传感器技术习题及答案

传感器技术习题及答案
传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题

一、单项选择题

1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是( B )。

A. 应变式传感器

B. 化学型传感器

C. 压电式传感器

D. 热电式传感器

2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。

A. 放大电路

B. 数据采集电路

C. 转换元件

D. 滤波元件

3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和(C ),构成信息技术的完整信息链。

A. 汽车制造技术

B. 建筑技术

C. 传感技术

D.监测技术

4、传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和( A )三大类。

A. 生物型

B. 电子型

C. 材料型

D. 薄膜型

5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展,其中,典型的传感器智能化结构模式是( B )。

A. 传感器+通信技术

B. 传感器+微处理器

C. 传感器+多媒体技术

D. 传感器+计算机

6、近年来,仿生传感器的研究越来越热,其主要就是模仿人的(D )的传感器。

A. 视觉器官

B. 听觉器官

C. 嗅觉器官

D. 感觉器官

7、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。

A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤

8、传感器主要完成两个方面的功能:检测和(D )。

A. 测量

B. 感知

C. 信号调节

D. 转换

9、传感技术与信息学科紧密相连,是(C )和自动转换技术的总称。

A. 自动调节

B. 自动测量

C. 自动检测

D. 信息获取

10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是( A )

A.应变式传感器B.速度传感器

C.化学型传感器D.能量控制型传感器

二、多项选择题

1、传感器在工作过程中,必须满足一些基本的物理定律,其中包含(ABCD)。

A. 能量守恒定律

B. 电磁场感应定律

C. 欧姆定律

D. 胡克定律

2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科,涉及(ABC )等多方面的综合技术。

A. 传感检测原理

B. 传感器件设计

C. 传感器的开发和应用

D. 传感器的销售和售后服务

3、目前,传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用,以下领域采用了传感技术的有:(ABCD )。

A. 工业领域

B. 海洋开发领域

C. 航天技术领域

D. 医疗诊断技术领域

4、传感器有多种基本构成类型,包含以下哪几个(ABC )

A. 自源型

B. 带激励型

C. 外源型

D. 自组装型

5、下列属于传感器的分类方法的是:(ABCD )

A. 按输入量分

B. 按工作原理分

C. 按输出量分

D. 按能量变换关系分

6、下列属于传感器的分类方法的是:(ABCD )

A. 按输入量分

B. 按工作原理分

C. 按构成分

D. 按输出量分

7、下列属于传感器的分类方法的是:(ABCD )

A. 按基本效应分

B. 按工作原理分

C. 按构成分

D. 按输出量分

8、传感技术的作用主要体现在:(ABCD )

A.传感技术是产品检验和质量控制的重要手段

B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用

C.传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分

D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步

9、传感技术的研究内容主要包括:(ABC )

A.信息获取B.信息转换

C.信息处理D.信息传输

10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面:(ABCD )

A.提高与改善传感器的技术性能B.开展基础理论研究

C.传感器的集成化D.传感器的智能化

三、填空题

1、传感技术与信息学科紧密相关,是自动检测和自动转换技术的总称。

2、传感技术是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术性学科。

3、传感器要完成的两个方面的功能是检测和转换。

4、传感器按构成原理,可分为物性型和结构型两大类。

5、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路

等三部分组成。

6、传感器能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或装置。

7、按输入量分类,传感器包括位移传感器、速度传感器、温度传感器压力传感器、等。

8、传感器的输出量有模拟量和数字量两种。

9、根据传感技术涵盖的基本效应,传感器可分为物理型、化学型和生物型。

10、传感器是能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或装置传感器,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。

11、传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。是实现传感功能的基本器件。

12、传感器技术的共性,就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物,将非电量输入转换成电量输出。

13、由传感器的定义可知,传感器要完成两个方面的功能:检测和转换。因此传感器通常由敏感元件和转换元件组成。

14、传感技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。

15、根据传感器的构成,可以将传感器分为物性型和结构型。

四、简答题

1、什么是传感器传感器的共性是什么

2、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用

3、请简述传感器技术的分类方法。

4、请谈谈你对传感技术的发展趋势的一些看法。

5、试述传感器的定义、共性及组成。

传感器的特性习题

一、单项选择题

1、衡量传感器静态特性的指标不包括( C )。

A. 线性度

B. 灵敏度

C. 频域响应

D. 重复性

2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是(A )。

A. 时域响应

B. 线性度

C. 零点漂移

D. 灵敏度

3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是( A )。

A. 延迟时间

B. 上升时间

C. 峰值时间

D. 响应时间

4、一阶传感器输出达到稳态值的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

5、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、重复性、漂移

D.精度、时间常数、重复性

6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是( B )

A.迟滞、灵敏度、阻尼系数

B.幅频特性、相频特性

C.重复性、漂移

D.精度、时间常数、重复性

7、不属于传感器静态特性指标的是( B )

A.重复性B.固有频率C.灵敏度D.漂移

8、传感器的静态特性,是指当传感器输入、输出不随( A )变化时,其输出-输入的特性。A

A.时间

B.被测量

C.环境

D.地理位置

9、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持( C )关系的一种度量。

A.相等

B.相似

C.理想比例

D.近似比例

10、回程误差表明的是在( C )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。

A.多次测量

B.同次测量

C.正反行程

D.不同测量

二、多项选择题

1.阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些(ABC )

A.上升时间

B.响应时间

C.超调量

D.重复性

2.动态响应可以采取多种方法来描述,以下属于用来描述动态响应的方法是:(BCD )

A.精度测试法

B.频率响应函数

C.传递函数

D.脉冲响应函数

3. 传感器静态特性包括许多因素,以下属于静态特性因素的有(ABCD )。

A.迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度

4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有:(ABCD )

A.灵敏度

B.非线性度

C.回程误差

D.重复性

5.一般而言,传感器的线性度并不是很理想,这就要求使用一定的线性化方法,以下属于线性化方法的有: ABD )

A.端点线性

B.独立线性

C.自然样条插值

D.最小二乘线性

三、填空题

1、灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值。

2、系统灵敏度越高,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越差。

3、漂移是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

4、传感器的灵敏度是指在稳态信号下输出量变化对输入量变化的比值。

6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移。

7、一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和__ 动态特性__,才能完成信号无失真的转换。

9、阶跃响应特性是指在输入为阶越函数时,传感器的输出随时间的变化特性。常用响应曲线的上升时间、响应时间、超调量作为评定指标。

11、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv ,其灵敏度为60mv/mm 。

四、简答题

1、什么是传感器的静态特性它有哪些性能指标如何用公式表征这些性能指标

2、什么是传感器的动态特性其分析方法有哪几种

3、什么是传感器的静特性主要指标有哪些有何实际意义

4、什么是传感器的基本特性传感器的基本特性主要包括哪两大类解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。(要求每种特性至少列出2种常用指标)

五、计算题

1、试求下列一组数据的端点线性度:

2、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差(一组测试数据如下表示)。

电阻式传感器习题

一、单项选择题

1、为减小或消除非线性误差的方法可采用(B )。

A. 提高供电电压

B. 提高桥臂比

C. 提高桥臂电阻值

D. 提高电压灵敏度

2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的( C )。

A.不变

B. 2倍

C. 4倍

D. 6倍

3、通常用应变式传感器测量( C )。

A. 温度B.密度

C.加速度D.电阻

4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是(A )。

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

5、产生应变片温度误差的主要原因有(A )。

A.电阻丝有温度系数B.试件与电阻丝的线膨胀系数相同

C.电阻丝承受应力方向不同D.电阻丝与试件材料不同

6、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

7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小( C )。

A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

8、关于电阻应变片,下列说法中正确的是( D )

A.应变片的轴向应变小于径向应变

B.金属电阻应变片以压阻效应为主

C.半导体应变片以应变效应为主

D.金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化

9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化的现象称为金属的( B )。

A.电阻形变效应

B.电阻应变效应

C.压电效应

D.压阻效应

10、( D )是采用真空蒸发或真空沉积等方法,将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏系数高,易实现工业化生产,是一种很有前途的新型应变片。

A.箔式应变片

B.半导体应变片

C.沉积膜应变片

D.薄膜应变片

11、由( A )和应变片.以及一些附件(补偿元件、保护罩等)组成的装置称为应变式传感器。

A.弹性元件

B.调理电路

C.信号采集电路

D.敏感元件

12、直流电桥平衡的条件是( A )。

A 相临两臂电阻的比值相等

B 相对两臂电阻的比值相等

C相临两臂电阻的比值不相等

D 所有电阻都相等

13、直流电桥的平衡条件为( B )

A.相邻桥臂阻值乘积相等B.相对桥臂阻值乘积相等

C.相对桥臂阻值比值相等D.相邻桥臂阻值之和相等

二、填空题

1、单位应变引起的电阻值变化量称为电阻丝的灵敏度系数。

2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。

3、直流电桥平衡条件是相邻两臂电阻的比值相等。

4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是正比关系。

5、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时,工作应变片粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的补偿块上,且补偿应变片不承受应变。

6、半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大。

7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除非线性误差同时还能起到提高灵敏度的作用。

8、电阻应变式传感器的核心元件是电阻应变片,其工作原理是基于应变效应。

9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的电阻变化量转换成电量的变化,以便方便地显示被测非电量的大小。

10、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除非线性误差,同时还能起到温度补偿的作用。

11、应变式传感器是由弹性元件和电阻应变片及一些附件组成的。

12、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称应变效应;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。

13、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化,为显示与记录应变的大小,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的_ __ 信号调

节电路_,一般采用测量电桥。

14、电阻应变片的温度误差是由环境温度的改变给测量带来的附加误差,其产生的原因有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。

15、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用直流电桥或交流电桥。

16、减小或消除非线性误差的方法有提高桥臂比和采用差动电桥。其中差动电桥可分为半桥差动和全桥差动两种方式。

三、简答题

1、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因。

3、什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种各自的输出电压如何计算

4、简述电阻应变计产生热输出(温度误差)的原因及其补偿方法。

5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。

6、金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同

7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理。

8、请简要一下解释压阻效应。

四、计算题

1、在半导体应变片电桥电路中,其一桥臂为半导体应变片,其余均为固定电阻,该桥路受到ε=4300μ应变作用。若该电桥测量应变时的非线性误差为1%,n=R2/R1=1,则该应变片的灵敏系数为多少

2、图中,设负载电阻为无穷大(开路),图中E=4V,R1=R2=R3=R4=100Ω。

(1)R1为金属应变片,其余为外接电阻,当R1的增量为△R1=Ω时,试求电桥的输出电压Uo。(2)R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的极性和大小都相同,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo。

(3)R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的大小为△R1=△R2=Ω,但极性相反,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo。

3、图中,设电阻应变片R1的灵敏度系数K=,未受到应变时,R1=120Ω。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε=800μm/m。试求:

(1)应变片的电阻变化量△R1和电阻相对变化量△R1/R1。

(2)将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出的电压及其非线性误差。

(3)如果要减小非新性误差,应采取何种措施并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。

4、一应变片的电阻R=120 Ω,k=,用作应变片为800μm/m的传感元件。

①.求ΔR/R和ΔR;

②.若电源电压U=3V,惠斯登电桥初始平衡,求输出电压U0。

11、一个直流应变电桥如图5-38。已知:R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2。求:(1)当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少(2)当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性的应变,为什么

5、一个直流应变电桥如图(a)所示,已知R1=R2=R3=R4=R=100Ω, E=4V,电阻应变片灵敏度S=2。求:1)当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化ΔR1/R=1/100时,输出电压为多少2)当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2能否感受同样极性的应变,为什么

3)若要测量图(b)所示悬臂梁的受力F, 四个臂全部为应变片,请在梁上标出R1、R2、R3、R4应变片粘贴的位置。

6、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未受应变时,Rx = 100。当

试件受力F时,应变片承受平均应变ε= 1000μm/m,求:

(1)应变片电阻变化量Rx和电阻相对变化量Rx/Rx 。

(2)将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差。

(3)若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取哪些措施分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。

电感式传感器习题

一、单项选择题

1、电感式传感器的常用测量电路不包括( C )。

A. 交流电桥

B. 变压器式交流电桥

C. 脉冲宽度调制电路

D. 谐振式测量电路

2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时,下列说法不正确的是( C )。

A. 衔铁上、下移动时,输出电压相位相反

B. 衔铁上、下移动时,输出电压随衔铁的位移而变化

C. 根据输出的指示可以判断位移的方向

D. 当衔铁位于中间位置时,电桥处于平衡状态

3、对于差动变压器,采用交流电压表测量输出电压时,下列说法正确的是( D )。

A. 既能反映衔铁位移的大小,也能反映位移的方向

B. 既能反映衔铁位移的大小,也能消除零点残余电压

C. 既不能反映位移的大小,也不能反映位移的方向

D. 既不能反映位移的方向,也不能消除零点残余电压

5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( B )。

A.直流电桥B.变压器式交流电桥

C.差动相敏检波电路D.运算放大电路

6、通常用差动变压器传感器测量( C )。

A.位移B.振动C.加速度D.厚度

7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( C )。

A.直流电桥B.变压器式交流电桥

C.差动相敏检波电路D.运算放大电路

二、多项选择题BCDE

2、电感式传感器可以对( A BCDE )等物理量进行测量。

A位移B振动C压力D流量E比重

3、零点残余电压产生的原因是(ABC )

A传感器的两次级绕组的电气参数不同

B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称

C磁性材料磁化曲线的非线性

D环境温度的升高

三、填空题

1、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的,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自感系数的变化,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。

2、对变隙式差动变压器,当衔铁上移时,变压器的输出电压与输入电压的关系是反相。

3、对螺线管式差动变压器,当活动衔铁位于中间位置以上时,输出电压与输入电压的关系是同

频同相。

4、产生电涡流效应后,由于电涡流的影响,线圈的等效机械品质因数下降。

5、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,其次级绕组都用顺向串接形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。

6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与衔铁位移量的矛盾。这点限制了它的使用,仅适用于微小位移的测量。

三、填空题

7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于中间位置时,输出电压应该为零。实际不为零,称它为零点残余电压。

8、与差动变压器传感器配用的测量电路中,常用的有两种:差动整流电路和相敏检波电路电路。

9、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、铁芯和衔铁等三部分组成。

10、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时,实际输出仍然存在一个微小的非零电压,该电压称为零点残余电压。

11、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互感系数的变化,并通过测量电路将自感系数或互感系数的变化转换为或电流的变化,从而将非电量转换成电信号的输出,实现对非电量的测量。

12、电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式。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。

13、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量增加(①增加,②减少)。

四、简答题

1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理。

2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关怎样改善其非线性怎样提高其灵敏度

3、差动变压器式传感器有几种结构形式各有什么特点

4、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么怎样减小和消除它的影响

5、何谓电涡流效应怎样利电用涡流效应进行位移测量

6、说明变磁阻式电感传感器的主要组成和工作原理。

7、为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器有更大的测位移范围

8、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。

9、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。

电容式传感器习题

一、单项选择题

1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将( B )。

A. 保持不变

B.增大一倍

C. 减小一倍

D.增大两倍

2、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时,将引起传感器的(D )

A.灵敏度K0增加B.灵敏度K0不变

C.非线性误差增加D.非线性误差减小

3、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.灵敏度会增加B.灵敏度会减小

C.非线性误差增加D.非线性误差不变

4、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用( C )。

A.变间隙式B.变面积式

C.变介电常数式D.空气介质变间隙式

5、电容式传感器通常用来测量(D )。

A.交流电流B.电场强度C.重量D.位移

6、下列不属于电容式传感器测量电路的是(D )

A.调频测量电路B.运算放大器电路

C.脉冲宽度调制电路D.相敏检波电路

7、电容式传感器做成差动结构后,灵敏度提高了(A )倍

A.1 B.2 C.3 D.0

二、多项选择题

1、电容式传感器中输入量与输出量关系为线性的有( 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

2、电容式传感器信号转换电路中,(AB )用于单个电容量变化的测量

A.调频电路B.运算放大电路

C.二极管双T型交流电桥D.脉冲宽度调制电路

三、填空题

1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。

2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变极距型电容式传感器、变面积型电

容式传感器和变介质型电容式传感器。

3、变极距型电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量。

4、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成反比关系。

5、电容式传感器中,变介电常数式多用于液位的测量;电容式传感器中,变面积式常用于较大的位移量的测量。

6、变间距电容传感器的灵敏度与电容极板初始距离成反比,所以适合于微小位移的测量。变面积式电容传感器的灵敏度与位移量成正比,所以不适合微小位移的测量。

7、电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量。

三、填空题

8、电容式传感器利用了将非电量的变化转化为电容量的变化来实现对物理量的测量。

9、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除②(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)外是线性的。

10、电容式传感器将非电量变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量,广泛应用与位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量。

11、移动电容式传感器动极板,导致两极板有效覆盖面积A发生变化时,将导致电容量变化,传感器电容改变量与动极板水平位移成线性关系、与动极板角位移成线性关系。

12、忽略边缘效应,变面积型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性(线性、非线性),变介质型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性(线性、非线性),变极距型电容式传感器输入量与输出量的关系为非线性(线性、非线性)。

13、变极距型电容传感器做成差动结构后,灵敏度提高了1 倍,而非线性误差转化为平方关系而得以大大降低。

四、简答题

1、根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型每种类型各有什么特点各适用于什么场合

2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性

3、电容式传感器有哪几种类型差动结构的电容传感器有什么优点

4、简述电容式传感器的工作原理与分类。

5、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些提高其灵敏度可以采取哪些措施,带来什么后果

6、根据电容传感器的工作原理说明它的分类,电容传感器能够测量哪些物理参量

7

8。 9 10、(要求压电式传感器习题

一、单项选择题

1、对石英晶体,下列说法正确的是( A )。

A. 沿光轴方向施加作用力,不会产生压电效应,也没有电荷产生。

B. 沿光轴方向施加作用力,不会产生压电效应,但会有电荷产生。

C. 沿光轴方向施加作用力,会产生压电效应,但没有电荷产生。

D. 沿光轴方向施加作用力,会产生压电效应,也会有电荷产生。

2、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

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

3、两个压电元件相并联与单片时相比说法正确的是( D )

A. 并联时输出电压不变,输出电容是单片时的一半

B. 并联时输出电压不变,电荷量增加了2倍

C. 并联时电荷量增加了2倍,输出电容为单片时2倍

D. 并联时电荷量增加了一倍,输出电容为单片时的2倍

4、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是( B )

A. 串联时输出电压不变,电荷量与单片时相同

B. 串联时输出电压增大一倍,电荷量与单片时相同

C. 串联时电荷量增大一倍,电容量不变

D. 串联时电荷量增大一倍,电容量为单片时的一半

5、压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是( A )。

A .前者比后者灵敏度高

B .后者比前者灵敏度高

C .前者比后者性能稳定性好

D .前者机械强度比后者的好

6、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与( C )。

A .晶体厚度成反比

B .晶体面积成正比

C .作用在晶片上的压力成正比

D .剩余极化强调成正比

7、压电式传感器目前多用于测量( B )。

A .静态的力或压力

B .动态的力或压力

C .位移

D .温度

8、压电式加速度传感器是适合测量下列哪种信号( D )。

1—固定电极;2—绝缘垫;3—质量块;4—弹簧;5—输出端;6—壳体

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

9、石英晶体在沿机械轴y方向的力作用下会( B )。

A.产生纵向压电效应 B. 产生横向压电效应

C.不产生压电效应 D. 产生逆向压电效应

10、在运算放大器放大倍数很大时,压电传感器输入电路中的电荷放大器的输出电压与( A )成正比。

A.输入电荷 B.反馈电容

C.电缆电容 D.放大倍数

11、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

12、关于压电式传感器中压电元件的连接,以下说法正确的是( A )

A.与单片相比,并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变

B. 与单片相比,串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍

C.与单片相比,并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍

D. 与单片相比,串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变

二、填空题

1、压电式传感器是以某些介质的压电效应作为工作基础的。

2、将电能转变为机械能的压电效应称为逆压电效应。

3、石英晶体沿z轴/光轴方向施加作用力不会产生压电效应,没有电荷产生。

4、压电陶瓷需要有外电场和压力的共同作用才会具有压电效应。

5、压电式传感器可等效为一个电荷源Q 和一个电容器C 并联,也可等效为一个与电容 C 相串联的电压源。

6、压电式传感器是一种典型的有源传感器(或发电型传感器),其以某些电介质的压电效应为基础,来实现非电量电测的目的。

7、压电式传感器的工作原理是基于某些压电材料的压电效应。

8、用石英晶体制作的压电式传感器中,晶面上产生的电荷量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。

9、沿着压电陶瓷极化方向加力时,其晶粒的极化方向发生变化,引起垂直于极化方向的平面上压电特性的变化而产生压电效应。

10、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不能测量随时间变化缓慢的被测量。特别是不能测量静态量。

11、压电式传感器使用电荷放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。

12、压电式传感器在使用电压前置放大器时,连接电缆长度会影响系统输出电压;而使用电荷放大器时,其输出电压与传感器的压电系数成正比。

13、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理,此放大电路有电荷放大器和电压放大器两种形式。

14、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,这种现象称为正压电效应效应;在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称逆压电效应效应。

15、石英晶体的X轴称为电轴_,垂直于X轴的平面上压电效应最强;Y轴称为机

械轴,沿Y轴的机械变形最明显;Z轴称为光轴或中性轴,Z轴方向上无压电效应。

16、压电效应将机械能转变为电能,逆压电效应将电能转化为机械能。

17、压电材料的主要特性参压电系数、弹性系数、介电常数、居里点、机电耦合系数及电阻。(任选4个做填空。)

三、简答题

1、什么叫正压电效应和逆压电效应什么叫纵向压电效应和横向压电效应

2、石英晶体x、y、z轴的名称及其特点是什么

3、画出压电元件的两种等效电路。

4、压电元件在使用时常采用多片串接或并接的结构形式。试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系,它们分别适用于何种应用场合

5、压电式传感器中采用电荷放大器有何优点

6、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。

7、什么是正压电效应什么是逆压电效应压电材料有哪些

8、压电传感器的结构和应用特点是什么能否用压电传感器测量静态压力

9、为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量

10、试从材料特性、灵敏度、稳定性等角度比较石英晶体和压电陶瓷的压电效应。

11、画出压电式元件的并联接法,试述其输出电压、输出电荷和输出电容的关系,并说明它的适用场合

12、画出压电式元件的串联接法,试述其输出电压、输出电荷和输出电容的关系,并说明它的适用场合

霍尔传感器习题

一、单项选择题

1、制造霍尔元件的半导体材料中,目前用的较多的是锗、锑化铟、砷化铟,其原因是这些(D )。

A.半导体材料的霍尔常数比金属的大

B.半导体中电子迁移率比空穴高

C.半导体材料的电子迁移率比较大

D.N型半导体材料较适宜制造灵敏度较高的霍尔元件

2、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量( A )。

A.位移B.速度

C.加速度D.光强

3、磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量( C )

A.位移B.速度

C.加速度D.光强

4、霍尔电势与( D )成反比

A.激励电流B.磁感应强度

C.霍尔器件宽度D.霍尔器件长度

5、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括(C )

A.霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上

B.半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀

C.周围环境温度变化

D.激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配

二、填空题

1、通过磁电作用将被测量转换为电信号的传感器称为磁电式传感器。

2、磁电作用主要分为电磁感应和霍尔效应两种情况。

3、磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感应电动势的原理进行工作的。

4、磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的。

5、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时,在其两端将产生电位差,这一现象被称为

霍尔效应。

6、霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。

7、霍尔元件的灵敏度与元件的厚度和载流子的浓度有关。

8、霍尔元件的零位误差主要包括不等位电势和寄生直流电动势。

9、磁电式传感器是半导体传感器,是基于电磁感应的一类传感器。

10、磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电信号输出。

11、磁电式传感器有温度误差,通常用热磁分路进行补偿。

12、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用发生运动的结果。

13、磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的原理进行工作的。

14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片厚度成反比。

三、简答题

1、简述变磁通式和恒磁通式磁电传感器的工作原理。

2、磁电式传感器的误差及其补偿方法是什么

3、简述霍尔电势产生的原理。

4、磁电式传感器与电感式传感器有哪些不同磁电式传感器主要用于测量哪些物理参数

5、霍尔元件能够测量哪些物理参数霍尔元件的不等位电势的概念是什么温度补偿的方法有哪几种

6、简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应用场合。

7、什么是霍尔效应霍尔电势与哪些因素有关如何提高霍尔传感器的灵敏度

8、什么是霍尔效应为什么说只有半导体材料才适于制造霍尔片

9、为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器

10、结合左图说明磁电式传感器产生非线性误差的原因?

11、结合右图说明霍尔式微位移传感器是如何实现微位移测量的

温度传感器习题

一、单项选择题

1、热电偶的基本组成部分是( A )。

A. 热电极

B. 保护管

C. 绝缘管

D. 接线盒

2、在实际应用中,用作热电极的材料一般应具备的条件不包括( C )。

A. 物理化学性能稳定

B. 温度测量范围广

C. 电阻温度系数要大

D. 材料的机械强度要高

3、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( 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

4、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( B )。

A.接线方便

B. 减小引线电阻变化产生的测量误差

C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响

D. 减小桥路中电源对热电阻的影响

5、目前,我国生产的铂热电阻,其初始电阻值有( C )。

A.30 B.50

C.100 D.40

6、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

7、热敏电阻测温的原理是根据它们的( B )。

A.伏安特性B.热电特性

C.标称电阻值D.测量功率

8、热电偶中热电势包括( C )

A.感应电势B.补偿电势

C.接触电势D.切割电势

9、用热电阻传感器测温时,经常使用的配用测量电路是( C )。

A.交流电桥B.差动电桥

C.直流电桥 D. 以上几种均可

10、一个热电偶产生的热电势为E0,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时,若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同,则回路中热电势(D )。

A.增加B.减小

C.增加或减小不能确定D.不变

11、热电偶中产生热电势的条件有(B )。

A.两热电极材料相同B.两热电板材料不同

C.两热电极的几何尺寸不同D.两热电极的两端点温度相同

12、通常用热电阻测量( C )。

A.电阻B.扭矩C.温度D.流量

13、实用热电偶的热电极材料中,用的较多的是( D )。

A.纯金属B.非金属C.半导体D.合金

14、工程(工业)中,热电偶冷端处理方法不包括(A )。

A.热电势修正法B.温度修正法

C.0℃恒温法D.补偿导线法

15、下列关于热电偶传感器的说法中,( B )是错误的。

A.热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成

B.计算热电偶的热电势时,可以不考虑接触电势

C.在工业标准中,热电偶参考端温度规定为0℃

D.接入第三导体时,只要其两端温度相同,对总热电势没有影响

16、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

17、热电偶温度计采用补偿导线的目的是为了( B )

A.节省热电偶的长度 B. 避免使用冷端补偿

C. 可以直接使用分度表

D. 降低成本

18、热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响,采用( C )引线方式测量精度最高。

A.两线制B.三线制

C.四线制D.五线制

19、温度传感器是一种将温度变化转换为( D )变化的装置。

A.电流

B.电阻

C.电压

D.电量

20、下面对热电极极性阐明正确的是( C )。

A.测量端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极。

B.输出端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。

C.测量端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。

D.输出端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极

21、对于热电偶冷端温度不等于( B ),但能保持恒定不变的情况,可采用修正法。

℃℃℃℃

22、在高精度测量要求场合,热电阻测量电路应设计成(C )

A.两线制B.三线制C.四线制

二、多项选择题

1、热电偶近年来被广泛采用,以下属于热电偶具有的优点有:(ABCD )

A.结构简单

B.精度高

C.热惯性小

D.可测局部温度和便于远距离传送与集中检测

2、半导体热敏电阻包括:(ABC )

A.正温度系数热敏电阻

B.负温度系数热敏电阻

C.临界温度系数热敏电阻

D.非温度系数热敏电阻

3、热电偶冷端温度补偿法有( ACE )

A.补偿导线法

B.三线制法

C. 冷端恒温法

D.四线制法

E. 冷端温度校正法

三、填空题

1、热电偶是将温度变化转换为热电动势的测温元件;热电阻和热敏电阻是将温度变化转换为电阻值变化的测温元件。

2、热电动势来源于两个方面,一部分由两种导体的接触电动势构成,另一部分是单一导体的

温差电动势。

3、由于两种导体自由电子密度不同,而在其接触处形成的电动势称为接触电动势。

4、接触电动势的大小与导体的材料、接点的温度有关,而与导体的直径、长度、几何形状等无关。

5、温差电动势的大小取决于导体材料和两端的温度。

6、热电偶的热电动势与温度的对照表,称为分度表。

7、热电组丝通常采用双线并绕法的目的是为了防止电阻体出现电感。

8、热电阻是利用导体的电阻值随温度变化而变化的特性来实现对温度的测量;热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显着变化这一特性而制成的一种热敏元件。

9、工业和计量部门常用的热电阻,我国统一设计的定型产品是铂热电阻和铜热电阻。

11、按热电偶本身结构划分,有普通热电偶,铠装热电偶、薄膜热电偶。

12、热敏电阻的阻值与温度之间的关系称热敏电阻的热电特性,它是热敏电阻测温的基础。

13、热电偶传感器是基于热电效应工作的。

15、热电阻在电桥测量电路中的接法有:两线制、三线制和四线制。

16、采用热电阻作为测量元件是将温度的测量转换为电阻值的测量。

17、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,如果两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称热电效应;

18、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。

19、两种均质金属组成的热电偶,其电势大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的温度分布无关,只与热电极材料和两端温度有关。

20、电桥补偿法是用电桥的不平衡电压(补偿电势) 去消除冷端温度变化的影响,这种装置称为冷端温度补偿器。

23、常用的热电式传感元件有热电偶、热电阻和热敏电阻。

24、热电式传感器是一种能将温度变化转换为电量变化的元件。

25、在各种热电式传感器中,以将温度转换为电势或电阻的方法最为普遍,例如热电偶是将温度变化转换为热电动势的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻值变化的测温元件。

26、接触电动势的大小与导体材料和接点温度有关,而与导体的直径、长度、几何形状等无关;

27、如果热电偶两电极相同,则总热电动势始终为0;如果热电偶两接点温度相同,回路中总电动势为0 。

28、热电偶冷端温度补偿方法有:补偿导线法;冷端恒温法;冷端温度校正法

。自动补偿法

29、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。

30、热电阻引线方式有3种,其中三线制适用于工业测量,一般精度要求场合;两线制适用于引线补偿,精度要求较低场合;四线制适用于实验室测量,精度要求高的场合。

31、热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显着变化这一特性而制成的一种热敏元件,特点是电阻率随温度显着变化。根据半导体电阻—温度特性,热敏电阻可分为负温度系数热敏电阻、正温度系数热敏电阻和临界温度系数热敏电阻。

三、简答题

1、什么是热电效应和热电动势什么叫接触电动势什么叫温差电动势

2、什么是热电偶的中间导体定律中间导体定律有什么意义

3、什么是热电偶的标准电极定律标准电极定律有什么意义

4、热电偶串联测温线路和并联测温线路主要用于什么场合,并简述各自的优缺点。

5、目前热电阻常用的引线方法主要有哪些并简述各自的应用场合。

6、

①图2中的电桥是热电偶的冷端电路。

②图2中:Rt是的铜线电阻。

R1、R3、R4是的锰铜线电阻。

③图2中电路的作用是:当变化时,由提供补偿,从而保证热电偶回路

的输出不变。

7、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响为消除冷端温度影响可采用哪些措施

8、说明热电偶测温原理。分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法。

9、要用热电偶来测量2点的平均温度,若分别用并联和串联的方式。请简述其原理,指出这两种方式各自的优缺点是什么

10、请简要说明一下什么是热电效应。

11、热电偶对热电极材料有哪些基本要求

12、试述热电偶与热电阻的基本测温原理。

13、热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿补偿的方法有哪几种

14、采用热电阻测量温度时,常用的引线方式主要有哪几种试述这几种引线方式各自的特点及适用场合。

五、计算题

1、铜热电阻的阻值Rt与温度t的关系可用式Rt≈R0(1+αt)表示。已知0℃时铜热电阻R0为50Ω,温度系数α为×10-3/℃,求当温度为100℃时的电阻值。

2、已知分度号为S的热电偶冷端温度为t0=20℃,现测得热电势为,求热端温度为多少度

3、已知分度号为K的热电偶热端温度t=800℃,冷端温度为t0=30℃,求回路实际总电势。

4、现用一只铜-康铜热电偶测温,其冷端温度为30℃,动圈仪表(未调机械零位)指示320℃。若认为热端温度为350℃对不对为什么若不对,正确温度值应为多少

5、使用k型热电偶,基准接点为0℃、测量接点为30℃和900℃时,温差电动势分别为和。当基准接点为300℃,测温接点为900℃时的温差电动势为多少

6、使用镍铬-镍硅热电偶,其基准接点为30℃,测温接点为400℃时的温差电动势为多少若仍使用该热电偶,测得某接点的温差电动势为,则被测接点的温度为多少

镍铬-镍硅热电偶分度表(参考端温度为0℃)

E(t,t0)=,求被测介质实际温度。(E(30,0)=

光电传感器习题

一、单项选择题

1、下列光电器件是根据外光电效应做出的是( A )。

A. 光电管

B. 光电池

C. 光敏电阻

D. 光敏二极管

2、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时,光通量与光电流之间的关系称为光电管的( B )。

A. 伏安特性

B. 光照特性

C. 光谱特性

D. 频率特性

3、下列光电器件是基于光导效应的是( C )。

A. 光电管

B. 光电池

C. 光敏电阻

D. 光敏二极管

4、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为( C )。

A. 伏安特性

B. 光照特性

C. 光谱特性

D. 频率特性

5、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是(D )。

A. 光敏二极管的光电流很小,光敏三极管的光电流则较大

B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大

C. 工作频率较高时,应选用光敏二极管;工作频率较低时,应选用光敏三极管

D. 光敏二极管的线性特性较差,而光敏三极管有很好的线性特性

6、光敏电阻的特性是( D )

A.有光照时亮电阻很大B.无光照时暗电阻很小

C.无光照时暗电流很大D.受一定波长范围的光照时亮电流很大

7、基于光生伏特效应工作的光电器件是( C )

A.光电管 B.光敏电阻C.光电池 D.光电倍增管

8、CCD以( C )为信号

A. 电压

B.电流C.电荷 D.电压或者电流

9、构成CCD的基本单元是( D )

A. P型硅结 C. 光电二极管电容器

10、光纤传感器一般由三部分组成,除光纤之外,还必须有光源和( D )两个重要部件。

A.反射镜

B.透镜

C.光栅

D.光探测器

11、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器,称为( D )。

A.相位调制型传感器

B.相位结合型传感器

C.相位振动型传感器

D.相位干涉型传感器

12、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为( B )。

A.敏感型传感器

B.功能型传感器

C.传光型传感器

D.功敏型传感器

13、光纤仅起传输光波的作用,必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器,称为( C )。 A.光容型传感器 B.光感型传感器 C.传光型传感器 D.光敏型传感器

14、光纤是用( B )作为主要原料的一种透明度很高的介质材料,广泛用于通信和传感器。

A.光刻玻璃

B.石英玻璃

C.光刻硅

D.钛铝合金

15、数值孔径NA是光纤的一个重要参数,以下说法不正确的是( B )

A.数值孔径反映了光纤的集光能力

B.光纤的数值孔径与其几何尺寸有关

C.数值孔径越大,光纤与光源的耦合越容易

D.数值孔径越大,光信号的畸变也越大

二、多项选择题

1、光纤传感器用的光纤主要有两种:(AB )

A.单模光纤

B.多模光纤

C.单晶光纤

D.多晶光纤

2、光纤传感器与传统传感器相比有许多特点,包括以下哪几种(ABCD )

A.灵敏度高

B.结构简单

C.耗电量小

D.绝缘性好

3、光纤传感器中常用的光探测器有以下哪几种(ABC )

A.光电二极管

B.光电倍增管

C.光敏电阻

D.固体激光器

三、填空题

1、光电式传感器由光路及电路两大部分组成。

2、光敏电阻亮电流与暗电流之差称为光电流。

3、光电池与光敏二极管、光敏三极管都是PN界,主要区别在于后者的PN结处于反向偏置。

4、CCD的突出特点是以电荷作为信号。

5、光纤工作的基础是光的全反射。

6、光纤传感器技术是本世纪70年代末发展起来的一门崭新的技术,光纤传感器技术是随着光导纤维和光通信技术的发展而形成的。

7、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、红外热释传感器、固体图像传感器和光纤传感器。

三、填空题

8、按照测量光路组成来看,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。

9、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;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。

三、简答题

1、什么是光电式传感器光电式传感器的基本工作原理是什么

2、什么是全反射光纤的数值孔径有何意义

3、光电器件有哪几种类型各有何特点

4、简述什么是光电导效应光生伏特效应外光电效应这些光电效应的典型光电器件各自有哪些

5、简述光纤传感器的组成和工作原理。

6、什么是光电效应

7、什么是光电效应和光电器件常用的光电器件有哪几大类试解释这几类光电器件各自的工作基础并举例。

传感器试题库2016.

一:填空题(每空1分) 1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件, 测量电路三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,根据光电效应可以分为 外光电效应,内光电效应,热释电效应三种。 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系,在后坡区与 距离的平方成反比关系。 8.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感 器。 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式: +U C E R L 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为:传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示k(x)=Δy/Δx 。 11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 12.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大 类。 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过 程。 14.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补偿

法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 15. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。 16. 传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。 17. 在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 ,入 射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 。 18. 光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管。 19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系,与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr (f )=Sr 。/(1+4π2f 2τ2) 20. 内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21. 国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是:能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 22. 传感器按输出量是模拟量还是数字量,可分为模拟量传感器和数字量传感器 23. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为:k (x)=输出量的变化值/输入量的变化 值=△y/△x 24. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有:有一定的粘贴强度;能准确传递应变;蠕变小;机械滞后小;耐疲劳性好;具有足够的稳定性能;对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用;有适当的储存期;应有较大的温度适用范围。 25. 根据传感器感知外界信息所依据的基本校园,可以将传感器分成三大类: 物理传感器 ,化学传感器 ,生物传感器。 P3 26. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感 器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器 27. 大多数接收器对所感受的波长是有选择性的,接受器对不同波长光的反应程度称为光谱灵敏度,其表达式为:) ()()(λφλλU S = 28.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电阻 两部分组成。 29. 应变式传感器的基本构成通常可分为两部分:弹性敏感元件、应变计 30. 传感器种类繁多,根据传感器感知外界信息的基本效应,可将传感器分为

传感器题库及答案

压电式传感器 一、选择填空题: 1、压电式加速度传感器是(D )传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、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、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 3、在电介质极化方向施加电场,电介质产生变形的现象称为(B )。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比,石英晶体压电常数(C),压电陶瓷的稳定性(C )。 A、高,差 B、高,好 C、低,差 D、低,好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为(D)。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、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源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理,此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。 二、简答题 1、什么是压电效应?纵向压电效应与横向压电效应有什么区别? 答:某些电介质,当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时,内部就产生极化现象,相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称压电效应。通常把沿电轴X-X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”;而把沿机械轴Y-Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同,电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号? 答:因为压电传感元件是力敏感元件,压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号,而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。

传感器与检测技术试卷及答案

1. 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 固有频率 2 误差分类,下列不属于的是(B ) A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D 粗大误差 3、非线性度是表示校准(B )的程度。 A 、接近真值 B 、偏离拟合直线 C 、正反行程不重合 D 、重复性 4、传感器的组成成分中,直接感受被侧物理量的是(B ) A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路 5、传感器的灵敏度高,表示该传感器(C ) A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是(B ) A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D 热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能:检测和(D ) A 测量 B 感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在(C )期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的(C )来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D 粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下,多次测量被测量时,绝对值和符号保持不变,或在改变条件时,按 一定规律变化的误差称为系统误差。(√) 2 系统误差可消除,那么随机误差也可消除。 (×) 3 对于具体的测量,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,所以精确度 高的准确度不一定高 (×) 4 平均值就是真值。(×) 5 在n 次等精度测量中,算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。(×) 6.线性度就是非线性误差.(×) 7.传感器由被测量,敏感元件,转换元件,信号调理转换电路,输出电源组成.(√) 8.传感器的被测量一定就是非电量(×) 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。(√) 10传感器(或测试仪表)在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作,是为了确定 传感器静态特性指标和动态特性参数(√) 二、简答题:(50分) 1、什么是传感器动态特性和静态特性,简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足 通常的需要,而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性? 答:传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指 当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够 满足通常的需要,而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时,相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输 出特性的概念以及它们之间的关系。 答:框图如下: 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。 当测量误差很小时,可以忽略,此时测量值可称为相对真值。 输入 输出 相对真值 测量误差 测量值

传感器题库及答案

第一章检测技术的基本概念 一、填空题: 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。 二、选择题: 1、标准表的指示值100KPa,甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa,已知绝对误差最大值 P max=4 KPa,则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级,测量范围0—100 KPa,则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为了。 A提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小,说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大,仪表越灵敏() 3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同() 4、灵敏度其实就是放大倍数() 5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确() 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字() 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字() 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。

13传感器技术与应用答案

传感器技术与应用习题答案 习题1 l.1 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:检测系统是由被测对象、传感器、数据传输环节、数据处理环节和数据显示环节构成。 传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的。 数据传输、处理环节,又称之为测量电路,它的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。 数据显示记录环节是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。 1.2 传感器的型号有几部分组成?各部分有何意义? 答:传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路组成,敏感元件:直接感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件,它是传感器的核心。转换元件:将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号的元件。测量电路:将转换元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分,如放大、滤波、线性化、补偿等,以获得更好的品质特性,便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。 1.3 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时,应当采用何种测量方法? 如何进行? 答:直接测量。使用电压表进行测量,对仪表读数不需要经过任何运算,直接表示测量所需要的结果。 1.4 某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm变到5.0mm时,位移测量仪的输出电压由3.5V 减至 2.5V,试求该仪器的灵敏度。 解: 灵敏度s=(3.5-2.5)v/(5.0-4.5)mm=2v/mm 1.5 有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为 2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理? 答:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。因此,应该选用1.5级的测温仪器 1.6 什么是系统误差和随机误差?准确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差? 答:系统误差(简称系差):在一定的条件下,对同一被测量进行多次重复测量,如果误差按照一定的规律变化,则把这种误差称为系统误差。系统误差决定了测量的准确度。系统误差是有规律性的,因此可以通过实验或引入修正值的方法一次修正给以消除。 随机误差(简称随差,又称偶然误差):由大量偶然因素的影响而引起的测量误差称为随机误差。对同一被测量进行多次重复测量时,随机误差的绝对值和符号将不可预知地随机变

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)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(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 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(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些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(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、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( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

传感器试题库

309题图:电容式差压传感器的结构与测量电路 309、左图是电容式差压传感器,金属膜片与两盘构成差动电容C 1、C 2,两边压力分别为F 1、F 2。图2-5右为二极管双T 型电路,电路中电容是左图中差动电容,电源、E 是占空比为50%的方波。试分析:(1)当两边压力相等F 1=F 2时负载电阻R L 上的电压U o 值; 2)当F 1>F 2时负载电阻R L 上的电压U o 的大小和方向(正负)。 309、解: 310、试分析圆筒型电容式传感器测量液面高度的基本原理。 310答:当初始状态时,液面高度h=0,则 1 2ln l R r C π ε= ,当液面高度为h 时,则 由此可见,电容变化量ΔC 与液面高度h 成正比,只要将电容的变化量测出发出来,就可间接获得被测液面高度。 311、根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合? 311、答:根据电容式传感器的工作原理,可将其分为3种:变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。 变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比,适合测量位移量。 变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比,适合测量线位移和角位移。 变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同,通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测,并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介 电常数发生改变的场合。

336题图差动脉冲宽度调制线路 314题图 差动变压器式加速度传感器 (a) 结构示意图 (b )测量电路方框图l 一弹性支承2一差动变压器 2 D t 1 2 x 1 312、试说明由比较器A 1、A 2、双稳态触发器及电容充、放电回路组成差动脉冲宽度调制电路工作原理。 312答:设电源接通时,双稳态触发器的A 端为高电位,B 端为低电位,因此A 点通过R 1 对C 1充电,直至M 点的电位等于参考电压U F 时,比较器A l 产生一脉冲,触发双稳态触发器翻转,则A 点呈低电位,B 点呈高电位。此时M 点电位经二级管D 1迅速放电至零。而同时B 点的高电位经R 2向C 2充电,当N 点电位等于U F 时,比较器A 2产生一脉冲。使触发器发器又翻转一次,则A 点呈高电位,B 点呈低电位,重复上述过程。如此周而复始,在 双 稳态触发器的两输出端各自产生一宽度受C 1 、C 2调制的方波脉冲。 313、试说明什么电容电场的边缘效应?如何消除?313答: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C o 。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。 14、试说明图示的差动变压器式加速度传感器的工作原理。答:在被测加速度为零时,衔铁在初始位置状态,此时衔铁位于差动变压器线圈的中间位置,因而输出电压为零。当被测体有加速度时,由于弹性支承1受惯性力作用相对差动变压器2有位移,即带动衔铁相对被测体有相反方向的位移,从而使差动变压器输出电压。经检波、滤波后,其输出电压可反映被测加速度的数值。 315、电涡流式传感器有何特点?答:特点:涡流式传感器测量范围大,灵敏度高,结构简单,抗干扰能力强以及可以非接触测量等特点;示意图:被测板1的上,下各装一个传感器探头2,其间距为D 。而他们与板的上,下表面分 别相距X 1和X 2,这样板厚t=D -(X 1+X 2),当两个传感器在工作时分别测得X 1和X 2,转换成电压值后相加。相加后的电压值与两传感器距离D 对应的设定电压再相减,

传感器技术课后答案

1-1 衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、 线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。 2、 回差(滞后)—反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 3、 重复性——衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致 程度。各条特性曲线越靠近,重复性越好。 4、 灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、 分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、 阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。 7、 稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、 漂移——在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 9、 静态误差(精度)——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离(逼近)程度。 1-2 计算传感器线性度的方法,差别。 1、 理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关。 2、 端点直线法:以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 3、 “最佳直线”法:以“最佳直线”作为拟合直线,该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等 并且最小。这种方法的拟合精度最高。 4、 最小二乘法:按最小二乘原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。 1-3 什么是传感器的静态特性和动态特性?为什么要分静和动? (1)静态特性:表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性:反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 (2)由于传感器可能用来检测静态量(即输入量是不随时间变化的常量)、准静态量或动态量(即输入量是随时间变化的变量),于是对应于输入信号的性质,所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。 Z-1 分析改善传感器性能的技术途径和措施。 (1)结构、材料与参数的合理选择(2)差动技术(3)平均技术(4)稳定性处理(5)屏蔽、隔离与干扰抑制 (6)零示法、微差法与闭环技术(7)补偿、校正与“有源化”(8)集成化、智能化与信息融合 2-1 金属应变计与半导体工作机理的异同?比较应变计各种灵敏系数概念的不同意义。 (1)相同点: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所;不同点: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。 (2)对于金属材料,灵敏系数Ko=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化,一般μ≈0.3,因此(1+2μ)=1.6;后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。 对于半导体材料,灵敏系数Ko=Ks=(1+2μ)+ πE 。前部分同样为尺寸变化,后部分为半导体材料的压阻效应所致,而πE 》(1+2μ),因此Ko=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-3 简述电阻应变计产生热输出(温度误差)的原因及其补偿办法。 电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成:前部分为热阻效应所造成;后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时,会产生温度误差。 补偿办法:1、温度自补偿法 (1)单丝自补偿应变计(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 (1)双丝半桥式(2)补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 原因: 上式分母中含ΔRi/Ri ,是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流,实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施:(1) 差动电桥补偿法 差动电桥呈现相对臂“和”,相邻臂“差”的特征,通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥 差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法 误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源,可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器?对其各组成部分有何要求? 一是作为敏感元件,直接用于被测试件的应变测量;另一是作为转换元件,通过弹性敏感元件构成传感器,用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 要求:非线性误差要小(<0.05%~0.1%F.S ),力学性能参数受环境温度影响小,并与弹性元件匹配。 2-9 四臂平衡差动电桥。说明为什么采用。 全桥差动电路,R1,R3受拉,R2,R4受压,代入,得 由全等桥臂,得 可见输出电压Uo 与ΔRi/Ri 成严格的线性关系,没有非线性误差。即Uo=f(ΔR/R)。 因为四臂差动工作,不仅消除了飞线性误差,而且输出比单臂工作提高了4倍,故常采用此方法。 331241240123412341142R R R R R R R R U U R R R R R R R R ?????????????=-+-+++ ? ?????331241240123412341142R R R R R R R R U U R R R R R R R R ?????????????=-+-++++ ? ?????33124124012341234111111424U 4R R R R R R R R U U R R R R R R R R R R U R R ???????-?-??-?-??=-+-++++ ? ???????==

测试与传感器技术试题库及答案

测试与传感器技术试题(1) 一、判断题(判断下列各题,正确的在题干后面的括号内打A“√”,错误的打B“×”。每小 题2分,共10分) 1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B ) 2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A ) 3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A ) 4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A ) 5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B ) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号 内。每小题2分,共10分) 1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A ) A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 *2.用共振法确定系统的固有频率时,在有阻尼条件下,( )频率与系统固有频率一致。 A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器 4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。 A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加 5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B ) A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化 三、填空题(每空1分,共30分) 1.若位移信号x(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____,加速度信号的振幅为 ______AW2__。 2.利用数字频率计测量振动频率时,一般对低频信号测________,高频信号测________。 3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。 4.用共振法确定系统的固有频率时,由于测量的振动参数不同,存在着________共振频率, ________共振频率,________共振频率。 5.高频情况下,多采用___压电式____测力传感器来测量激振力,而且在实验前需对测力系统 进行____标定____。 6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时,质量块产生一可变力作用在压电晶片上, 由于___压电_____效应,在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。 7.阻抗头由两部分组成,一部分是___力_____传感器,一部分是_加速度_______传感器。它 是用来测量驱动点__阻抗______的。 8.阻容式积分电路中,输出电压从_电容C_______两端取出,RC称为__积分______时间常数, RC值越大,积分结果越__准确______,但输出信号___越小_____。 9.光线示波器的关键部件是________,通过它,可将按一定规律变化的________信号,转换 成按同样规律变化的________摆动信号,从而记录测量结果。 10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。 @@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______。 12.具有质量为M,刚度为K的振动体的固有频率为________。

传感器题库及答案

第一章 检测技术的基本概念 一、填空题: 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ,输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ,甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表,其标尺范围 0— 500 KPa ,已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ,则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于 ___________________ 测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级,测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小,说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、 灵敏度越大,仪表越灵敏 ( 3、 同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同 ( ) 4、 灵敏度其实就是放大倍数 ( ) 5、 测量值小数点后位数越多,说明数据越准确 ( ) A max 100% (1-9) A 提高精度 B 加速其衰老 C 测试其各项性能指标 D 提高可靠性 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高

传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题 一、单项选择题 1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是( B )。 A. 应变式传感器 B. 化学型传感器 C. 压电式传感器 D. 热电式传感器 2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和(C ),构成信息技术的完整信息链。 A. 汽车制造技术 B. 建筑技术 C. 传感技术 D.监测技术 4、传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和( A )三大类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展,其中,典型的传感器智能化结构模式是( B )。 A. 传感器+通信技术 B. 传感器+微处理器 C. 传感器+多媒体技术 D. 传感器+计算机 6、近年来,仿生传感器的研究越来越热,其主要就是模仿人的(D )的传感器。 A. 视觉器官 B. 听觉器官 C. 嗅觉器官 D. 感觉器官 7、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。 A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 8、传感器主要完成两个方面的功能:检测和(D )。 A. 测量 B. 感知 C. 信号调节 D. 转换 9、传感技术与信息学科紧密相连,是(C )和自动转换技术的总称。 A. 自动调节 B. 自动测量 C. 自动检测 D. 信息获取 10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是( A ) A.应变式传感器B.速度传感器 C.化学型传感器D.能量控制型传感器 二、多项选择题 1、传感器在工作过程中,必须满足一些基本的物理定律,其中包含(ABCD)。 A. 能量守恒定律 B. 电磁场感应定律 C. 欧姆定律 D. 胡克定律 2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科,涉及(ABC )等多方面的综合技术。 A. 传感检测原理 B. 传感器件设计 C. 传感器的开发和应用 D. 传感器的销售和售后服务 3、目前,传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用,以下领域采用了传感技术的有:(ABCD )。 A. 工业领域 B. 海洋开发领域 C. 航天技术领域 D. 医疗诊断技术领域 4、传感器有多种基本构成类型,包含以下哪几个(ABC ) A. 自源型 B. 带激励型 C. 外源型 D. 自组装型 5、下列属于传感器的分类方法的是:(ABCD ) A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按输出量分 D. 按能量变换关系分 6、下列属于传感器的分类方法的是:(ABCD ) A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按构成分 D. 按输出量分

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统得静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2、霍尔元件灵敏度得物理意义就是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时得霍尔电势大小。 3、光电传感器得理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生得光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下光电子逸出物体表面得外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;第二类就是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变得内光电效应,这类元件有光敏电阻;第三类就是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势得光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表。 4、热电偶所产生得热电势就是两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为Eab(T,To)=。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间,接入延长线,它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定得地方,以减小冷端温度变化得影响。 5、压磁式传感器得工作原理就是: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得作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上得线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表得精度等级就是用仪表得(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示得(2分) 8、电容传感器得输入被测量与输出被测量间得关系,除(①变面积型②变极距型③变介电常数型)外就是线性得。(2分) 9、电位器传器得(线性),假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax,它得滑臂间得阻值可以用Rx = (① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax,③ Xmax/XRmax④X/Xma xRmax)来计算,其中电阻灵敏度Rr=(① 2p(b+h)/At, ② 2pAt/b+h,③2A(b+b)/pt,④ 2Atp(b+h)) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙得面积增大时,铁心上线圈得电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器得输入被测量与输出电容值之间得关系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)就是线性得关系。 3、在变压器式传感器中,原方与副方互感M得大小与原方线圈得匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈得匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器就是能感受规定得被测量并按照一定规律转换成可用输出信号得器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量得敏感元件与产生可用信号输出得转换元件以及相应得信号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生得热电热就是由两种导体得接触电热与单一导体得温差电热组成。 2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属_材料与②____半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①得电阻变化主要就是由 _电阻应变效应形成得,而②得电阻变化主要就是由温度效应造成得。半导体材料传感器得灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中,原方与副方互感M得大小与绕组匝数成正比,与穿过线圈得磁通_成正比,与磁回路中磁阻成反比,而单个空气隙磁阻得大小可用公式 __表示。 1、热电偶所产生得热电势就是由两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为E ab(T,T o)=。在热电偶温度补偿中,补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间,接入延长线它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳

(完整版)传感器考试试题及答案

传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由__敏感元件__、__转换元件____、_转换电路____三部分组成,是能把外界_非电量_转换成___电量___的器件和装置。 3、传感器的__标定___是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类,其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。 A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是(D ) A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C )。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是() A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器?由几部分组成?试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化,这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度下降了,这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有_电阻温度系数的影响、_试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响_。 3、应变片温度补偿的措施有___电桥补偿法_、_应变片的自补偿法、_、。 4. 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,_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍

传感器与检测技术试题及答案

传感器与检测技术试题及 答案 The document was prepared on January 2, 2021

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;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。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达 式为Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是: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。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。(2分) 1、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(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。

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