皖西学院传感器原理与应用考试题库

1、皖西学院传感器原理与应用考试题库注：所标分值为考试试卷分值选择题（20分，每题2分，共10题）1. 传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的 D 。 A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高2. 下列被测物理量适合于使用涡流传感器进行测量的是 D 。A压力 B力矩 C温度 D厚度3. 霍尔元件一般采用 B 材料？A. 高分子 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 导体 4半导体应变片与金属应变片比较,其具有 A 的优点。 A.灵敏度高 B.温度稳定性好 C.可靠性高 D.接口电路复5.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了 B 。A加长线圈从而增加线性范围 B提高灵敏度，减小

2、温漂 C降低成本 D增加线圈对衔铁的吸引力6.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 C 。A人体重量 B车刀的压紧力 C车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D自来水管中水的压力9.若要求线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨率为1mm左右，应选择 A 自感传感器为宜。A变隙式 B变面积式 C螺线管式10. 非线性度是表示校准曲线( B )的程度。A.真值 B.偏离拟合直线C.正反行程不重合 D.重复性11属于传感器动态特性指标的是（ D ） A重复性 B线性度 C灵敏度 D上升时间12. 在下列传感器中,将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是( A )。A.压电式传感器 B.电容式传

3、感器C.自感式传感器 D.电阻式传感器13. 全电桥式传感器电路由环境温度变化引起的误差为( D ) A. B. C. D. 014. 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15. 属于四端元件的是( C )。 A应变片 B压电晶片 C霍尔元件 D热敏电阻16.某直线光栅每毫米刻线数为100线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为( A )。 A. 2.5mm B. 25mm C. 5mm D. 10mm 17.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ C ）的输出。 A. 电阻 B. 电容 C. 电压

4、 D. 电荷18.将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 A.质量块 B.导体C.弹性元件 D.机器组件1、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由 ( B ) 来决定的。A、贴片位置的温度变化 B、 电阻丝几何尺寸的变化 C、电阻丝材料的电阻率变化 D、外接导线的变化2、不能用涡流式传感器进行测量的是 ( D ) 。A 位移 B 材质鉴别 C 探伤 D 非金属材料3、不能采用非接触方式测量的传感器是：（ C ）。A、霍尔传感器；B、光电 传感器；C、热电偶；D、涡流传感器4、通常所说的传感器核心组成部分是指：（ B ）A、敏感元件和传感元件

5、 B、敏感元件和转换元件C、转换元件和调理电路 D、敏感元件、调理电路和电源5、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（ C ）A、光敏二极管 B、硅光电池 C、光电管 D、光导管6、为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是：（ C ）。A、半桥双臂各串联一片电阻应变片；B、半桥双臂各并联一片电阻应变片；C、适当提高电桥的电源电压；D、增大应变片的初始电阻值。7、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间是(B )。 A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间8、传感器的下列指标全部属于静态特性的是( C)。 A、线性度、灵敏度、阻尼系数 B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞

6、、重复性、漂移 D、精度、时间常数、重复性8、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（ ABCD）。A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。8、属于传感器动态特性指标的是( B)。 A、重复性B、固有频率 C、灵敏度D、漂移8、影响金属导电材料应变灵敏度系数K的主要因素是(B )。 A、导电材料电阻率的变化 B、导电材料几何尺寸的变化C、导电材料物理性质的变化D、导电材料化学性质的变化8、电阻应变片的线路温度补偿方法有(B)。 A、差动电桥补偿法B、补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C、补偿线圈补偿法D、恒流源温度补偿电路法8、如将变面积型电容式传感器接成差动形式

7、，其灵敏度将(B )。 A、保持不变B、增大为原来的一倍C、减小一倍D、增大为原来的两倍8、试题关键字：变间隙式。当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的(B )。 A、灵敏度增加B、灵敏度减小C、非线性误差增加D、非线性误差不变8、（本题为多选题）电容式传感器中输入量与输出量的关系为线性的有（AB）。A、变面积型电容传感器B、变介质型电容传感器C、变电荷型电容传感器D、变极距型电容传感器8、试题关键字：平衡条件。交流电桥的平衡条件为(B)。 A、相邻桥臂阻抗值乘积相等B、相对桥臂阻抗值乘积相等 C、相对桥臂阻抗值比值相等D、相邻桥臂阻抗值之和相等8、下列说法正确的是(D

8、 )。 A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。 B、差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动方向。 C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。D、相敏检波电路可以判断位移的大小和位移的方向。8、试题关键字：测量（本题为多选题）电感式传感器可以对(ABCD)等物理量进行测量。 A、位移B、振动C、压力D、流量8、试题关键字：压电式传感器。石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是(B)。 A、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好 B、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好 C、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好

9、 D、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好7、试题关键字：石英晶体。石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会(D )。 A、不产生压电效应B、产生逆向压电效应 C、产生横向压电效应D、产生纵向压电效应7、试题关键字：石英晶体的结构。关于石英晶体的结构下列说法正确的是（C）。A、石英晶体具有完全各向异性的特性；B、石英晶体具有完全各向同性的特性；C、石英晶体是介于各向异性和石英晶体具有完全各向异性的晶体；D、以上说法都不对。267、热电偶的最基本组成部分是( A )。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 268、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括

10、(D )。 A、补偿导线法B、电桥补偿法C、冷端恒温法D、差动放大法 269、热电偶测量温度时(D )。 A、需加正向电压B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以D、不需加电压 270、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律(A )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律C、标准电极定律 D、均质导体定律 271、将一支灵敏度为0.08 mV/C的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为 50C。电压表上读数为60mV，则热电偶热端温度为（ D）C。 A、600；B、750；C、850；D、800272、镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04 mV/C，

11、把它放在温度为1200处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50C，则热电势大小（ B ）mV。 A、60；B、46；C、56；D、66。273、已知在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为13.967 mV，材料B与铂配对的热电势是8.345 mV，则在此特定条件下，材料A与材料 B配对后的热电势为（ A ）mV。 A、5.622；B、6.622；C、7.622；D、8.622。1电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ABD ）。A差动电桥补偿法B补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C补偿线圈补偿法D恒流源温度补偿电路法4当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（ BD ）。A灵敏度

12、增加 B灵敏度减小C非统性误差增加 D非线性误差减小5在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（ BD）。A外光电效应 B内光电效应C光电发射 D光导效应4. 利用物质的光电效应制成的传感器称为（ B ）A压电传感器 光电传感器磁电传感器 温度传感器5. 将力学量转换成电压、电流等电信号形式的传感器称为（ A ）A力敏传感器光电传感器智能传感器 电阻传感器6. 磁敏传感器中将被测物理量转换为电势的霍尔传感器是利用（ D ）A压电效应原理力学效应原理 光电效应原理 霍尔效应原理7. 超声波传感器的声波频率（D ）A低于16Hz 低于10kHz高于10kHz 高于20kHz8. 热电偶在温度测量

13、中应用非常广泛，其工作原理是（ A ）A热电效应光电效应磁电效应热敏效应9. 能够测量大气湿度的传感器称为（ B ）A温度传感器湿度传感器 光电器件热敏元件10. 为了检测我们生活环境周围的有害的气体的浓度，常采用（ C ）A湿度传感器温度传感器气敏传感器 力敏传感器3. 以下属于无源型传感器是（ D ）A发电型热电偶气敏传感器电阻式传感器4. 光电传感器的基本原理是物质的（ B ）A压电效应 光电效应 磁电效应 热电效应5. 传感器的输出对随时间变化的输入量的响应称为传感器的（ A）A动态响应 线性度 重复性 稳定性6. 压磁式传感器的原理是利用铁磁材料的（ B ）A压电效应压磁效应光电效应

14、霍尔效应7. 超声波在以下介质中传播时强度会发生衰减，其中衰减最大的是（ C ）A半导体 石油 空气 水8. 下列可实现非接触测量的温度传感器是（ D ）A热膨胀式压力式 热电偶 比色高温计9. 电阻式湿度传感器最能够测量大气的（ B ）A温度 湿度 成分 密度10. 用来测量一氧化碳、二氧化硫等气体的固体电介质属于（ D ）A湿度传感器 温度传感器力敏传感器 气敏传感器17. 差动变压器的零点残余电压太大时会使其灵敏度（C ）A较大增加 不变 下降 略有增加4. 以下不属于电容式传感器测量电路的是（ B ）A调频电路放大器交流电桥 脉冲电路5. 光敏电阻的工作原理是基于（ D ）A磁电效应光

15、生伏打效应外光电效应 内光电效应6. 微应变式传感器依据的基本效应是（ C ）A磁电效应压电效应 压阻效应 光电效应7. 通常能够产生压磁效应的物质是（ C ）A金属 陶瓷 铁磁材料 高分子8. 以下不属于超声波传感器主要性能指标的是（ A ）A工作压力工作温度灵敏度 工作频率9. 利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件是（ B ）A光敏电阻热敏电阻磁敏电阻力敏电阻11. SnO2和ZnO半导体材料常用于（ A ）A气敏传感器电感式传感器光电传感器 电阻式传感器18. 光敏二极管在光照射时产生的电流称为（ C ）A暗电流 截止电流 光电流 放大电流7. 固体受到作用力后电阻率发生变化的

16、现象称为（ B ）A电压效应 压阻效应 磁阻效应 力阻效应8. 当超声波从液体垂直入射到气体时，反射系数接近1，此时超声波会（ D ）A几乎全部透射几乎全部吸收 几乎全部折射 几乎全部反射11. 可燃气体报警电路中，主要采用（C ）A力敏传感器 磁敏传感器气敏传感器 光敏传感器19. 电涡流传感器常用的材料为（ D ）A玻璃 陶瓷 高分子 金属4. 以下特性属于传感器动态特性的是（ A ）A瞬态响应 线性度 灵敏度 稳定性7. 据光生伏打效应制成的光电器件是（ B ）A光敏电阻 光电池 光敏二极管 光敏晶闸管10. 利用霍尔效应制成的传感器是（ C ）A磁敏传感器 温度传感器霍尔传感器 气敏传

17、感器11. 影响超声波的衰减程度的因素有介质和（ B ）A温度 频率 湿度 浓度17. 电容式湿度传感器主要包括陶瓷电容式和（ B ）A金属电容式 高分子电容式半导体电容式 单晶电容式6. 利用外光电效应原理制成的光电元件是（ B ）A光敏电阻光电管 光电池 光敏晶体管11. 热电偶回路电动势主要包括接触电势和（ D ）A辐射电势 温度电势 热电势 温差电势16. 传感器按输出量可分为数字传感器和（ A ）A模拟传感器 温度传感器 生物量传感器 化学量传感器17. 互感式电感传感器又称为（ B ）A电流式传感器变压器式传感器差动传感器 涡流传感器19. 具有压电效应的物体称为（ D ）A磁电材

18、料 光电材料 压电效应 压电材料4. 电位器式电阻传感器和应变片式电阻传感器相比，后者的灵敏度（ C ）A低 与前者相等高 无法确定7. 光敏二极管在没有光照时产生的电流称为（ A ）A暗电流 亮电流 光电流 导通电流12. 超声波传播速度最快的介质是（ D ）A水 空气 氧气 钢铁15. 从气敏元件与被测气体接触到气敏元件参数达到新的稳定状态所需要时间称为（ C ）A灵敏度 稳定性 响应时间 选择性16. 具有压磁效应的磁弹性体叫做（ B ）A压电元件 压磁元件 压阻元件 霍尔元件17. 最适合制作霍尔传感器的物质是（ D ）A绝缘体 金属 P 型半导体 N型半导体20. 光电传感器的基本原

19、理是基于物质的（ B ）A压电效应 光电效应 磁电效应 热电效应填空题（20分，每空2分，共10空）1. 传感器主要由 敏感元件 、 转换元件 和 辅助电路 组成。3. 在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的_中间导体_定律。4. 可用 热电偶 、 膨胀式 、 辐射式 传感器检测温度。5. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同， 差动全桥 接法可以得到最大灵敏度输出3. 正态分布的随机误差具有 对称性 、 有界性 、补偿性 和 单峰性 四个统计特点。5. 热电偶电动势由_温差_电动势和接触电动势两部分组成。6.

20、利用霍尔位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是 金属 。5. 带有相敏整流的电桥电路，其输出电压不仅能反映输入量变化的 数值大小 也能反映输入量变化的 方向 。1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。5、金属丝应

21、变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏

22、感元件用来将应变的转换为电阻的变化。11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需

23、采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。 15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。 17、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单、适应性强。18、 电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。20、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。 21、电感式

24、传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 23、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。24、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。25、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。27、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。28、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压

25、源。 29、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器(或发电型传感器) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。 30、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为极化效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。31、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。32、电荷放大器的特点是能把压电器件的高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电

26、缆变化的影响。33、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。34、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。 35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。 36、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。 37、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。38、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。 39、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工

27、业测量，一般精度要求场合； 二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测量，精度要求高的场合。 40、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差的现象。41、制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。42、应该根据元件的输入电阻、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元件的尺寸。43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应 传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。 44、按照测量

28、光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。45、光电传感器的理论基础是光电效应。46、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。47、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器 的基本原理制成的，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。48电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。49影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。50、传感器的基本特性通常指的是传感器的输入和 输出 之间的关系特性。51、在传感器领域，应用比较广

29、泛的基本电量传感器有电阻式传感器、 电容式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。判断题（20分，每题2分，共10题）1，压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。（ ）3，真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。（ ）21.线性度是传感器的静态特性之一。 （ ）改正:22.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。 （ ）改正:23.光电三极管不是根据光电效应原理制成的。 （ ）改正: 光电三极管是根据光电效应原理制成的。24.应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。 （）改正: 应变片式压力传感器

30、可以对压力进行测量。25.热敏电阻除了用于温度传感器外，还可用于湿度传感器。 （ ）改正:21.时间响应特性为传感器的静态特性之一。 （ ）改正: 时间响应特性为传感器的动态特性之一22.变压器式传感器可以进行无接触测量。 （ ）改正:23.光敏二极管是根据压电效应原理制成的。 （ ）改正: 光敏二极管是根据内光电效应原理制成的。 24.电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。 （ ）改正:25.石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。（ ）改正:21.在传感器的基本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。 （ ）改正:22.电涡流式传感器不可以进行无接触测量。

31、 （ ）改正: 电涡流式传感器可以进行无接触测量。23.钛酸钡压电陶瓷可用于制备光电传感器。 （ ）改正: 钛酸钡压电陶瓷可用于制备压电传感器。24.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。 （ ）改正:25.接触燃烧式气体传感器属于气敏传感器。 （ ）改正:21.传感器的稳态响应指的是输入信号为正弦信号的频率响应。 （ ）改正:22.电容式传感器不可实现非接触测量。 （ ）改正: 电容式传感器可实现非接触测量。23.在电磁波谱的可见光范围内，紫光携带的能量最大。 （ ）改正:24光电耦合器件仅是光敏元件的组合。 （ ）改正: 光电耦合器件是发光元件和光敏元件的组合。25.超声波测流速

32、的机理是它在静止流体和流动流体中的传播速度不同。（ ）改正:21.线性度描述的是传感器的动态特性之一。 （ ）改正: 线性度描述的是传感器的静态特性之一。22.磁敏传感器可以进行无接触测量。 （ ）改正:23.压电式压力传感器是根据压电效应原理制成的。 （ ）改正:24.力敏传感器可以对力、力矩、压力等进行测量。 （ ）改正: 热电偶属于温度传感器。25. 热电偶不属于温度传感器。 （ ）改正:21. 智能传感比普通传感器性能优越，它输出的信号一定为数字信号。 （ ）改正: 智能传感比普通传感器性能优越，它输出的信号可以为数字信号。22. 电涡流式传感器可以进行无接触测量位移、振幅、板材厚度等

33、参量。 （ ）改正:23. 磁敏二极管是根据光生伏打效应制成的。 （ ）改正: 磁敏二极管是根据内光电效应制成的。 24. 霍尔传感器是根据霍尔效应制成的传感器。 （ ）改正:25. 谐振传感器可以测量压力、频率等参量。 （ ）改正:21.传感器按输入量分为模拟式和数字式传感器。 （ ）改正: 传感器按输出量分为模拟式和数字式传感器。22.电涡流式传感器属于电容式传感器，可以用于无损探伤。 （ ）改正: 电涡流式传感器属于电感式传感器，可以用于无损探伤。23.光谱特性是光电元件的特性之一。 （ ）改正:24.压磁式传感器和磁阻式传感器都属于磁敏传感器。 （ ）改正:25. 电阻传感器和电容传感

34、器都可以用于湿度的测量。 （ ）问答与计算题（40分，每题8分，共5题）1. 电容式传感器有哪三大类?分别适用于哪些物理量, 各举一例?答：电容式传感器分为变面积式电容传感器、变间隙式电容传感器、变介电常数式传感器。变面积式电容传感器可用于检测位移、尺寸等参量；变间隙式电容传感器可以用来测量微小的线位移；变介电常数式传感器可以用来测定各种介质的物理特性（如湿度、密度等）。1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出

35、的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。我国国家标准（GB766587）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。1.2答：组成由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检

36、测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。2. 金属电阻应变片与半导体电阻应变片其工作原理各基于何种效应?有什么不同?答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。2. 莫尔条纹的特点是什么？1） 移动方向2） 莫尔条纹有位移放大作用3） 莫尔条纹误差的平均效应4. 测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？5.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不适用于静态测量？答：因为压电式传感器是

37、将被测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。6.压电式传感器的测量电路为什么常用电荷放大器？7. 试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。1冷端恒温法一般热电偶定标时冷端温度以0为标准。因此，常常将冷端置于冰水混合物中，使其温度保持为恒定的0。在实验室条件下，通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中，是冷端保持0。2冷端温度校正法由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0的情况下得到的，与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的，因此冷端温度不等于0时

38、，就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0，但恒定于t0,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值，为求得真实温度，可利用中间温度法则，即用下式进行修正：E（t,0）= E（t,t1）+ E（t1,0）3补偿导线法为了使热电偶冷端温度保持恒定（最好为0），可将热电偶做的很长，使冷端远离工作端，并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便，而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此，一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内（0150）具有和所连接的热电偶相同的热电性能，若是用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料作为补偿导线，将冷

39、端延伸到温度恒定的地方。2.1传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？2.1答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。2.2传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。2.2答：1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最大偏差称为传感

40、器的非线性误差，即线性度，2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。3）线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。4）传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度, 当提出线性度的非线性误差时，必须说明所依据的基准直线。2.3传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？2.3答：1）传感器动态特性主要有：时间常数；固有频率；阻尼系数。2）含义：越小系统需要达到稳定的时间越少；固有频率越高响应曲线上升越快；当为常数时响应特性取决于

41、阻尼比，阻尼系数越大，过冲现象减弱，时无过冲，不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。2.5有一温度传感器，微分方程为，其中为输出电压（mV) , 为输入温度（）。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。2.5解：对微分方程两边进行拉氏变换，Y(s)(30s+3)=0.15X(s) 则该传感器系统的传递函数为： 该传感器的时间常数=10，灵敏度k=0.053.5 一应变片的电阻R=120，灵敏系数k=2.05，用作应变为的传感元件。求：和； 若电源电压U=3V，初始平衡时电桥的输出电压U0。3.5解： 3.8 已知：有四个性能完全相同的金属丝应变片（应变灵敏系数）, 将其粘贴在梁式测力弹性元件

42、上，如图3-30所示。在距梁端处应变计算公式为设力，。求：图 3-30说明是一种什么形式的梁。在梁式测力弹性元件距梁端处画出四个应变片粘贴位置，并画出相应的测量桥路原理图；求出各应变片电阻相对变化量；当桥路电源电压为6V时，负载电阻为无穷大，求桥路输出电压U0是多少？3.8解：梁为一种等截面悬臂梁；应变片沿梁的方向上下平行各粘贴两个；3.9 图3-31为一直流电桥，负载电阻RL趋于无穷。图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120，试求： R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为R1=1.2时，电桥输出电压U0=? R1、R2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出

43、电压U0=? R1、R2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且R1=R2 =1.2，电桥输出电压U0=?3.9解:4.1 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？4.1答：非线性随相对位移的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移的大小；起始极距与灵敏度、线性度相矛盾，所以变极距式电容传感器只适合小位移测量；为提高传感器的灵敏度和改善非线性关系，变极距式电容传感器一般采用差动结构。4.3 差动式变极距型电容传感器，若初始容量，初始距离，当动极板相对于定极板位移了时，试计算其非线性误差。若改为单极平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？4.3解：若初始容量，初始距离，当动极板相对于定极板位移了

44、时，非线性误差为：改为单极平板电容，初始值不变，其非线性误差为：4.7 压差传感器结构如图4-30a所示，传感器接入二极管双T型电路，电路原理示意图如图4-30b所示。已知电源电压UE =10V，频率f = 1MHz，R1=R2=40k，压差电容C1=C2=10pF，RL=20k。试分析，当压力传感器有压差PHPL使电容变化C=1pF时，一个周期内负载电阻上产生的输出电压URL平均值的大小与方向。 a) b)图4-304.7解：当时，；由于，电压UE的负半周占优势，故的方向下正上负。5.1 何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各有何特点？5.1答：电感式传感器是一种机-电转换装置，电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。它可以用来测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数。电感式传感器种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器。工作原理：自感、互感、涡流、压磁。5.2 提高电感式传感器线性度有哪些有效的方法。5.2答：电感传感器采用差动形式，转换电路采用相敏检波电路可有效改善