广东工业大学819传感器原理与应用2017年考研专业课真题试卷
工业大学电器工程及其自动化专业传感器原理及其应用期末考试试卷及答案
传感器原理及其应用期末考试试卷一、简答题（30分，6分/题）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作用。
答：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和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。
传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
2. 从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。
答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。
考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。
3. 直流电桥和交流电桥有何区别？直流电桥的平衡条件是什么？应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路？答：根据电源不同分为直流和交流电桥。
直流电桥优点：高稳定度直流电源容易获得，电桥平衡电路简单，传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小。
但是后续要采用直流放大器，容易产生零点漂移，线路也较复杂。
交流电桥在这些方面都有改进。
直流电桥平衡条件：R1/R2=R3/R4，R1R4=R2R3。
4. 光电效应可分为哪三种类型，简单说明其原理并分别列出以之为基础的光电传感器。
答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。
这种现象称为光电效应。
光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即内光电效应。
传感器原理
《传感器原理及应用》试卷四一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。
2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。
气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。
3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。
4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。
5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。
6、热电偶产生的热电势一般由 和 组成。
7、压电元件可以等效成_________和_________并联的形式，若用来测量体重一般________（可以或不可以）。
8、光电倍憎管的结构由 、 、 和玻璃罩四部分组成，二、单一选择题（共5题，每题2分，共10分）9、如图1为实心柱体上粘贴的应变片，下列说法正确的是（ ）Ａ、Ｒ１为拉应变 Ｂ、Ｒ２为拉应变 Ｃ、Ｒ１为压应变 Ｄ、Ｒ２无应变。
10、一般在家用数码摄象机中用于成像的器件是（）A 、 光敏电阻B 、CCD 电荷偶合器件 B 、C 、光电偶合器件D 、光电三极管11、两个型号相同的压电片串联使用时，下列说法正确的是（ ）A 、等效输出电荷增大一倍B 、等效输出电压不变C 、等效输出电荷不变D 、等效输出电容不变12、有关光敏电阻的描述，正确的是（ ）A 、暗电阻大B 、亮电阻大C 、暗电流大D 、亮电流小图113、热电偶的冷端补偿方式不包含（ ）A 、计算修正法B 、标准电极法C 、冷端延长法D 、电桥补偿法三、简答题：（共8题，每题5分，共40分）14、传感器的标定有哪两种？标定的目的是什么/15、如何克服电容传感器的寄生电容？16、简述热电偶中间导体定律的内容及使用价值。
广东工业大学考研专业课
2T3 2T2 tan cos 1 sin 3 dm2 m n z3
1
m n z3 tan cos 1 3 sin d m2 1 6 21 tan 20 cos 22.61986 sin 207.69 sin 1 (0.203825603) 11.76076 114539
法面 轴面
a a' b
b' Fn α Ft1 F' Fr1 Fa1 e P c c'
力的大小
2T1 Ft1 Ft 2 d m1
轴面
F' Ft1 tan 法面
Fr1 F' cos 1 Ft1 tan cos 1 Fa 2 Fa1 F' sin 1 Ft1 tan sin 1 Fr 2
Fn Ft1 Fa1 Fr1
力的大小:
2T1 Ft1 Fa 2 d1 2T2 Fa1 Ft 2 d2
Ft1
γ n1 Fr1 Fn αn αt
γ
Fa1
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fa1 Ft 2 2T2 Fn cos cos n cos cos n d 2 cos cos n
Ft4Fa3Fa2Fa1轮1旋向轮2旋向
蜗杆主动，受圆周力与转动方向相反
轮2从动，受圆周力与转动方向相同 Ⅱ
3 Fa3 Fr3
1
Ⅰ
左旋
Fa1
Ft2 Fr2
Fa2
Ft3 Ft4
FLi=GD/2
Ⅲ
2
右旋
4
G
15
例
如图所示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上的 锥齿轮z4的转向n。（1）欲使中间轴上的轴向力能部分抵消， 试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向。（2）在图中标出 各轮轴向力的方向。
广工传感器习题课
传感器电阻和空载输出电压分别为：
按图4-88二线制接法，输出电压为：
U o2 ( Rt 2r R3 )U R2 Rt 2r R1 R3
图4-88 热电阻两线制接入桥路
218 .2 10 100 ( ) 10 V 949 mV 1000 218 .2 10 1000 100
因此引起的相对误差为：
图4-11 桥式测量电路
R1、 R 3 产生纵向应变 ， 4）由图4-15可见，F为拉力， R2 、 R4 产生横向应变 r 。 0.5 。由式（4-33） k 1 2 2 ， 可求得：
U U o k (1 ) 2
2U o 2 2 40 2666 106 kU (1 ) 2 10 (1 0.5)
注意: 既不能只按1.999mV查表，认为T=49℃，也不能把 49℃加上21℃，认为T=70℃。
例4-11（P148）
例4-13(158-159) 在较窄温域内铂电阻与温度关系可视为线性 Rt R0 (1 at ) 。 Pt100的R0=100Ω，α =0.00394Ω/℃。图4-88是铂电阻 二线制接入桥路，已知R1=R2=1000Ω，R3=100Ω，引线 电阻r=5Ω，被测温度t=300℃。求二线制接法引起的测量 误差。 • 解：t=300℃时，热电阻的阻值为：
U o 2 U o1 949 875 100% 100% 8.46% U o1 875
传感器原理与工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章 传感与检测技术的理论基础（P26）1—1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。
所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。
1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？1－3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：已知： 真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa)实际相对误差 ％＝＝43.11402≈∆L δ标称相对误差％＝＝41.11422≈∆x δ引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝1)50(1502≈∆γ1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）：120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值 相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%解：当n ＝15时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.41。
则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=⨯=<=-，所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。
传感器技术与应用考核试卷
B.光电二极管
C.压电传感器
D.电磁传感器
2.下列哪些传感器可以用于智能家居系统？()
A.温度传感器
B.湿度传感器
C.烟雾传感器
D.加速度传感器
3.以下哪些技术可以用于提高传感器精度？()
A.信号调制
B.信号放大
C.数字滤波
D. A和B
4.下列哪些传感器可以用于汽车安全气囊系统？()
A.加速度传感器
17. B、C
18. D
19. A、B、C
20. D
三、填空题
1.感应部件
2.数字
3.光电效应
4.湿法腐蚀
5.压力
6.位置
7.磁场
8.电容
9.角速度
10.温度
四、判断题
1. √
2. ×
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. √
8. √
9. ×
10. √
五、主观题（参考）
1.传感器通过感应物理量的变化，将其转换成电信号输出。例如，热敏电阻将温度变化转换成阻值变化，光电传感器将光强度变化转换成电流变化。
B.磁敏传感器
C.光电传感器
D.温度传感器
8.下列哪种传感器适用于生物医学信号检测？()
A.光电传感器
B.压力传感器
C.磁敏传感器
D.所有上述传感器
9.下列哪种传感器是基于电磁感应原理工作的？()
A.光电传感器
B.电感传感器
C.磁敏传感器
D.压电传感器
10.下列哪个传感器可以用于检测物体的存在或缺失？()
3.描述传感器在选择和使用过程中应考虑的主要因素，包括但不限于环境条件、精度要求、频率响应等。
传感器原理与工程应用考试题库
传感器原理与工程应用习题一、单项选择题1、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素(条件）始终保持不变,对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（ C )A．组合测量 B．静态测量C．等精度测量 D．零位式测量1。
1在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于( B ）。
A。
直接测量 B。
间接测量C. 组合测量 D。
等精度测量2、1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2．1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2。
2 以下那一项不属于电路参量式传感器的基本形式的是( D ）.A.电阻式B.电感式C。
电容式D。
电压式2.2传感器的主要功能是（ A ）.A. 检测和转换B. 滤波和放大C。
调制和解调 D。
传输和显示3。
电阻式传感器是将被测量的变化转换成( B )变化的传感器。
A.电子B.电压C.电感D。
电阻3.1电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( D ）。
A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥D．交流不平衡电桥3.2电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是 ( B ）.A、60ΩB、120ΩC、200ΩD、350Ω3.3电阻应变片式传感器一般不能用来测量下列那些量（ D ）Ａ、位移Ｂ、压力Ｃ、加速度Ｄ、电流3。
4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3。
5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3.6、影响金属导电材料应变灵敏系数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3.7、产生应变片温度误差的主要原因有( A、B ）。
广东工业大学传感器及应用课后作业
《传感器技术与应用》课外作业课程目标1 掌握传感器基本原理1、传感器的两种组成方式是什么？使用敏感元件的目的是什么？电参量与电量的区别是什么？答：传感器由敏感元件（与传感元件）和测量转换电路组成。
敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件，即被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于检测的非电量；电参量：与电量有对应关系的一些量，如电阻等；电量：能通过仪表直接测量的量，如电流，电压，频率等；2、简述在时域里的三种信号选择方式。
答：1）固定方式；把被测量以外的变量固定为一个值，或者采用某种控制手段使其为定值。
2）补偿方式；把被测量和干扰变量共同作用的函数量称为第一函数量，把只有干扰量作用的称为第二函数量。
补偿方式就是指利用第一函数量和第二函数量之差或之比来消除干扰变量影响的一种方式。
3）差动方式；将被测量在反对称方向上作用，干扰量在对称方向上作用，以此构成的两个状态量取其差，从而选择被测量的一种方式。
3、根据测量手段，测量方法可分为哪几类，并简述每类的原理及优缺点。
答：1.偏位式测量：直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式；虽然过程简单、迅速，但准确度不高，易产生灵敏度漂移和零点漂移；2.零位式测量：当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值。
特点是准确度高，但平衡耗时，多用于缓慢信号的测量；3.微差法测量：综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。
这种方法预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡。
当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡。
用偏位式仪表指示出其变化部分的数值。
课程目标2 传感器工作原理分析（分析类；计算类）1、参见教材图1-8，请说明：对于电位器式压力传感器，敏感元件、传感元件、测量转换电路分别是什么？被测量、敏感元件转换后的非电量、传感元件转换后的电参量、测量转换电路输出的电量分别是什么？答：敏感元件：弹簧管、传感元件：电位器；测量转换电路：电位器；被测量：压力p、敏感元件转换后的非电量；角位移a；传感元件转换后的电参量：电阻值测量转换电路输出的电量：输出电压U0；2、参见教材图3-3（a），请分析：（1）根据测量手段，该传感器属于哪种测量方法？（2）该传感器属于哪种信号选择方式？（3）与单个自感传感器相比，差动传感器有什么优点？答：（1）微差式测量法（2）差动方式（3）差动式电感传感器对外界影响，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。