材料成形测试技术（宋美娟）（习题参考答案）.docxVIP

第2章 习题 1.传感器一般由那几部分组成？传感器的类型有哪些？ 答： 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路和其他辅助元件组成。 按被测量分类：热工量传感器、机械量传感器、状态传感器、物性传感器和成分量传感器 按传感器的原理分类：物理型传感器、化学传感器、生物传感器； 按传感器输出信号的性质分类：开关型传感器、模拟型传感器、数字型传感器； 按构成原理分类：结构性传感器、物性传感器； 按其构成分类：基本型传感器、组合型传感器、应用型传感器。 2.金属丝电阻应变片与半导体应变片的工作原理有什么区别？ 答： 金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上的不同在于电阻变化的原因不同。 金属电阻丝应变片是导体的形状变化从而引起阻值相应的变化。 半导体应变片是半导体材料的某一轴向施加一定的载荷而产生应力时，半导体的电阻率发生变化从而引起电阻相应的变化。 3.常用电阻式传感器有几大主要类型？ 答： 电阻应变片：电阻应变片是利用电阻应变效应原理制成的，应用最为广泛的电阻式传感器，主要用于机械量的检测中，如力、压力等物理量的检测。 热电阻：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的，是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。 光敏电阻：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。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应。 气敏电阻：气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器，他是一种半导体敏感器件，利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。 4.简述电阻应变片的粘贴工艺及步骤。 答： （1）应变片的检查与选择 首先要对采用的应变片进行外观检查，观察应变片的敏感栅是否整齐、均匀，是否有锈斑以及短路和折弯等现象。其次要对选用的应变片的阻值进行测量，阻值选取合适将对传感器的平衡调整带来方便。如有需要，还要对应变片的长度和宽度进行修正。 （2）试件的表面处理 采用砂纸打磨或无油喷砂法等清除试件表面杂质、油污及疏松层等，用化学清洗剂如氯化碳、丙酮、甲苯等进行反复清洗，或采用超声波清洗后，尽快粘贴，防止氧化。 （3）底层处理 为了保证应变片能牢固地贴在试件上，并具有足够的绝缘电阻，改善胶接性能，可在粘贴位置涂上一层底胶。 （4）贴片 应变片洗净后，试件表面和应变片底面各涂上一层薄而均匀的粘合剂，待稍干后，将应变片对准划线位置迅速贴上，然后盖一层玻璃纸，用手指或胶锟加压，挤出气泡及多余的胶水，保证胶层尽可能薄而均匀。 （5）固化 固化后的应变片上应涂上稀释的粘合胶防潮保护层。 （6）粘贴质量检查 首先是从外观上检查粘贴位置是否正确，粘合层是否有气泡、漏粘、破损等。然后是测量应变片敏感栅是否有断路或短路现象以及测量敏感栅的绝缘电阻。 （7）引线焊接与组桥连线 引出导线，加以固定，应变片间用漆包线连接组成桥路。 （8）应变片的防潮处理 如在应变片上涂一层中性凡士林或者2mm厚石蜡。 5.试述电容式传感器的工作原理及优缺点。 答： 工作原理：根据电容公式当被测量δ、S或ε发生变化时引起电容的变化，保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化，再通过配套的测量电路，将电容的变化转换为电信号输出。 主要优点是输入能量小而灵敏度高，电参量相对变化大，动态特性好，能量损耗小，结构简单，测量为非接触型适应性好。 缺点：主要缺点是非线性大，电缆分布电容影响大。 6.电感式传感器的工作原理是什么？有哪些类型？ 答： 电感式传感器的工作原理是利用电磁感应原理，将被测量的变化转换为线圈的自感或互感（系数）变化，然后由转换电路把自感或互感系数转化为电信号的装置，实现非电量到电量的转换。 按照转换方式的不同，可分为自感式（包括可变磁阻式与涡流式）和互感式（差动变压器式）两种。 7.试述压磁式传感器的工作原理及应用。 答： 压磁式传感器工作原理是由于压磁效应，在外力的作用下，铁磁材料的导磁率发生变化，当铁磁材料上同时绕有激励绕组和测量绕组时，导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化，从而使输出电势发生变化。通过测量电动势e来衡量外力的作用。 8.热电偶式传感器的工作原理是什么？简述热电偶式传感器的应用。 答： 热电偶测温的工作原理是基于热电效应，即两种不同温度的金属线在接点连接起来构成一闭合电路，两接点温度不同，就会产生热电势，其数值等于两接点的接触电势之差，从而把热参量转换成电量的方式。 应用：铂-铑热电偶，由贵金属制成，长时间使用可测量到1600℃，短时间可测量到1800℃，热电势小。铬镍合金-铝镍合金，也称为铬铝热电偶，长时间使用温度上限为900℃，短时间为1100℃，热电势较大。铬镍合金-考铜热电偶，长时