传感器技术及应用 试 题(2007)重点
传感器技术与应用考题及部分答案
一、填空题（每空1分，共30分）1、声波是一定频率范围内可以在弹性介质中传播的波，低于16 Hz的声波称为次声波，高于20k Hz的声波称为超声波。
2、超声波可分为纵波、横波、表面波。
3、超声波中的纵波能在固体、液体、气体中传播；横波只能在固体中传播。
4、在空气中传播的超声波，其频率应选得较低；在固体、液体中传播的超声波，其频率应选得较高。
5、光电元件的工作原理是基于不同形式的光电效应。
6、光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射光波长的关系称为光谱特性，亦称为光谱响应。
7、光敏电阻的阻值与入射光量有关，而与电压、电流无关。
8、光敏晶体管的光电特性是指外加偏置电压一定时，光敏晶体管的输出电流与光照度之间的关系。
9、光电检测必须具备光源、被测物、和光敏元件。
10、光电开关可分为直射（透射）型和反射型两种。
11、光纤传感器主要由光导纤维、光源和光探测器组成。
12、光纤是利用光的完全内反射原理传输光波的一种媒质。
13、接触式码盘的码道数n越大，所能分辨的角度α越小，测量精度越高。
14、感应同步器利用定尺和滑尺的两个平面印刷电路绕组的互感随其相对位置变化的原理，将位移转换为电信号。
二、选择题（每小题2分，共30分）1、直探头可发射和接收 A 波，斜探头可发射和接收 B 波。
A 纵B横C表面2、超声波测厚常用C 法。
A穿透B反射C脉冲回波3、光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态；而光电池通常处于 A 偏置状态。
A 正向B反向C零4、温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流 A 。
A上升B下降C不变5、普通型硅光电池的峰值波长为 B 。
A 0.8mmB 0.8µmC 0.8nm6、下列传感器中，不能直接用于直线位移测量的传感器是 C 。
A 长光栅B 感应同步器C 角编码器7、增量式位置传感器输出的信号是 C 。
A 电压信号B 电流信号C 脉冲信号8、某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为 A µm。
《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.350V9．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。
传感器技术与应用试题二及答案
传感器技术与应用试题二及答案一、填空：1、传感器的基本用途可归结为：（1）生产工程的测量与控制；（2）环境监测与保护；（3）交通运输与资源探测；（4）医疗卫生和家用电器。
2、在过程工业中，需要经常检测的“四大参数”为湿度、压力、流量和液面。
此外还包括密度、粘度等参数。
与“四大参数”相比，这些参数的检测和控制更困难。
3、压力传感器中按原理主要有如下几种：电容式、电感式、电阻应变片式、压阻半导体式、压电式等传感器。
其中电容式压力传感器灵敏度高、稳定性好，可以测量从声压到几十兆帕的压力。
4、声即声音，通常指人耳能感觉到的空气振动。
广义而言，声音是各种弹性介质中的机械波，包括人耳不能感知的振动。
介质可以是各种气体、液体和固体。
5、超声具有方向性好、穿透力强、在液体、固体中衰减很小、能量易于集中等优点。
因此超声可用于工业检测、探伤、测距、测速、清洗、焊接、医学成像诊断、碎石等。
在工业、农业、国防、医药卫生和科学研究等方面得到广泛的应用。
6、光是由粒子即光子所组成，这种粒子具有一定的质量、能量和动量。
因此,光既具有波动的本性，又具有粒子性。
7、光电效应分为内光电效应和外光电效应。
8、光敏三极管有PNP型和NPN型两种。
光敏三极管的结构与一般三极管很相似，只是它的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积，并且其基极通常不连接引线。
9、工程上把红外线所占据的波段分为四部分：近红外、中红外、远红外和极远红外。
10、工业上，常采用冷端自动补偿法，也就是电桥补偿法。
这种补偿方法是在热电偶和测量仪表间接入一个不平衡电桥，也称为冷端温度补偿器。
二、判断：1、人耳能听到的声音的频率范围一般为20Hz~20kHz，称为可听声。
频率高于20kHz的声称为超声。
（√）2、微波以波的形式向四周辐射，当波长远小于物体尺寸时，微波具有似光性；当波长和物体尺寸有相同数量级时，微波又有近于声学的特性。
（√）3、微波在空间传播的形式实质上是交变电流，它由一定能量的、不连续的“能量子”所组成。
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。
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/mm3000mV/mm3mV/mm11. 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√13. ()信号方式采用闭环式传感器结构。
传感器技术与应用考试试卷
传感器技术与应用考试试卷（答案见尾页）一、选择题1. 什么是传感器？它的主要功能是什么？A. 传感器是一种检测装置，能够感知和测量物理量并将其转换为电信号。
B. 传感器是一种存储设备，用于保存数据和程序。
C. 传感器是一种计算设备，用于处理和分析数据。
D. 传感器是一种通信设备，用于传输信息。
2. 以下哪个不是常见的传感器类型？A. 温度传感器B. 光电传感器C. 振动传感器D. 计算机传感器3. 传感器在嵌入式系统中的作用是什么？A. 数据采集B. 控制系统C. 通信D. 所有以上功能4. 以下哪个是模拟传感器的工作原理？A. 将物理量转换为数字信号B. 将数字信号转换为物理量C. 直接输出模拟信号D. 通过算法转换信号5. 以下哪个是数字传感器的工作原理？A. 将物理量转换为数字信号B. 将数字信号转换为物理量C. 直接输出数字信号D. 通过算法转换信号6. 以下哪个是常见的传感器应用领域？A. 汽车制造B. 航空航天C. 医疗设备D. 所有以上领域7. 在设计嵌入式系统时，选择传感器时应考虑哪些因素？A. 精度B. 价格C. 功耗D. 所有以上因素8. 以下哪种传感器通常用于测量温度？A. 光学传感器B. 热敏传感器C. 光电传感器D. 压力传感器9. 以下哪种传感器通常用于测量位置或速度？A. 光学传感器B. 磁性传感器C. 光电传感器D. 压力传感器10. 在嵌入式系统中，传感器数据通常如何处理？A. 直接输出到显示器或其他设备B. 首先进行滤波处理，然后输出C. 首先进行校准，然后输出D. 首先进行加密处理，然后输出11. 以下哪些属于常见的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光电传感器D. 速度传感器E. 加速度传感器12. 在选择合适的传感器时，需要考虑哪些因素？A. 测量范围B. 精度C. 响应时间D. 抗干扰能力E. 电源需求13. 以下哪些是传感器应用中的常见场景？A. 智能家居B. 工业自动化C. 医疗设备D. 汽车电子E. 能源管理14. 传感器在智能家居中的应用有哪些？A. 智能照明B. 室内空气质量监测C. 智能安防系统D. 智能家电控制E. 以上都是。
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 = 100Ω。
传感器技术与应用考试试卷
传感器技术与应用考试试卷（答案见尾页）一、选择题1. 传感器的基本工作原理是什么？A. 接收外部能量并将其转换为电信号B. 通过化学反应来检测物理量C. 利用电磁感应来转换物理量D. 通过声波或光波来传递信息2. 以下哪种传感器不是根据物理量转换原理工作的？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 位置传感器D. 压力传感器3. 传感器的精度是指什么？A. 传感器输出信号的稳定性B. 传感器测量范围的范围C. 传感器输出信号与实际值之间的偏差D. 传感器对环境变化的响应速度4. 在传感器应用中，为了提高灵敏度，通常会采用什么方法？A. 增加传感器的结构复杂性B. 使用更小的敏感元件C. 增强传感器的激励电源D. 采用多路复用技术5. 以下哪种传感器主要用于检测温度变化？A. 热敏电阻B. 光电二极管C. 霍尔效应传感器D. 超声波传感器6. 传感器的线性度是指什么？A. 输出信号与输入信号之间的比例关系B. 输出信号与输入信号之间的非线性关系C. 传感器在特定输入下的输出变化范围D. 传感器在不同输入下的性能稳定性7. 在嵌入式系统中，常用的传感器类型有哪些？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压力传感器D. 所有以上选项8. 以下哪种传感器不属于能量转换型传感器？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 位置传感器D. 压力传感器9. 在传感器网络中，传感器节点的主要功能是什么？A. 数据采集和传输B. 数据处理和存储C. 数据分析和预测D. 数据整合和优化10. 以下哪种传感器在工业自动化中有广泛应用？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压力传感器D. 湿度传感器11. 传感器的基本特性不包括以下哪一项？A. 灵敏度B. 分辨率C. 重复性D. 抗干扰能力12. 以下哪种传感器不是基于物理原理工作的？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压阻式压力传感器D. 电容式湿度传感器13. 传感器的线性度表示传感器输出与输入之间的线性关系。
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哈工大2007 年秋季学期
传感器技术及应用试题
课程综合考试，合计分数70分
一、判断题（正确打√标记，错误打×标记，每题1分，共5分）
1．（）传感器是一种测量器件或装置，它将被测量按一定规律转换成可用输出，一般系统有输入和输出，所以均可看作传感器。
2．（）对变间隙的电容式传感器而言，即使采用差动结构也不能完全消除非线性误差。
3．（）压电晶体有三个互相垂直的轴，分别为X轴（电轴）、Y轴（力轴）、Z轴（光轴），当沿某一轴的方向施加外作用力时，会在另外两个轴的表面出现电荷。
4．（）光电池和光敏二极管都是建立在内光电效应基础上，工作电路也一样。
5．（）自感式电感传感器改变空气隙等效截面积类型变换器转换关系为非线形的，改变空气隙长度类型的为线形的。
二、简答题（每题5分共20分）
1．什么是传感器？传感器由哪三个部分组成？
2．简述热电偶热电势产生的原因。
3．简要说明金属应变片与半导体应变片在工作原理上的区别?
4．什么是电容传感器的“驱动电缆技术”，采用它的目的是什么？
三、（8分）影响电容传感器精度的主要因素是边缘效应和寄生电容，试分别详细说明减少这两种影响的措施（建议以图示进行辅助说明）。
H
四、（12分）什么是电感传感器的零点残余电压？残余电压过大带来哪些影响？减小零点残余电压的措施有哪些？
五、（10分）霍尔片采用恒流源供电，为补偿温度误差，采用在输入回路并联电阻，如下图示，若已知霍尔元件灵敏度温度系数为α，霍尔元件输入电阻温度系数为β，温度t 0
时的输入电阻为R i0，霍尔元件灵敏度系数为K H0；温度t 1时的输入电阻为00[1()]it i R R t t β=+-，霍
尔元件灵敏度系数为00[1()]Ht H K K t t α=+-,请推导并联的电阻R P 的大小。
六、（15分）
（1）说明光纤的结构和传输光的原理。
（2）光纤传感器的数值孔径如何定义的？它有何物理意义？
（3）图示为光纤传光示意图，若空气的光折射率为n0，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，则θ0至多为多少？写出推导过程。