传感器试卷及答案

1、一、填空（30 分，每空分）1、有一温度计，它的量程范围为 0s200C,精度等级为级。该表可能出现的最大误差为，当测量100 时的示值相对误差为。2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。3、传感器由、三部分组成。4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。5、已知某铜热电阻在0c时的阻值为50Q,则其分度号是，对于镍铬- 镍硅热电偶其正极是。6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。7、用水银温度计测量水温, 如从测量的具体手段来看它属于测量。二、选择题（30 分，每题2 分 ）1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。A 、电容式B 、电阻式C 、压

2、电式D 、电感式2、的数值越大, 热电偶的输出热电势就越大。A、热端直径B 、热端和冷端的温度C、热端和冷端的温差D 、热电极的电导率3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。A、应变效应B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。A、电容和电感均为变量B 、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变5、在两片间隙为1mm勺两块平行极板的间隙中插入,可测得最大的容量A塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B 、减小非线性误差C

3、、提高电磁兼容性D 、减小引线电阻的影响7、当石英晶体受压时，电荷产生在。A Z面上 B、X面上C、Y面上 D、X、Y、Z面上8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。A 、悬臂梁B 、弹簧管C 、实心轴D 、圆环9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。A、补偿热电偶冷端热电势的损失B 、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器11、测得某检测仪表的输入信号中, 有用信号为20 毫伏, 干扰电压也为20 毫伏 ,则此时的信噪比为。A、 20dB B 、

4、 1 dB C 、 0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感, 必须采取措施。A、接地保护环 B、将机箱接大地 C、抗电磁干扰13、 在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。A、微差式B 、零位式 C 、偏差式15、在实验室中测量金属的熔点时, 冷端温度补偿采用。A、计算修正法B 、仪表机械零点调整法C、冰浴法三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（ t,t0 ） = EAC（ t,t0 ） - EBC（ t,t0 ） ,并画出原理图（本题10 分）四、有一额定荷重为20X 103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V激励源电压为12V,求：

5、1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5X103N时的输出电压Ud （本题10分）六、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为级，测量范围为 0S500N;另一只为级，测量范围为0S100N,问选用哪一只测力仪表较好为什么（ 写出计算过程）（ 本题 10 分）参考答案一、填空题：1、±1，±1% 2 、 1 5 倍 3 、敏感元件、传感元件、测量转换电路4、NT锭变5、CU50锲铭6、减小温漂 7、偏位式8、干扰源，干扰途径，敏感接收器9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离 10、X面二、选择题I、 C 2、 C 3 、 C 4、 B 5 、 D 6、 D

6、 7、 B 8、 C 9、 C 10、 CII、 C 12、 B 13、 B 14、 C 15、 C四、24 mV， 6 mV五、K拨至1位，反复调节R0,使仪表指示为0, K拨至3位，反复调节RF,使仪表指示为满偏，K拨至2位，进行测量。六、选用级，测量范围为OslOON的测力仪表。一、填空（本题共39 分，每空分）1、传感器由、三部分组成。2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。3、有一温度计，它的量程范围为 0s200C,精度等级为级。该表可能出现的最大误差为，当测量100 时的示值相对误差为。4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。5、

7、在压电晶片的机械轴上施加力, 其电荷产生在。6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。7、用水银温度计测量水温, 如从测量的具体手段来看它属于测量。8、已知某铜热电阻在0C时的阻值为50Q,则其分度号是，对于锲铭-镍硅热电偶其正极是。9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由 NTC&成的电阻补偿网络，其目的是为了。二、选择题（本题共30 分，每题2 分）3、在电容

8、传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。A、电容和电感均为变量B 、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了 测量方法。A、微差式B 、零位式 C 、偏差式5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性10、在实验室中测量金属的熔点时, 冷端温度补偿采用。A、冰浴法 B、仪表机械零点调整法 C、计算修正法11、自感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。A、提高灵敏度 B、将输出的交流信号转换为直流

9、信号C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。A、悬臂梁 B 、平膜片 C 、弹簧管 D 、膜盒13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。A、霍尔元件 B、压电晶体 C、应变片 D、热敏电阻14 、下列不能用做加速度检测传感器。A 、电容式B 、压电式C 、电感式D 、热电偶15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。A、应变效应B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应三、我国的模拟仪表有哪些精度等级现欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于%问：若选用量程为250V的电压表，其精度应

10、选哪一级若选用量程为500V的电压表，其精度又应选哪一级（本题 10分）四、热电偶参考电极定律有何实际意义以知在某特定条件下材料A与铝配对的热电动势为，材料B与铝配对的热电动势为，求出在此特定条件下材料A与B配对后的热电动势此时哪种材料为正极（本题 10分）五、 根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量（本题11 分）1 、加速度：2、温度：3 、工件尺寸：4 、压力：参考答案一、填空题：1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2 、 1 5 倍 3 、±1，± 1%4、NTC突变5、X面 6、减小温漂 7、偏位式 8、CU50锲铭9、并联，串联

11、10 、增大 11 、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离12、应变效应13 、干扰源，干扰途径，敏感接收器14 、温度补偿二、选择题I、 C 2、 D 3 、 B 4 、 B 5 、 B 6、 A 7、 C 8、 C 9、 A 10、 CII、 D 12、 A 13、 D 14、 C 15、 C三、 0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 5 5 0选用量程为250V的电压表，其精度应选0. 5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0. 2级四、大大简化了热电偶的选配工作，5. 622 mv, A为正极五、 1、电阻应变片，电容等2、热电偶，热电阻等3、电感，电容等二、如图所示电路是电阻

12、应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，A R=Q桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=- （E/2） （AR/R）。（10分）证明：略去 的二次项 , 即可得一、简答题（每小题5 分，共20 分）1传感器：2静特性：3超声波的波型有几种是根据什么来分类的4. 简述电容式传感器的工作原理。二、选择题（每空3 分，共 27 分）1码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。码盘按结构可以

13、分为接触式、和 三种。a. 光电式 b. 磁电式 c. 电磁式 d. 感应同步器2当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及现象。a. 表面波 b. 兰姆波 c. 驻波 d. 波型转换3. 改变电感传感器的引线电缆后，a. 不必对整个仪器重新标定b. 必须对整个仪器重新调零c. 必须对整个仪器重新标定d. 不必对整个仪器重新调零4应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、 等。a. 测量范围的选择b. 电源的选择c. 阻值的选择d. 尺寸的选择e. 精度的选择f. 结构的选择5应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的之间的电阻值。a. 覆盖片与被测试

14、件b. 引线与被测试件c. 基片与被测试件d. 敏感栅与被测试件6在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为。a. 磁电效应b. 声光效应c. 光生伏特效应d. 光电导效应7. 如图所示的结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为。 传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时，衔铁将会运动而产生位移，使空气隙发生变化这种结构可作为传感器用于。a. 静态测量b. 动态测量c. 静态测量和动态测量d. 既不能用于静态测量，也不能用于动态测量三、激光干涉传感器的作用是测量长度，

15、其基本原理就是光的干涉原理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S 是光源，B 是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。四.画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（12分）五.粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化， 产生虚 假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。（12分）六.如图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路，图中1为玻璃盘，2为镀金层，3为金属膜片，介绍其工作原理。（15分）传感器与测试技术参考答案一、简答题（每小题5分，共20分）1 .传感器：传感器是一种以一定的精确

16、度把被测量转换为与之有确定对应关系 的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。2 .静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即 当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。3 .超声波的波型有几种是根据什么来分类的超声波的波型有纵波、横波、表面波（亦称瑞利波）、兰姆波。依据超声场中质点的振动与声能量传播方向之间的关系来分。4 .简述电容式传感器的工作原理。两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为式中：极板间介质的介电常数，极板的遮盖面积;极板间的距离。（ 14 分）当被测量的变化使式中的、或 任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。二、选择题（

17、每空3 分，共27 分）1 a； c2 d3. c4 c； d5 b6 d7. c三、激光干涉传感器的作用是测量长度，其基本原理就是光的干涉原理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S 是光源， B 是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。（ 14 分）答案要点：来自光源S的光经半反半透分光镜B后分成两路，一路由固定反射镜 M1反射， 另一路经可动反射镜 M2和B反射，在观察屏P处相遇产生干涉。当M2每移动半 个光波波长时，干涉条纹亮暗变化一次，因此被测长度为式中，x被测长度；N1干涉条纹亮暗变化次数；真空中光波波长；n空气折射率。

18、四画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（12 分）答案要点：传感器作为测试系统的第一环节，将被测量转化为人们所熟悉的各种信号，通常传感器将被测量转换成电信号；信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工，如信号的放大、滤波、补偿、校正、模数转换、数模转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、显示或记录；显示与记录部分将所测信号变为便于人们理解的形式，以供人们观测和分析。五粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。（12 分）答案要点：环境温度变化时，由于敏感栅材料的电阻温度系数的存在， 引起应变片电阻相对变化；环境温度变化时，敏感栅材料和试件材料的膨胀系数不同， 应变片产