第二章 电阻传感器
第二章 电阻传感器
一、填空题：
1、电位移传感器是将转换成的传感器。
2、常用弹性敏感元件一般用制成。
3、电阻应变式传感器可直接测量的物理量是电阻应变片的制作
材料分为 和 两种。它们收到外力电阻发生变化，第
一种是由 形成的，第二种是由 造成的。 的
灵敏度较大。
4、电阻应变片配有桥式测量转换电路的作用是
5、应变测量电桥的三种接法是输出电压分别为 、 、 。电桥
转换电路，因接法不同，灵敏度也不同， 的灵敏度最大，实验
证明输出电压与应变或受力成 （线性/非线性）关系。
6、要使直流电桥平衡，必须使相对桥臂的电阻值的相等。
7、电阻应变效应做成的传感器可以测量
8、测温热电阻分为和
9、MQN 气敏电阻可测量2气敏电阻可
测量 。
10、带有调零、调满度的热电阻测量转换电路调试过程的步骤是_____。若发现
毫伏表的满度值偏大，应将RP2往_____调。
11、测温热电阻分按结构分为___ 、___ _、__ 热敏电阻
按温度系数又可分___ 、_ _。
12、湿敏电阻传感器按结构形式分为___ 、___ 、 _。
13、在下图控制电路中R t 应选用________（PTC/NTC）。
二、选择题
1、将应变片贴在上，可以分别做成测量位移、力、加速度传感器。
A 试件 B 质量块 C 应变电阻
2、产生应变片误差的主要原因
A 电阻有温度系数 B 试件与电阻丝的线膨胀系数相同 C 电阻丝承受
应变力方向不同
3、应变片的标称电阻
A60 B100 C120 D200
4、通常用应变式传感器测量
A 温度 B 密度 C 加速度 D 电阻
5、电桥测量转换电路的作用是将传感器的参量变化为的输出。
A 电阻 B 电容 C 电压 D 电荷
6、电子秤中所使用的应变片应选择应变片；为提高集成度，测量气体压
力应选择 ；一次性、几百个应力试验测点应选择 应变片。
A. 金属丝式 B. 金属箔式
C. 电阻应变仪 D. 固态压阻式传感器
7、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，选择
的测量转换电路。
A 单臂半桥 B 双臂半桥 C 全桥
8、测量温度不可用传感器。
A. 热电阻 B. 热电偶 C. 电阻应变片 D. 热敏电阻
、MQN 型气敏电阻使用时一般随氧气浓度增加，电阻 。
灵敏度 。
A. 减小 B. 增大 C. 不变
10、TiO 2型气敏电阻使用时一般随气体浓度增加，电阻 。
A. 减小 B. 增大 C. 不变
11、湿敏电阻使用时一般随周围环境湿度增加，电阻
A. 减小 B. 增大 C. 不变
12、MQN 型气敏电阻可测量TiO 2型气敏电阻的
浓度。
A. CO2 B. N2 C. 气体打火机间的有害气体
D 锅炉烟道中剩余的氧气。
13、湿敏电阻利用交流电作为激励源是为了
A 提高灵敏度 B 防止产生极化、电解作用 C 减小交流电桥平衡难度
14、使用测谎器时，被测人员由于说谎、紧张而手心出汗，可用
传感器来测量
A 应变片 B 热敏电阻 C 气敏电阻 D 湿敏电阻
15、某NTC 的特性如图曲线1所示。将它与电视机的显像管的灯丝串连，求：
（1）指出各曲线代表的电阻。
（2）在室温（25℃）时的阻值为_____Ω，在150℃时的阻值为_____Ω。
（3）电视机上电的瞬间，流过显像管灯丝的电流接近于_____。当该PTC 的温
度上升到150℃（PTC 与一个专用加热电阻封装在一个壳体内），显像管的
灯丝电流显著_____（增大/减小）。采用该电路，可以达到使显像管_____
（快/慢）启动的目的。
三、问答题
1、解释应变效应、压阻效应。
2、电阻应变传感器在单臂电桥测量转换电路在测量时由于温度变化产生误差的
过程。电阻应变式传感器进行温度补偿的方法是什么
四、分析与计算题
1、有一等截面圆环受力如图所示，为测压力在环内表面贴有四个同类型的应变
片，请在图上随意画出环上四应变片的位置编号，并说明各自产生的应变类型？及对应变片阻值的影响？
2、采用阻值R=120Ω灵敏度系数K=2.0的电阻金属应变片与阻值R=120Ω的固
定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。当应变片应变ε=1000um/m时，若要使输出电压大于10mV 则可采用何种工作方式。（设输出阻抗为无穷大）
3、有一吊车的拉力传感器如图，电阻应变片R 1、R 2、R 3、R 4的位置如图所示。
已知R 1、R 2、R 3、R 4的标称电阻均为120Ω，桥路电压3V ，物重m 引起R 1、 R 2的变化增量为1.2Ω。画出应变电桥电路，计算测得的输出电压，并说出R 3、R 4的作用。
4、有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用三线制电桥，R 2=R3=R4=100Ω，
Ui=5V求：
（1） 该电阻的材料
（2） 测温范围
（3） 0℃的电阻值
（4） 查分度表－40℃—+40℃的电阻值
（5） 计算t=40℃时电桥的开路输出电压。r 1、 r 4 r i r 7 都不计，不考虑RP 1
RP 2 的影响
第二章 电阻传感器习题答案
一、填空题：
1、位移或角位移 电阻或电压 2、合金钢 3、力 金属 半导体 应变 电 阻
Ui ∆R 半导体 4、温度补偿 减小非线性 5单臂半桥 双臂半桥 全桥 Uo = 4R
Uo =Ui ∆R U ∆R ∆R 2∆R 3∆R 4 U o =i (1-乘积 7、力 加+-) 全桥 线性 6、2R 4R 1R 2R 3R 4
速度 固态压力 8 热电阻 热敏电阻 9测量还原性气体的浓度 测量氧浓度 10 先调节RP1再RP2 小 11 普通 铠装 薄膜PTC NTC 12金属氧化物陶瓷传感器 金属氧化物膜型传感器 高分子材料湿敏电阻 13 NTC 14 D 15 1)1-突变NTC 2-负指数NTC 3-线性PTC 4-突变PTC 5-铂热电阻2）106Ω10Ω
3）小大快
二、选择题
1、A 2、A 3、C 4、C 5、C 6、BDA 7、C 8、C 9、AB 10、B
11、A 12、CD 13、B 14、D
三、问答题
1、导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。半导体受力后，电阻会改变，成为压阻效应。
2、因 Ui ∆R +∆R 1t Uo = 4R
输出电压受温度的影响。
因应变电阻R1与R2完全相同，从下式看出输出电压与温度无关
∆R -∆R 2t U ∆R Ui ∆R +∆R 1t Uo =(1+2) =i 4R 1R 22R
补偿的方法是采用双臂半桥或全臂全桥。
四、分析与计算题
1、R1与R2为压应变，R3与R4为拉应变
2、解： Uik ε =10×2×1000×10-6=0.02V=20mV.可采用双臂半桥或全桥的工
作方式。
3、解：Uo=（3×1.2）/（2×120）=0.015V
R 3、R 4的作用是电桥平衡
4、（1）铂（2）测温范围：-200-9600C （3）0℃的电阻值为100Ω（4）
有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用三线制电桥，R 2=R3=R4=100Ω，Ui=5V
求：
（6） 该电阻的材料
（7） 测温范围
（8） 0℃的电阻值
（9） 查分度表－40℃—+40℃的电阻值
（10）计算t=40℃时电桥的开路输出电压。r 1、 r 4 r i r 7 都不计，不考虑RP 1
RP 2 的影响