《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案
传感器与自动检测技术
一、填空题(每题3分)
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。
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66、NTC或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界
温度电阻器CTR的传感器.
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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).
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. 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 .
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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 .
16. 光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管.
17. 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)
18. 内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。
19. 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.
20. 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
21. 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
22. 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。
23. 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
24. 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。
25. 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
26. 长为l 、截面积为A 、电阻率为ρ的金属或半导体丝,其电阻为:A
l R ρ=。 27. 传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性(5)
28. 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(4)
29. 在应变计设计过程中,为了减少横向效应,可采用直角线栅式应变计或箔式应变计。
30. 光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应 。
31. 应变计根据敏感元件的材料不同,可分为金属式和半导体式。
32. 应变计根据敏感元件的不同可以分为金属式和半导体式两大类。
33. 应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。
34. 内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。
35. 电阻应变计,也称应变计或应变力,是一种能将机械构件上的应变的变化转换成电阻变化的传感元件。
36. 一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组合而成的。
37. 敏感光栅越窄,基长越长的应变计,其横向效应引起的误差越 小 (大/小)。
38. 应变式传感器的基本结构通常可以分为两部分,弹性敏感元件和应变计。
39. 应变计自补偿方法包括:选择式自补偿应变计和双金属敏感栅自补偿应变计.
40. 入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应.
41. 依据传感器的输出信号形式,传感器可分为 模拟式传感器 , 数字式传感器 。
42. 传感器线性度公式max 100%t FS e Y ∆=±⨯ ,其中,Y FS 表示的是 传感器满量程输出平均值 。
43. 两个各有G 1(s )和G 2(s)传递函数的系统串联后,如果其阻抗匹配合适,相互之间不影响彼此的工作状态,那么其传递函数为 G (s)= G 1(s )•
G 2(s ) .
44. 输入逐渐增加到某一值,与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等,叫做 迟滞 现象。 迟滞差 表示这种不相等的程度。其值以 满
量程 的输出YFS 的百分数表示.
45. 由于环境改变而带来的温度误差,称为应变计的 温度误差 ,又称 热输出
46. 悬臂梁作为弹性敏感原件,根据其界面形状不同,一般可分为 等截面梁 和 等强度梁 。
47. 线性度和灵敏度是传感器的 静态 指标,而频率响应特性是传感器的 动态 指标。
48. 金属电阻的 应变效应 是金属电阻应变片工作的物理基础.
49. 按传播模式的多少分类有 单模光纤, 多模光纤。
50. 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: 零差检测、外差检测、合成外差检测 等三种方法。
51. 能保证一个湿敏器件正常工作的环境的最大变化范围称为 湿度量程。
52. 光纤传播过程中由于 材料的吸收 ,散射 和 弯曲处的辐射损耗 等的影响,不可避免的要有损耗.
53. 测量加速度的传感器种类很多,目前使用最广泛、最普遍的是 压电加速度传感器
54. 光线的结构由 纤芯 , 包层 , 护套 三个部分组成。
55. 热敏电阻有三种类型,即 正温度系数型、 负温度系数型、 临界温度系数型
56. 光纤按折射率变化类型可分为 阶跃折射率光纤 和 渐变折射率光纤 ;按传播模式的多少可分为 单模光纤 和 多模光纤 。
57. 光纤的导光能力取决于纤芯和包层光学性能,数值孔径作为光纤的几个重要参数,根据光纤纤 心折射率1n 和包层折射率2n ,数值孔径可
以定义为:NA =V 〈2.404
58. 光量子型传感器可以分为光导型、光电型、光电磁型、肖特基型 59. 传感器按工作原理分为: 应变式 , 电容式 , 电感式 等。
60. 传感器灵敏度定义为:()y k x x
∆=∆ 61. 内光电效应分为:光电导效应和光生伏特效应。
62. 光电二极管是利用PN 结单向导电性的结构光电器件
63. 依据光纤传感器的原理,可以分为 强度型(振幅型)光纤传感器 与 干涉型光纤传感器 。
64. 光纤的结构:纤芯,包层,护套
65. 从传感器机理上来说,光纤传感器可分为振幅型和相位型两种.
66. 当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是,在其表面上会产生电荷,这种效应称为压电效应__。
67. 温度传感器从使用上分大致可以分为接触型和非接触型两大类
68. 光纤的传输损耗主要来源于 材料吸收损耗 、 散射损耗 、 光波导弯曲损耗
69. 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 。
70. 半导体色敏传感器是在同一硅基片上具有两个 深浅不同 的PN 结,其中浅结 对 短波长光 响应好,深结对 长波长光 响应好
71. 传感器灵敏度定义为:()y k x x
∆=∆ 72. 光电二极管是利用PN 结单向导电性的结构光电器件
73. 光纤的结构:纤芯,包层,护套
74. 光纤的几个重要参数可分为 数值孔径 、 传播模式、 传播损耗 三部分组成.
75. 干涉型光纤传感器在相位检测中会遇到几个问题,有相位检测和强度检测,共模抑制,相位跟踪系统.那么在相位检测中运用哪几种方法?(零
差检测、外差检测、合成外差检测)
76. 光纤相位调制器可以通过对光纤某一部分的(长度)或(波导模)的折射率进行外部调制来实现。
77. 暗视场传感器与亮视场传感器的不同之处在于?(暗视场它使用纤芯进入包层的光产生输出信号)
78. 列出光纤的几个重要参数(至少三个)(1)数值孔径(NA ) (2)传播模式 (3)传播损耗
79. 光纤有多种分类方法,按折射率变化类型光纤可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。按传播模式的多少光纤可分为:单模光纤和多模光
纤.按用途分类光纤可分为:普通光纤和非通信光纤。
80. 相位检测方法:(1)零差检测(2)外差检测(3)合成外差检测
81. 变磁阻式传器是利用被测量调制磁路的磁阻,导致线圈电感量改变,实现对被测量测量的。
82. 半导体传感器大致可分为接触型和非接触型,前者是让温度传感器直接与待测对象接触,后者是使温度传感器与待测对象离开一定距离,检
测从待测对象放射出的红外线,从而达到测温的目的。
83. 红外热辐射传感器,从原理上又可分为热电型和光量子型。
84. 湿度传感器的主要参数有(至少写出5个)
、 、 、 、 、
(1)湿度量程
(2)感湿特征量—相对湿度特性曲线
(3)感湿灵敏度
(4)温度系数
(5)响应时间
(6)湿滞回线
(7)电压特性
(8)频率特性
85. 温度传感器从使用上大致可分为(接触类)和(非接触类)两大类。
86. 光在光纤中传播的基本原理可以用(光线)或(光波)的概念来描述.
根据菲涅尔定律,光线在折射率分别为n1和n2的不同介质的分界面上会产生折射现象,折射定律为(n1sinθ1=n2sinθ2)
二、选择题(将正确的选择项填入括号内,每题2分,15题共30分)
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
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、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,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).
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
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( 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 50°C。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、800
272、镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0。04 mV/°C,把它放在温度为1200℃处,若以指示仪表作为冷端,此处温度为50°C,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B.光电传感器
C.磁电传感器D.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B.光电传感器
C.智能传感器D.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B.力学效应原理
C.光电效应原理D.霍尔效应原理
7。超声波传感器的声波频率(D )
A.低于16Hz B.低于10kHz
C.高于10kHz D.高于20kHz
8. 热电偶在温度测量中应用非常广泛,其工作原理是(A )
A.热电效应B.光电效应
C.磁电效应D.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B.湿度传感器
C.光电器件D.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B.温度传感器
C.气敏传感器D.力敏传感器
3. 以下属于无源型传感器是(D )
A.发电型B.热电偶
C.气敏传感器D.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B.光电效应
C.磁电效应D.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B.线性度
C.重复性D.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B.压磁效应
C.光电效应D.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B.石油C.空气D.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B.压力式
C.热电偶D.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B.湿度
C.成分D.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B.温度传感器
C.力敏传感器D.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B.不变
C.下降D.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B.放大器
C.交流电桥D.脉冲电路
5. 光敏电阻的工作原理是基于( D )
A.磁电效应B.光生伏打效应
C.外光电效应D.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B.压电效应
C.压阻效应D.光电效应
7. 通常能够产生压磁效应的物质是( C )
A.金属B.陶瓷C.铁磁材料D.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B.工作温度C.灵敏度D.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B.热敏电阻C.磁敏电阻D.力敏电阻11。SnO2和ZnO半导体材料常用于(A )
A.气敏传感器B.电感式传感器C.光电传感器D.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B.截止电流C.光电流D.放大电流7。固体受到作用力后电阻率发生变化的现象称为( B )
A.电压效应B.压阻效应C.磁阻效应D.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B.几乎全部吸收
C.几乎全部折射D.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B.磁敏传感器
C.气敏传感器D.光敏传感器
19. 电涡流传感器常用的材料为(D )
A.玻璃B.陶瓷C.高分子D.金属4。以下特性属于传感器动态特性的是(A )
A.瞬态响应B.线性度C.灵敏度D.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B.光电池C.光敏二极管D.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B.温度传感器C.霍尔传感器D.气敏传感器
11. 影响超声波的衰减程度的因素有介质和(B )
A.温度B.频率C.湿度D.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B.高分子电容式C.半导体电容式D.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B.光电管C.光电池D.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B.温度电势C.热电势D.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B.温度传感器C.生物量传感器D.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B.变压器式传感器C.差动传感器D.涡流传感器
19. 具有压电效应的物体称为(D )
A.磁电材料B.光电材料C.压电效应D.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B.与前者相等C.高D.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B.亮电流C.光电流D.导通电流
12。超声波传播速度最快的介质是(D )
A.水B.空气C.氧气D.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B.稳定性C.响应时间D.选择性
16。具有压磁效应的磁弹性体叫做(B )
A.压电元件B.压磁元件C.压阻元件D.霍尔元件
17. 最适合制作霍尔传感器的物质是(D )
A.绝缘体B.金属C.P 型半导体D.N型半导体
20. 光电传感器的基本原理是基于物质的(B )
A.压电效应B.光电效应C.磁电效应D.热电效应
三、判断题(在你认为对的判断后打√,错的判断后打⨯,每题1分,10题共10分)
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.( ⨯)
2,光敏电阻的暗阻越大越好,而亮阻越小越好,也就是说暗电流要小,亮电流要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。(√)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。(×)
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器都可以用于湿度的测量。(√)
改正:
四、简答题(4题,共18分)
301、试述传感器的定义、共性及组成。
答:①传感器的定义: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;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性.
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量.
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
304、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。
.答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。306、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? 答: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。
。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?
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。
。316、何谓电涡流效应?怎样利用电涡流效应进行位移测量?
.答::电涡流效应指的是这样一种现象:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,通过导体的磁通将发生变化,产生感应电动势,该电动势在导体内产生电流,并形成闭合曲线,状似水中的涡流,通常称为电涡流。
利用电涡流效应测量位移时,可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变,而只改变线圈与导体间的距离,这样测出的传感器线圈的阻抗变化,可以反应被测物位移的变化。
317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。
答: (1)不同点:
1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化;
2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。
(2)相同点:两者都属于电感式传感器,都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。
323、什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电效应?
。答:正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。
当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压,那么压电片将产生机械振动,即压电片在电极方向上产生伸缩变形,压电材料的这种现象称为电致伸缩效应,也称为逆压电效应。
沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为”纵向压电效应”。沿石英晶体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为"横向压电效应"。
331、简述热电偶的几个重要定律,并分别说明其实用价值.
答:1、中间导体定律;2、标准电极定律;3、连接导体定律与中间温度定律
实用价值:略.
332、热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?常用的补偿方法有哪些?
答(1)因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数,而热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的,为了使热电势能反
第333题图
映所测量的真实温度,所以要进行冷端补偿。
(2)A :补偿导线法B :冷端温度计算校正法C :冰浴法D:补偿电桥法。
333、试说明如图所示的热电偶三线制测温时,是如何消除连接导线电阻r 带来的测温误差的。
答:。当电桥平衡时,可写出下列关系式,即
由此可以得出
。设计电桥时如满足R 1=R 2则图中右边含有r 的项完全消去,这种情况下连线阻r 对桥路平衡毫无影响,即可以消除热电阻测量过程中r 的影响.但必须注意,只有在对称电桥(R 1=R 2的电桥) ,且只有在平衡状态下才如此。 335、热电阻传感器主要分为哪两种类型?它们分别应用在什么场合?
答: (l )铂电阻传感器:特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻。温度计使用,也常被用在工业测量中。此外,还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递,是目前测温复现性最好的一种。
(2)铜电阻传感器:价钱较铅金属便宜。在测温范围比较小的情况下,有很好的稳定性。温度系数比较大,电阻值与温度之间接近线性关系.材料容易提纯,价格便宜.不足之处是测量精度较铅电阻稍低、电阻率小。
。336、要用热电偶来测量两点的平均温度,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?
答:在并联方式中,伏特表得到的电动势为2个热电偶的热电动势的平均电动势,即它已经自动得到了2个热电动势的平均值,查表即可得到两点的平均温度。该方法的优点:快速、高效、自动,误差小,精度高。缺点:当其中有一个热电偶损坏后,不易立即发现,且测得的热电动势实际上只是某一个热电偶的。
在串联方式中,伏特表得到的电动势为环路中2个热电偶的总热电动势,还要经过算术运算求平均值,再查表得到两点的平均温度.该方法的优点:当其中有一个热电偶损坏后, 可以立即发现;可获得较大的热电动势并提高灵敏度。缺点:过程较复杂,时效性低,在计算中,易引入误差,精度不高。
339、什么是光电效应和光电器件?常用的光电器件有哪几大类?
答:所谓光电效应,是指物体吸收了具有一定能量的光子后所产生的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换器件称为光电器件。
常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。 340、试解释外光电效应器件和内光电效应器件各自的工作基础并举例。
答:外光电效应器件的工作基础基于外光电效应。所谓外光电效应,是指在光线作用下,电子逸出物体表面的现象。相应光电器件主要有光电管和光电倍增管。
内光电效应器件的工作基础是基于内光电效应。所谓内光电效应,是指在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的现象,它可分为光导效应和光生伏特效应。内 光电效应器件主要有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管。 。341、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?
。答:光电式传感器(或称光敏传感器) 。利用光电器件把光信号转换成电信号(电压、电流、电阻等)的装置。 光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的,即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。 名词解释: 36。热电效应
热电效应是两种不同的导体组成闭合回路时(1分),若两接点温度不同1分)在该电路中产生电动势的现象.(1分) 38。霍尔效应
当置于磁场中的半导体薄片的电流方向与磁场方向不一致时(1分),在半导体薄片上平行于电流和磁场方向(1分)的两个面之间产生电动势的现象.(1分) 38.光电效应
用光照射某一物体(1分),组成该物体的材料吸收光子能量而发生相应的电效应的物理现象.(2分) 38。灵敏度
传感器达到稳定工作状态时(1分)输出变化量与引起此变化的输入变化量之比.(2分) 37.内光电效应
光照射于某一物体上,(1分)使其导电能力发生变化的现象.(2分)
39.简述传感器的基本组成。
传感器一般由敏感元件和转换元件组成。(2分) 敏感元件是能够完成预变换作用的器件;(1分) 转换元件是能将感觉到的被测非电量参数转换为电量的器件;(1分) 转换元件是传感器的核心部分.(1分) 并不是所有的传感器都包括敏感元件与转换元件.(1分)
42.光纤的主要参数有哪些?
光纤的主要参数有:(1)数值孔径它反映纤芯吸收光量的多少,是标志光纤接受性能的重要参数;(2分)(2)光纤模式就是光波沿光纤传播的途径和方式;(2分)(3)传播损耗是由光纤纤芯材料的吸收、散射以及光纤弯曲处的辐射损耗影响造成的.(2分)
46.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中温度传感器在实际应用中具有重要实用价值,试论述常用的温度传感器的异同。
答:常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻和集成温度传感器等;(2分)它们的相同点是:都是接触式测温方法;(1分) 不同点是:(1)工作原理不同热电偶依据的是热电效应,热敏电阻利用的是半导体电阻随温度变化的特性,集成温度传感器是利用感温PN的电压电流特性与温度的关系;(3分)(2)主要特点不同热电偶具有种类多、结构简单、感温部小、广泛用于高温测量的特点,热敏电阻具有种类多、精度高、感温部较大、体积小、响应快、灵敏度高等特点,集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等特点.(3分)
40.电涡流传感器是如何实现探伤的?
使电涡流传感器与被测体距离不变,如有裂纹出现,将会引起金属的电阻率、磁导率的变化。(3分)在裂纹处也可以说有位移的变化.这些综合参数的变化将会引起传感器参数的变化,(2分)通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的.(1分)
43。简述霍尔电势的产生原理.
一块半导体薄片置于磁场中(磁场方向垂直于薄片),当有电流流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。(2分) 结果在半导体的后端面上电子有所积累,而前端面缺少电子,因此后端面带负电,前端面带正电,在前后端面形成电场,该电场产生的力阻止电子继续偏转;(2分) 当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场,相应的电势称为霍尔电势。(2分)
46.传感器技术在日常生活中的应用非常广泛,其中超市收款台采用条形码扫描的方法来得到各种商品的信息,实现快速收费的目的。条形码扫描的方法涉及到光电传感器,试分析条形码扫描笔的工作原理。
答:扫描笔的前方为光电读入头,它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成;(2分)当扫描笔在条形码上移动时,若遇黑色收线条,发光二极管发出的光将被黑线吸收,光敏三极管接受不到反射光,呈现高阻抗,处于截止状态;当遇到白色间隔时,发光二极管所发出的光纤,被反射到光敏三极管的基极,光敏三极管产生电流而导通;(4分)整个条形码被扫描后,光敏三极管将条形码变成了一个个电脉冲信号,该信号经放大、整形后便形成宽窄与条形码线的宽窄及间隔相对应的脉冲列,脉冲列经计算机处理后,完成对条形码的识读。(3分)
五、计算综合题(3题,共22分)
1、如图为实验室常采用的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线图,
(1)图中依据了热电偶两个基本定律,分别指出并简述其内容;(4分)
(2)将冷端至于冰水槽的主要原因是什么?(2分)(3)对补偿导线有何要求?(2分)
答案:
(1)中间导体定律:在热电偶回路中,只要接入的第三导体两端温度相同,则对回路的总的热电动势没有影响。中间温度定律:热电偶AB的热电势仅取决于热电偶的材料和两个结点的温度,而与温度沿热电极的分布以及热电极的参数和形状无关。
(2)热电偶分度表以0摄氏度为基准;
(3)与导体材料A、B有相同热电特性
(不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同;连接补偿导线时要注意区分正负极,使其分别与热电偶的正负极一一对应;补偿导线连接端的工作
F F
R 1 R 3 R 2
R 4
计算题374题图
温度不能超出(0~100℃),否则会给测量带来误差。)
361、一台精度等级为0。5级、量程范围600~1200℃的温度传感器,它最大允许绝对误差是多少?检验时某点最大绝对误差是4℃,问此表是否合格?
解:根据精度定义表达式A=错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。△A/ Y F.S ×100%,并由题意已知:A=0.5%,Y F.S =(1200—600)℃,得最大允许绝对误差
△ A=A .Y F.S =0。5%×(1200—600)=3℃
此温度传感器最大允许绝对误差为3℃。检验某点的最大绝对误差为4℃,大于3℃,故此传感器不合格。
366、已知某温度计测量范围0~200℃。检测测试其最大误差△Ymax=4℃,求其满度相的误差,并根据精度等级标准判断精度等级。 解:Y FS =200-0=200 由A=ΔA/Y FS *100%有 A =4/200*100%=2%. 精度特级为2.5级。
367、检定一台1。5级刻度0~100Pa 压力传感器,现发现50Pa 处误差最大为1。4Pa ,问这台压力传感器是否合格? 解:根据精度定义表达式:A =ΔA/Ay FS *100%,由题意可知:A =1.5%,Y FS =100 所以 ΔA =A Y FS =1.5 因为 1。4<1。5 所以 合格.
374、采用四片相同的金属丝应变片(K=2),将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上.如图(a )所示,力F=1000kg 。圆柱断面半径r=1cm ,
杨氏模量E=2×107
N/cm 2
,泊松比μ =0。3。求(1)画出应变片在圆柱上贴粘位置及相应测量桥路原理图;(2)各应变片
的应变ε =?电阻相对变化量△R/R=?
解:(1)按题意采用四个相同应变片测力弹性元件,贴的位置如图374(a )所示. R 1、R 3沿轴向受力F 作用下产生正应变
ε
1
>0, ε 3>0;
R 2、R 4沿圆周方向贴则产生负应变 ε 2<0, ε 4<0。
四个应变电阻接入桥路位置入图(b )所示。从而组成全桥测量电路可以提高输出电压灵敏度. (2) ε1=ε 3=σ/E =F/(SE)=1000×9.8/(2×3。14×12
×2×107
)=1。56×10-4
=156 μ ε
ε2= ε4=- μ F/SE =-0.3×1.56×10
-4
=-0.47×10-4
=-47 μ ε
计算题376题图
△R 1/R 1=△R 3/R 3=k 1 ε =2×1.56×10-4
=3。12×10
-4
△R 2/R 2=△R 4/R 4=-k 2 ε=-2×0.47×10-4=—0。94×10-4
376、采用四个性能完全相同的电阻应变片(灵敏度系数为K ),将其贴在薄壁圆筒式压力传感元件外表圆周方向,弹性元件周围方向应变,
式中,p 为待测压力, μ泊松比,E 杨式模量,d 为筒内径,D 为筒外径。现采用直流电桥电路,供电桥电压
U.
要求满足如下条件:
(1)该压力传感器有温度补偿作用; (2)桥路输出电压灵敏度最高。
试画出应变片粘贴位置和相应桥路原理图并写出桥路输出电压表达式。
解:按题意要求圆周方向贴四片相同应变片如果组成等臂全桥电路.当四片全感受应变时,桥路输出信号为零.故在此种情况下,要求有补偿环境温度变化的功能,同时桥路输出电压还要足够大,应采取参比测量方式即两片R 1、R 3贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件,而另两贴片R 2、R 4在不感受应变的圆筒外壁上作为补温元件,如图(a)所示。
然后再将四个应变片电阻接入图(b)桥臂位置上。此时被测压力变化时, R 1、R 3随筒壁感受正应变量ε 1>0, ε 3 >0。并且ε 1= ε 3 ;R 2和R 4所处位置筒壁不产生应变,故ε 2= ε 4=0。桥路电压U 0只与敏感元件R 1、R 3有关,故把R 1和R 3放在桥壁上,可获得较高的电压灵敏度.则输出信号电压U 0为
另一方面R 2、R 4放于桥臂上与R 1、R 3组成的全桥测量电路,当环境温度变化时产生的电阻变化量均相同,故对环
境温度变化有补偿作用,使 .
403、一个铁氧体环形磁芯,平均长度为12cm ,横截面面积为1.5 cm 2,平均相对磁导率为μr = 2000。求: (1)均匀绕线500匝时的电感;
(2)2()t d
p
D d E
με-=-3131013()1(2)()44222()1(2)4()εεμεμ••∆+∆-=+===--=-R k U R K K d
U U U pU
R R D d E d k U P D d E
123401234
1[]0
4∆∆∆∆∆=-+-=•t t t t t R
R R R U V R R R R
(2)匝数增加1倍时的电感.
解:当线圈绕在这种圆形的磁芯上时,电感的计算公式为
44.已知某厂生产的线性绕线电位器参数为:导线的电阻率ρ=3.14×10-3Ωm ,导线横截面积S=3.14×10-6m 2,绕线节距t =1mm,电位器骨架的高h=50mm ,宽b=30mm ,试求 (1)该电位器的电阻灵敏度K R ;
(2)若通过导线的电流为I=3A ,求其电压灵敏度K u 。
解 :由线性线绕电位器传感器电阻灵敏度和电压灵敏度的定义知,(1分)
将已知数据代入上式得,
441.6103 4.810u K =⨯⨯=⨯ (V/m) (1分)
45.已知某霍尔传感器的激励电流I=3A ,磁场的磁感应强度B=5×10—
3T ,导体薄片的厚度d=2mm
,霍尔常数R H =0.5,试求薄片导体产生的霍尔电势U H 的大小. 解
将已知数据代入上式得,
45。已知某霍尔传感器的激励电流I=5A,磁场的磁感应强度B=5×10—
3T ,导体薄片的厚度d=1mm ,霍尔常数R H =0。8,试求薄片导体产生的霍尔电势U H 的大小. 解
H
IB
d
(3()()6
0..2
-2
m
-7
-4
2 2.5*1:L =
=785H
1.2*2000*4*p**1.5*2:=4*L =314H
N
10R
10
1010
L =
传感器与检测技术期末考试题与答案
传感器与检测技术期末考试题与答案 第一章传感器基础 l. 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分离完成信息猎取、转换、显示和处理等功能。固然其中还包括电源和传输通道等不行缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置,明显,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,检测系统猎取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,由于检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消退传感器所引入的误差。 测量电路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。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。按照需要测量电路还能举行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置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。 2. 传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义? 依次为主称(传感器)被测量—转换原理—序号 主称——传感器,C; 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附
录表2; 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3;序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变,仅在局部有改动或变动时,其序号可在原序号后面挨次地加注大写字母A、B、C 等,(其 中I 、Q不用)。 例:应变式位移传感器:C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。 3. 测量稳压电源输出电压随负载变化的状况时,应该采纳何种测量办法? 如何举行? 答:测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的状况时,最好采纳微差式测量。此时输出电压认可表示为U0, U0=U+△U,其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量,相对U来讲为一小量。假如采纳偏差法测量,仪表必需有较大量程以满足U0 的要求,因此对△ U,这个小量造成的U0 的变化就很难测准。测量原理如下图所示: 图中使用了高敏捷度电压表——毫伏表和电位差计,R r 和E 分离表示稳压电源的内阻和电动势,凡表 示稳压电源的负载,E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调节R1使电位差计工作电流I1 为标准值。 然后,使稳压电源负载电阻R1为额定值。调节RP的活动触点,使毫伏表指示为零,这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开头后,只需增强或减小负载电阻R L 的值,负载变动所引起的稳压电源 输出电压U0 的极小波动值ΔU,即可由毫伏表指示出来。按照U0=U+ΔU,稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以精确地
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案 ( ( ( (试卷一试卷一试卷一试卷一) ) ) ) 第一部分选择题(共 24 分) 一、单项选择题(本大题共 12 小题,每小题 2 分,共 24 分)在每小题列出的四个选 项中只有一个选项 是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1 .下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( C ) A.压力 B.力矩 C.温度 D.厚度2.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3.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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为( D ) A.变极板面积型 B.变极距型 C.变介质型 D.容栅型 5.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 D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6.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 7.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 型晶体管集成电路 8.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9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为 0.315,上次 采样值为 0.301,则本次采样值 Yn 应选为 ( A ) A. 0.301 B. 0.303 C. 0.308 D. 0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为 10,最大输入信号为 2.5V,则该转换器能分辨出的最
《传感器与检测技术》试卷及答案
《传感器与检测技术》试卷及答案 一. 选择题(每题1分,共计18分) 1.通常用热电阻测量( C ) A.电阻 B.扭矩 C.温度 D.压力 2.反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是( C ) A.直流B.工频交流C.高频交流 3.差动变压器式传感器的结构形式很多,其中应用最多的是( C ) A.变间隙式B.变面积式C.螺丝管式 4.通常用电容式传感器测量( B ) A.电容量B.加速度C.电场强度D.交流电压 5.利用热电偶测温条件是( C ) A.分别保持热电偶两端温度恒定 B.保持热电偶两端温差恒定 C.保持热电偶冷端温度恒定 D.保持热电偶热端温度恒定 6.电阻应变片的初始电阻有多种,其中用的最多的是( B ) A.60ΩB.120ΩC.200ΩD.240Ω 7.在工程技术中,通常用电感式传感器测量( C ) A.电压B.磁场程度C.位移D.速度 8.我国使用的铂热电阻的测量范围是( A ) A.-200~850℃B.-50~850℃C.-200~150℃D.-200~650℃9.涡流传感器的工作原理是基于( D ) A.热阻效应B.霍尔效应C.光电效应D.电磁效应 10.铜电阻测温线性好、价廉,其测温范围为( C ) A.-50℃~50℃B.0℃~100℃C.-50℃~150℃D.-100℃~100℃11.被测对象温度为300℃左右,实验室有以下几种规格的温度计,试从提高测量精度的角度出发,合理选择其中之一( B ) A.量程800℃,精度等级1级B.量程400℃,精度等级1.5级 C.量程600℃,精度等级1.5级D.量程500℃,精度等级2.5级 12.热电偶中产生热电势的条件是( B ) A.两热电极材料相同 B.两热电极材料不同 C.两热电极的两端温度相同
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案
传感器与自动检测技术 一、填空题(每题3分) 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。
最新国家开放大学电大《传感器与测试技术》期末题库及答案
最新国家开放大学电大《传感器与测试技术》期末题库及答案 考试说明:本人针对该科精心汇总了历年题库及答案,形成一个完整的题库,并且每年都在更新。该题库对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用,会给您节省大量的时间。做考题时,利用本文档中的查找工具,把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内,就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案,敬请查看。 《传感器与测试技术》题库及答案一 一、简答题(每题6分。共24分) 1.静特性: 2.线性度: 3.涡流效应: 4.磁电式传感器有何优点? 二、选择题(每空3分,共30分) 1.将电容量转换成电量的电路称作电容式传感器的转换电路,它们的种类很多,目前较常采用的有( )、调频电路、脉冲调宽电路和运算放大器式电路等。 A.滤波电路B.差动电路 C.屏蔽电路D.电桥电路 2.传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传感器,( )。 A.其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小 B.其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近 C.其输出量中与被测输入量无关的不需要的变化小 D.其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示 3.当声波传播至两介质的分界面,一部分能重返回原介质,称为反射波;另一部分能量透过介质面,到另一介质内继续传播,称为( )。 A.驻波B.兰姆波 C.折射波D.波型转换 4.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、( )和桥路补偿法。 A.双丝自补偿法B.温度补偿法 C.电流补偿法D.电压补偿法 5.超声波的频率高(可达l09Hz),因而( ),绕射现象小,方向性好,能够成为射线而定向传播。 A.速度快B.波长短 C.波长长D.速度慢 6.在相同的电压和相同幅值的光强度下,当入射光以不同的正弦交变频率调制时,光敏元件输出的
国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末题库及答案
最新国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末题库及答案 考试说明:本人针对该科精心汇总了历年题库及答案,形成一个完整的题库,并且每年都在更新。该题库对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用,会给您节省大量的时间。做考题时,利用本文档中的查找工具,把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内,就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案,敬请查看。 《传感器与测试技术》题库及答案一 一、简答题(每小题5分。共20分) 1.传感器: 2.静特性: 3.霍尔效应: 4.压电效应: 二、选择题(选择正确的答案,将其对应的字母填入括号内。每空3分。共12分) 5.在光的作用下,能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( )。 A .声光效应 B .热释电效应 C .光电导效应 D .光生伏特效应 6.应变片绝缘电阻R m 是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值,通常 要求R m 的范围是( )。 A .50~100ΩM 以上 B .10~100ΩM 以上 C .50~l00ΩK 以上 D .100~500ΩM 以上 7.利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。利用( )可制成半导体光敏电阻。利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。 A .压电效应 B .外光电效应 C .磁电效应 D .声光效应 E .光电导效应 三、问答题(每小题6分,共24分) 8.无失真检测的条件是什么? 9.什么叫金属应变片的横向效应? 10.磁电式传感器有何优点? 11.简述电容式传感器的工作原理。 四、简答题(16分)
12.请画出两种霍尔元件的驱动电路,简述其优缺点。 五、简述题(16分) 13.常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点? 六、论述题(12分) 14.简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。 试题答案及评分标准 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.霍尔效应:金属或半导体薄片两端通以控制电流I ,在与薄片垂直方向上施加磁感应强度为B 的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势H H U U ,的大小与控制电流I 和磁感应强度B 成正比,这一现象称为霍尔效应。 4.压电效应:某些晶体,当沿着一定方向受到外力作用时,内部会产生极化现象,同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷;当外力去掉后,又恢复到不带电状态;当作用力方、向改变时,电荷的极性也随着改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫压电效应。 二、选择题(每空3分,共12分) 5.D 6.A 7.E ,B 三、问答题(每小题6分。共24分) 8.无失真检测条件是:幅频特性应当是常数(即水平直线);相频特性应该是线性关系。 9.沿应变片轴向的应变x ε必然引起应变片电阻的相对变化,而沿垂直于应变片轴向的横向应变y ε,也会引起其电阻的相对变化,这种现象称为横向效应。 10.磁电式传感器直接从被测物体吸收机械能并转换成电信号输出,输出功率大,性能稳定,工作不需要电源,调理电路简单,灵敏度较高,一般不需要高增益放大器。 11.两平行极板组成的电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为δS C ⋅=ε 式中: -ε极板间介质的介电常数, -S 极板的遮盖面积;
(完整版)传感器与检测技术试卷及答案
(完整版)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 ) 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 ) 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。 、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 )、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) 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 同意输入量大 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) 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) 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 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。 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差D粗大误差 二、推断 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,周密度高的准确度不一定高,准确度高的周密度不一定高,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
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案 ( ( ( (试卷一 试卷一 试卷一 试卷一) ) ) ) 第一部分 选择题(共 24 分) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2 分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项 是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( C ) A .压力 B .力矩 C .温度 D .厚度 2.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 3.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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为( D ) A .变极板面积型 B .变极距型 C .变介质型 D .容栅型 5.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 D .两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6.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 7.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 8.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 ( ) 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 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为 0.315,上次 采样值为0.301,则本次采样值Yn 应选为( ) A .0.301 B .0.303 C .0.308 D .0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V ,则该转换器能分辨出的最 小输入电压信号为( ) A .1.22mV B .2.44mV C .3.66mV D .4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为( ) A .周期偶函数 B .非周期偶函数 C .周期奇函数 D .非周期奇函数 12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X (f ) ,则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为( ) 第二部分 非选择题(共 76分) 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共 12分)不写解答过程,将正确的答案写在每小 题的空格内。错填或不填均无分。 13.对传感器进行动态 的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过 的能力。 15.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向 方向发展。 16.已知某传感器的灵敏度为 K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为 rs= 。 17.为了测得比栅距W 更小的位移量,光栅传感器要采用 技术。 18.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,则表明扭矩 。 19.电容式压力传感器是变 型的。 20.一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL 为 Pa -1。 21.图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为 。 22.热敏电阻常数B 大于零的是 温度系数的热 敏电阻。 23.若测量系统无接地点时,屏蔽导体应连接到信号源的 。 24.交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1, Z2, Z3, Z4,各阻抗的相 位角分别为? 1? 2? 3 ? 4,若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3,那么相位平衡条件应 为 。 三、问答题(本大题共6小题,每小题4分,共24分) 25.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。 26.回答与直线式感应同步器有关的下列问题: (1)它由哪两个绕组组成? (2)鉴相式测量电路的作用是什么? 27.简述压磁式扭矩仪的工作原理。 28.说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 29.简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作 过程。 30.采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成? ( ( ( (答案一 答案一 答案一 答案一) ) ) ) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分) 1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12 分) 三、问答题(本大题共6小题,每小题4分,共24 分) 25.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 电荷成正比,电缆电容的影响小。 26.(1)由固定绕组和滑动绕组组成。 (2)检测感应电动势的相位,从而根据相位确定位移量的大小和 方向。 27.压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应,当轴受扭矩作 用时,轴的磁导率发生 变化,从而引起线圈感抗变化,通过测量电路即可确定被测扭矩大小。 28.主要特点是:热容量小(或热惯性小),时间常数小,反应速度快。 29.(1)多面棱镜高速旋转,将激光器发出的激光束反射到条形码上 作一维扫描。 (2)条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传 输给信号处理装置。 30.由电压比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、数码寄存器和逐 次逼近寄存器组成。 四、计算题(本大题共3小题,每小题8分,共24 分) ( ( ( (试卷二 试卷二 试卷二 试卷二) ) ) ) 一、填空题(每空1分,共15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.当磁头相对于磁尺不动时,仍有感应电动势输出的是静态磁头,且 输出电势的幅值由_______所决定。 6.动态标定的目的,是检验测试传感器的_______指标。 7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发 生器和_______。 8.传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持_______ 条件。 9.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成。 10.SnO2型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较_______的微量气体。 11.有源滤波器由集成运放和_______组成。 12.采用_______电源供电的电桥称为交流电桥。 13.多路模拟开关由_______和多路双向模拟开关组成。 14.为了提高检测系统的分辨率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感 器输出信号进行_______。 15.若随机信号x(t)、y(t)的均值都为零,当τ→∞时,它们的互相 关函数Rxy(τ)=_______。 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 将正确答案的序号填在题 干的括号内。每小题1分,共 15 分) 1.对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ) A.接近零 B.尽量低些 C.尽量高些 D.任意 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.差动电桥由环境温度变化引起的误差为( ) 5.概率密度函数提供了随机信号( )的信息。 A.沿频率轴分布 B.沿幅值域分布 C.沿时域分布 D.沿尺度分布
电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考
电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考传感器与检测技术复习题 基础知识自测题 第一章传感器的通常特性 1.传感器是检测中首先感受,并将它转换成与有确定对应关系的的器件。 2.传感器的基本特性通常用其特性和特性去叙述。当传感器转换的被测量处在动态时,测出的输入一输出关系称作特性。 3.传感器变换的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,其主要技术指标有:、、和等。 4.传感器实际曲线与理论直线之间的称作传感器的非线性误差,其中的与输入满度值 之比称作传感器的。 5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,变化量与化量的比值。对传感器来说,其灵 敏度是常数。 6.传感器的动态特性就是指传感器测量时,其输入对输出的特性。 7.传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。 8.只体会由敏感元件输入的,并且与成确认关系的另一种非电量,然后输入电量的元件,称作元件。 第二章电阻式传感器 1.电阻应变片就是将被测试件上的转换成的传感元件。 2.电阻应变片由、、和等部分 共同组成。 3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化,以便显示或记录被测非电量 的大小。 4.金属电阻应变片脆弱栅的形式和材料很多,其中形式以式用的最少,材料 Infreville的最为广为。5.电阻应变片的工作原理就是依据快速反应效应创建与变形之间的量值关系而工作的。6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致,且受到一维形变时,应变 片灵敏系数k就是应变片的与试件主应力的之比。 7.电阻应变片中,电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象,称为应变片的横向效应。
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案 ((((试卷一试卷一试卷一试卷一)))) 第一部分选择题(共24 分) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2 分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项 是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。1.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 2.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 3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于() 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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为() A.变极板面积型B.变极距型 C.变介质型D.容栅型 5.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 6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是() 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 7.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 8.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 () 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 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次 采样值为0.301,则本次采样值Yn应选为() A.0.301 B.0.303 C.0.308 D.0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最 小输入电压信号为() A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为() A.周期偶函数B.非周期偶函数 C.周期奇函数D.非周期奇函数 12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为()
传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)
〔试卷一〕 第一部分选择题〔共24分〕 一、单项选择题〔本大题共12小题,每小题2分,共24分〕在每小题列出的四个选项中只有一个选项是 符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1.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 2.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 3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于〔〕 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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为〔〕 A.变极板面积型B.变极距型 C.变介质型D.容栅型 5.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 6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是〔〕 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 7.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 8.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 〔〕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 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次采样值为0.301,则本次采样值Y n应选为〔〕 A.0.301B.0.303 C.0.308 D.0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为〔〕 A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为〔〕 A.周期偶函数B.非周期偶函数 C.周期奇函数D.非周期奇函数 12.已知函数x
传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)
(试卷一) 第一部分选择题(共24分) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求 的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1.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 2.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 3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于() 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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为() A.变极板面积型B.变极距型 C.变介质型D.容栅型 5.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 6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是() 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 7.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 8.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()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 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次采样值为0.301,则本次采样值Y n应选为() A.0.301 B.0.303 C.0.308 D.0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为() A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为() A.周期偶函数B.非周期偶函数 C.周期奇函数D.非周期奇函数 12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为() A.2X(f 3 ) B. 2 3 X( f 3 ) C. 2 3 X(f) D.2X(f) 第二部分非选择题(共76分) 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12分)不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。错 填或不填均无分。 13.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力。 15.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。 16.已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为r s= 。 17.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用技术。 18.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,则表明扭矩。 19.电容式压力传感器是变型的。 20.一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为 1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。
工业大学电器工程及其自动化专业传感器与自动检测技术期末考试试卷及答案
传感器与检测技术试卷一 第一部分选择题(共24 分) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2 分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1.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 2.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3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于() 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 4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为() A.变极板面积型B.变极距型 C.变介质型D.容栅型 5.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 6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是() 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 7.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 8.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
() 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 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次 采样值为0.301,则本次采样值Yn应选为() A.0.301 B.0.303 C.0.308 D.0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最 小输入电压信号为() A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为() A.周期偶函数B.非周期偶函数 C.周期奇函数D.非周期奇函数 12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为() 第二部分非选择题(共76分) 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12分)不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。 13.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。14.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力。 15.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。16.已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。 17.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用技术。18.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减
传感器与检测技术期末试题A含答案
湖州职业技术学院、湖州广播电视大学 2 0 0 4--2005 学年 二 学期 《传感器与检测技术》期末考试试卷(B 卷) 一、填空(25%) 1,系统误差的消除方法有 、 、 和 、 等四种。 2,电容式传感器的测量电路有 、 、 和 等多种。 3,测量位移的方法有 、 、 及 和 等多种。 4,常用的抗干扰技术有 、 、 和 等多种。 5,传感器的静态特性有 、 、 、 和 五种。 6,电感式传感器的主要类型有 、 、 等三种。 二、名词解释(15%) 1,线性度 2,系统误差 3,霍尔效应 4,引用相对误差 5,内光电效应 三、判断题(10%) 1,由于直接测量精度较低,因此在高精度检测中不常使用。( ) 2,传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( ) 3,有一个电阻式传感器,它在量程为50mV 范围内的最大绝对误差是0.1mV ,则其非线性误差应该是2%。( ) 4,直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。( ) 5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( ) 装 订 线 姓名 学号 班级
四、问答题(30%) 1,画图说明电位器式电阻传感器的工作原理,导出电阻、电压灵敏度的表达式。(10%) 2,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%) 3,说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。(10%) 五、计算题(20%) 1,有一个温度传感器,其微分方程为:x y d d 5.125x y 4 =+,其中y ----输出 电压(mV),x ----输入温度(℃),求该传感器的时间常数和静态灵敏度K 。(10%) 2,有一受拉轴,它的弹性模量 E=2×10 11 (N/M ),u =0.4,四个电阻的 标准值均为200(Ω),电阻灵敏度K=2,桥路电压为2伏,测得输出电压为 5.2(mV )。要求:1,画出由四个电阻组成的全桥电路图; 2,求出轴上的纵向及横向应变。(10%)。 装 订 线 姓 学号 班级
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、输出特性的概念以与它们之间的关系. 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. 3 4 答:当我们对同一物理量进行多次重复测量时,如果误差按照一定的规律性出现,则把这种误差称为系统误差.