9模块九小位移检测思考题与练习题分析

1《传感器与检测技术项目教程》统一书号：ISBN978-7-111-48817-0课程配套网站：版（主编：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）模块九小位移检测思考题与练习题解题参考分析（填空中的红色文字并不等于就是答案，只是给出了怎样选择A、B、C、D中正确的一个答案的分析方法）9-1单项选择题1）欲测量微小的位移，应选择___变面积的不好____自感式传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1m左右，应选择___线性区大的___自感式传感器为宜。A．变隙式B．变面积式C．螺线管式D．变极距式2）希望小位移的测量线性范围为1mm，应选择线圈骨架长度约为___2mm（即1mm）的十倍___左右的螺线管式自感式传感器或差动变压器。A．2mmB．1mmC．20mmD．300mm3）螺线管式自感式传感器采用差动结构是为了___灵敏度是非差动的两倍，温漂互相抵消___。A．加长线圈的长度从而减小线性范围B．提高灵敏度，减小温漂C．降低成本D．增加线圈对衔铁的吸引力4）自感式传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了___能够分辨相位和幅度___。A．提高灵敏度B．将输出的交流信号转换成直流信号C．使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度D．使输出电压增加一倍5）某车间用图9-38的装置来测量直径范围为φ10mm1mm滚柱（或轴）的直径误差，应选择线性范围为___大于2mm（即1mm）___的电感式传感器为宜（当轴的直径为φ10mm0.0mm时，在静态条件下预先调整电感式传感器的安装高度，使衔铁正好处于电感式传感器中间位置）。A．1mmB．3mmC．12mmD．22mm6）接近开关的动作距离___动作距离加上回差等于复位距离哈___复位距离；额定工作距离___还要再小一些才能可靠工作哈___动作距离。A．大于B．小于C．等于D．都可以7）由图9-22可知，若OC门的基极输入为低电平、其集电极不接上拉电阻时，集电极的输出为___就是与地线以及电源都绝缘的哈___。A．高电平B．低电平C．高阻态D．对地饱和导通8）当金属物体靠近涡流式PNP常闭二线制接近开关小于动作距离时，与该接近开关串联的继电器___没有电流了___。A．得电B．失电C．无任何反应D．先失电又得电9）涡流式接近开关可以检测出___能够产生电涡流的材料哈___的靠近程度。A．人体B．水C．金属零件D．塑料零件10）涡流探头的外壳用___不能够产生电涡流的材料哈___制作较为恰当。2A．不锈钢B．塑料C．黄铜D．玻璃11）由图9-24可知，光耦在PLC的输入电路中起到___一共产生两次转换，输入是电流，经过内部的红外发光二极管变成红外光，然后照射到内部的光敏晶体管，输出还是电流___的转换与传输作用。A．光→电→光B．电→电→光C．电→光→电D．光→光→电12）在使用电容式接近开关时，___绝缘性好的___材料物体的动作距离最小；___含水量高的___材料物体的动作距离最大。A．干的饲料B．含水饲料C．玻璃D．尼龙或聚四氟乙烯13）在使用电容式接近开关时，同样材料物体的直径越小，动作距离就越___如果直径很小（可以想象缩小到一个点），电涡流也就很小___。A．小B．大C．不变D．无法判断14）齐平电容式接近开关的动作距离比非齐平式（安装时必须比金属安装平面高）的动作距离___灵敏度高，很远就能够响应___。A．小B．大C．不变D．无法判断15）___晶体管是3端元件___属于四端元件。A．霍尔元件B．压电晶片C．热电偶D．光敏电阻16）开关型霍尔IC制作成具有施密特特性是为了___防止抖动引起的距离增大，然后又变小，然后输出就不停地翻转___，其回差（迟滞）越大，它的___频繁翻转是不会了，但是翻转点（距离）的指标就有两个，准确度变低了___能力就越强。A．减小灵敏度B．减小温漂C．抗机械振动干扰D．改善线性度17）由图9-34可知，霍尔式接近开关的探头端面封装有磁铁圆片时，___磁力线向外___极朝外。当外界较强的___与N极相同的话，就会与内部的N极相互抵消___极磁铁靠近时，动作距离比不带磁性的铁磁金属靠近时的动作距离大（灵敏度变高）。A．NB．SC．KD．Z18）没有封装永久磁铁圆片的霍尔式接近开关必须依赖外界的永久磁铁构成磁场回路。此种情况下，外界永久磁铁的___磁力线的方向朝内___极必须朝向霍尔式接近开关。A．NB．SC．KD．Z19）用图9-36a的方法测量齿数z=60的齿盘的转速。测得f=400Hz，则该齿盘的转速n等于___60f/z___r/min。A．400B．3600C．24000D．609-2分析、计算题1．上网查阅有关汽车ABS的资料，画出汽车ABS的原理框图，简要说明系统的工作原理。2．上网查阅有关出租汽车计价器的资料，写出出租汽车公里数测量的原理，简要画出原理图。3．生产布料的车间用图9-40所示的装置来检测和控制布料卷取过程中的松紧和张力的程度，请分析后填空。3图9-40差动变压器式张力检测控制系统1－变速传送电动机2－传动辊3－导向辊4－张力辊5－衔铁6－砝码7－卷取辊8－布料9－伺服电动机当卷取辊转动太快时，布料的张力将____变紧了___（增大/减小），导致张力辊向___拉上去___（上/下）位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。差动变压器下面的线圈N21与N1之间的互感量M1___线圈中的衔铁少了__（增加/减小），上面的线圈N22与N1的互感量M2___衔铁进入多了__。因此u21__线圈中的衔铁少，感应电压低___（增大/减小），u22___线圈中的衔铁多，感应电压高___，由图9-12可知，经差动整流后Uo1为___必须减小___（负/正）值，再经反相功率放大器A，去控制伺服电动机，使它的转速变___原来是偏快的___（快/慢），从而使张力恒定。该布料张力控制系统属于___收敛型___反馈___是一个大环___（开/闭）系统。4．PNP型常开两线制接近开关与PLC的接线如图9-24b所示，请分析、填空。1）当有金属靠近接近开关S0，且两者的间隙小于接近开关的动作距离，接近开关S0的输出由__截止哈____（闭合/断开）跳变为___导通哈___，则___本来没有___（有/无）电流经M端（+24V）流过S0、限流电阻Ri、光耦内部的红外发光二极管VL1、输入点状态灯VL到___地线啦___（+24V/COM）端。2）当流过光耦中的红外发光二极管的电流较__就是必须足够哈____时，光耦中的光敏晶体管V就进入___导通了___（饱和/截止）状态，Ui为___被拉到电源的___电平，经施密特整形反相器后，Uo约为___CMOS器件的输出电压，高电平对电源而言，就差0.1V；低电平对地而言，就是0.1V；但是过去的TTL集成电路的输出级是由晶体管构成的，晶体管的饱和输出电压约0.3V，不像现在的CMOS那样低__（4.9/0.1）V。可以得出结论：只要PNP型接近开关（S0）导通，PLC内部的整形反相器就输出___接近地的哈___电平到内部处理电路。43）光耦在输入电路中起抗___与机械无关___（机械振动/电磁场）___共摸干扰是指：输入信号的两根信号线都具有对地干扰信号，其大小相位完全相同。共模干扰在光耦的两端无法产生电位差，也就没有干扰电流流过光耦，就不会在光耦之后看到这个共模干扰___（差/共）模干扰作用。5．常开型两线制接近开关控制电动机旋转示意图如图9-41所示，请分析、填空。图9-41常开型两线制接近开关控制电动机旋转试题图1）当有金属物体紧邻该行程开关时，行程开关的输出___本来是断开的___（闭合/断开）。此时按下SB1，KM线圈___构成回路___（失电/得电），电动机___工作___（起动/停转）。当SB2按下后，KM线圈__切断了回路____，电动机___不工作了哈___。再次按下SB1，电动机又再次___哗啦啦___。2）在电动机旋转的情况下，当金属物体远离该常开型接近开关并大于复位距离δmax后，该行程开关的输出触点___不通了___，KM线圈___回路被切断了___，电动机___死了___。3）由上述分析可知，在金属板___挨得很近时___（紧邻/远离）接近开关的情况下，电动机能够正常旋转。该常开型两线制接近开关在控制电路中起___限制运动距离的哈___（有接触控制/非接触行程开关）作用。6．汽车发动机曲轴转子转速测量用的磁电转速传感器如图9-42所示，请分析填空。图9-42磁电式转速传感器1－汽车发动机曲轴转子2－转子圆锥形磁极3－永久磁铁4－定子导磁铁心5－感应线圈6－定子圆锥形磁极n－转速z－齿数T－传感器输出脉冲的周期f－传感器输出脉冲的频率1）该转速传感器是基于___电与磁场相互作用的哈__感应原理来实现转速测量的。由图9-42可知，磁电式转速传感器主要由___汽车的哈___、___转子尖尖的哈___、___有磁性的哈___、___4___、___定子尖尖的哈___以及感应线圈等部件组成。52）汽车发动机曲轴带转子的动圆锥形磁极转动，当转子的圆锥形磁极与定子的圆锥形磁极对准时，穿过感应线圈的磁通变化量dΦ/dt最大，感应线圈产生的感应___不是指电压___（电动势/电压/电流）也就越____本来没有哈__。在低转速范围内，磁电式转速传感器的感应电动势大小与被测物体的转速越成___正___比。当被测物体的转速超过额定范围后，由于磁路的高频涡流损耗，输出电动势反而变___电涡流哈___。3）测得感应线圈的感应电动势e的频率f=10Hz，说明曲轴转子每秒钟产生___f___个脉冲，每个脉冲的周期是___1/f___s。4）由图9-43可知，汽车发动机曲轴转子每转一圈，产生___齿数___个脉冲，每1s转动___f/4___圈。5）在上述已知条件下，将转子每秒钟转动的圈数乘以60，得转速n=60×？？=？？？______r/min。6）也可以根据公式n=60f/z，得转速n=60×？？÷？=？？？______r/min。7．霍尔式无刷电动机结构示意图如图9-43所示，请分析填空。图9-43霍尔式无刷电动机结构示意图1－定子底座2－定子铁心3－霍尔开关4－三相绕组5－外转子6－转轴7－外转子磁极1）传统直流电动机使用___有电火花的___（电极/电刷）与___很多铜片的___（整流器/换向器/检波器）来改变转子的电枢电流方向，以维持电动机的持续运转。2）在图9-43中，电动自行车的三相逆变电动机的___不转的___（定子/转子）上安装了___三相___个微型霍尔IC。当电动机的转子旋转到某一个霍尔IC上方时，该霍尔IC的输出信号翻转，给三相___ABC都不对___（H桥/A桥/B桥/C桥）逆变功率开关电路提供一个换向信号，使得电动机的转子能够继续按同一方向连续___哗啦啦哈___。3）由于无刷电动机不产生___当然有电流哈___（电流/电火花）以及___？刷___的磨损问题，所以它在摄录像机、光驱、无刷电动车等设备中得到广泛应用。8．NPN型三线制电感接近开关的动作区见图9-22b，请分析填空。61）被测金属板b与接近开关保持δ0=3mm的距离，从接近开关下方逐渐接近“动作区”。当被测金属板b的上端部与接近开关的轴线距离δymin缩小到5mm时，接近开关动作。从9-22d可以看出，OC门的输出跳变为___接近零的___电平。δymin称为____从旁边接近的__（轴向/侧向）___工作了___（动作/复位）距离。2）当该被测金属板继续往上移动时，OC门的输出保持___还是这个的___电平。3）当该被测金属板b向上运行一段距离后，又改为向下运动。其上端部与接近开关的轴线距离拉大到δymax=7mm时，OC门的输出跳变为___复位了的___电平。δymax称为____从旁边接近的__向___最大的哈___距离。4）该接近开关的___侧___向动作