《传感器复习提纲一》..doc

应变传感器 1、电气式测力传感器根据转换方式不同可分为几种类型？分别列出各类型的几种典型传感器。 答： 2、简述电阻应变式测力传感器的工作原理。 答：电阻应变式测力传感器是将力作用在弹性元件上，使其发生应变，贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻变化，利用电桥将电阻变化转换成电压变化，再送入测量放大电路测量。利用标定的电压和力之间的关系，测出力的大小。 3、弹性元件的形式有哪几种？ 答： 4、应变片的结构分为哪几部分？ 答：敏感栅，底基，盖层，电极引线。 5、对底基的要求？ 答：底基的作用是将试件的应变准确地传递给敏感栅，所以底基应具有较低的弹性模量，较高的绝缘电阻，良好的抗湿热性能。底基一般较薄，厚度在20～50um。常用的底基有纸基、胶基和玻璃纤维布基。 6、谈谈应变片对分类，并说明其工作原理。 答： 应变片电阻相对变化量为 其中是电阻丝的几何尺寸引起的，是压阻效应引起的。为泊松系数，为纵向压阻系数，为杨氏（弹性）模量，为应力。 对于金属，几何尺寸变化引起电阻变化占主要，即 灵敏度为，约在1.7～3.6之间。 对于半导体，压阻效应占主要，即 灵敏度，为电阻应变片的50～70倍。 7、箔式电阻应变片与丝式电阻应变片相比有哪些优点？ 答：1）金属箔很薄，感受到应力更接近试件表面应力； 2）面积大，散热好，也许通过电流大，故灵敏度高，输出信号功率大，为丝式的100～400倍； 3）尺寸可以做得很准确，基长可以很短，并能制成任意形状，从而可扩大使用范围； 4）便于批量生产。 丝式电阻应变片的敏感栅的栅端可制成哪两种形式？ 答：圆角形和直角形。 9、名词解释：压阻效应 答：压阻效应是指固体受到应力作用时，其电阻率发生变化，这种现象叫压阻效应。 10、应变仪电桥工作方式和输出电压 答： 工作方式 单臂 双臂 四臂 应变片所在臂 输出电压 11、用一电阻应变片测量一结构上某点的应力。应变电阻值，灵敏度系数，接入电桥的一臂，其余桥臂为标准电阻。若电桥由10V直流电源供电，测得输出电压为5mV。求该点沿应变片敏感方向的应变和应力。构建材料的弹性模量为Pa。 解：把数据带入，得到应变 应力为 Pa。 12、今有一简单拉伸试件，其上贴有两应变片，如图所示。测量电路将其分别放于电桥相邻两臂上。已知试件材料的弹性模量为Pa。泊松系数，应变灵敏度，电桥供电电压6V，电桥输出电压5mV，试求轴向应力。 解：把数据带入，得到 轴向应力为 Pa。 13、一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105MPa，其中压阻系数πL 为 Pa-1。 解：由K=πLE，得到πL=1×10-5 14、已知：输入应变仪的应变为286με，应变仪的灵敏度为31μA/με，记录仪的灵敏度为5mm/mA,求记录仪输出的偏移量。(注：με代表一个应变单位) 解：简单，类比压电式传感器第5题 15、简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。 答：布置原则有： (1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用； 单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。 压电式传感器 1、名词解释：正压电效应和逆压电效应 答：正压电效应 当某些晶体沿一定方向受外力作用而发生形变时，在其相应的两个相对表明产生极性相反、大小相等的电荷，电荷的多少与力的大小成正比，当外力去掉后，又恢复为不带电的情况。 逆压电效应 在某些晶体的极化方向上施加外电场，晶体将产生机械形变，当外电场撤去后，形变消失，这种现象叫逆压电效应。 2、在压电式传感器中，压电晶片既是敏感元件，也是转换元件。它将力转换为电荷或电压输出。 3、两个压电晶片串、并联情况 串联：电容小，输出电压大，适合电压输出。 并联：电容大，输出电荷大，适合缓变信号。 4、压电传感器的前置放大器的作用和类型。 答：放大微弱信号，并把高阻抗变换为低阻抗输出。有电压放大器和电荷放大器两种。 电压放大器：输出电压正比输入电压，输入阻抗尽量高些（输入阻抗小会影响低频响应能力），更换电缆应从新定标。 电荷放大器：输出电压和输入电荷成正比。电缆电容影响小。 5、一压电式力传感器，其灵敏度，将它与灵