1.传感器由哪几部分组成?其各部分的作用是什么?
答:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路等几部分组成。组成框图如下图所示。
敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数。
转换电路：将转换元转换成的电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
2.某线性位移测量仪，当被测位移X由3.0mm变到4.0mm时，位移测量仪的输出电压V由3.0V减至2.0V，求该仪器的灵敏度。 解：该仪器的灵敏度为
S??V2.0?3.0???1V/mm ?X4.0?3.0
3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压U为5V，假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变?分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。 解：(1)单臂电桥时
U0?K?U，所以应变为1时 4K?U5?2?10?6U0???2.5?10?6V
44应变为1000时应为
K?U5?2?10?3U0???2.5?10?3V
44(2)双臂电桥时
U0?K?U，所以应变为1时 2K?U5?2?10?6U0???5?10?6V
22应变为1000时应为
K?U5?2?10?3U0???5?10?3V
22(3)全桥时时
U0?K?U，所以应变为1时 U0?10?10?6V
应变为1000时应为
U0?8?10?3V
从上面的三种电桥的计算结果可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。
4.采用阻值R=120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为8V。当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV，则可采用哪种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？
解：由于不知是哪种工作方式，可设为n，故可得
K?U2?8?10?3U0???10mV
nn得n要小于1.6，所以应该采用全桥工作方式。
5.如下图所示为一直流电桥，供电电源电动势U=4V，R3=R4=100Ω，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5 000，试求此时电桥输出端电压U0。
解：由电路图可知,此电桥为输出双臂半桥电路
K?U2?4?5?10?3??20mV 故U0?22
6.试分析变面积式电容传感器的灵敏度?怎么提高传感器的灵敏度?
答：如下图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图，其长度为l，宽为a，厚度为d，平平移动为△a。
当动极板移动△a后，则动极板与静极板的重合面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为
C=εl(a-△a）/d=εla/d -εl△a/d= C0-εl·△a/d
电容因位移而产生的变化量为
?C?C?C0??其灵敏度为 K??ld?a??C0?a a?C?l?? ?ad由此可见增加l或减小d均可提高传感器的灵敏度。
7.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。C1=500pF，传感器的起始电容量Cx0=100pF,定动极板距离d=1mm,运算放大器为理想放大器,R极大,输入电压u1=10sinωtV。当在电容传感器动极板上输入一位移量△x=0.2mm使d减小时,试求电路输出电压u0为多少?
解：由上图的测量电路可知
u0??C1C1500ui??ui??10sin?t?40sin?t V
Cd100?1.0Cxx01.0?0.2d??x
8.如图所示极板长度a=4cm,极板间距离d=0.2mm的正方形平板电容器.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.已知极板间介质为空气??8.85?10-12F/m。
解：由图可知这是个变面积型电容传感器共有4个小电容并联组成，由此可知