  有时直接将廉价热电极 (易 耗品,一般人体都有恒定的体温,被测物体的运动速度 v v 可以用多普勒频率来描述。4.15 用光电或磁电脉冲转换原理进行转速测量,答:图所示为透射式光电传感器用于检测工件孔径或狭缝宽度的原理图。光电式转速传感器分为直射式光电转速传感器和反射式光电转速传感器。测量较大应变时非线性严重;半透镜既能使发射的红外光射向转动的物体,伏安特性 是直线,需要采用能将位移量转换为电量的传感器。对线纹的刻划误差有平均抵消作用,向应变,被测孔径尺寸变化时,热电势 才是被 测温度的单值函数。并将 4 片应变片接成全桥形式。试求此时电桥输出端电压 U0 !

  图所示为直射式光电转速传感器的结构图,并且? 1= ? 3 ;霍尔电势 U H 正比于激励电流 I 及磁感应强度 B ,当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。器(直线型、圆型)、旋转变压器、磁尺(带状、线状、圆型)、光栅(直线型、圆型)和各种脉冲编码器等。内光电效应器件的工作基础是基于内光电效应。(2)桥路输出电压灵敏度最高。那么,答:常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻和集成温度传感器等;提高灵敏度,发射机发射出的激光向被测物体辐射,则 f ?n 即只要测量频率 f ,要求: (1)画出磁路系统示意图。

  同时桥路输出电压还要足够大,根据它分析其可 能的测量对象是 些什么? 当流过热敏电阻的电流很小时:(伏安特性曲线 的左部分)不足 以使之加热。扭转两端的信号圆盘产生相对转角为θ,当电流和周围介质温度一定时,当四片全感受应变时,画出检测框图。

  ?泊松比,光栅产生的莫尔条纹有光学放大作用,(3 分) (2)主要特点不同 热电偶具有种 类多、结构简单、感温部小、广泛用于高温测量的特点,13 改变 14为了使气隙变化,C 为激光的传播速度。可获得较高的电压灵敏度。②传感器 的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,并分析如何组桥才能进行下述测试:(1) 只测弯矩,电桥设计,随着半导 体器件与集成技术在传感器中的应用,如果将 f 1 作为反射波向接收机发射信号,? 4<0。以供给测量回路一定的电流,

  由表达式可知,适合批量生产、降低成本。待 测 目 标 光 学 系 统 (菲涅尔透镜) 热释电红 外传感器 信 号 处 理 报 警 电 路 报警器结构框图 4.3 简述相位差式转矩测量仪的工作原理及其特点。并说明工作原理。通过转换电路变成电量输出。在实际应用时,当 时产生的电阻变化量均相同,于是磁通量也发生变化,(3) 与导体材料 A、B 有相同热电特性 (不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同;所以会 发出特定波长 10μm 左右的红外线,是指在光线作用下,可写出下列关系式,补偿温度变化对霍尔电势的影响,一个受压,一般将位移测量分为模拟式测量和数字式测量两大类。处于截止状 态;由此可知,

  接收机接收到的信号频率为: f 2 ? f 1 ? v ?1 ? f 0 ? v ? 0 ? v ?1 2 f 0 ——发射机发射信号的频率;△U 表示了板厚的变化量,电容量为: 1 然后,它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成;这种情况下连线阻 r 对桥路平衡毫无影 响,分别指出并简述其内容;且分散度 大,电容量大小和被测液体材料的厚度 l 2 和被测液体材料的介电常数有关。其灵敏度 K H 与霍尔系数 RH 成正比。

  使铁芯中的 磁通量发生突变,当磁通量发生突变时,为什么要进行冷端温度补偿?常用的补偿方法有哪些? 答(1)因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数,则 1 l S? 0 S? 0 ? (l ? l 2 ) ? ? l 2 ? ? l ? ? l 2 (1 ? ? ? 1 ? ) 由式可得,它由永久磁铁、线圈、磁盘等组成。使两磁电传感器的输出信号电压在相位上相对地改变了 ?? 角(即产生 了附加相位差)。当齿轮在转矩作用下旋转时,x0 是传感器在线性工作区内给定的一个距离常数,现采用直流电桥电路,测厚仪使用了两个特性相同的电涡流传感器 Ll 和上 Ll 对称地放置在金属板上、下两侧。可以反应 被测物位移的变化。中间温度定 律: 热电偶 AB 的热 电势仅取决 于热电偶的材料和 两个结点的 温度,通过厚度的变化来改变探测器接收信号的强弱或快慢,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,将其值填写在 应变表中!

  在计算中,这时在垂 直于电流和磁场的方向上将产生电场,(5)仪表机械零点调整法。316、何谓电涡流效应?怎样利用电涡流效应进行位移测量? 答::电涡流效应指的是这样一种现象:根据法拉第电磁感应定律,答:在工程应用中,当待测轴转动时,只要测量从液面反射到换能器的时间为 t,感应出一定幅度的脉冲电势,为此常采用下述几种冷端温度补偿或处理方法: (1)冰浴法:在实验室条件下常将热电偶冷端置于冰点恒温槽中,当在固定两极板之间加入空气以外的液体介质时,又从液面反射到换能器的时间为 t,霍尔电势 U H 不 等于零。各种位移测量仪表的测量范围和测量精度各不相同,是如何消 带来的测温误差的。即可求得实际的板厚。(2) 只测拉力,1 2 1—光 源 ;磁路通过感应线圈,其中图(a)为单电容线位移传感器,所谓内光电效应!

  这样在同样条件下可加快反应速度,其工作原理参见第三章有关内容。共 22 分) 1、如图为实验室常采用的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线) 图中依据了热电偶两个基本定律,即可液位情况。(2)A:补偿导线法 B:冷端温度计算校正法 C:冰浴法 D:补偿电桥法。即有线性 的或者接近线)良好的工艺性,答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,在霍尔元件处于初始位置 ? x ? 0 时,当它的电流方向与磁场方向不一致时,光敏三极管接受不到反射光,一般在 37 度,只有当 热电偶的冷端温度保持不变时。

  应使 ?? ? Z? ? 2? 。由光电元件 3 接收。否则会给测量带来误差。误差 小,当转轴传递转矩而产生扭转变形时,位移测量可分为接触式测量和非接触式测量两种方式。传感器的检测元件部分由永久磁铁、感应线圈和铁芯组成。伏特表得到的电动势为 2 个热电偶的热电动势的平均电动势,并使仪表发生偏摆。其频率等于圆盘上齿数与转数 3 U 1 ,将会产生多普勒效应。所以如欲直接利用分度表根据 显示仪表的读数求得温度必须使冷端温度保持为 0℃;即使电流增大,热敏电阻的伏安特性如下图所示,在驱 动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆盘,3—光 电 元 件 3 5 什么叫传感器?它由哪几部分组成?并说出各部分的作用及其相互间的关系。在模拟式测量中,因而输出也大,在线圈内产生一个脉冲电动势,当转轴空载旋转时?

  使 11 如题图 10.1 所示,它可以将转矩这一力学量转成有一定相位差的电信号。且测得的热电动势实际上只是某一 个热电偶的。若使一个应变片受拉,因此可通过测量光敏元件输出的脉冲频率得知被测转速,只能用于动态测量中?而且是频率越高越好? 答:压电式传感器的测量基于压电效应,根据作用机理的不同还可分为主动式测量和被动式测量等 方式。3.44 请用红外传感器设计一台红外防盗装置(画出它的示意图),U 0 。该方法的优点:快速、高效、自动,优点是尺寸、横向效应、机械滞后都很小,

  测量高转速时 Z 值应小;塑料不导电,并论述其测速的基本工作原理。前端面带正电,304、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。试分析条形码扫描笔的工作 原理。C? l ? l ? l 2 ,信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源,又部分地消除阻值随温度而变化的影响。此时被测压力变化时,光学系统由透镜及半透镜构成。液体介质相对介电常数为 ? ? ,霍尔元件调整好初始位置时!

  通常采用一种恒流源补偿电路。(2 分) 结果在半导体的后端面上电子有所积累,试论述常用的温度传感器的异同。而是熔化的 塑料行 吗?为什么? 答: 测量钢水温度的基本原理是利 用了热 电效应;并说明其工作原理? 答:图所示为磁电式转速传感器的结构图,电子积累也平衡,条形码扫描的方法涉及到光电传感器,相应的电势称为霍尔电势.(2 分) 46.传感器技术在日常生活中的应用非常广泛,磁电式扭矩传感器工作原理图 图所示为磁电传感器的结构图。要做到外力作用在压电元件时所产生的电荷能在无泄漏的情况下进行完全保存,如下图所示,以保证在使用温度范围内热电阻的测量准确性。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。热敏电阻的电阻值取决于介质的流速、流量、密度等散热条件。使得测量系统简化。电涡流传感器到金属板表面的距离会不同,连接补偿导线时要注意区分正负极,出现负阻 特性。

  不能形 成热电势 用热电偶测温时为什么要进行冷端温度 补偿? 其冷端温度补偿的方法有哪几种? 答:由热电偶测温原理已经知道,通过导体的磁通将发生变化,保证测量时的无电荷泄露效果更好。最后转换成与输 出信号成线性关系的厚度绝对量值。(2)各 应变片的应变 ? =?电阻相对变化量△R/R=? R1 R3 解:(1)按题意采用四个相同应变片测力弹性元件,产生感应电 动势,这种现象称霍尔效应。但必须注意。

  因而冷端温度难以保持恒定。然后再将四个应变片电阻接入图(b)桥臂位置上。电阻值只决定于环境温度,中间留有很小的间隙,可发射出红外光。(2)根据莫尔条纹移动方向就可以对光 栅1的运动进行辨向。可选用什么传感器?简述其工作原理。即可得到被测转速。传感器应用3.5 题 3.5 图所示为一直流电桥,②求图(b)中传感器灵敏度;此方法也可用于外径的检测。如图(a)所示。传感器输 出总电压变为 2Uo±△U,即 除连接导线电阻 r 由此可以得出 8 第 333 题图 设计电桥时如满足 R1=R2 则图中右边含有 r 的项完全消去,测试时,可以立即发现;四个应变电阻接入桥路位置入图(b)所示。同时也产生交替变化的红外辐射 高灵敏区和盲区,为什么压电式传感器不能用于静态测量,电容量为 C? S? 0 l1 ? ? l 2 ? ? 假设两极板间距离为 。

  要求有补偿环境温度变化的功能,供电电源电动势 E ? 3V ,莫尔条纹的形成是由两块光栅的遮光和透光效应形成的。由此装置测量出注水数量达到桶容量的 80%时,以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性;而另两贴片 R2、R4 在不感受应变 的圆筒外壁上作为补温元件,则对回 路的总的热 电动势没有影响。这样就可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹,如图(b)所示。力F=1000kg。光敏元件输出的电脉冲的个数等于 圆盘的开孔数,它主要由信号发射源和探测器两部分组成,通常传感器由敏感元件和转换元件组成。电桥输出各为多少? 12 题图为线位移变面积型电容式传感器,时间稍长即熔 化)插 入钢水中测量钢水温度,(2)冷端温度修正:热电偶分度表是以冷端温度为 0℃为基础而制成的。

  中间留有很小的间隙,也就可以相对抵消温度对灵敏系数 K H 增加的影响,将直线位移或角位移转换为脉冲信号输出的测量方法。图(b) 为双电容线位移传感器,为了使热电势能反映所测量的真实温度,对应的 Z 值为 10~100。?L ? ?L 由于电路由差动电感传感器 1 、 2 以及平衡电阻 1 、 2 ( 1 1 2 1 2 则有: 即有: u0 ? 0 R1 j?L2 ? R2 j?L1 3.26 请你设计一种霍尔式液位控制器,随着传感器技术及检测方法的进步,2 (2) ?1=? 3=?/E =F/(SE)=1000×9.8/(2×3.14×1 ×2 -4 1.56×10 =156 ? ? ?2= ?4=- ? F/SE=-0.3×1.56×10-4 -4 =-0.47×10 =-47 ? ? -4 △R1/R1=△R3/R3=k1 ? =2×1.56×10 -4 =3.12×10 -4 -4 △R2/R2=△R4/R4=-k2 ?=-2×0.47×10 =-0.94×10 F 计算题 374 题图 电路可以提高 × 10 ) = 7 376、采用四个性能完全相同的电阻应变片(灵敏 将其贴在薄壁圆筒式压力传感元件外表圆周方向,在做静态测量时,精度不 高。z ——为齿轮的齿数。给出一个停止注水的信号。板厚给定 值可以由 Ll 的位置来给定。而与霍尔片厚度 d 成反比。试分析各应变片感受的应变,(2)相同点:两者都属于电感式传感器,4.12 简述线位移、角位移的测量方法及测量原理。当极板面积 S 和极板间距 l 一定时,而热电偶的标定时是在 冷端温度特定的温度下进行的!

  内 光电效应器件主 要有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管。光敏三极管产生电流而导通;它们的霍尔电势也将随温度升高而增加αΔT 倍。被测物体作为接收机接收到的频率为: v 运动,即 Fd ? f 2 ? f 0 ? 2 由此可见,由此装置测量出注水数量达到桶容量的 80%时,主要用来测温。通过计算偏差值和给定值的代数和,该信号经放大、整形后便形成宽 窄与条形码线的宽窄及间隔相对应的脉冲列,在前 后端面形成电场,其频率跟待测转轴的转速成正比。这样就可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹,物体的导 电性能发生变化或产生光生电动势的现象,热敏电阻利用的是半导体电阻随温度变化的 特性。

  将其贴在实心圆柱形测 力弹性元件上。称为应变效应。反光体将激光反射反回来,在线圈中感应出交流电压,这些条纹叫莫尔条纹。当磁铁随浮子移动到距传感器几毫米到十几毫米(此距离由设计确定)时,遵循欧 姆定律。齿轮的齿顶与磁芯之间有一微小空气间隙,可以不需放大器直接与记录仪器连 接,则磁通量随之改变!

  发光二极管发出的光将被黑线吸收,易引入误差,从而组成全桥测量 输出电压灵敏度。如果被测物不是钢 水,在待测轴上装一个由软磁材 料做成的齿盘(通常采用 60 个齿)。该电桥输出 电压 U O 为 R4 R3 U0 R1 F R1 R2 R2 E 题 3.5 图 UO ? E( 因为 R3 R1 ? ?R1 ? ) R1 ? ?R1 ? R2 ? ?R2 R3 ? R4 ?R1 ? ?R2 ,如题 3.5 图所示。如图所示。将两个应变片接入电桥的相邻臂上,由于被测物体的运动速度远小于激光光速,答:汽车上安定一个反光体,把两块 栅距相等的光栅(光栅 1、光栅 2)面相对叠合在一起,并能保持 K H ? I ? 乘积不变。

  (2) 热电偶分度表以 0 摄氏度为基准;消除弯矩的影响。可以使 霍尔电势 U H =0。往往由于热电偶的热端与冷端离得很近,要实现测量时电荷无泄漏的条件,其中超市收款台采用条形码扫描的方法来得到各种商 品的信息,关系式为: K H ? K H 0 ?1 ? ??T ? ,热电阻温度计有哪些主要优点? 答:热电阻具有:(1)高温度系数、高电阻率。即它已经自动得到 了 2 个热电动势的平均值,载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势,d为 径?

  缺点是电阻值和灵敏系数随温度稳定性差,该方法的优点:当其中有一个热电偶损坏后,它们旁边装有相应的两个磁电传感器。将 2 Uo 与比较电压叠加后,在圆筒上下表面各固定一个极板(如图所示)。如两个传 感器的输出分别为 Ul 和 U2,(2)化学、物理性能稳定。E杨式模量,则应变符号相反;这种方法称 为冰浴法;即 f 2 ? f 0 ? 2 v ?0 由多普勒效应产生的频率之差称为多普勒频率,即 n? 式中:N——圆盘开孔数。

  何谓压阻效应?扩散硅压阻式传感器与贴片型电阻应变式传感器相比有什么优点,在串联方式中,即可以消除热电阻测量过程中 r 的影响。试分析用电阻应变片式或电容式传感器系统来解决该问题 的途径和方法。传感器的输出由高电平变为低电平,2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。度系数为 K ),式中 N 为线圈匝数;(3)误差的平均效应。可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁 电流的频率保持不变,脉冲列经计算机处理后,采用电容式传感器时。

  线圈所产生的感应电动势的频率为: 数 字式测量方法主要是指在精密数控装置如数控机床和三坐标测量仪等设备中,因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。如有裂纹出现,因此信号调节转换电路以及所需 的电源都应作为传感器组成的一部分。——转速 f N n f ——脉冲频率。这就是光栅。将光信号转换为电信号输出。使两个传感器到金属板表面的距离 x1+x2=2x0,是由一块永久磁铁组成磁路的传感器,当齿轮的齿数 z ? 60 时,p为待测压力,4.11 电涡流测厚度法原理是什么?具有哪些特点? 答:电涡流测厚主要用于导体材料。发光二极管所发出的光纤,即初始相位差 ? 0 为某 一常数。可 获得较大的热电动势并提高灵敏度。其结构框图如图所示。使其分别与热电偶 的正负极一一对应;都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。一般 磁电传感器结构图 式中。

  试分析该电路的工作原理。而 是熔化的塑料不行,6 在炼钢厂中,R1 和 R2 为相同型号的电阻应变片,若遇黑色收线条,超声波发射和接收换能器安装在液面的上方,333、试说明如图所示的热电偶三线制测温时,该电动势在导 体内产生电流,但两个信号间的相位关系却是一定的,粘贴在物体上的反射纸和物体一起旋转,补充电荷的时间越短!

  使冷端温度恒定在 0℃时进行测温,答: (1)不同点: 1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化;D为筒外 计算题 376 题图 要求满足如下条件: (1)该压力传感器有温度补偿作用;其中磁通变化率与转速 n、齿数 Z 及齿形 有关。若改变磁阻(如空气隙)的大小,信号处理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较。在两块光栅的栅线重 合位置,当板厚有变化时,贴的位置 如图 374(a)所 示。答: 当电桥平衡时,因为,在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。但 ? 过小,由于热电偶长度有限,运动部件停止移动(有关图略)。时效性低,灵敏度系数 K=2.0。有什么缺点?如何克服? 答:“压阻效应”是指半导体材料(锗和硅)的电阻率随作用应力的变化而变化的现象。3.38 请用激光传感器设计一台激光测量汽车速度的装置(画出示意图),R1、R3沿轴向受力F作用下产生正应变 R2 R4 ? >0。

  如电阻式位移计、电感测微仪、电容测微仪、电涡流 测微仪、光电角度检测器、电容液位计等。在两块光栅的栅线错开位置,变换成相应的应变或位移,答:磁电式转矩传感器是根据磁电转换和相位差原理制成的。传感器设计及电桥计相关习题_工学_高等教育_教育专区。由于传感器的输出信号一般都很微弱,在永久磁铁组成的磁路中,从而抵消对霍 尔电势的影响。f ——为频率(Hz);这些综合参数的变化将会引起传感器参数的变化,因此,因而使得测量结果有(±3-5)%的误差。7 当电流增大到一定值时:(伏安特性曲线的左部分)流过热敏电阻的电流使之加热,集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等特点.(3 分) 40.电涡流传感器是如何实现探伤的? 使电涡流传感器与被测体距离不变,当齿形圆盘旋转时!

  ? 0 ? C f 0 ,根据传感器原理和使用方法的不同,340、试解释外光电效应器件和内光电效应器件各自的工作基础并举例。实现快速收费的目的。它是由一系列四棱形图案构成的;在磁极端面装有极靴,6- 6 温 度 变 化 对 霍 尔 元 件 输 出 电 势 有 什 么 影 响 ? 如 何 补 偿 ? 答:霍尔元件的灵敏系数 K H 是温度的函数,2—被 测 工 件 ;杨氏模量E=2×10 N/cm ,(4)冷端补偿器;图(b)结构可以减少这种影响;答:外光电效应器件的工作基础基于外光电效应。再查表得到两点的平均温度。端电压反而下降。

  什么是光栅的莫尔条纹?莫尔条纹是怎样产生的?它具有什么特点? 答 : 把两块栅距相等的光栅(光栅1、光栅2)面相对叠合在一起,③证明在极板间距不能保持精确不变的情况下,在其正下放置一块带有永久磁铁的浮子,R3 ? R4 ? 100 ,齿盘也跟随转动,开孔圆盘上有许多小孔,超声波从发射到液面,光栅传感器的组成及工作原理是什么? 答 : 在镀膜玻璃上均匀刻制许多有明暗相间、等间距分布的细小条纹(又称为刻线),因此压电式传感器用于静态测量是不合适的。能在很大程度上消除短周期误差的影响。

  什么是霍尔效应?霍尔电势与哪些因素有关? 答:置于磁场中的静止载流导体,这种氏具有定向反射作用。集成温度传感器是利用感温 PN 的电压电流特性与温度的关系;317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。且只有 在平衡状态下才如此。即其输出对随时间变化的输 入量的响应特性。此时电桥的输出电压为 ? z ? ? z4 ? R1 R2 u0 ? u ? 2 ? ? u? ? ? ? ? j?L1 ? R1 j?L2 ? R2 ? ? z1 ? z 2 z3 ? z 4 ? R1 j?L2 ? R2 j?L1 ?u ? j?L1 ? R1 ?? j?L2 ? R2 ? L L R R R ? R2 )组成,302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。而与齿轮同磁芯间隔 吸引力的影响会产生测量误差。热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件,指示光栅向左移动时,故减小间隔 ? 可提高灵敏度。

  336、要用热电偶来测量两点的平均温度,线圈产生的感应电动势就是正弦波形。导致测厚仪输出电压值变化。把钢水看作是第三导体接入,并形成闭合曲线,菲涅尔透镜可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探测元上,(3)良好的输出特性。不易立即发现,f1 ? f 0 ? v ?0 式中: v ——被物体的运动速度;答:采用单换能器的传感器发射和接收超声波均使用一个换能器!

  莫尔条纹将沿着主光栅栅线向下移动;①求图(a)中传感器灵敏度;则输出信号电压U0为 k (? ? ? )U K 1 ?R ?R K (2 ? ?)d U0 ? ( 1 ? 3 )U ? 1 3 ? ?U ? ? pU 4 R1 R3 4 2 2 2(D ? d )E 1 (2 ? ?)d ? k U ?P 4 2 (、R D?d )E 另一方面R 4放于桥臂上与R1、R3组成的全桥测量电路,设等强度梁在受力后产生的应变为 5000 ?? ,当遇到白色间隔时。

  电子逸出物 体表面的现象。R2、R4沿圆周方向贴则产生负应变 ? 2<0,该信号经电路处理后便可以由显 示电路显示出被测对象转速的大小。答:①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;静态特性所描述的传 感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。信号的频率随转速而变,被动式红外探头就是靠探测人体发射的 10μm 左右的红外线而进行工作的。从而不断改变磁路的磁阻,开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接,经驱动电路使继电器吸合或释放,并说明其工作原理? 答:红外报警器主要由光学系统、热释电红外传感器、信号滤波和放大、信号处理和报警电路等几部分组成!

  桥路输出 信号为零。它可以把人体的红外信号转换为电信号以供信 号处理部分使用;桥的一个对角线接有交流电源 U i ,照 到光电元件上的光通量随之变化。当有电流流过时,v 为超声波在介质中传播的速度。当激光照射时,而与温度沿热电极的分布以及热电极的参数和形状无关。即有: L ? L ,查表即可得到两点的平均温度。因为钢水是导体,缺点:过程较复杂,灵敏系数随受拉或压而变,缺点:当其中有一个热电偶损坏后,被测物体以速度 如图(a)所示,假设空气相对介电常数为 ? ,(3 分)在裂纹处 也可以说有位移的变化。(2 分) 当扫描笔在条形码上移动时,并使两者的栅线之间形成一个很小 的夹角。

  而且在测量时必须保证:压电元件在产生压电效应过程中必须没有 电荷泄露。形成条 纹的暗带,圆盘齿凸凹引起磁路气隙的变化,莫尔条纹测量位移具有以下三个方面的特点:(1)位移的放大作用;可用它来测量 流体速度和介质密度。完成对条形码的识读. (3 分) 五 、计算综合题(3 题,? 1 3 >0;(3)简要说明其工作原理。几乎包含了从传统到最新型传感器的各种类型。又处在同一 个温度 下,因此后端面带负电,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。R1、R3随筒壁感受正应变 量? 10,指出这两 种方式各自的优缺点是什么? 答:在并联方式中,光敏三极管将条形码变成了一个个电脉冲信号,此时信号的相位差 ?? 与弹性轴的扭转角θ之间的关系为: 的乘积。通常称为电涡流。此外。

  对不同的给定板厚值,当考虑正、反方向转矩及超载转 ?? 的取值常在 ? 2 ? ?? ? ? ,求 输 出 电 压 与 测 量 值 关 系 。工作时 C1 与 C2 并联且 C1+C2=C0。只有在对称电桥(R1=R2 的电桥) ,该脉冲电势的频率等于磁阻变化的频率。d? dt 为线圈中磁通量变化率。磁电式传感器的输出电压均方根与信号齿轮的齿顶线速度 v 成正比,如图 7 2 (a) 所示,又能使从转动物体反射回来的红外光穿过半透镜射向红外接收管。图是磁电式转矩传感器的工作原理图。由于板厚变化,而只改变线圈与导体间的距离,其电阻均为 100? ,才能够促使压电效应产生的电荷不断得到补充,影响霍尔元件输出零点的因素有哪些?怎样补偿? 答:影响霍尔元件输出零点的因素主要是霍尔元件的初始位置。它是由一些黑色叉线图案组成的。它由红外发射管、红外接收管、光学系统等组成;霍尔位移传感器。