传感器与检测技术(简答辨析).doc

1.什么是低通，高通，带通，和带阻滤波器，并画出相应理想滤波器的幅频特性图。 低通滤波器允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器允许信号中的高频分量通过，抑制低频过直流分量。 带通滤波器允许一定的频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号。 带阻滤波器抑制一定频段的信号，允许该频段以外的信号通过。 幅频特性图： 低通 高通 带通 带阻 2.当用应变片测量扭矩时，应如何贴片，电桥电路及集流环应如何接？ 集流环要接在电桥的外部，解除其对电桥的影响。 3.什么是采样定理？现有一信号，它含有1~2000Hz的频率成分，而我们所关心的成分为1~300Hz，请确定采样频率。若采用低通，请确定低通的截止频率和相应的采样频率。 ①采样定理：是只有采样频率大于原始信号频谱中最高频率的两倍，采样结果才能恢复原始信号的特征。 ②由采样定理了确定采样频率为4000Hz。 ③若采用低通，则截止频率为f=300Hz，相应的采样频率由采样定理可得f=600Hz（或600Hz的也可以）。 4.请简述应变片黏贴的步骤和黏贴的注意事项。 ①用锉刀和粗砂纸等工具将试纸在钢板上的贴片位置的油污、漆层、锈迹、电镀层除去，再用细砂纸刀磨成45度支叉纹。 ②用镊子捏起酒精棉球，将贴片处擦洗干净，至棉球洁白为止。 ③在试件上用钢板尺和划针画一个十字线（一根长，一根短），在十字线的交叉点对准测点位置，较长的一根线要与应变测量方向一致。 ④注意分清应变片的正反面，用左手捏住应变片的引线，右手上胶在应变片的粘贴面上匀而薄的涂上一层粘贴剂，待一分钟后当胶水发粘时，校正方向，垫上塑料薄膜，用手捏住应变片的引线，倾斜放下，反复轻轻滚压表面，将里面多余的胶水和气泡挤出。 ⑤胶干后，用导线挂锡的一端将应变片的引出线压在接线柱上，再把烙铁将引出线焊在接线柱上，注意完成后必须将引出线多余部分剪掉。 ⑥将配置好的防潮剂涂在应变片上（包括引线的裸露部分），在用万用表和兆欧表 检查一遍，防潮剂一般需要固化24小时。 5.简述交直流电桥的平衡条件，应用的特点和注意点。 平衡条件： 直流电桥：R1R4=R2R3，即相邻两臂电阻的比值相等。 交流电桥：Z1Z4=Z2Z3，ψ1(ω)+ψ4(ω)=ψ2(ω)+ψ3(ω) 应用的特点：直流电桥：只能用于直流元件。 交流电桥：适用于所有元件。 注意点：交流电桥的阻抗Z值要相等；交流电桥的各元件的相角也要相等。 6.用你所学的知识试举三种可测压力的传感器，说明测量的原理，并画出测量的结构图。 （1）膜片式压力传感器 原理：在压力P作用下，膜片产生径向应变片和切向应变片，它们的大小可分别表示为： ， ε ①在X=0，即在膜片中心位置时的应变为： 在X=R，即在膜片边缘处时应变为：， 在时，。 切向应变始终为非负值，中心处最大；而径向应变有正有负，在中心处和切向应变相等，在边缘处最大，是中心处的两倍。在处径向应变为0，贴片时要避开此处，因为不能感受切向应变，且反映不出径向应变的最大或最小特征，实际意义不大。 （2）电容式压力传感器（差动电容式压力传感器） 原理：当被测压力作用于膜片并使之产生位移时，使两个电容器的电容量一个增加，另一个减小，该电容值的变化经测量电路转换成电压或电流的输出，他反应了压力的大小。 （3）微压传感器 原理：在无压力时，固接在膜盒中心的衔铁位于差动变压器中部，因而输出为0，当被测压力由接头输出到膜盒中时，膜盒的自由端产生一正比于被测压力的位移，并带动衔铁在差动变压器中移动，其产生的输出电压能反应被测压力的大小。 7.用你所学的知识举出三种测量位移的传感器，说明车辆的原理，并画出测量结构简图。 （1）单电极的电容振动位移传感器 原理：它的平面侧端作为电容器的一个极板，通过电极座由引线接入电路，另一极板由被测物表面构成。金属壳体与侧端电极间有绝缘衬垫使彼此绝缘。工作时壳体被夹持在标准台架或其他支承上，壳体接大地可起屏蔽作用。当北侧物体因振动发生位移时将导致电容器的两个极板间距发生变化，从而转化为电容器的电容量的改变来实现测量。 （2）霍尔位移传感器 原理：在极性相反，磁切强度相同的两个磁钢气隙中放入一个霍尔片，当霍尔片处于中间位置时，霍尔片同时受到大小相等、方向相反的磁通作用，则有B=0，此时霍尔电动势UH=0；当霍尔片沿着±z方向移动时，有B≠0，则霍尔电动势发生的变化为：UH=KHBI=K△z （3）CPC型差压计 原理：当所测的P1与P2之间差压变化时，差压计内的