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测试技术复习资料传感器第四章 考试重点

归档日期:10-15       文本归类:磁变仪      文章编辑:爱尚语录

  测试技术复习资料传感器第四章 考试重点_文学_高等教育_教育专区。测试技术传感器第四章 题型小结 一、选择题 1. 电涡流式传感器是利用什么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 A ) 2. 为消除压电传感器

  测试技术传感器第四章 题型小结 一、选择题 1. 电涡流式传感器是利用什么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 A ) 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( B ) 。 A. 电压放大器 B. 电荷放大器 C. 前置放大器 D. 电容放大器 3. 磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个( B ) 。 A. 一阶环节 B. 二阶环节 C. 比例环节 D. 高阶环节 4. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应( A )其固有频率。 A. 远高于 B. 远低于 C. 等于 D. 不一定 5. 随着电缆电容的增加,压电式加速度计的输出电荷灵敏度将( C ) 。 A. 相应减小 B. 比例增加 C. 保持不变 D. 不确定 6. 压电式加速度计,其压电片并联时可提高( B ) 。 A. 电压灵敏度 B. 电荷灵敏度 C. 电压和电荷灵敏度 D. 保持不变 7. 调频式电涡流传感器的解调电路是( C ) 。 A. 整流电路 B. 相敏检波电路 C. 鉴频器 D. 包络检波电路 8. 压电式加速度传感器的工作频率应该( C )其固有频率。 A. 远高于 B. 等于 C. 远低于 D. 没有要求 9. 下列传感器中哪个是基于压阻效应的?( B ) A. 金属应变片 B. 半导体应变片 C. 压敏电阻 D. 磁敏电阻 10. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的( B )成正比。 A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 频率 11. 石英晶体沿机械轴受到正应力时,则会在垂直于( B )的表面上产生电荷量。 A. 机械轴 B. 电轴 C. 光轴 D. 晶体表面 12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的( C ) 。 A. 大得多 B. 相接近 C. 小得多 D. 不确定 13. 光敏晶体管的工作原理是基于( B )效应。 A. 外光电 B. 内光电 C. 光生电动势 D. 光热效应 14. 一般来说,物性型的传感器,其工作频率范围( A ) 。 A. 较宽 B. 较窄 C. 较高 D. 不确定 15. 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( B )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 D. 电阻丝材料长度的变化 16. 电容式传感器中,灵敏度最高的是( C ) 。 A. 面积变化型 B. 介质变化型 C. 极距变化型 D. 不确定 17. 极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为(B ) A. 电容量微小影响灵敏度 B. 灵敏度与极距的平方成反比,间距变化大则产生非线性误差 C. 非接触测量 D. 两电容极板之间距离变化小 18. 高频反射式涡流传感器是基于( A )和集肤效应来实现信号的感受和变化的。 A. 涡电流 B. 纵向 C. 横向 D. 压电 19. 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( D ) 效应。 A. 压电 B. 压阻 C. 压磁 D. 逆压电 20. 下列传感器中,能量转换型传感器是( A ) A. 光电式 B. 应变片 C. 电容式 D. 电感式 21. 测试工作的任务主要是从复杂的信号中提取( C ) A. 干扰噪声信号 C. 有用信息 B. 正弦信号 D. 频域信号 D. 电容型 22. 压电式传感器是属于( B )型传感器 A. 参量型 B. 发电型 C. 电感型 23. 莫尔条纹光栅传感器是( B )的 A. 数字脉冲式 B. 直接数字编码式 C. 调幅式 D. 调频式 24. 磁电式绝对振动速度传感器的动态数学模型是( C ) A. 一阶环节 25. B. 二阶环节 C. 比例环节 C. PVF2 C. 不变 ) B. 极距成反比 D. 极距的平方成反比 C. 远低于 C. 鉴频器 D. 不确定 D. 鉴相器 D. 积分环节 D. 陶瓷材料 D. 不定 电涡流传感器是利用被测( A )的电涡流效应 A. 金属导电材料 B. 非金属材料 A. 变大 A. 极距成正比 C. 极距的平方成正比 28. A. 远高于 A. 电荷放大器 30. B. 等于 B. 相敏检波器 B. 变小 26. 当电阻应变片式传感器拉伸时,该传感器电阻( A ) 27. 极距变化型电容传感器的灵敏度与( D 压电式加速度传感器的工作频率应( C )其固有频率 29. 调频式电涡流传感器的解调电路是( C ) 高频反射式电涡流传感器,其等效阻抗分为等效电阻 R 和等效电感 L 两部分,M 为互 感系数。当线圈与金属板之间距离 δ 减少时,上述等效参数变化为( B ) A. R 减小,L 不变,M 增大 B. R 增大,L 减小,M 增大 C. R 减小,L 增大,M 减小 D. R 增大,L 增大,M 增大 31. 为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响,可采用( B ) A. 电压放大器 B. 电荷放大器 C. 相敏检波器 D. 鉴相器 32. 在测量位移的传感器中,符合非接触式测量且不受油污等介质影响的是( D )传感器 A. 电容式 B. 压电式 C. 电阻式 D. 电涡流式 33. 半导体热敏电阻随温度上升,其阻值( B ) A. 上升 A. 电压 A. 无关 B. 下降 B. 电荷 B. 不确定 C. 保持不变 C. 微分 C. 有关 D. 变为 0 D. 积分 D. 只限于测铜 34. 为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度,应选用( B )放大器 35. 涡流式位移传感器的输出与被测对象的材料( C ) 37. 自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时,其输出灵敏度( B ) A. 提高很多倍 B. 提高一倍 C. 降低一倍 D. 降低很多倍 A. 间隙的减小 C. 电流的增大 B. 间隙的增大 D. 电压的增大 38. 变间隙式电容传感器测量位移量时,传感器的灵敏度随( A )而增大 40. 41. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的( C )成正比 A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 时间 压电式传感器是高阻抗传感器,要求前置放大器的输入阻抗( A ) A. 很大 B. 很低 C. 不变 B. 二者相等 D. 不能确定 D. 随意 42. 半导体应变片的灵敏度和电阻应变片的灵敏度相比( A ) A. 半导体应变片的灵敏度高 C. 电阻应变片的灵敏试验高 43. 若石英晶体沿机轴受到正应力,则会在垂直于( C )的面上产生电荷 A. 机轴 B. 电轴 C. 光轴 D. 都不 44. 压电式传感器是个高内阻传感器,因此要求前置放大器的输入阻抗( B ) A. 很低 B. 很高 C. 较低 D. 较高 45. 极距变化型电容式传感器,其灵敏度与极距( D ) A. 成正比 B. 平方成正比 C. 成反比 D. 平方成反比 46. 随电缆电容的增加,压电式加速度计的输出电荷灵敏度( A ) A 相应减小 B 比例增加 C 保持不变 D 不确定 47. 压电式加速度计,其压电片并联可提高( B ) A. 电压灵敏度 B. 电荷灵敏度 C. 电压和电荷灵敏度 D. 电流灵敏度 48. ( B )的基本工作原理是基于压阻效应 A. 金属应变片 B. 半导体应变片 C. 压敏电阻 D. 压电陶瓷 49. 可变磁阻式电感传感器,当线圈匝数 N 及铁芯截面积A0 确定后,原始气隙 δ0 越小,则 电感 L( B ) A. 越小 A. 电压放大器 C. 电流放大器 B. 满足不失真条件 C. 阻抗匹配 B. 电荷放大器 D. 功率放大器 D. 越大 50. 压电晶体式传感器其测量电路常采用( B ) 二、填空题 1. 涡流式传感器的变换原理是利用金属导体在交流磁场中的 。 感应电动 势 2. 磁电式传感器是把被测物理量转换为 的一种传感器。涡电流效应 3. 将压电晶体置于外电场中,其几何尺寸也会发生变化,这种效应称之为 。 逆压电效应 4. 利用电阻随温度变化的特点制成的传感器叫 。热电阻传感器 5. 6. 可用于实现非接触式测量的传感器有 电阻应变片的灵敏度 表达式为 S ? 和 等。涡流式;电容式 dR / R ? 1 ? 2? ? ? E ,对于金属应变片来说: dl / l S= 7. ,而对于半导体应变片来说 S= 。 S ? 1 ? 2?; S ? ? E 当测量较小应变值时应选用 用 效应工作的应变片, 而测量大应变值时应选 效应工作的应变片。压阻效应;应变效应 8. 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 ? 。 S? 9. ? ?A dC ?? 02 d? ? 。反相串接 。光敏电阻;光敏晶体管; 差动变压器式传感器的两个次级线圈在连接时应 、 和 10. 光电元件中常用的有 光电池 11. 压电传感器在使用 荷 12. 超声波探头是利用压电片的 放大器时, 其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。 电 效应工作的。逆压电 灵敏度, 后接 放大器。 而串 13. 压电传感器中的压电片并联时可提高 联时可提高 灵敏度,应后接 放大器。电荷;电压;电压;电压 成正比的。应变值 ε 和 3 种类型,其中 型 14. 电阻应变片的电阻相对变化率是与 15. 电容式传感器有 、 的灵敏度最高。面积变化型;极距变化型;介质变化型;极距变化型 16. 霍尔元件是利用半导体元件的 17. 按光纤的作用不同,光纤传感器可分为 光型 三、名词解释 1. 一块金属板置于一只线圈附近,相互间距为 ? ,当线圈中有一高频交变电流 i 通过时, 便产生磁通 ? 。此交变磁通通过邻近金属板,金属板表层上产生感应电流即涡电流,涡 电流产生的磁场会影响原线圈的磁通, 使线圈的阻抗发送变化, 这种现象称为涡流效应。 2. 某些物质在受到外力作用时,不仅几何尺寸发生变化,而且内部极化,表面上有电荷出 现,出现电场,当外力去除后,有重新恢复到原来状态,这种现象成为压电效应。 3. 金属材料在发生机械变形时,其阻值发生变化的现象成为电阻应变效应。 4. 将霍尔元件置于磁场中,当相对的两端通上电流时,在另相对的两端将出现电位差,称 特性工作的。霍尔效应 和 两种类型。功能型;传 为霍尔电势,此现象称为霍尔效应。 5. 当激光照射到运动物体时,被物体反射或散射的光频率即多普勒频率发生变化,且多普 勒频率与物体运动速度成比例,这种现象称为多普勒效应。 6. 某些半导体元件,当在相对的两端通上电流时,将引起沿电流方向电阻的变化,此现象 称为磁阻效应。 7. 传感器是直接作用于被测量,并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出的器 件。 8. 半导体材料受到光照时,电阻值减小的现象称为内光电效应。 9. 压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时,其电阻率发生变化的现 象。 10. 在光照作用下,物体内的电子从物体表面逸出的现象称为外光电效应。 11. 在光的照射下使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏打效应。 四、计算题 3. 一电容测微仪,其传感器的圆形极板半径 r=4mm,工作初始 ? 0 ? 0.03mm ,如果间隙 变化量 ?? ? ?1? m 时,电容变化量是多少(线F/m) 。 解: 电容传感器的灵敏度 S ? ??? 0 A 1 ?2 ? ?8.85 ?10?12 ? 3.14 ? (4 ?10?3 )2 F/m (0.03 ?10?3 )2 ? ?4.9 ? 10?9 F/m ∴ ?C ? S ? ?? ? ?4.9 ? 10 ? 10 ?9 ?6 F/m ? 4.9 ? 10 pF ?3 4. 一电容测微仪,其传感器的圆形极板的半径 r=4mm,工作初始间隙 d0 ? 0.3mm ,空气 介质,试求: (已知空气介电常数 ? ? 8.85 ?10 ?12 F /m) (1) 通过测量得到的电容变化量为 ?C ? ?3 ?10 pF , 则传感器与工件之间由初始间隙变 化的距离 ?? ? ? (2)如果测量电路的放大倍数 K1 ? 100mV / pF ,读数仪表的灵敏度 S2 ? 5 格/ mV ,则 ?3 此时仪表指示值变化多少格? 解: (1) ,极距变化型电容传感器灵敏度为: S? 则 ? ?A ?C ?? 02 ?? ? ?2 ?? ? ? ? ?C ? 0?A (0.3 ? 10?3 ) 2 ? (?3 ? 10?3 ? 10?12 ) ?? 8.85 ? 10?12 ? 1 ? ? ? 0.0042 ? ?0.61(?m) (2)设读数仪表指示值变化格数为 m,则 m ? S1 ? S2 ? ?C ? 100 ? 5? (?3?10?3 ) ? ?1.5 (格) 4. 有一电阻应变片其灵敏度 S=2,R=120Ω,设工作时其应变为 1000με,问Δ R=?设将此 应变片接成如图所示的电路,试求: 1)无应变时电流表示值; 应变片 2)有应变时电流表示值; 3)电流表指示值相对变化量。 5V mA 解: ?R / R ?l / l ?l ?R ∴ ?R ? S ? l ∵S ? ? 2 ? 1000? 10?6 ? 120 ? 0.24 ? U 1.5 ? ? 12.5mA 1) I 1 ? R 120 U 1.5 ? ? 12.475 mA 2) I 2 ? R ? ?R 120 .24 3) ?I ? I1 ? I 2 ? 0.025mA 11 5. 有一钢板,原长 l ? 1m ,钢板弹性模量 E ? 2 ?10 Pa ,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?4 R ?R ? R ? S ? ? ? 120 ? 6 ?10?4 ? 7.2 ?10?2 (?) 如果要测出 1με 应变值,则 ?R ? S ? ? ? 2 ? 1? 106 ? 2 ? 10?6 R 五、综合题 1. 设计一台检测钢丝绳断丝的仪器(用原理图表示) ,并简述其原理。 答: 利用霍尔元件来检测钢丝绳的断丝情况,其原理图如下图所示: 其工作原理为:铁心对钢丝绳局部磁化,当有断丝时,在断口处出现漏磁场,霍尔元件经过 此磁场时,将其转换为一个脉动的电压信号。对此信号作滤波、A/D 转换后,进入计算机分 析,识别出断丝根数及位置。 2. 请画出动态电阻应变仪的原理框图,简述其工作原理,并绘出出图中各点波形。 答: 动态电阻应变仪的工作原理为:试件在外力 x(t ) 作用下变形,贴在它上面的电阻应变 片产生相应的电阻变化。振荡器产生高频正弦信号 z(t),作为电桥的工作电压,电桥输出为 信号 x(t)与载波信号 z(t)的乘积,即调制信号 xm(t),此信号经交流放大后进行相敏检波,由 振荡器供给的检波信号与电桥工作电压同频、同相位。相敏检波的结果再进行低通滤波,得 到与原信号极性相同、但经放大了的信号 x (t ) 。最后,该信号被显示或输入后续设备。 3. 欲测量液体的静压,拟采用电容式传感器,试绘出可行方案的原理图,并简述其测量原 理。 答: 弹性膜片与另一金属板组成一电容,如图所 示,在压力的作用下,弹性膜片发生变形,使电 容的极距发生变化,从而引起电容量的变化。电 容器接于具有直流极化电压的电路中,电容的变 化有高阻值电阻 R 转换为电压变化。电压输出与 膜片位移速度成正比,从而可测量液体压力。 4. 欲测量液体的动压,拟采用电感式传感器,试 绘出可行方案的原理图,并简述其测量原理。 答: 采样差动变压器式传感器,如图所示。弹性体在压力作用下发生变形,推动与之相连的 差动变压器的衔铁在线圈内运动, 由于引起线圈互感的变化而产生感应电动势差, 此电势差 经交流放大、相敏检波、滤波等处理后输出,输出量反映压力的大小。 ? 弹性体 P 5. 欲测量液体的动压,拟采用电阻应变式传感器,试绘出可行方案的原理图,并简述其测 量原理。 振荡器 1 2 电桥 放大 相敏检波 低通 显示记录 P 1. 应变片 2. 膜片 答: 系统的原理框图如图所示。电阻应变片贴于平膜片上,在压力 P 的作用下,膜片发生 变形,致使应变片也发生相应的变形从而引起电阻变化,应变片置于电桥中,作为电桥的桥 臂,从而带来电桥输出电压的变化。振荡器产生高频正弦信号,作为电桥的工作电压,电桥 输出为信号与载波信号的乘积,即调制信号,此信号经交流放大后进行相敏检波,由振荡器 供给的检波信号与电桥工作电压同频、同相位。相敏检波的结果再进行低通滤波,得到与原 信号极性相同、但经放大了的信号 p(t)。最后,该信号被显示或输入后续设备。 6. 欲测量液体的动压,拟采用压电式传感器,试绘出可行方案的原理图,并简述其测量原 理。 P 前置 放大 P 放大 相敏检波 2. 金属膜 显示记录 1 2 1. 压电晶体 答: 压电晶体在压力 P 作用下,由于发生机械变形而使两金属膜极板上集聚数量相等、极 性相反的电荷,形成电势差。由于该输出电压很微弱,且压电传感器本身内阻很大,因此将 此输出电压信号先经过高输入阻抗低输出阻抗的前置放大器放大, 再经过一般放大器放大和 相敏检波后,输入显示仪表或记录器进行显示或记录。 7. 欲测量液体的静压,拟采用机械式传感器,试绘出可行方案的原理图,并简述其测量原 P 波登管 x 连杆机构 φ 齿轮 指针 理。 答: 利用波登管的弹性来测量液体的静压力, 其原理框图如图所示。 液体从波登管的受压端 进入管内,使波登管在压力 P 的作用下发生变形,并在其末端产生与被测压力 P 呈近似线 性关系的位移 x,此位移量被与波登管末端相连的曲柄连杆机构转换成角度,并被与之相连 的齿轮副放大,最后由与齿轮副相连的指针指示出压力的大小。 8. 有一批涡轮机叶片,需要检测是否有裂纹,试绘出可行方案的原理图,并简述其测量原 理。 答: 利用涡流传感器来检测叶片裂纹, 其原理框图如图所示。 将涡轮机叶片放置在由涡流传 感器和电容 C 组成的谐振回路中, 则谐振回路的频率 f 将随间隙 δ 的变化而改变, 让涡轮机 叶片沿与传感器线圈垂直的方向(一般为水平方向,如图所示)通过传感器磁场,当裂纹处 经过时,谐振频率将发生变化。振荡器提供稳定的高频信号电源,当谐振回路的谐振频率与 该频率相同时,输出电压最大,当谐振频率因裂纹而变化时,与电源频率失谐,输出信号的 幅值也随 δ 的变化而变化,相当于一个被 δ 调制的调幅波,经放大、检波和滤波后,就可以 得知涡轮机叶片的裂纹信息。 9. 在轧钢过程中,需检测薄板的厚度,可采样何种传感器?试简述其工作原理。 R 振荡器 LC 谐 振回路 x1 h x2 LC 谐 振回路 H 运算器 输出 放大 检波 滤波 振荡器 R 放大 检波 滤波 答: 可采样涡流传感器,原理图如图所示,系统的工作原理为:差动式测厚,将两涡流传感 器分别置于被测钢板的上下两边,位置固定,间隔为 H,设被测钢板厚度为 h,两涡流传感 器与被测钢板距离分别为 x1 和 x2,涡流传感器和电容 C 组成谐振回路,则回路频率 f 将随 间隙的变化而改变,使其输出电压幅值也随之变化,经放大、检波和滤波后,可得被测距离 x1 和 x2,将它们输入运算器中进行如下运算,即可实时监测钢板厚度: h ? H ? ( x1 ? x2 ) 10. 如何利用光纤来测量声压?绘出可行方案的压力图,并简述其测量原理。 答: 利用马赫曾德尔干涉仪原理检测 光纤内发生的声-光相位调制,如图所 示,激光源光束经过分光镜以后,其 一通过长螺卷状的检测光纤。检测光 纤在外界声压作用下,使经过其中的 光束产生相位变化、随后当它与另一 路经过参考光纤 ( 亦呈螺卷状 ) 的参考 光束进行叠加,并由光电管转换为电 信号,经适当的处理,便可获得光相 位变化和相应的声压值。 11. 如何利用电容式传感器来测量微小振动物体的振幅?绘出可行方案的压力图, 并简 述其测量原理。 答: 可利用极距变化型电容传感器的原理来测量振动物体的振幅, 其原理框图如图所示。 传 感器电容是振动器谐振回路的一部分,当被测物发生振动时,传感器的电容也随之改变,从 而使振动频率发生变化, 频率的变化经鉴频器变为电压变化, 再经过放大后即可输出或显示 被测振幅的大小。 12. 有多种传感器均可进行转速测量,试举出其中的两种,并分别简述其测量原理。 答: (1)涡流传感器,其工作原理为(如图 a 所示) :将 带有凹口或突起的旋转体与被测件同轴安装,涡流传 感器置于一边,传感器线圈接入 LC 振荡回路,以回 路的振荡频率 f 作为输出量。当凹口或突起转至涡流 (a) 传感器处时, 由于间距 δ 的变化, 引起线圈电感变化, 从而使振荡频率 f 发生变化,相当于原振荡频率 f 经 被测频率 fx 调制,通过鉴频器后即可得被测频率,从 而得到被测转速。 (2)磁阻式传感器,其工作原理为(如图 b 所示) : (b) 将将带有凹口或突起的旋转体与被测件同轴安装,磁 阻式传感器置于旋转体一边,当凹口或突起转至传感 器处时,改变磁路的磁阻,引起磁力线减弱或增强, 使线圈产生感应电动势,其频率即为被测件的频率, 从而可得其转速。 (c) (3)霍尔传感器,其工作原理为(如图 c 所示) :将 将带有凹口或突起的旋转体与被测件同轴安装,霍尔 元件和旋转体同置于磁场中,当凹口或突起转至霍尔 元件处时,引起磁场变化,霍尔元件将其转换为一个 脉动电压信号,此脉动信号的频率即为被测件的转动频率,从而可得被测件的转速。 13. 要测量一钢板的厚度, 可用哪些传感器?试举出其中的两种, 并分别简述其测量原 理。 答: (1)涡流传感器,其工作原理为(如图 a 所示) :差动 式测厚,将两涡流传感器分别置于被测钢板的上下两 x1 边,位置固定,间隔为 H,设被测钢板厚度为 h,两涡 h H (a) 流传感器测得其与被测钢板距离分别为 x1 和 x2, 则被测 x2 钢板的厚度为为: h ? H ? ( x1 ? x2 ) (2)气动式传感器,其工作原理与涡流传感器类似(如图 b 所示) ,也可用差动式测厚:将 气动量仪的两个测头分别置于被测件的上下两边,设 两测头之间的间隔为 H,被测件厚度为 h,两气动测 ( b) 头测得其与被测件之间距离分别为 x1 和 x2,则被测钢 板的厚度为为: h ? H ? ( x1 ? x2 ) 14. 设计利用霍尔元件测量转速的装置,并说明其原理。 调频 振荡器 输出 限幅 鉴频 放大 答:系统原理图如图所示,其工作原理为:将带有凹口或突起的旋转体与被测件同轴安装, 霍尔元件和旋转体同置于磁场中,当凹口或突起转至霍尔元件处时,引起磁场变化,霍尔元 件将其转换为一个脉动电压信号, 此脉动信号的频率即为被测件的转动频率, 用调频振荡器 输出的频率作为调制信号对其进行调制,再经鉴频和放大后,可得被测件的频率,从而可得 其转速。 15. 设计用电涡流传感器实时监测扎制铝板厚度的装置, 试画出装置的框图, 简要说明 R 振荡器 LC 谐 振回路 x1 h x2 LC 谐 振回路 放大 检波 滤波 H 运算器 输出 振荡器 R 放大 检波 滤波 工作原理。 答:利用差动式测厚原理,系统原理图如图所示,其工作原理为:将两涡流传感器分别置于 被测钢板的上下两边,位置固定,间隔为 H,设被测钢板厚度为 h,两涡流传感器与被测钢 板距离分别为 x1 和 x2,涡流传感器和电容 C 组成谐振回路,则回路频率 f 将随间隙的变化 而改变,使其输出电压幅值也随之变化,经放大、检波和滤波后,可得被测距离 x1 和 x2, 将它们输入运算器中进行如下运算,即可实时监测钢板厚度: h ? H ? ( x1 ? x2 ) 16. 为什么电容式传感器易受干扰?如何减小干扰? 答: (1) 传感器两极板之间的电容很小,仅几十个 μμF,小的甚至只有几个 μμF。 (2) 而传感器与电子仪器之间的连接电缆却具有很大的电容,如屏蔽线的电容最小的 l 米也 有几个 μμF,最大的可达上百个 μμF。这不仅使传感器的电容相对变化大大降低,灵敏度也 降低,更严重的是电缆本身放置的位置和形状不同,或因振动等原因,都会引起电缆本身电 容的较大变化,使输出不真实,给测量带来误差。 (3) 解决的办法, 一种方法是利用集成电路, 使放大测量电路小型化, 把它放在传感器内部, 这样传输导线输出是直流电压信号,不受分布电容的影响; (4) 另一种方法是采用双屏蔽传输电缆,适当降低分布电容的影响。由于电缆分布电容对传 感器的影响,使电容式传感器的应用受到一定的限制。

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