传感器复习题与答案

4. 什么是电涡流效应?涡流的分布范围。电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量?

(1)一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中切割磁力线运动时,导体内部会产生闭合的电流,这种现象称为涡流效应。

(2)分布范围:径向:涡流范围与涡流线圈外径有固定比例关系,涡流密度的最大值只在线圈外径附近一个狭窄区域内;线圈中心为零。轴向:由于趋肤效应只在表面薄层存在。

(3)可用于非接触式测量,位移、振动、转速、厚度、材料、温度。

5. 电涡流传感器是由哪种电参量转换实现电量输出的?电涡流传感器可以检测金属材料,也可以检测非金属材料吗?

(1)电涡流传感器是由电流转换实现电量输出。

(2)电涡流传感器不可以直接测量非金属物体,这是由于传感器本身特性决定的。涡流传感器与被测体共同构成传感器,因此被测体必须是导体。

第六章 磁电式传感器(磁电感应式、霍尔式、磁敏元件)

1.为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器?常用的结构形式有哪些?

(1)磁电感应式利用电磁感应原理将运动速度、位移转换成线圈中的感应电动势输出。工作时不需外加电源,导体和磁场发生相对运动是会在导体两端输出感应电动势。

(2)有恒磁通式、变磁通式两种结构形式。

2.磁电式传感器是速度传感器,它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号?

磁电式传感器的输出信号直接经主放大器输出,该信号与速度成正比。前置放大器分别接积分电路或微分电路,接入积分电路时,感应电动势输出正比于位移信号;接入微分电路时,感应电动势输出正比于加速度信号。

3.什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?霍尔元件不等位电势产生的因素有哪些?

(1)通电的导体(半导体)放在磁场中,电流与磁场垂直,在导体另外两侧会产生感应电动势,

这种现象称霍尔效应。

(2)霍尔电势:UH?vBb?KHIB,式中v表示电子运动速度,B表示磁场强度,b表示电子流过霍尔元件的宽度;KH?

RH1(RH??)表示灵敏度,I表示流过的电流。 dne- 9 -

(3)霍尔电势不为零的原因是:①霍尔引出电极安装不对称,不在同一等电位面上;②激励电极接触不良,半导体材料不均匀造成电阻率?不均匀等原因。 4.霍尔元件的温度补偿方法有哪些?霍尔元件的常见应用。

(1)外界温度敏感元件进行补偿:两种连接方式,恒流源激励,恒压源激励。

(2)测位移:极性相反磁极共同作用,形成梯度磁场;磁电编码器:金属齿轮计算脉冲数测转速;测压力压差;交流直流钳形数字电流表。

5.半导体磁敏元件有哪些?它们的电路符号怎样? 它们可以检测什么物理量?

(1)半导体磁敏元件:磁敏电阻,磁敏二极管,磁敏三极管等。

(2)1)磁敏电阻与霍尔元件属同一类,都是磁电转换元件,两者本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力,只有与辅助材料(磁钢)并用才具有识别磁极的能力。

2)磁敏二极管可用来检测交直流磁场,特别是弱磁场。可用作无触点开关、作箱位电流计、对高压线不断线测电流、小量程高斯计、漏磁仪、磁力探伤仪等设备装置。

3)磁敏三极管具有较好的磁灵敏度,主要应用于①磁场测量,特别适于10-6T以下的弱磁场测量,不仅可测量磁场的大小,还可测出磁场方向;②电流测量。特别是大电流不断线地检测和保护;③制作无触点开关和电位器,如计算机无触点电键、机床接近开关等;④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。

第七章 压电式传感器

1.什么是压电效应?压电传感器能否用于静态测量?为什么?

(1)某些晶体,当沿着一定方向施加力时,内部产生极化现象,两个表面会产生符号相反地电荷,外力去掉后又恢复不带电状态。作用力方向改变电荷极性也改变。

(2)压电式

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