传感器技术及应用习题及答案
综合练习 一. 填空题
1．根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即.敏感元件、转换元件、转换电路。
2．传感器按能量的传递方式分为有源的和无源的传感器。
3. 根据二阶系统相对阻尼系数ζ的大小，将其二阶响应分成三种情况. 1ζ>时过阻尼；1ζ=时临界阻尼；1ζ<时欠阻尼。
4. 应变计的灵敏系数k 并不等 于其敏感栅整长应变丝的灵敏度系数0k ，一般情况下，0k k <。
5. 减小应变计横向效应的方法.采用直角线栅式应变计或箔式应变计。
6. 应变式测力与称重传感器根据结构形式不同可分为:柱式﹑桥式﹑轮辐式﹑梁式和环式等。
7. 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。
8. 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
9. 光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应两类。
10. 基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。
11. 光电倍增管是一种真空器件。它由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）等组成。
12. 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。
13. 光电二极管与光电三极管外壳形状基本相同，其判定方法如下.遮住窗口，选用万用表R*1K 挡，测两管脚引线间正、反向电阻，均为无穷大的为光电三极管。
14. 光电耦合器是发光元件和光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。以光为媒介进行耦合来传递电信号，可实现电隔离，在电气上实现绝缘耦合，因而提高了系统的抗干扰能力。
15. 电荷藕合器件图像传感器CCD （Charge Coupled Device ），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。 16. 光纤的结构包括：纤芯.包层.涂敷层和护套。
17. 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。定义1n 为纤芯折射率，2n 为包层
折射率，则光纤的数值孔径可表述为.NA =。
18. 光纤按折射率变化类型分为.阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤；按传播模式的多少.单模光纤和多模光纤。从传感器机理上来说.光纤传感器可分为振幅型（也叫强度型）和相位型（也叫干涉仪型）两种。
19. 目前压电材料可分为三大类.一是压电晶体(单晶)，它包括压电石英晶体和其他压电单晶；二是压电陶瓷(多晶半导瓷)；三是新型压电材料，又可分为压电半导体和有机高分子压电材料两种。
20. 压电加速度传感器的结构一般有纵向效应型、横向效应型和剪切效应型三种。
21. 声表面波（Surface Acoustic Wave ，SAW ）是一种沿弹性基体表面传播的声波，其振幅随压电基体材料深度的增大按指数规律衰减。
22. 常用的热敏电阻为陶瓷热敏电阻,分为负温度系数(NTC)热敏电阻、正温度系数(PTC)热敏电阻和临界温度电阻(CTR)。
23. 在一定的空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结形成水滴时的温度叫做该空气在空气压力下的露点温度。 24. 气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应，导致敏感元件阻值变化。当氧化型气体吸附到N 型半导体上，半导体的载流子减少，电阻率上升。 25. 非电阻型气敏传感器，是利用MOS 二极管的电容—电压特性变化；MOS 场效应管的阈值电压的变化；肖特基金属半导体二极管的势垒变化进行气体检测。 26. 霍尔传感器中的霍尔元件都是由半导体材料制成的。在半导体材料中，由于电子的迁移率比空穴的大，所以霍尔元件一般采用N 型半导体材料。
27. 若给通以电流的金属或半导体材料的薄片加以与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。这种现象称为磁致电阻变化效应（磁阻效应）。 28. 磁敏电阻的灵敏度一般是非线性的，且受温度的影响较大。一般半导体磁阻元件在弱磁场中呈现平方特性，而在强磁场中呈现线性变化。
29. 对于高阻抗的传感器，通常用场效应管或运算放大器来实现匹配。对于阻抗特别低的传感器，在交变输入时，往往采用变压器匹配。
30. 为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括.单丝自补偿法，双丝自补偿法和桥路补偿法三种方法。
31. 测量系统的静态特性指标主要有灵敏度﹑灵敏度界限﹑线性度﹑迟滞差和稳定性等。
32. 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K下降了，这种现象称为横向效应。
33. 压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式.电压放大器和电荷放大器，后接电荷放大器时，可不受连接电缆长度的限制。
34. 引起霍尔元件零位误差的原因主要有直流寄生电势、寄生感应电势和不等位电势。
35. 电子测量装置中根据干扰进入测量电路方式不同可将干扰分为差模干扰和共模干扰。
36. 电学应变仪应用最广泛，它采用的电路可以是直流电桥式、交流电桥式或电位计式，应用最多的是交流电桥式电路并带有载波放大器的形式。
37. 硒光电池的光谱响应区段与可见光波段相近，因而得到应用。
38. 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。
39. 差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。
40.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；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。
二. 选择题（蓝色为答案）
（）1. 通常意义上说的传感器包括了敏感元件在内的两个组成部分，另外一个是_______ 。
A.放大电路
B.数据采集电路
C.转换电路
D.滤波电路
（）2. 若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为______ 。
A.眼睛
B.感觉器官
C.手
D.皮肤
（）3. 传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随____变化时，其输出-输入的特性。
A.时间
B.被测量
C.环境
D.地理位置
（）4. 迟滞差表明的是在_____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
（）5. 箔式应变片的箔材厚度多在______之间。
A.0.003—0.01mm
B.0.01—0.1mm
C.0.01—0.1μm
D.0.0001—0.001μm
（）6. _____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
（）7. 蠕变是指已粘贴好的应变片，在温度一定并承受一定的机械应变时，指示应变值随 ____的变化。
A.位移
B.压强
C.时间
D.外力作用
（）8. 由_____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
（）9.温度传感器是一种将温度变化转换为_____变化的装置。
A.电流
B.电阻
C.电压
D.电量
（）10. 半导体气体传感器，是利用半导体气敏元件同气体接触，造成_____发生变化，借此检测特定气体的成分及其浓度。
A.半导体电阻
B.半导体上电流
C.半导体上电压
D.半导体性质
（）11. 直流电桥与交流电桥相比，交流电桥的主要优点是______。
A.电源方便
B.容易实现平衡
C.可以测量L、C参数
D.使用简单
（）12. 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________。
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
D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片
（）13. 属于传感器动态特性指标的是_______ 。
A．重复性B．线性度
C．灵敏度 D．固有频率
（）14. 固体半导体摄像元件CCD是一种________。
A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路
C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路
（）15. 为了抑制干扰，常采用的电路有______ 。
A. A/D转换器
B. D/A转换器
C. 变压器耦合
D. 调谐电路
（）16．压电式加速度传感器是________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
（）17. 为获得较好的动态特性，在二阶传感器设计时，一般选择ξ_______。
A. ξ>1
B. ξ=1
C. ξ=0.6～0.7
D. ξ=0
（）18．光电效应中，入射光的频率________红限频率，才可能产生光电子。
A．大于、等于 B. 小于
C. 小于﹑等于
D. 任何情况
（）19.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的________ 。
A. 线性度越好
B. 迟滞越小
C. 重复性越好
D. 分辨力越高
（）20. 气敏传感器按设计规定的电压值使加热丝通电加热之后，敏感元件电阻值首先是急剧地下降，一般约经2一10分钟过渡过程后达到稳定的电阻值输出状态，称这一状态为________。
A. 静态
B. 初始稳定状态
C. 最终稳定状态
D. 工作状态
（）21.气体传感器是指能将被测气体的_____转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。
A.成分
B.体积
C.浓度
D.压强
（）22. 一般说来，如果半导体表面吸附有气体，则半导体和吸附的气体之间会有电子的施受发生，造成电子迁移，从而形成______。
A.电流
B.电势差
C.表面电荷层
D.深层电荷
（）23.多孔质烧结体敏感元件与厚膜敏感元件都是_____。
A.多晶体结构
B.单晶体结构
C.非晶体结构
D.金属氧化物结构
（）24. 热导率变化式气敏传感器因为不用催化剂，所以不存在催化剂影响而使特性变坏的问题，它除用于测量可燃性气体外．也可用于_____的测量。
A.有机气体及其浓度
B.有机气体及其成分
C.惰性气体及其浓度
D.无机气体及其浓度
（）25. 绝对湿度表示单位体积空气里所含水汽的_____。
A.质量
B.体积
C.程度
D.浓度
（）26. 相对湿度是气体的绝对湿度与同一_____下水蒸汽达到饱和时的气体的绝对湿度之比。
A.体积
B.温度
C.环境
D.质量
（）27. 湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一定比例关系的_____输出的器件式装置。
A.电流
B.电压
C.电量
D.电阻
（）28. 响应时间反映湿敏元件在相对____变化时输出特征量随相对湿度变化的快慢程度。
A.时间
B.温度
C.空间
D.湿度
（）29. 光电导效应发生在
A.金属材料
B.半导体材料
C.有机聚合物
D.光学玻璃
（）30.在光电倍增管中，产生光电效应的是
A.阴极
B.阳极
C.二次发射级
D.玻璃窗
（）31.光电二极管产生光电流的大小主要取决于
A.反向偏压大小
B.负载电阻
C.光照强度
D.温度
（）32. 发光二极管的工作条件是
A.加正向偏压
B.发热
C.加反向偏压
D.光照
（）33. 光敏晶体管的工作原理是基于（）效应。
A.外光电
B.内光电
C.光生电动势 C.热电
（）34. 在光电作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象称（）效应。
A.内光电
B.外光电
C.热电
D. 光生伏特
（）35. 在光作用下，使电子逸出物体表面的现象称（）效应。
A.内光电
B.外光电
C.热电
D.光生伏特
（）36. 在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用_______传感器来检测。
A. 应变片
B. 热敏电阻
C. 气敏电阻
D. 湿敏电阻
（）37. 压电加速度传感器的结构最常见的是_________ 。
A. 纵向效应型
B. 横向效应型
C. 剪切效应型
D. 以上各种类型
（）38.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为________ 。
A.采样时间
B.保持时间
C.采样周期
D.缓冲时间
（）39.封装在光电隔离耦合器内部的是________ 。
A. 一个发光二极管和一个发光三极管
B. 一个光敏二极管和一个光敏三极管
C. 两个发光二极管或两个光敏三极管
D. 一个发光二极管和一个光敏三极管
（）40.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）
A．压力 B．力矩
C．温度D．厚度
三. 多项选择
（ABCD）1. 压电效应具有以下特点.
A.当某些材料在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时，其表面上会产生电荷；
B.若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态；
C.晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比；
D.如对晶体施加一负变电场，晶体本身将产生机械变形，这种现象称为逆压电效应
（BCD ）2. 以下材料具有压电效应的有.
A.所有晶体
B.钛酸钡
C.锆钛酸铅
D.石英
（ABC ）3. 石英晶体在哪个轴上有压电效应.
A.Ｘ轴
B.Ｙ轴
C.Ｚ轴
D.没有哪个轴有压电效应
（C ）4. 压电式力传感器可以测量以下力学量信号.
A.静态力
B.稳态力
C.动态信号
D.所有力学量信号都可以
（ABCD）5. 传感器静态响应特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有：A. 精度 B. 重复性
C. 线性度
D. 灵敏度
（ABC ）6. 阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些？
A.上升时间
B.响应时间
C.过调量
D.重复性
（ABCD）7. 电阻应变式传感器具有悠久的历史．是应用最广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器,这些参数包括以下的哪几种________ 。
A. 位移
B. 加速度
C. 力
D. 力矩
（ABD ）8. 改善气敏元件的气体选择性常用的方法有哪些？
A.向气敏材料掺杂其他金属氧化物或其他添加物
B.控制元件的烧结温度
C.改变元件的组合结构
D.改变元件工作时的加热温度
（）9.下列传感器中，能量控制型传感器是（ BC ），能量转换型传感器是（ AD ）。
A.光电式
B.应变片
C.电容式
D.压电式
（ABC ）10. 下列传感器可以进行位移测量的传感器有__________。
A.光纤传感器
B.差动变压器
C.电阻传感器
D. 光电池
四. 名词解释
1. 传感器.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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
2. 零阶传感器.其输入量无论随时间如何变化，其输出量的幅值总是与输入量成确定的比例关系，在时间上也不滞后，幅角φ等于零。
3. 应变效应.导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。
4. 横向效应.应变计既敏感纵向应变，又同时受横向应变影响而使灵敏系数及相对电阻比都减小的现象，称为横向效应。
5.压阻效应.半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。
6. 化学气相沉积（CVD）.是半导体技术中一种常用的薄膜生长技术，这种技术使用化学的方法来沉积薄膜。
7. 光电效应.它是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应两类。
8. 热释电效应.指该种材料中自发极化的强度随温度的变化而变化的效应。
9. 光敏电阻器的亮电阻.指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。
10. CCD.电荷藕合器件，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。
11. 压电效应.在某些电介质的一定方向上施加机械力而产生变形时，就会引起它内部正负电荷中心相对转移而产生电的极化，从而导致其两个相对表面(极化面)上出现符号相反的束缚电荷，这种效应称为压电效应。
12. 声表面波.声表面波是一种沿弹性基体表面传播的声波，其振幅随压电基体材料深度的增大按指数规律衰减。
13. 声表面波传感器.将被测量的变化转换为声表面波振荡器振荡频率的变化，这样就构成了相应用途的声表面波传感器，它是一种新型的频率式传感器。14. PN结型热敏器件.PN结温度传感器是一种利用半导体二极管、三极管的特性与温度的依赖关系制成的温度传感器。
15. 相对湿度.相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。
16. 霍尔效应.一块半导体薄片，如果在其相对的两边通入电流I，且电流与磁场垂直，则在半导体的另两边将会产生一个电势差UH，这种现象就是霍尔效应。
17. 磁阻效应.若给通以电流的金属或半导体材料的薄片加以与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。这种现象称为磁致电阻变化效应，简称为磁阻效应。
18. 动噪声.电位器动接点在电阻表面移动产生的噪声。
19. 气敏传感器.利用气体在半导体表面的氧化和还原反应，导致敏感元件阻值变化。
20. 光纤耦合器.光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件。
五. 简答题
1. 结合模拟式仪表和数字式仪表简述灵敏阈的含义。
答：灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。
对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。
2. 简述蠕变和零漂的含义，并解释产生蠕变的原因。
答：粘贴在试件上的应变计，在恒温恒载条件下，指示应变量随时间单向变化的特性称为蠕变。
当试件初始空载时，应变计示值仍会随时间变化的现象称为零漂。
蠕变反映了应变计在长时间工作中对时间的稳定性，通常要求θ＜3～15μs 。引起蠕变的主要原因是，制作应变计时内部产生的内应力和工作中出现的剪应力，使丝栅、基底，尤其是胶层之间产生的“滑移”所致。
3. 由于交流电桥要受到分布电容的
影响，试画出该电路图，并列写出交流
电桥的平衡条件。
答：交流电桥平衡时，必须同时满足电
阻和电容平衡两个条件。
1324R R =R R 和 3241
R C =R C
4. 简述应变计受环境温度的影响因素。
答：影响因素分为两部分： （1）敏感栅金属丝电阻本身随温度变化产生的温度误差
（2）试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使应变丝产生附加形变而造成的电阻变化。
5. 简述应变片式传感器的工作原理。
答: 当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。
6. 简述光电传感器的组成及其优点。
答：光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
7. 试述石英晶体谐振器的原理与特点。
答：石英晶体谐振器是用石英晶体经过适当切割后制成，当被测参量发生变化时，它的固有振动频率随之改变，用基于压电效应的激励和测量方法就可获得与被测参量成一定关系的频率信号。
特点：石英晶体谐振式传感器的精度高，响应速度较快，常用于测量温度和压力。
8. 试述SAW 压力传感器的原理 。
答：当传感器表面有压力作用时，SAW压力传感器的压电薄膜就会产生形变，薄膜材料的应变会使得声表面波传播速度发生变化，从而使声表面波的中心谐振频率发生变化。通过检测SAW压力传感器的中心谐振频率变化，就能得到压力变化的数据。
9. 试述电阻型半导体气敏传感器的原理。
答：通常器件工作在空气中，由于氧化的作用，空气中的氧被半导体（N型半导体）材料的电子吸附负电荷，结果半导体材料的传导电子减少，电阻增加，使器件处于高阻状态；当气敏元件与被测气体接触时，会与吸附的氧发生反应，将束缚的电子释放出来，敏感膜表面电导增加，使元件电阻减小。
10. 试解释电阻型气敏元件通常工作在高温状态（2000C—4500C）的原因。
答：目的是为了加速气体吸附和上述的氧化还原反应，提高灵敏度和响应速度；另外使附着在壳面上的油雾、尘埃烧掉，提高响应速度。
14. 何谓霍尔效应?
答：一块半导体薄片，如果在其相对的两边通入电流I，且电流与磁场垂直，则
，这种现象就是霍尔效应，产生的电势在半导体的另两边将会产生一个电势差U
H
差称为霍尔电压。
15. 传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？
答：传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成
1）敏感元件：感受被测量
2）转换元件：将响应的被测量转换成电参量
3）基本电路：把电参量接入电路转换成电量
16. 分析电感传感器出现非线性的原因，并说明如何改善？
答：①原因是改变了空气隙长度；②改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵敏度的非线性也将增加，最好使用差动式传感器，其灵敏度增加非线性减少。
17. 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？
答：霍尔元件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。霍尔元件的不等位电势是霍尔元件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。温度补偿方法：分流电阻法，适用于恒流源供给控制电流的情况；电桥补偿法。
18. 光导纤维为什么能够导光？光导纤维有哪些优点？光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些？
答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。
优点：
a.具有优良的传旋光性能，传导损耗小
b.频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好
c.能在恶劣的环境下工作，能进行远距离信号的传送
功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。
19. 简述相敏检测电路原理。
答：相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量信号。经过相敏检波电路，正位移输出正电压，负位移输出负电压，电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向。
20. 简述在压电式传感器中，为了提高灵敏度而采取的措施，压电传感器能不能做静态测量，试说明原因？
答：往往采用多片压电芯片构成一个压电组件。其中最常用的是两片结构；根据两片压电芯片的连接关系，可分为串联和并联连接，常用的是并联连接，可以增大输出电荷，提高灵敏度。
使用时，两片压电芯片上必须有一定的预紧力，以保证压电组件在工作中始终受到压力作用，同时可消除两片压电芯片因接触不良而引起的非线性误差，保证输出信号与输入作用力间的线性关系,因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗。但实际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测量，只能在其上加交变力，电荷才能不断得到补充，并给测量电路一定的电流。故压电传感器只能作动态测量。
六﹑综合应用题
1、如图所示电路是电阻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，ΔR=0，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）(ΔR/R)。
1R R ∆-=4
E R R R R E R R R R E R R R R
U U U db cb cd 2
242∆-∆-=+∆--+∆+=-= 因为R R >>∆，略去R ∆的二次项,即可得
R
R E U cd ∆⋅-=2 2. 光敏电阻的基本电路如下图所示，
（1）试计算由照度变化引起的电压变化。图中，G R 为对应于某一照度或某工作点Q 处的光敏电
阻值。L R 为负载电阻。
（2）讨论能获得最大的信号电压的负载L R 的值。解：（1）电流为
G L E
I R R =+ 当照度发生变化时，光敏电阻改变G R ∆，则电流
变为
G L G E I I R R R +∆=++∆
则照度变化引起的电流变化为
()()G G L G G L R E I R R R R R -∆∆=++∆+
E a I
因为L G G R R R +>>∆，有
2()G G L R E
I R R -∆∆≈
+
当电流为I 时，输出电压为 L U E IR =-
当电流为I I +∆时，输出电压为
()L U U E I I R +∆=-+∆
则照度引起的信号电压变化为
2()
G L L G L R E u U IR R R R -∆=∆=-∆=+ （2）一般情况下，若光敏电阻G R 和G R ∆，电源E 已知，将2()G G L R E I R R -∆∆≈
+对L R 求导数，并使其为零，即 2
210()G L G L G L R E
R R R R R ⎛⎫-∆•-+= ⎪++⎝⎭
可得 L G R R =；在较高的频率下工作时，往往选取L G R R <。
3. 某测温装置要求测温范围为0~100℃，转换电路采用恒压源供电，电压为1V ，当温度升高时转换电路的输出电压也增大。若采用热敏电阻103AT 作传感器，其在0~100℃时，每隔10℃的电阻值(单位为k Ω)分别为：27.280、17.960、12.090、
8.313、5.828、4.161、3.021、2.229、1.669、1.266、0.974。
（1）为了使转换电路的非线性误差最小,热敏电阻的串联电阻应选多少?
（2）若转换电路只是热敏电阻串接一个电阻,以每10℃为间隔，计算转换电路输出电压与温度的对应关系。
解：（1）测温范围内，相应的热敏电阻的下限、中点、上限
电阻值R L 、R M 、R H 分别为R L =27.280 K Ω、R M =4.161 K Ω、R H
=0.974 K Ω，为使其非线性误差最小，应选串联电阻R 1
()()
H L M H L M H L 122R R R R R R R R R +-+-= ()()974.0280.27161.42974.0280.27161.4974.0280.272+-⨯+⨯-⨯⨯=
K Ω = 3.232 K Ω
当电源电压U =1V 时，则U o 的值见表。
温度 （℃）
R T （K Ω） U o =UR 1/(R 1+R T ) (mV) 0
27.280 106 10
17.960 153 20
12.090 211 30
8.313 280 40
5.828 357 50
4.161 437 60
3.021 517 70
2.229 592 80
1.669 659 90
1.266 719 100 0.974 768
测温范围的两端点连线，则该直线的斜率
62.6100
106768=-=K mV/ ℃ 转换电路输出电压 U =106+KT (mV)
4. 一个量程为10kN 的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm ，内径18mm,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0，波松比为0.3，材料弹性模量E=2.1×1011Pa 。要求：
①绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；
②计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；
③当桥路的供电电压为10V 时，计算传感器的输出电压。
解：①
②圆桶截面
积
应变片1、2、3、4感受纵向应变；
应变片5、6、7、8感受纵向应变；
满量程时：
（3）
5．图所示一简单电感式传感器。尺寸已示于图中。磁路取为中心磁路，不记漏磁，设铁心及衔铁的相对磁导率为104，空气的相对磁导率为1，真空的磁导率为4π×10-7H﹒m-1，试计算气隙长度为零及为2mm时的电感量。图中所注尺寸单位均为mm.
解：
空气气隙为零时：
空气气隙为2mm时：
6. 采用交流电桥电路的电阻应变仪由电桥、放大器、相敏检波器、滤波器、振荡器和电源部分组成。试画出电阻应变仪的方框图，并说明各个部分的作用。
解：
①电桥：将应变计的电阻变化转换成电压或电流信号,以便放大器放大。通常电桥由正弦振荡器供电,其频率为500赫～50千赫,较低频率的被测应变信号对较高的频率的电桥电压进行调幅，输出一个窄频带的调幅波信号。
②放大器：对电桥输出的微弱信号进行不失真的放大，并以足够的功率去推动指示器和记录器。为提高放大器的稳定性，一般采用交流载波放大器，直流放大器仅用于超动态应变仪。
③相敏检波器：将放大后的调幅波还原为被测应变信号波形，同时反映被测应变信号的方向，通常采用环形相敏检波器。
④滤波器：滤除相敏检波器输出信号中的高次谐波分量，以获得理想的输出波形。
⑤振荡器：产生一个稳定的振荡电压，作为电桥供电电压和相敏检波器的参考电压。
7. 试述光电耦合器的结构，特点和作用和应用场合。
（1）结构：发光元件和光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。（2）光电耦合器的特点：
(a) 结构简单、成本低，通常用于工作频率50kHz以下的装置。
(b)采用高速开关管构成的高速光电耦合器,适用于较高频率的装置中。
(c)采用放大三极管构成的高传输效率的光电耦合器，适用于直接驱动和较低频率的装置中。
（3）作用和应用场合
以光为媒介进行耦合来传递电信号，可实现电隔离，在电气上实现绝缘耦合，因而提高了系统的抗干扰能力。由于它具有单向信号传输功能，因此适用于数字逻辑中开关信号的传输和在逻辑电路中作为隔离器件及不同逻辑电路间的接口。
8. 试述光在光纤中传播的基本原理，列举光纤的几个重要参数和光纤的分类。
答：基本原理：斯涅尔定理(Snell's law)，光由光密介质入射到光疏介质时发生折射，其折射角大于入射角，即n1>n2时，θr＞θi。n1、n2、θr、θi间的数学关系为：n1sinθi=n2sinθr
（1）当θr=90º时，θi仍＜90º，此时，出射光线沿界面传播，称为临界状态。临界角θi0为：θi0=arcsin(n2/n1)
（2）当θi＞θi0并继续增大时，θr＞90º，这时便发生全反射现象，其出射光不再折射而全部反射回来。
光纤是基于全内反射原理的。
光纤的重要参数分别为：数值孔径，传播模式和传播损耗。
按折射率变化类型分类：阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。
按传播模式的多少：单模光纤和多模光纤。
从传感器机理上来说：光纤传感器可分为振幅型（也叫强度型）和相位型（也叫干涉仪型）两种。
9. C形弹簧管变磁阻式传感器结构图如下，试分析其工作原理。
答：当被测压力进入C形弹簧管时, C形弹簧管产生变形, 其自由端发生位移, 带动与自由端连接成一体的衔铁运动, 使线圈1和线圈2中的电感发生大小相等、符号相反的变化, 即一个电感量增大, 另一个电感量减小。电感的这种变化通过电桥电路转换成电压输出。由于输出电压与被测压力之间成比例关系, 所以只要用检测仪表测量出输出电压, 即可得知被测压力的大小。
10. 分析压电加速度传感器的工作原理，并画出压电加速度传感器的实际应用等效电路。
答：当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数，即
F=ma
式中：F—质量块产生的惯性力；m—质量块的质量；a—加速度。
此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感器选定后，m为常数，则传感器输出电荷为
q=d11F=d11ma
与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。
等效电路：（a）为电压源等效电路，（b）为电荷源等效电路。
U
q
(a)(b)
传感器应用技术试题及答案
传感器应用技术试题及答案 1. 下列哪个是APD的优点：（） [单选题] * 线型好 灵敏度高(正确答案) 工作环境不限 工作电压低 2. 下面哪个不是光敏电阻的优点（） [单选题] * 体积小 .重量轻 机械强度高 耗散功率小(正确答案) 3. 采用硅材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围（） [单选题] * .0.4-0.5μm 0.4-1.0μm(正确答案) 0.5-1.0μm 0.5-1.5μm 4. 下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（） [单选题] * 非线性明显 输出信号微弱 抗干扰能力差 响应时间慢(正确答案)
5. 以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（） [单选题] *应变计。 弹性敏感元件(正确答案) 敏感栅 电路电阻 6. 下面哪项不是SAW传感器的优点：（） [单选题] * 分辨率低(正确答案) 灵敏度高 制造简单 可靠 7. 下面哪个不是反射式光纤位移传感器的特点（） [单选题] *结构简单 设计灵活 性能稳定 精度高(正确答案) 8. 下面哪个不是压电加速度传感器（） [单选题] * 压缩式压电加速度传感器 压电谐振式传感器(正确答案) 剪切式雅典加速度传感器 弯曲式压电加速度传感器 9. 下列哪一项金属是最良好的检测汞的涂层材料（） [单选题] * "金 " 银
铜 铁(正确答案) 10. 对于我们日常生活中，所谓湿度的定义说法正确的是（） [单选题] * 气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比 气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比 气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比 气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比(正确答案) 11. 下面哪个属于强度型光纤传感器（） [单选题] * 迈克尔逊干涉仪 马赫—泽德干涉仪 光纤测压传感器(正确答案) 法布里干涉仪 12. 下列哪一项属于相位型传感器的缺点（） [单选题] * 灵敏度低 准确度低 结构较复杂，检测也需要复杂的手段(正确答案) 响应时间慢 13. 目前光纤传感器通常采用四种不同的干涉测量结构，以下哪一种不属于上述四种结构的是（） [单选题] * 迈克尔逊 马赫—泽德 萨格奈克 伽利略(正确答案)
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?
传感器技术及应用试题及答案
1、测量系统的静态特性指标主要有 2、被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的______特性。 3、霍尔元件灵敏度的物理意义是 4、算式是计算传感器________的公式，当S在传感器的测量范围内为常量时， 说明该传感器是________。 5、涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________。 6、热电偶所产生的热电动势是电动势和电动势组成的，其表达式为 7、半导体应变片以________效应为主，它的灵敏度系数比金属应变片的______。 8、横向效应使应变式传感器的电阻丝灵敏系数变_______。 空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中 大都采用________式电容传感器。 9、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 ，从而引起，这种现象称为，相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生，这种现象称为 10、压电陶瓷起初并没有压电效应，经过________处理后才具有压电效应。 11、电阻应变片式传感器按制造材料可分为材料和材料。 12、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和三类 1、电阻应变片阻值为120，灵敏系数2K，沿纵向粘贴于直径为m05.0的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量211 /102mNE，3.0，（1）求钢柱受N4108.9拉力作用时应变片电阻的变化量R 和相对变化量R R (；（2）又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，问受同样拉力作用时应变片电阻的相对变化量为多少？ 2、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径 r=5mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.5mm。已知试真空的介电常数等于8.854×10-12 F/m，求：（1）极板未移动时，电容的初始电容值。（2）极板沿不同方向移动时，传感器的位移灵 ）。 敏度K（已知空气相对介电常数1ε ，真空的介电常数F/m108548ε120 . 3、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。 4、一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径D=8mm，极板间初始间距d0=1mm，极板间介质为空气，其介电常数ε0=8.85×10-12F/m。试求： （1）初始电容C0； （2）当传感器工作时，间隙减小Δd=10μm，求其电容量变化ΔC； （3）如果测量电路的灵敏Ku=100mV/pF，则在Δd=±1μm时的输出电压U0。 石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动，已知加速度计灵敏度为5pC/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，当机器达到最大加速度时的相应输出电压幅值为2V，试求机械的振动加速度。{注: (库仑)，g为重力加速度} 5、已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速, 如图所示。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz)，求：被测轴的转速n(r/min)为多少? 当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少
传感器的原理及应用题目及答案
传感器的原理及应用 1. 传感器的定义和分类 传感器是一种可以将各种物理量转换为可读取的电信号的装置。根据测量的物理量不同，传感器可以分为以下几种类型： •温度传感器：用于测量环境或物体的温度。 •湿度传感器：用于测量环境或物体的湿度水分含量。 •压力传感器：用于测量物体受到的压力大小。 •光学传感器：用于测量物体的光照强度或颜色。 •加速度传感器：用于测量物体的加速度大小。 •位移传感器：用于测量物体的位移或位置变化。 •磁力传感器：用于测量物体所受到的磁力大小。 •气体传感器：用于测量环境或物体中的气体浓度。 2. 传感器的原理 传感器的工作原理基本上是由传感元件和电路组成的。传感元件根据不同的测量物理量选择了相应的工作原理。下面将介绍几种常见的传感器工作原理。 2.1 温度传感器原理 温度传感器的工作原理多种多样，其中最常使用的是基于热敏电阻原理。热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的元件。通过测量电阻值的变化，可以计算出温度的大小。 2.2 光学传感器原理 光学传感器可以通过光敏元件（如光电二极管或光敏电阻）来测量光照强度或颜色。当光线照射到光敏元件上时，产生的光电效应会导致电流值的变化。通过测量电流的变化，可以得到光照的强度或颜色信息。 2.3 加速度传感器原理 加速度传感器是通过测量物体在空间中的加速度来确定物体的运动状态。常用的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。这些传感器可以检测物体的加速度，并通过电路将其转换为电信号。
3. 传感器的应用 传感器在现代社会中应用广泛，几乎涵盖了各个领域。以下列举了几个常见的 传感器应用领域。 3.1 工业自动化 在工业自动化领域，各种传感器被广泛应用于生产过程的监测和控制中。例如，温度传感器可用于监测机器设备的温度，以确保其正常运行；压力传感器可以用于监测管道或容器的压力，以防止爆炸等事故的发生。 3.2 智能家居 随着智能家居技术的发展，各种传感器在家居环境中被广泛应用。温度传感器 可用于室内温度的自动调节；湿度传感器可以用于监测室内湿度，以避免发生潮湿问题；光照传感器可用于自动调节室内照明等。 3.3 医疗健康 传感器在医疗健康领域也扮演着重要的角色。例如，心率监测器中使用了心电 传感器来测量心脏的电活动；血糖监测仪中使用了光学传感器来测量血液中的葡萄糖含量。 3.4 环境监测 传感器还被广泛应用于环境监测领域。例如，空气质量传感器可用于监测室内 或室外的空气质量，帮助人们了解空气中有害物质的浓度；噪音传感器可用于检测噪音污染的程度。 结论 传感器作为一种可以将物理量转换为电信号的装置，在各个领域中起着至关重 要的作用。通过对传感器的原理和应用的了解，我们可以更好地理解传感器的工作原理和使用场景，为实际应用提供指导。
传感器技术与应用第2版-部分习题答案
第1章传感器特性习题答案： 5.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。 9．解： 10. 解： 11．解： 带入数据 拟合直线灵敏度 0.68,线性度±7% 。 ，， ，， ，， 13．解： 此题与炉温实验的测试曲线类似:
14．解： 15．解： 所求幅值误差为1.109,相位滞后33042, 所求幅值误差为1.109,相位滞后33042, 16．答： dy/dx=1-0.00014x。微分值在x<7143Pa时为正，x>7143Pa时为负，故不能使用。 17．答： ⑴20。C时，0～100ppm对应得电阻变化为250～350 kΩ。V0在48.78～67.63mV之间变化。 ⑵如果R2=10 MΩ，R3=250 kΩ，20。C时，V0在0～18.85mV之间变化。30。C时V0在46.46mV（0ppm）～ 64.43mV（100ppm）之间变化。 ⑶20。C时，V0为0～18.85mV，30。C时V0为0～17.79mV，如果零点不随温度变化，灵敏度约降低4.9%。但相对（2）得情况来说有很大的改善。 18．答： 感应电压=2πfCRSVN,以f=50/60Hz, RS=1kΩ, VN=100代入，并保证单位一致，得： 感应电压=2π*60*500*10-12*1000*100[V]=1.8*10-2V 第3章应变式传感器概述习题答案 9. 答：
传感器技术及应用习题及答案
综合练习 一. 填空题 1．根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即.敏感元件、转换元件、转换电路。 2．传感器按能量的传递方式分为有源的和无源的传感器。 3. 根据二阶系统相对阻尼系数ζ的大小，将其二阶响应分成三种情况. 1ζ>时过阻尼；1ζ=时临界阻尼；1ζ<时欠阻尼。 4. 应变计的灵敏系数k 并不等 于其敏感栅整长应变丝的灵敏度系数0k ，一般情况下，0k k <。 5. 减小应变计横向效应的方法.采用直角线栅式应变计或箔式应变计。 6. 应变式测力与称重传感器根据结构形式不同可分为:柱式﹑桥式﹑轮辐式﹑梁式和环式等。 7. 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。 8. 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 9. 光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应两类。 10. 基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。 11. 光电倍增管是一种真空器件。它由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）等组成。 12. 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。 13. 光电二极管与光电三极管外壳形状基本相同，其判定方法如下.遮住窗口，选用万用表R*1K 挡，测两管脚引线间正、反向电阻，均为无穷大的为光电三极管。 14. 光电耦合器是发光元件和光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。以光为媒介进行耦合来传递电信号，可实现电隔离，在电气上实现绝缘耦合，因而提高了系统的抗干扰能力。 15. 电荷藕合器件图像传感器CCD （Charge Coupled Device ），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。 16. 光纤的结构包括：纤芯.包层.涂敷层和护套。
传感器应用技术复习题与答案
传感器应用技术复习题与答案 1. 将传感器的电阻值、电容值或电感值变化量转换成易于传输的电流或电压，通常要用到（）电路。 [单选题] * 电桥(正确答案) 放大 A-D转换 以上均可 2. 以下不属于直流电桥应用情况的是（）。 [单选题] * 热敏电阻 应变电阻 压敏电阻 螺管式差动传感器(正确答案) 3. 以下（）电桥在传感器实际应用电路中使用效果最佳。 [单选题] * 四等臂(正确答案) 惠斯通 对等 以上均选 4. 目前检测系统中的放大电路，除特殊情况外，基本均采用（）构成的放大电路。 [单选题] * 晶体管放大器 运算放大器(正确答案) 高压放大器
阻抗放大器 5. 通常情况下，运算放大器正电源VCC和负电源VEE应满足（）关系。 [单选题] * VCC＞VEE VCC＜VEE VCC=VEE(正确答案) 没有规定 6. 理想运算放大器应满足以下（）条件。 [单选题] * 端口输入电阻Ri趋于无穷大 端口输出电阻Ro趋于零 运放增益A趋于无穷大 以上均选(正确答案) 7. 以下（）是常用的运算放大器。 [单选题] * 同相放大器 反相放大器 差分放大器 A和B(正确答案) 8. 以下（）是典型的传感器测量电路。 [单选题] * 电桥电路 放大电路 A-D转换电路 ABC(正确答案) 9. 计算机中广泛采用（）A-D转换器作为借口电路。 [单选题] *
逐次逼近式(正确答案) 双积分式 计数器式 并行 10. 以下温度传感器属于电测量型的是（）。 [单选题] * 热电偶传感器 热电阻传感器 热敏电阻传感器 A和B(正确答案) 11. 以下（）传感器适用于温度检测精度要求比较高的场合。 [单选题] *热电阻(正确答案) 热敏电阻 直流电桥 热电偶 12. 目前较为广泛使用的热电阻材料为（）等。 [单选题] * 铂 铜 镍 ABC(正确答案) 13. 以下属于热电阻传感器特点的有（）。 [单选题] * 电阻温度系数大 线性好、性能稳定 使用范围窄、加工复杂
传感器及应用技术试题和答案
试题及答案 一、填空题（共30分，每空1分） 1．传感器由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。 2．通常用传感器的动态特性和静态特性来描述其输出—输入特性。 3．电阻应变片的工作原理是基于应变效应，导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值发生相应变化,这种现象称为应变效应。 4．电阻应变片产生温度误差的主要因素是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。 5．直流电桥的各桥臂只能是电阻元件,电源为直流电源 6．电感式传感器主要有变磁阻（自感）式、变压器（互感）式、涡流式三种类型。 7．变磁阻式传感器由线圈、铁芯、衔铁三部分组成 8．使用电涡流传感器测量时,被测体电阻率越大,相对导磁率越小,传感器线圈 激磁电流频率越低,则电涡流贯穿深度越大. 9．改善单极式变极距型电容传感器的非线性的方法是采用运算放大器式电路. 10．石英晶体中经过六面体棱线并垂直于光轴的X方向称为电轴,沿X方向的力作用下产生电荷的效应,称为纵向压电效应,与X轴和光轴同时垂直的Y方向称为机械轴沿Y轴方向的力作用下产生电荷的效应,称为横向压电效应。 11．压电式传感器不能用于静态测量,只适用于动态测量。 12．压电陶瓷经极化处理后才具有压电特性。 二、判断题（共10分，每空1分；正确的划√、错误的划X，填在题前括号内） （X ）1．任何测量的结果都必须只含有数值和单位。 （√）2．转换元件是将中间非电量转换成电量输出的元件。 （X ）3．采用0.5级的电压表比采用1.5V的电压表测量电压值时更为准确。 （X ）4．压电陶瓷在未被电极化以前就有压电特性。 （√）5．对于电涡流式传感器的测量电路，若采用定频调幅式测量电路，当无被测导体时LC振荡回路的振荡、频率与晶体振荡器的频率一致。 （X ）6．压电传感器可以用于静力测量。 （√）7．粗大误差是由于测量者粗心大意或测量仪表突然出现故障等造成的。 （X ）8．高频反射式传感器当被测导体为磁性体时，其灵敏度比非磁性体时高。（X ）9．对于低频透射式传感器，当用其测量薄金属板的厚度时，宜采用低频激励信号。 （√）10．压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多，但石英晶体的稳定性是其它压电材料无法比的。 三、选择题（共10分，每空1分；将正确答案填在题前括号内） （ C ）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、压电式 D、电感式 （ C ）2．的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
传感器技术试题及答案
传感器技术试题及答案 传感器技术是现代科技领域中非常重要的一项技术。它在各个领域 中都有广泛的应用，如工业自动化、航天航空、医疗器械等。以下是 一些关于传感器技术的试题及答案，供大家参考。 试题一：简述传感器的基本原理及分类。 答案：传感器是一种能够将感应到的信息转变成可供测量或处理的 信号的器件。其基本原理是利用物理、化学或生物等感受性材料，通 过感受外部环境的变化，产生对应的响应信号。传感器根据其工作原 理和功能可以分为多种类型，包括光学传感器、压力传感器、温度传 感器、湿度传感器、加速度传感器等。 试题二：简要说明传感器的应用领域及作用。 答案：传感器广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面： 1. 工业自动化：传感器可实时感知到物体的位置、速度、温度、湿 度等参数，用于工厂生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。 2. 航天航空：传感器可用于航天器和飞机的姿态控制、导航和遥测 系统，确保航天器和飞机的安全性和稳定性。 3. 医疗器械：传感器可用于医疗器械，如心电图仪、血压计、体温 计等，用于监测和记录患者的生理参数，帮助医生进行诊断和治疗。 4. 环境监测：传感器可用于监测大气、水质、土壤等环境参数，通 过数据采集和分析，为环境保护和资源管理提供依据。
试题三：解释传感器的灵敏度和分辨率的概念，并给出它们的影响 因素。 答案：传感器的灵敏度是指传感器对输入参数变化的敏感程度。灵 敏度越高，表示传感器能够更精确地感知到参数变化。传感器的灵敏 度影响因素包括感受性材料的特性、传感器的设计和制造工艺等。 传感器的分辨率是指传感器能够识别和测量的最小变化量。分辨率 越高，表示传感器可以检测到更小的参数变化。传感器的分辨率受到 信号噪声、量程范围和采样率等因素的影响。 试题四：阐述传感器在智能家居中的应用，并列举一些具体例子。 答案：传感器在智能家居中起到了至关重要的作用。智能家居通过 传感器感知环境和用户行为，从而实现自动化、智能化的家居管理。 以下是一些传感器在智能家居中的应用示例： 1. 光照传感器：感知室内光照强度，根据光照情况自动调节灯光亮度，提供舒适的居住环境。 2. 温湿度传感器：感知室内温度和湿度，控制空调和加湿器等设备，保持室内舒适度。 3. 人体红外传感器：感知室内人体活动，根据人体的位置和动作控 制门窗、照明等设备，提高家居安全性和便利性。 4. 燃气传感器：感知室内燃气泄漏，及时发出警报并切断燃气供应，确保家庭安全。
《传感器技术与应用》试卷及答案
《传感器技术与应用》试卷及答案 一、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，并将正确答案的序号填在题后的括号内。) (每小题2分，共20分) 1．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于( A ) A.光电式传感器 B.电容式传感器 C.压电式传感器 D.磁电式传感器 2．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是( D ) A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度 C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗 3．固体半导体摄像元件CCD是一种( C ) A．PN结光电二极管电路 B．PNP型晶体管集成电路 C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管电路 4.将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（D） A.抑制共模噪声 B.抑制差模噪声 C.克服串扰 D.消除电火花干扰 5．属于能量转换型的传感器是（ C ） A.电阻应变传感器 B.电容传感器 C.压电式传感器 D.热阻式传感器 6.动态测试中，电桥的输出量通常采用（B） A．电阻量 B．电压量 C．电流量 D．电感量 7.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出量灵敏度的影响，可采用（A）A．电荷放大器 B．电压放大器 C．功率放大器D．前置放大器 8.用于检查应变片绝缘电阻的兆欧表，电压一般不应高于（ B ） A．220V B.250V C.300V D.350V 9．压电式加速度计，其压电片并联时可使（ B ） A．电压灵敏度提高，电荷灵敏度不变。 B．电荷灵敏度提高，电压灵敏度不变。 C．电压与电荷灵敏度均提高。 D．电压与电荷灵敏度均保持不变。 10.金属丝应变片在测量构件的应变时，决定电阻相对变化的因素主要是（C） A．贴片位置的变化 B.贴片温度的变化 C．电阻丝几何尺寸的变化 D.电阻丝材料的电阻率变化 二、多项选择（在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选、少选或未选均无分。）(每小题2分，共10分) 1.下列选项中属于能量控制型的传感器有：（C．E ） A．压电式传感器 B．光电式传感器 C．电阻式传感器 D．热电涡传感器 E．电容式传感器 2.设计传感器时，常把阻尼比选在：（D．E ） A．0～0.1之间 B．0.1～0.5之间 C．0.5～0.6之间 D．0.6～0.7之间 E．0.7～0.8之间 3.对石英晶体，由于晶格的对称性，其压电常数间的关系有：（ A．B．C．D．E）A．d 12 =-d 11 B．d 25 =-d 14 C．d 26 =-2d 11 D．d 13 =d 23 =d 33 E．d 13 =0 4.影响电感传感器的精度因素有：（A．B．C．D．E） A．温度变化 B．电源电压 C．电源电压频率波动 D．电感与位移的非线性 E．交流零位信号 5.下列选项中属于压电陶瓷材料的有：（A．B．C） A．钛酸锂 B．钛酸铅 C．铌镁酸铅 D.石英 E．硫酸锂 三、填空题(每小题2分，共20分) 1.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向智能化方向发展。 2.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。 3.电容式传感器有变间隙式、变面积式和变介质三种类型。 4.发电式传感器有磁电式和压电式两种类型。 5.热敏电阻常数β大于零的是负温度系数的热敏电阻。 6.压电传感器使用电荷放大器时，灵敏度与电缆长度无关。 7.将电桥接成差动式可以提高灵敏度，改善非线性，并能进行温度补偿。 8.有源滤波器由集成运放和RC网络组成。 9.按光纤的作用不同，光纤传感器可分为功能型和传光型两种类型。 10.多路模拟开关由地址译码器和多路双向模拟开关组成。 四、名词解释题(每小题4分，共20分) 1．敏感元件： 直接感受被测量，并输出与测量量成确定关系的某一物理量的元件。 2.重复性： 传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。 3.应变极限：
传感器及应用技术试题和答案
试题及答案 一、填空题〔共 30 分，每空 1 分〕 1.传感器由敏感元件、转换元件、测量电路和关心电源四局部组成。 2.通常用传感器的动态特性和静态特性来描述其输出—输入特性。 3.电阻应变片的工作原理是基于应变效应，导体或半导体材料在外界力的作用下产生气械变形时,其电阻值发生相应变化,这种现象称为应变效应。 4.电阻应变片产生温度误差的主要因素是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。 5.直流电桥的各桥臂只能是电阻元件,电源为直流电源 6.电感式传感器主要有变磁阻〔自感〕式、变压器〔互感〕式、涡流式三种类型。 7.变磁阻式传感器由线圈、铁芯、衔铁三局部组成 8.使用电涡流传感器测量时,被测体电阻率越大,相对导磁率越小,传感器线圈 激磁电流频率越低,则电涡流贯穿深度越大. 9.改善单极式变极距型电容传感器的非线性的方法是承受运算放大器式电路. 10.石英晶体中经过六面体棱线并垂直于光轴的X 方向称为电轴,沿X 方向的力作用下产生电荷的效应,称为纵向压电效应,与X 轴和光轴同时垂直的Y 方向称为机械轴沿Y 轴方向的力作用下产生电荷的效应,称为横向压电效应。 11.压电式传感器不能用于静态测量,只适用于动态测量。 12.压电陶瓷经极化处理后才具有压电特性。
二、推断题〔共 10 分，每空 1 分；正确的划√、错误的划X，填在题前括号内〕 〔X 〕1．任何测量的结果都必需只含有数值和单位。 〔√〕2．转换元件是将中间非电量转换成电量输出的元件。 〔X 〕3．承受0.5 级的电压表比承受1.5V 的电压表测量电压值时更为准确。 〔X 〕4．压电陶瓷在未被电极化以前就有压电特性。 〔√〕5．对于电涡流式传感器的测量电路，假设承受定频调幅式测量电路，当无被测导体时LC 振荡回路的振荡、频率与晶体振荡器的频率全都。 〔X 〕6．压电传感器可以用于静力测量。 〔√〕7．粗大误差是由于测量者马虎大意或测量仪表突然消灭故障等造成的。〔X 〕8．高频反射式传感器当被测导体为磁性体时，其灵敏度比非磁性体时高。〔X 〕9．对于低频透射式传感器，当用其测量薄金属板的厚度时，宜承受低频鼓舞信号。 〔√ 〕10．压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多，但石英晶体的稳定性是其它压电材料无法比的。 三、选择题〔共 10 分，每空 1 分；将正确答案填在题前括号内〕 〔C 〕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、压电式 D、电感式 〔C 〕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 〔C 〕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 〔D 〕4．热电阻测量转换电路承受三线制是为了.
传感器技术与应用试卷及答案
‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥密‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥封‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥线‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 传感器技术与应用试卷及答案 注意：1、本试卷共 2 页； 2、姓名、学号必须写在指定地方； 3、考试时间： 120 分钟； 4、考试形式： 闭卷； 一、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，并将正确答案的序号填在题后的括号内。) (每小题 2分，共 20分) 1.属于传感器动态特性指标的是（ ） A ．重复性 B ．线性度 C ．灵敏度 D ．固有频率 2.( )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。 A.金属辐射式 B.热电偶 C.半导体三极管 D.比色计 3.信号传输过程中，产生干扰的原因是( ) A.信号是缓变的 B.信号是快变的 C.干扰的耦合通道 D.信号是交流的 4. 非线性度是表示校准曲线( )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 5.莫尔条纹光栅传感器的输出是( ) A.数字脉冲式 B.调幅式 C.调频式 D.正弦波 6.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的( ) A.压阻效应 B.应变效应 C.压电效应 D.霍尔效应 7.常用于测量大位移的传感器有( ) A.感应同步器 B.应变电阻式 C.霍尔式 D.涡流式 8.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。 A.质量块 B.导体 C.弹性元件 D.机器组件 9.半导体热敏电阻随着温度上升，电阻率( ) A.上升 B.迅速下降 C.保持不变 D.归零 10．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( ) A ．压力 B ．力矩 C ．温度 D ．厚度 二、多项选择（在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选、少选或未选均无分。）(每小题 2分，共10分) 1.应变片的主要参数包括（ ） A.应变化电阻值 B.绝缘电阻 C.灵敏参数 D.允许电流 E.应变极限 2.影响热电效应的相关因素有：（ ） A ．电感 B ．电阻 C ．温度 D ．自由电子 E ．电容 3.组成光纤传感器的器体有：（ ） A ．光导纤维 B ．振荡器 C ．光源 D ．光源探测器 E ．电桥 4.图像传感器可应用于：（ ） A ．光学信息处理装置的输入环节 B ．自动流水线装置中的敏感元件 C ．尺寸测量 D ．工件伤痕测试 E ．表面测试 5.选作感温元件的材料应满足的要求包括：（ ） A ．材料的温度系数 要大 B ．测温范围内，材料的物理，化学性质要稳定 C ．测温范围内， 保持常数 D ．具有较大电阻率 E ．特性复现性好 三、填空题(每小题2分，共20分) 1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用 作为传感器。 2.红外图像传感器由红外敏感元件和 电路组成。 3.在电阻应变片公式， dR R =(1+2μ)ε+λE ε中，λ代表 。 4.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是 。 5.光敏电阻不宜作为测量元件，一般常用作 光电信号传感元件。 6.动态标定的目的，是检验测试传感器的 指标。 7.热电偶电动势由 电动势和接触电动势两部分组成。 8.SnO 2型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较 的微量气体。 9.采用 电源供电的电桥称为交流电桥。 10.敏感元件的弹性特性由 表示。
传感器技术与应用习题答案
传感器技术与应用习题答案 【篇一：传感器原理及应用习题及答案】 可能出现的最大误差为： ＝40?2%=0.8(mv) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误 差分别为： 0.8 1100%4% 40? 0.8 2100%16% 40? 结论：测量值越接近传感器（仪表）的满量程，测量误差越小。 1.7 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数?和静态灵敏度k。 1) 式中, y——输出电压，v；t——输入温度，℃。 30 dy 3y1.5105tdt 2) 式中，y——输出电压，?v；x——输入压力，pa。 k=9.6/4.2=2.29(?v/pa)。 1.8 已知一热电偶的时间常数?=10s，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1。试求该热电偶输出的最大值和最小值。以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。 解：依题意，炉内温度变化规律可表示为 x(t) =520+20sin(?t)℃ 由周期t=80s，则温度变化频率f=1/t，其相应的圆频 率 ?=2?f=2?/80=?/40；温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应 y(t)为 y(t)=520+bsin(?t+?)℃ 热电偶为一阶传感器，其动态响应的幅频特性为 a b?20 12
1110??40 2 1.4 dy 4.2y9.6xdt 0.786 因此，热电偶输出信号波动幅值为 b=20?a(?)=20?0.786=15.7℃ 由此可得输出温度的最大值和最小值分别为 y(t)|max=520+b=520+15.7=535.7℃ y(t)|min=520﹣b=520- 15.7=504.3℃ 输出信号的相位差?为 80 42.388.4s360t = 1.9 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述，即 式中，y——输出电荷量，pc；x——输入加速度，m/s2。 试求其固有振荡频率?n和阻尼比?。 解: 由题给微分方程可得 d2y3dy1010 3.0102.2510y11.010x2 dtdt n 2.25?10/1?1.5?10?rad/s? 10 5 3.0?103 2?2.25?10?1 10 0.01 1-10 用一个一阶传感器系统测量100hz的正弦信号时，如幅值误 差限制在5%以内，则其时间常数应取多少?若用该系统测试50hz 的正弦信号，问此时的幅值误差和相位差为多 解: 根据题意 12 2
《传感器技术及应用》考试试题总结(含答案)
《传感器技术及应用》考试试题总结（含答案） 06-07(A) (1) 传感器作用是获取信息（测量），核心是敏感元件。从传感器用于自动化系统的角度考虑，要求传感器输出是标准的电信号，例如电压信号1～5V或电流信号4～20mA。近年来，由于微电子技术与微机械技术的发展，传感器技术的集成化与智能化发展很快，但在智能化传感器技术中，尽管微处理器具有重要的作用，但智能化传感器的关键是基础(本)传感器。 (2) 弹性敏感元件在阶跃载荷作用下，所产生的变形(形变)并不能立刻完成，需要经过一段时间间隔才能完成。这个过程称为弹性元件的弹性后效，它是引起某些传感器测量过程重复性（随机）误差的主要原因之一。当外力保持恒值时，弹性元件在一个较长时间范围内仍然继续缓慢变形的现象称蠕变，它是影响某些传感器测量过程稳定性的主要原因之一。 二、说明应变式扭矩传感器的设计要点，并讨论可能的测量误差。（15 分） 原理：敏感元件可以是圆柱杆，关键参数为直径，由于扭矩作用于圆柱杆端面，在沿杆轴线的 45度与135度方向上引起的正应变最大，且一个方向为正，另一方向为负。因此须在上述方向 上各设置两个应变元件。 可能的误差为：应变元件方向误差、四个应变元件的一致性误差、构成检测电路时电源稳定性 误差、温度误差等 测量电路：因为采用四个应变片分别受拉压作用，则后续电路设计成差动电路，能有效抑制非 线性误差和温度误差 三、利用悬臂梁的应力特性测量加速度时，悬臂梁的几何结构参数应当如何设计？（15 分） 回答要点： 1. 画出悬臂梁的结构示意图，包括敏感质量(3 分)。 2. 画出应力敏感原件(应为4个压阻元件或若干个压电元件)在悬臂梁上的政确位置(3 分)。 3. 指出悬臂梁敏感结构参数为：长度、宽度和厚度，且基本上满足100：10：1 的关系(3 分)。 4. 设计结构参数时，主要考虑传感器的测量范围、动态响应特性等；依敏感质量块和加速度的范围可知在悬臂梁端部所受集中力的范围(3 分)。 5. 利用悬臂梁根部所受最大应力、应变的要求确定悬臂梁的几何结构参数(3分)。 四、电容式压力传感器如何实现差动测量，试给出原理结构示意图，并对其工作原理和优点进行必要的说明。（15 分）电容式传感器拓扑图如（1），等效成（2），上下两极板固定，而中间极板可上下运动，假定初始时活动极板与上下两极板间距均X，当有△P时，极板移动△X，与上极板距离X-△X，与下极板距离X+△X， 电容式压力传感器工作原理：由于压差引起动极板的移动，从而和两个固定极板形成差动电路，经电桥变成信号U，再经放大器输出。 优点：差动输出能有效抑制温度误差和非线性误差，而且稳定性较好, 可以消除共模干扰，如温度、横向随机振动等干扰因素的影响。 五、讨论谐振式传感器闭环自激系统在时域和复频域的实现条件（要 求结合图进行讨论），并说明它们在实际应用中的特点。（15 分） 左图为谐振式传感器闭环自激的图示。激励器给写真子U2，使其在 谐振频率处产生振动，其中U0 Sin(wt+&)为起振电压，在复数域中 Q=Wr/(W2-W1)，如果所给激励较好则选频效果也较好。 实际应用中首先必须要保证闭环自激电路的形成，且激励器提供的激 励要尽可能使谐振子工作在谐振频率处，这样选频效果较好，如果激 励器所给的激励较大超出一定范围，效果也不会很好。在谐振式压力
大学《传感器技术及应用》试题及答案
《传感器技术及应用》试题及答案 一、选择题 1、在以下几种传感器当中（C）属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式 2、（C）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（C）。 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（B）。 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的两块平行极板的间隙中插入( D)，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( D) 。 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、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(B ) 。 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( C)。 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( C)。 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、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（ C ）测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零点式 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（ C ）。 A、20dB B、1 dB C、0 dB D、50dB 12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取（ B ）措施。 A、接地保护环 B、将机箱接大地 C、抗电磁干扰 D、抗红外辐射 13、改变电感传感器的引线电缆后，（ C） 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 14、应变片绝缘电阻是指已粘贴的（C ）应变片的之间的电阻值。 (1)覆盖片与被测试件 (2)引线与被测试件 (3)基片与被测试件 (4)敏感栅与被测试件 A (1)(2) B (1) (2) (3) C (1) (4) D (1) (2)(3)(4) 15、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（D ） A磁电效应 B声光效应 C光生伏特效应 D光电导效应 16、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。码盘按结构可以分为接触式、光电式和（C ）三种。 A变电式 B磁电式 C电磁式 D感应同步器 17、利用测量仪表指针相对于刻度初始点的位移来决定被测量的方法称为（ C） A 零位式测量 B 微差式测量
传感器原理、技术与应用考试试题与答案
传感器原理、技术与应用考试试题 一、选择题 1. 磁致伸缩材料是一种同时兼具正、逆磁一机械耦合特性的功能材料，当受到外加()作用时，便会产生弹性形变。[单选题] 应力 温度 电场 磁场√ 2. 纳米技术的中级目标是把纳米粉体制成敏感体，形成敏感体的关键工艺是：() [单选题] 纳米粉体的制备 成型和烧结√ 烧结和装配 成型和装配 3. 下列()是典型的高分子离子选择膜。[单选题] SiO2 聚苯胺 可塑性聚氯乙烯膜√ 聚吡咯 4. 许多含有离子单体成分或无机盐成分的有机高分子材料可以展示出()导电性，因而它们分别称为高分子电解质和聚合高分子电解质。[单选题]
电子 空穴 离子√ 中子 5. 电量型传感器输出量为电量，即电压、()、电荷等。[单选题] 电阻 电流√ 脉冲 频率 6. 使用传感器图形符号时，表示被测量的限定符号应写在() [单选题] 正方形中 正方形旁 三角形内√ 引线旁 7. 传感器的代号依次为() [单选题] 主称，转换原理，被测量，序号 主称，被测量，序号，转换原理 序号，主称，被测量，转换原理 主称，被测量，转换原理，序号√ 8. 能将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变的弹性元件，称为()元件。[单选题] 温度敏感 湿度敏感
惰性敏感 9. 传感器的线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳定性等为()。[单选题] 动态特性 静态特性√ 动态响应 静态响应 10. 电桥式位移传感器灵敏度计算中还要考虑单位电源的作用。如若电源电压为10V，则位移传感器在位移变化1mm时输出电压变化有300mV，则其灵敏度为()。[单选题] 300mV/mm√ 30mV/mm 3000mV/mm 3mV/mm 11. 对具有电压输出和电流输出的传感器接口电路对输入阻抗的要求是()。[单选题] 电压输出的要高阻抗，电流输出的要低阻抗√ 电压输出的要低阻抗，电流输出的要高阻抗 都要高阻抗 都要低阻抗 12. 传感器是利用多种物理效应、()以及生物效应实现非电量转换的装置。[单选题] 热效应 光电效应 化学效应√