电子与通信技术：传感器技术考点二

电子与通信技术：传感器技术考点二1、填空题

热电阻最常用的材料是（）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。正确答案：铂2、填空题

根据敏感元件材料（江南博哥）的不同，将应变计分为（）和（）式两大类正确答案：金属式;半导体3、单选

组合式压力传感器用于测量（）。A、大压力B、小压力C、高速D、低速正确答案：B4、问答题

温度测量的方法有哪些？它们的原理有何不同？正确答案：温度测量方法分为接触式测量和非接触式测量；接触式是感温元件与被测对象直接接触进行温度传导；非接触式的原理是感温元件与被测对象不物理接触，而通过热辐射进行热传递。5、多选

目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（）。A.-200～850℃B.-50～850℃C.-200～150℃D.-200～650℃正确答案：A,D6、判断题

应变计灵敏度k横小于金属线材的灵敏度系数k。正确答案：对7、填空题

亮场微弯传感器检测（）的变化，暗场微弯传感器检测（）的变化。两者相比较（）检测灵敏度高。正确答案：纤芯中光强度；包层中光强度；暗场微弯传感器8、填空题

差动电感式传感器结构形式主要有变气隙式、（）两种。正确答案：螺线管式9、单选

对光纤传感器的特点叙述错误的是（）。A.与其他传感器相比，它具有很高的灵敏度B.可以用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器C.频带宽动态范围小D.可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境正确答案：C10、单选

按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常用的（）。A.理论线性度B.端基线性度C.独立线性度D.最小二乘法线性度正确答案：D11、判断题

在纤芯内折射率不随半径变化而变化，有一恒定值n1.在纤芯-包层界面折射率突然从n1减小到n2，而在整个包层中折射率保持恒定的是渐变折射率光纤。正确答案：错12、填空题

线性度和灵敏度是传感器的（）指标，而频率响应特性是传感器的（）指标。正确答案：静态；动态13、问答题

压磁式传感器的工作原理是？正确答案：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。14、单选

关于压电式传感器的下列说法正确的是（）。A、测量频率越高，压电式传感器测量精度越高；B、测量频率越低，压电式传感器测量精度越高；C、我们期望压电式传感器测量测量精度与测量的工作频率无关；D、测量频率可以无限提高。正确答案：C15、问答题

说明触觉传感器在机电一体化系统中的主要作用。正确答案：1）进行位置检测2）进行图像识别3）进行物体形状、尺寸缺陷的检测。16、单选

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.敏感栅与被测试件正确答案：B17、单选

压电式传感器不能用于静态力的测量，是因为（）。A、静态的力不能产生压电效应B、压电晶体的压电效应丧失了C、因为后继放大电路的输入阻抗太大了D、因为产生的电荷通过后继放大电路放电了正确答案：D18、填空题

电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（）外是线性的。正确答案：变极距型19、单选

影响金属导电材料应变灵敏度系数K的主要因素是（）。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正确答案：B20、填空题

、霍尔片不等位电势可以通过机械修磨或用（）的方法或用网络补偿法校正。正确答案：化学腐蚀21、多选

电感式传感器可以对（）等物理量进行测量。A、位移B、振动C、压力D、流量正确答案：A,B,C,D22、问答题

试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。正确答案：温度误差产生原因包括两方面：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。23、多选

光电器件的温度特性可以是下列哪些元素与温度的关系（）。A、入射辐射通量B、灵敏度C、暗电流D、光电流正确答案：B,C,D24、问答题

简说光电倍增管的工作原理。正确答案：利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子释放效应是指高速电子撞击固体表面，再发射出二次电子的现象。25、填空题

红外热辐射传感器，从原理上可以分为（）。正确答案：热电型和光量子型26、单选

关于光电池的最合适的说法是（）。A、光电池是基于外光电效应原理工作的；B、光电池是基于光在PN结上产生光生电子对工作的；C、光电池是基于内光电效应原理工作的；D、光电池是基于光电管原理工作的。正确答案：C27、填空题

差动电感式传感器结构形式主要有（）、螺线管式两种。正确答案：变气隙式28、多选

在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（）。A.外光电效应B.内光电效应C.光电发射D.光导效应正确答案：B,D29、填空题

电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和（）两大类。正确答案：低频透射式30、单选

在测量某物理量（如位移）时，我们可以采用的传感器是（）。A、只能用该物理量对应名称的传感器；B、可以采用多种的传感器，但这些传感器必须直接敏感于该物理量；C、可以采用多种的传感器，但这些传感器不必直接敏感于该物理量；D、任何一种传感器都可以。正确答案：C31、问答题

简述相位跟踪系统的功能正确答案：相位跟踪系统的功能（1）抵消任何不必要的大的低频相位漂移，使干涉仪保持平衡（2）提供保证干涉仪在正交状态下工作的相移.相位跟踪系统和光纤相位调制器组成。32、单选

为了减小电容式传感器的测量非线性误差，我们应该将两个相同的电容式传感器，联接成（）形式。A、串联B、并联C混合联接D、差动正确答案：D33、多选

下列哪些是半导体应变计的优点（）。A、灵敏度高B、体积小、耗电省C、横向效应小D、机械滞后小，可测量静态应变、低频应变等正确答案：A,B,D34、判断题

为了使电子从价带激发到导带，入射光子的能量E0应该大于禁带宽度Eg。正确答案：对35、问答题

简述霍尔电动势产生的原理。正确答案：一块长为l、宽为d的半导体薄片置于磁感应强度为磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流I流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势Uh。这种现象称为霍尔效应，也是霍尔电动势的产生原理。36、单选

光敏电阻的工作原理基于（）。A.光生伏特效应B.光电导效应C.二次电子释放效应D.外光电效应正确答案：B37、单选

薄膜湿度传感器的响应时间为（）。A.1～3sB.2～5sC.6～8sD.约10s正确答案：A38、单选

下列指标中，属于传感器动态特性指标的是（）。A、灵敏度B、线性度C、过载能力D、幅频特性正确答案：D39、多选

以下因素在选择合适的压电材料时必须考虑的有（）。A、转换性能B、电性能C、时间稳定性D、温度稳定性正确答案：A,B,C,D40、判断题

应变计的灵敏度K恒小于金属材料的灵敏度系数K0。正确答案：对41、判断题

只有当入射光频率高于红限频率时，光电效应才能够产生。正确答案：对42、单选

输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小刀同一输入值时的输出值不相等是属于传感器静态特性的哪一种（）。A.灵敏度B.线性度C.灵敏度界限D.迟滞性正确答案：D43、填空题

（）电阻应变片式传感器按制造材料可分为（）材料和（）材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中的电阻变化主要是由（）形成的。正确答案：金属；半导体；电阻应变效应44、填空题

应变式传感器是利用电阻应变片将（）转换为电阻变化的传感器。正确答案：应变45、填空题

能够将辐射到其上的能量全部吸收的物体称为（）。正确答案：黑体46、多选

减小不等位电势可以采用的方法是（）。A、机械修磨B、化学腐蚀C、补偿网络进行补偿D、无法解决正确答案：A,B,C47、填空题

通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为几大类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的（）效应，这类元件有光电管、光电倍增；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。正确答案：外光电48、填空题

温度传感器从使用上分大致可以分为（）和（）两大类。正确答案：接触型；非接触型49、判断题

外光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。正确答案：错50、填空题

传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出（）与输入（）的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是（）。正确答案：变化量；变化量；一常数51、填空题

相位型光纤传感器通常使用相位检测的方法，该方法主要包括：（）测等三种方法。正确答案：零差检测、外差检测、合成外差检52、单选

为了得到尽可能大的电荷输出，我们应该将多个压电晶片（）使用。A、串联B、并联C、后接电荷放大电路C、后接电压放大电路正确答案：B53、判断题

光纤纤芯折射率低于包层的折射率。正确答案：错54、问答题

模式去除器的作用？正确答案：吸收几乎所有可能在光纤包层中传播的光。首先保证只有纤芯光才能到达变形器中的光纤段，其次是保证吸收掉因采用变形器而进去包层中的任何纤芯光。55、单选

下面哪个不是光敏电阻的优点（）。A.体积小B.重量轻C.机械强度高D.耗散功率小正确答案：D56、单选

关于石英晶体的结构下列说法正确的是（）。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；以上说法都不对。正确答案：C57、问答题

试说明什么电容电场的边缘效应？如何消除？正确答案：理想条件下，平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间，这仅是简化电容量计算的一种假定。当考虑电场的边缘效应时，情况要复杂得多，边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容，引起了传感器的灵敏度下降和非线性增加。为了克服边缘效应，首先应增大初始电容量Co。即增大极板面积，减小极板间距。此外，加装等位环是消除边缘效应的有效方法。58、问答题

相位跟踪系统是由什么组成的并简述它的功能？正确答案：相位跟踪系统是由电路系统和光纤相位调制器组成的。1.抵消任何不必要的大的低频相位漂移，使干涉仪保持平衡，2.提供保证干涉仪在正交状态下工作的相移。59、单选

交流电桥的平衡条件为（）。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正确答案：B60、单选

适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（）。A、转速B、温度C、厚度D、加速度正确答案：B61、填空题

变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（）。正确答案：增大62、判断题

光纤纤芯折射率低于包层的折射率。正确答案：错63、单选

符合对粘合剂的要求是（）。A.机械滞后小B.蠕变大C.温度使用范围小D.存储期大正确答案：A64、单选

试题内容：己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为（）s。A、3B、1C、1.2D、1/3正确答案：C65、问答题

简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。正确答案：传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成正比，但容易受电缆电容的影响。传感器与电荷放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出的电荷成正比，电缆电容的影响小。66、填空题

电涡流传感器可用于位移测量、（）、转速测量和无损探伤。正确答案：振幅测量67、填空题

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、（）。正确答案：适应性强68、问答题

简述光电池的工作原理。正确答案：硅光电池是在N型硅片中掺入P型杂质形成一个大面积的PN结，上电极为栅状受光电极，下电极为衬底铝电极。栅状电极能减少电极与光敏面的接触电阻，增加透光面积。其上还蒸镀抗反射膜，既减少反射损失，又对光电池其保护作用。当光照射到PN结上时，如果在两电极间串接负载电阻，则电路中便产生了电流。69、填空题

变磁阻式传感器由线圈、铁芯和（）3部分组成。正确答案：衔铁70、单选

为了得到尽可能大的电荷输出，我们应该将多个压电晶片（）使用。A、串联B、并联C、后接电荷放大电路C、后接电压放大电路正确答案：B71、问答题

简述振幅型和相位型光纤传感器的原理。正确答案：振幅型传感器的原理.待测的物理扰动与光纤连接的光纤敏感元件相互作用，直接调制光强。相位型传感器的原理.在一段单模光纤中传输的相干光，因待测物理场的作用，产生相位调制。72、问答题

什么叫安时特性？正确答案：流过热敏电阻的电流与时间的关系，称为安时特性。73、问答题

简述光纤传感器的优点？正确答案：1.具有很高的灵敏度2.频带宽动态范围大3.可根据实际情况做成各种形状4.可以用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器，这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动、位移、液位、流量、电流、辐射等等。5.便于与计算机和光纤传输系统相连，易于实现系统的遥测和控制。6.可用于高温、高压、强磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境。7.结构简单、体积小、重量轻、耗能少。74、问答题

传递函数有哪些功用？正确答案：（1）传递函数的功用之一.在方块图中用作表示系统的图示符号。（2）另一方面，当组成系统的各个元件或环节的传递函数已知时，可以用传递函数来确定该系统的总特性，可用单个环节的传递函数的乘积表示系统的传递函数。（3）对于复杂系统的求解，我们可以将其化成简单系统的组合，其解则为简单系统解的组合。75、单选

为了测量金属内部裂纹，我们可以采用（）传感器。A、涡流式B、压电式C、光电式D、压阻式正确答案：A76、问答题

简要分析存在灵敏度界限的原因，并举例说明。正确答案：一是输入的变化量通过传感器内部被吸收，反应不到输出端上去，即内部损耗了。二是传感器输出存在噪声，如果传感器的输出值比噪声电平小，就无法把有用信号和噪声分开。如果不加最起码的输入值是得不到有用的输出值的。77、多选

以下因素在选择合适的压电材料时必须考虑的有（）。A、转换性能B、电性能C、时间稳定性D、温度稳定性正确答案：A,B,C,D78、判断题

对于金属，其灵敏度为50~100，比半导体灵敏度大得多。正确答案：错79、判断题

光纤声传感器的关键是检测臂的传感部分要设计的对待测声场不敏感，而检测臂的其余部分和参考臂要对声场敏感。正确答案：错80、判断题

感湿特征量随环境温度的变化越大，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。正确答案：错81、判断题

入射光强改变物质导电率的物理现象叫光生伏特效应正确答案：错82、问答题

在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善？正确答案：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场合。半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。83、多选

在应变式传感器应用中，温度的补偿方法主要有（）。A、应变计自补偿法B、电桥补偿法C、辅助测温元件微型计算机补偿法D、热敏电阻补偿法正确答案：A,B,C,D84、问答题

箔式应变计与丝式应变计相比有什么优点？正确答案：（1）工艺上能保证线栅的尺寸正确、线条均匀，大批量生产参考解析：试题答案（1）工艺上能保证线栅的尺寸正确、线条均匀，大批量生产时，阻值离散程度小。（2）可根据需要制成任意形状的箔式应变计和微型小基长的应变计。（3）敏感栅截面积为矩形，表面积大，散热好，在相同截面情况下能通过较大的电流。（4）厚度薄，因此具有良好的可挠性，它的扁平状箔栅有利于形变的传递。（5）蠕变小，疲劳寿命高。（6）横向效营小。（7）便于批量生产，生产效率高。85、单选

电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（）。A.60ΩB.120ΩC.200ΩD.350Ω正确答案：B86、问答题

简述光电倍增管工作原理。正确答案：是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子释放效应是指高速电子桩基固体表面，再发射出二次电子的现象。87、判断题

光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。正确答案：对88、单选

传感器中直接感受被测量的部分是（）。A、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、调理电路正确答案：B89、问答题

简述金属导体材料形成温差电动势的机理。正确答案：温差电动势指的是在一个金属导体中，由于两端的温度不同而产生的热电动势。在金属导体材料中，当两端存在温差时，高温端的电子能量比低温端的电子能量大，从而高温端容易失去电子带正电；低温端得到电子带负电，于是在金属导体上形成与材料性质及两端温差有关的电位差。90、单选

欲测量应力选择的传感器是（）A.应变式B.压电式C.光栅式D.霍尔式正确答案：A91、单选

制作霍尔元件最合适的材料是（）。A、铜B、石英晶体C、镍D、半导体正确答案：D92、问答