2025年传感器与检测技术题库

1. 金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不一样?答：金属电阻的应变效应重要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则重要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。2. 为何说压电式传感器只合用于动态测量而不能用于静态测量?答：由于压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。3. 试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的敏捷度?为了提高传感器的敏捷度可采用什么措施并应注意什么问题?答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之变化，其值为C=εb（a-△x）/d=C0-εb·△x/d （1）电容因位移而产生的变化量为ΔC=C−C0=−εbd Δx=−C0Δxa其敏捷度为 K= ΔCΔx =− εbd可见增长 b 或减小 d 均可提高传感器的敏捷度。直线位移型电容式传感器4. 变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图 4 所示。C0=200pF，传感器的起始电容量 Cx0=20pF,定动极板距离 d0=,运算放大器为理想放大器(即 K→∞,Zi→∞),Rf极大,输入电压 u1=5sinωtV。求当电容传感动极板上输入一位移量△x=使 d0减小时,电路输出电压 u0为多少?图 4 运算放大器电路解：由测量电路可得 u0=−C0Cxui=−C0Cx0 d0d0−Δxui=20020×1.51.5−0.15×5sinϖt=45sinϖ/V5. 如图 5 所示正方形平板电容器,极板长度 a=4cm,极板间距离 δ=m.若用此变面积型传感器测量位移 x,试计算该传感器的敏捷度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,ε 0=8.85×10−12F/m。图 5 所示正方形平板电容器解：这是个变面积型电容传感器，共有 4 个小电容并联构成。C0=4ε0 a2δ= 4×16×10−4×8.85×10−122×10−3=28.32 /pFCx=4 ε0a(a−x )δ=C0+kx=28.32−70.8x (x 的单位为米) ΔC=Cx−C0=−4 ε0 ax)δ图 7 热电偶测温回路K=Cx−C0x=−4 ε0 aδ=−4×8.85×10−12×4×10−22×10−3=−70.8 /pF6. 有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥，构造构成如图6 所示。电容传感器起始时 b1=b2=b=200mm，a1=a2=20mm 极距 d=2mm，极间介质为空气，测量电路 u1=3sinωtV，且 u=u0。试求当动极板上输入一位移量△x=5mm 时,电桥输出电压 u0。图 6 平面直线位移差动传感器解：根据测量电路可得u=u0= ΔCC0ui=...