第一章简答题第一节:机电一体化系统常用传感器知识点一:传感器的定义、组成和功能。
(第一节)1、简述传感器的定义。
2、传感器一般由哪几部分组成?试说明各部分的作用。
(1-1)3、画出传感器组成原理框图。
知识点二:传感器的分类。
(第一节及表1-1)4、什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。
5、按传感器输出信号的性质可将传感器分为哪几类?6、能量转换型传感器和能量控制型传感器有何不同?试举例说明。
第三节:传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
7、什么是传感器的特性?如何分类。
8、什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。
(200625)9、传感器检测系统主要有哪些静态评价指标?(套110422)10、什么是传感器的动态特性?举例说明表征动特性的主要性能指标?11、选用传感器的主要性能要求有哪些?12、什么是传感器的测量范围、量程及过载能力?13、什么是传感器的灵敏度?如何表示?14什么是传感器的线性度?如何计算(200825)?15、生么是传感器的重复性?如何衡量?16、一般情况下,如何表示传感器的稳定性?(200725)17、选用传感器时要考虑哪些环境参数?(200525)第四节:传感器的标定与校准18、什么是传感器的标定?什么是传感器的校准?19、传感器的标定系统有哪几部分组成?(0625)(套110722)20、什么是传感器的静态标定?标定指标有哪些?21、什么是传感器的动态标定?标定指标有哪些?第五节:传感器与检测技术的发展方向。
22、简要说明传感器与检测技术的发展方向?(1325)23、现有数字电压表、放大器、信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、被标定的传感器等。
请设计一个用比较法对被标定传感器进行动态标定的系统,并简要说明标定原理。
(200425)24、现有数字电压表(两个)、测力机、高精度稳压电源、精密电阻箱、数字电压表、应变式侧力传感器等。
请设计一个对传感器进行静态标定的系统,并简要说明标定原理。
第二章简答题1、选用位移传感器应注意哪些问题?答无论选用任何传感器,应注意的问题有其共同点。
对于位移传感器则更具体一些。
综合有以下几方面:①选择传感器时,应分清:被测量是线位移还是角位移;位移量的大小(微波、中、大)及变化范围;静态还是动态;接触还是非接触测量等。
②静态要求:合理的灵敏度,满足测量范围的线性度、滞差、分辨力、精度等。
③动态要求:满足传感器在不失真频段(允许的精度范围)工作。
④环境及稳定性:包括温度、湿度、压力、重力、磁场、冲击、振动、倾斜、电源电压波动、辐射等条件下,静态、动态参数的稳定性。
第一节:参量型位移传感器。
2、什么是参量型传感器?举例说明。
(0526)3、什么是发电型传感器?举例说明。
(0526)(200925)知识点一:电阻式位移传感器。
(第一节)4、对于电位计式位移传感器,其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响?如何减少这个影响?(200626)(201126)5、用公式说明线性电位计输出电压与位移的关系。
(1226)6、图示为一线绕电位计式位移传感器,试回答:(1)该传感器的电压灵敏度、分辨力与哪些因素有关?为什么?(2)欲提高该传感器的固有频率,应采取什么措施?为什么?(200934)7、简述电阻应变式位移传感器的基本工作原理。
(套110723)知识点二:电容式位移传感器。
(第一节)8、简述容栅式电容位移传感器的特点?(0426)9、容栅式位移传感器和电容式位移传感器有何区别?(2-6)10、差动式电容位移传感器和差动电感位移传感器的特点是什么?(2-3)12、简述容柵式位移传感器的优点。
(201025)知识点三:电感式位移传感器。
(第三节)11、就某一确定的差动变压器式位移传感器而言,当激励电压的幅值恒定时,其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?(200226)(实践110425)12、什么是差动变压器式位移传感器的零点残余电压?零点残余电压的存在对传感器的工作性能有何影响?(200325)(201125)13、涡流式传感器能否测量大位移量?为什么?(1825)第三节:大位移传感器。
知识点一:磁栅式位移传感器15、简述大位移磁栅式传感器的类型及用途。
(1625)16、简述长磁栅位移传感器的工作原理。
(1126)知识点二:光栅式位移传感器17、简述长光栅位移传感器的工作原理。
(1326)(套110423)知识点三:感应同步器18、回答与直线式感应同步器有关的下列问题:(200126)(1)、它有哪两个绕组组成?(2)、鉴相式测量电路的作用是什么?知识点四:激光式位移传感器19、试述激光式位移传感器的特点?第三章简答题第一节:测力传感器知识点一:电阻应变式力传感器1、简述电阻应变式测力传感器的工作原理。
(1826)(1)金属电阻应变式2、对丝式电阻应变片有何要求?3、箔式电阻应变片有哪些优点?(2)半导体应变片式4、与电阻应变片相比,半导体应变片有何特点?(0727)5、金属电阻丝应变片与半导体应变片的工作原理是什么?各有何优缺点?(3-1)6、应变片布桥方式有几种,各有什么特点?(3-2)知识点三:压磁式力传感器7、说明压磁元件的工作原理。
(200526)8、什么是圧磁效应?(套110424)第二节:扭矩传感器8、简述压磁式扭矩仪的工作原理。
(200127)(1728)(201027)(201128)9、简述光电式扭矩传感器测量扭矩的原理?(3-6)10、简述电容式扭矩仪的工作原理。
第三节:压力传感器知识点一:电量式压力传感器11、简述电容式压力传感器的工作原理及特点。
(0226)12、简述电感式压力传感器的工作原理及使用条件。
(1227)13、简述涡流式压力传感器的工作原理及使用条件。
14、简述霍尔式压力传感器的工作原理。
(200926)(200326)15、简述压电式压力传感器的工作原理及使用条件。
第四章简答题第一节:速度传感器知识点一:测速发电机1、在实际应用中,机电一体化系统对测速发电机的主要要求有哪些?(0127)2、简述测速发电机的工作原理。
(1626)(1)直流测速发电机3、简述直流测速发电机产生误差的主要原因有哪些?(0427)(套110425)4、简述温度对直流测速发电机测速产生误差的影响并提出改进方法。
(1426)5、简述负载对直流测速发电机测速误差的影响并提出改进方法。
6、为什么电刷接触压降的影响是直流测速发电机产生误差的原因?如何改进?(1525)(2)线振动速度传感器7、简述线性振动速度传感器的工作原理。
知识点二:变磁通式、霍尔式、电涡流式速度传感器8、简述变磁通式速度传感器的分类及各自的特点。
(1027)9、变磁通感应式转速传感器中的开磁路与闭磁路各有何优缺点?(例3-2)10、用电涡流式传感器测量齿轮的转速时,若齿轮是由尼龙制成的,能否测出转速?为什么?(200327)11、试简要说明硅流速传感器测流速及流向的工作原理。
第二节:加速度传感器12、简述加速度传感器的工作原理?13、简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。
(200826)14、画出单片微型平衡式伺服加速度传感器系统的框图。
(套110725)第五章练习题第一节:视觉传感器知识点一:视觉传感器在机电一体化系统中的作用1、说明视觉传感器在机电一体化系统中的主要作用。
(200929)(套110426)知识点二:视觉传感器的组成及各部分作用2、以光电变换为基础的视觉传感器一般由哪四部分组成,及各部分的功能?(200627)(实践110422)3、简述视觉传感器的基本组成(套110726)3、视觉传感器单个像素的等效电路如图所示,试说明其光电变换原理。
(1628)知识点三:光电式摄像机原理4、简述光电式摄像机的组成和工作原理。
知识点四:固体半导体摄像机5、简述固体半导体摄像机的工作原理。
知识点五:激光视觉传感器6、简述激光视觉传感器将条形码的信息传输给信号处理装置的工作过程。
(200129)知识点六:红外图像传感器7、简述热电型红外光导摄像管的工作原理。
8、热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别?为什么?(200228)第二节:人工视觉知识点一:人工视觉系统的硬件组成9、简要说明人工视觉系统的硬件构成。
(200727)10、说明人工视觉系统中图像输入部分的功能。
(200427)11、说明人工视觉系统中图像处理部分的功能。
(200427)12、、人工视觉系统识别物体前,计算机如何获取该物体的明亮度信息?(200829)13、人工视觉系统识别物体前,通过何种办法将该物体的明亮度信息输入计算机?(200328)14、什么是图像前处理?(配套题解)15、简述物体图像的识别。
(配套题解)16、人工视觉图像处理的方法有哪些?第三节:接触觉传感器17、简述硅橡胶触觉传感器的工作原理。
(1526)19、简述高密度配置的压觉传感器的功能。
(201029)18、简述人工皮肤的构成?(配套题解)第六章简答题第一节:热电偶式温度传感器1、温度测量的方法有哪些?他们的原理有何不同?2、什么是热电效应?(0128)(套110727)3、热电偶整个回路的热电动势有哪几部分组成?(0628)(201028)4、简述金属导体材料形成接触电动势的机理。
5、金属导体材料接触电动势与哪些因素有关?6、简述金属导体材料形成温差电动势的机理。
(200827)7、金属导体材料温差电动势与哪些因素有关?(200927)8、为什么要对热电偶进行温度补偿?一般有哪些补偿方法?(0728)9、简述热电偶的中间导体定律,并阐述其物理意义?(套110731))10、用简图及公式表示热电偶式温度传感器的中间导体定律。
(200329)11、证明教材图6-2中的ab abc E E =(中间导体定律),并说明中间导体定律的应用。
(例6-1)证明 实践证明,在热电偶回路中起主要作用的是两个结点的接触电势,本证明为简单起见,忽略单一导体的温差电势)(0T T E a ,和),(0T T E b ,从而有)()()(00T E T E T E E ca bc ab abc ++=因为acc b ca bc N N e KT N N e KT T E T E lnln )()(0000+=+ a ba c cb N N e KT N N N N e KT ln ln 00=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=)()(00T E T E ab ba -==所以ab ab ab abc E T E T E E =-=)()(0同理,热电偶回路中插入多种导体后,只要保证插入的每种导体两端温度相同,则对热电偶的热电动势均无影响。