传感器课程试题及答案

1、参考资料一、填空题1、 变间隙型电容传感器做成差动结构以后，灵敏度变为原来的1倍。2、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿，它的理论依据是中间 温度定律。3、传感器是将被测非电物理量转换为电量的装置。4、半导体材料受到外力的作用，电阻率发生变化的现象叫压阻_ 效应。5、光在光纤中传播是基于光的全反射现象。6、光电池是基于光生伏特效应工作的光电器件，作为测量元件适宜用作电流源（电压/电流）。7、传感器的动态特性决定了它能测量的被测信号测量范围。8、为克服导线电阻对测量造成影响，热电阻通常采用电桥式三线制 接法。9、差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，它是由于两个次级线圈电气参数与几何

2、尺寸不对称，以及磁性材料的非线性问题引起的。10、霍尔元件所采用的材料为半导体。11、 红外辐射的物理本质是热辐射体温度越高则波长越短 。12、 已知压力表的量程为 30Mpa最大绝对误差为 0.3Mpa，则该压力表 的精度为1级。13、 变气隙厚度式单线圈电感传感器的初始间隙越小，则灵敏度越高。_14、按表达式对误差进行分类，可将误差分为绝对误差、相对误差 和引用误差。15、光敏电阻是基于内光电效应的光电器件。16、热电阻的阻值会随温度的升高而变大 17、热电偶中产生的热电势由接触电势和温差电势组成。18、 压电式传感器测量电路中前置放大器的作用有两个：一是阻抗 变换，二是放大压电式传感器输

3、出的微弱信号 。19、光敏二极管在电路中一般是处于反向工作的状态。20、数值孔径是衡量光纤集光性能的主要参数。21、光电开关和光电断续器都是由红外线发射元件和光敏接收元件组成 的。22、在热电偶回路中加入第三种导体材料时，如果两接点的温度相同，则对整个回路中的热电势无影响。这是热电偶基本定律的中间导体 定律。二、1、光敏三极管工作时（A）。A、基极开路、集电结反偏、发射结正偏B基极开路、集电结正偏、发射结反偏C基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏D基极接电信号、集电结反偏、发射结正偏2、 以下说法不正确的是（B ）A、石英晶体沿光轴方向受力时不产生压电效应。B光敏二极管在不受光照时处于导通状态

4、。C测量结果与其约定真值之差即为误差。D对于金属导体材料，其压阻效应极小，而对于半导体材料，其几何 效应较小。3、以下属于有源型的传感器是（D ）A、应变片B、电容式传感器 C、差动变压器D、热电偶4、 基于外光电效应工作的器件有（D）A、光敏电阻B、光敏二极管 C、光电池 D、光电倍增管5、 不能用来测静态力的传感器是（B ）A、应变片 B、压电传感器 C、电容式传感器 D、电感式传感器6 、用光电断续器测电机转速实验中，通过示波器读取脉冲周期为 10ms,现电机上有4个叶片，则该电机的转速为（ B ）A 、50r/s B 、25r/s C 、12.5r/s D 、20r/s7、差动变压器式

5、传感器是利用线圈的（D ）的变化实现非电量测量的一种装置。A、磁路磁阻 B 、自感 C 、电涡流 D、互感8、 以下只能用于检测导体的接近开关是（B ）A、电容式 B 、涡流式 C 、光纤式 D、光电开关9、为消除压电传感器的连接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响， 可采用（ C ）。A、相敏检波器 B、电压放大器 C 、电荷放大器 D 、滤波器10、沿石英晶体的光轴 z 的方向施加作用力时 （D ） 。A、在晶体的光轴z方向产生电荷B、在晶体的电轴x方向产生电荷C在晶体的机械轴 y方向产生电荷 D、晶体不产生压电效应11、光敏三极管工作时（ A）。A 基极开路、集电结反偏、发射结正偏 B 基

6、极开路、集电结正偏、发射结反偏C.基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏D基极接电信号、集电结反偏、发射结正偏12、差动变压器式传感器是利用线圈的 （ D ）的变化实现非电量测 量的一种装置。A、磁路磁阻 B 、自感 C 、电涡流 D、互感13、以下不属于有源型的传感器是（ B ）A、热电偶 B 、差动变压器 C、压电式传感器 D、光电池14、以下关于误差的说法正确的是（ D ）A、系统误差可以通过多次重复测量减小或消除B、仪表的精度等级通常用最大引用误差来表示。C、随机误差可以用调整或校正的方法加以消除D、粗大误差无需通过多次重复测量即可发现。15、变隙式自感型电感式传感器的灵敏度越高， 则测

7、量范围越 （C ）， 非线性误差越（ ）。A、宽，小； B、宽，大； C、窄，大；D、窄，小16、用光电断续器测电机转速实验中，通过示波器读取脉冲周期为25ms,现电机上有2个叶片，则该电机的转速为（）A 、20r/s B 、 10r/s C 、25r/s D、 30r/s17、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（B）的输出。A、电阻B、电容C、电压D、电荷18、压电式加速度传感器是（ D ）信号的传感器。A、适于测量任意 B、适于测量直流C、适于测量缓变 D、适于测量动态19、沿石英晶体的光轴 z 的方向施加作用力时 （A ）。A、晶体不产生压电效应B、在晶体的电轴x方向产生电荷C、

8、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷20、为消除压电传感器的连接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响， 可采用（ C ）A、电压放大器B、相敏检波器C、电荷放大器D、滤波器三、 简答题1、什么是霍尔效应？请给出至少三种霍尔传感器能测的物理量。 通电导体之于磁场中， 在垂直于电流和磁场方向产生电势点现象叫霍尔 效应。位移。转速。加速度2、热电偶测温回路中产生热电势要满足什么条件？1 热电偶必须由两种性质不同但符合一定要求的承体材料构成。2 热点偶工作端和参考端之间必须由温差 .3、热电偶测温度为什么要进行冷端温度补偿？热电偶产生的热电势 ET与热电偶的冷端温度有关。一般情况

9、下。热电 偶的冷端并不固定，而是随室温变化，这样就使 ET也随室温变化从而带来 测量误差。 因此要求对热点偶的冷端温度进行补偿， 以减少热电偶冷端温度 变化从而引起的信号测量误差 .4、差动结构的电感式传感器与简单的相比有何优点？1 提高了灵敏度 2减少了非线性误差，能够更好的克服温度等外界 共摸信号的干扰。5、压电式传感器测量电路中的前置放大器作用是什么？ 前置放大器压电式传感器本身的内阻抗很高， 而输出能量小， 所以要接入一个高输入阻抗的前置放大器，作用主要是把它的输出阻抗变换为低输出阻抗和放大传感器输出微弱信号。四、计算及分析题（共40分，每题10分）1、 电阻应变片初始电阻值为 120

10、Q ,灵敏度系数K=2,沿纵向粘贴于直径为 0.04m的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量 E=2X 1011N/ m2,求钢柱受5t拉力 作用时，应变片电阻的变化量。22、 一电容测微仪，其传感器的平板面积为10mm工作初始间隙3= 0.2mm, 介电常数£ = 1.6 x 10-11F/m,工作中，若传感器与工件的间隙变化量厶 3 = 4 卩m,测量电路的灵敏度 S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度 S2= 5格/mV,当 3 = 4卩m时，读数仪表示值变化多少格？3、 已知分度号为S的热电偶冷端温度为 60C ，现测得回路热电势为3.184mv，求热端温度。分度号为S的热电偶分度表工作温度C0102030405060708090热电动势（mV00.0000.0550.1130.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.3562001.4401.5251.6111.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.97