。
7.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？
答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。
第三章 电容式传感器
1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取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，电容量也随之改变，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
?C?C?C0??其灵敏度为 K?bd?x??C0?x a??C?b?? ?xd可见增加b或减小d均可提高传感器的灵敏度。
Δxxda直线位移型电容式传感器
2.为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征?
答：下图为变间隙式电容传感器的原理图。图中1为固定极板，2为与被测对象相连的活动极板。当活动极板因被测参数的改变而引起移动时，两极板间的距离d发生变化，从而改变了两极板之间的电容量C。
1b d21–固定极板 2--活动极板
设极板面积为A，其静态电容量为C??Ad，当活动极板移动x后，其电容量为
x?AdC??C0d?xx21?2d1?当x< (1) x2x1?2?1 则C?C0(1?) (2) dd精选资料，欢迎下载 。 由式（1）可以看出电容量C与x不是线性关系，只有当 x< 3.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，结构组成如图所示。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。 ΔxdC1C2uuiuC1C2u0b1a1a2题3图 b2 解：根据测量电路可得 u?u0??C?x5ui?ui??3sin?t?750sin?t/mV C0a204.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。C0=200pF，传感器的起始电容量Cx0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,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=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少? RfＣ0uiＣx+-Ｎu0 解：由测量电路可得 u0??C0C0200ui??ui??5sin?t?45sin?/V Cd20?1.5Cxx001.5?0.15d0??x?8.85?10-12F/m。 5.如图3-22所示正方形平板电容器,极板长度a=4cm,极板间距离δ=0.2mm.若用此变面积型传感器测量位移x,试计算该传感器的灵敏度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,?0精选资料，欢迎下载 。 ax 解：这是个变面积型电容传感器，共有4个小电容并联组成。 C0?4?0a2?4?16?10?4?8.85?10?12??28.32 /pF 2?10?3Cx?4?0a(a?x)??C0?kx?28.32?70.8x (x的单位为米) 4?0ax)?C?Cx?C0??? Cx?C04?0a4?8.85?10?12?4?10?2K???????70.8 /pF ?3x?2?10CxpF4030201004123xcm 第四章 电感式传感器 1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？ 答：影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。 2.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？ 答：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。 3.试说明图4.12所示的差动相敏检波电路的工作原理。 答：如图所示，设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。当衔铁处于中间位置时，Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，C点电位等于D点地位，电表指示为零。 当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减少，Z2=Z-△Z。如果输入交流电压为正半周，则A点电位为正，B点电位为负，二极管V1、V4导通，V2、V3截止。在A-E-C-B支路中，C点电位由于Z1增大而比平衡时的C点电位降低；而在A-F-D-B支中中，D点电位由于Z2的降低而比平衡时D点的 精选资料，欢迎下载
传感器与检测技术期末考试试题与答案
