第三章习题 常用传感器
一、选择题
1.电涡流式传感器是利用（ ）材料的电涡流效应工作的。 A.金属导电 B.半导体 C.非金属 D.PVF2
2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（ ）。 A.电压放大器 B. 电荷放大器 C.前置放大器 3. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高（ ）。 A.电压灵敏度 B.电荷灵敏度 C.电压和电荷灵敏度 4.调频式电涡流传感器的解调电路是（ ）。 A.整流电路 B.相敏检波电路 C.鉴频器
5. 压电式加速度传感器的工作频率应该（ ）其固有频率。 A.远高于 B. .等于 C远低于 6.下列传感器中（ ）是基于压阻效应的。 A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻
7.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（ ）成正比。 A.位移 B.速度 C.加速度
8.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（ ）的表面上产生电荷量。 A.机械轴 B.电轴 C.光轴 9.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（ ）。 A.大得多 B.相接近 C.小得多
10.金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（ ）来决定的。 A.贴片位置的温度变化 B. 电阻丝几何尺寸的变化 C.电阻丝材料的电阻率变化
11.电容式传感器中，灵敏度最高的是（ ） 。 A.面积变化型 B.介质变化型 C.极距变化型
12. 极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为（ ） A.电容量微小影响灵敏度
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B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线形误差 C.非接触测量
13.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为（ ）效应。
A.压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电
14.下列传感器中，能量控制型传感器是（ ）和（ ），能量转换型传感器是（ ）和（ ）。
A.光电式 B.应变片 C.电容式 D.压电式
二、填空题
1.可用于实现非接触式测量的传感器有＿＿＿和＿＿＿等。 2.电阻应变片的灵敏度 表达式为S?dR/R?1?2???E，对于金属应变片来说：S=＿dl/l＿＿，而对于半导体应变片来说S=＿＿＿。
3.具有＿＿＿的材料称为压电材料，常用的压电材料有＿＿＿和＿＿＿。
4.当测量较小应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片。 5.电容器的电容量C??0?A，极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：＿＿＿。 ?6. 极距变化型的电容传感器存在着非线形度，为了改善非线形度及提高传感器的灵敏度，通常采用＿＿＿的形式。
7. 差动变压器式传感器工作时，如果铁芯做一定频率的往复运动时，其输出电压是＿＿＿波。
8.光电元件中常用的有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。
9.不同的光电元件对于不同波长的光源，其灵敏度是＿＿＿。
10.发电式传感器有＿＿＿、＿＿＿等，而参量式的传感器主要是＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿等。
11.压电传感器在使用＿＿＿放大器时，其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。 12.超声波探头是利用压电片的＿＿＿效应工作的。 13.电阻应变片的电阻相对变化率是与＿＿＿成正比的。
14.电容式传感器有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿3种类型，其中＿＿＿型的灵敏度最高。 15.霍尔元件是利用半导体元件的＿＿＿特性工作的。
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参考答案
一、选择题
1.A 2.B 3.B 4.C 5.C 6.B 7.B 8.B 9.C 10.B 11.C 12.B 13.D 14.B；C；A；D
二、填空题
1.涡流式；电容式 2.S?1?2?;S??E
3.压电效应；石英晶体；压电陶瓷 4.压阻效应；应变效应 5.S?dC?0?A?d??02???0
6.差动连接 7.调幅波
8.光敏电阻；光敏晶体管；光电池 9.不相同的
10.磁电式；压电式；电阻；电容；电感 11.电荷 12.逆压电 13.应变值ε
14.面积；极距；介质；极距 15.磁敏特性（霍尔效应）
典型例题
例1.以阻值R=120Ω，灵敏度S=2的电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成的电桥，供桥电压为3V，并假定负载为无穷大，当应变片的应变值为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥的灵敏度。 （με：微
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应变，即 10?6 ）
解：（1）单臂电桥输出电压。
① 当应变片为2με时，
1?Ruo??ui4R1 ??????S???ui41??????2?2?10?6?3?3?10?6(V)4② 当应变值为2000με时的输出电压为
1uo??2?2000?10?6?3?3?10?3(V)
4（2）双臂电桥输出电压。
①当应变片为2με时，
1?Ruo??ui2R1 ??????S???ui21??????2?2?10?6?3?6?10?6(V)2②当应变值为2000με时的输出电压为
1uo??2?2000?10?6?3?6?10?3(V)
2（3）双臂电桥比单臂电桥的电压输出灵敏度提高一倍。
例2.有一钢板，原长l?1m，钢板弹性模量E?2?1011Pa，使用BP-3箔式应变片R=120Ω，灵敏度系数S=2，测出的拉伸应变值为300με。求：钢板伸长量?l，应力?,?R/R及?R。如果要测出1με应变值则相应的?R/R是多少？ 解：因为?l/l??，则有
?l?l???1?300?10?6?3?10?4?m??0.3(mm)????E?300?10?6?2?1011?6?107(Pa)?R?S???2?300?106?6?10?4R?R?R?S???120?6?10?4?7.2?10?2(?)
如果要测出1με应变值，则
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?R?S???2?1?106?2?10?6 R第 20 页 共 31 页