传感器期末复习题及答案

传感器复习题
1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。

A正比关系B反比关系C无关系
2、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
3、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
4
A
B
C
D
5
A、
B
C
D
6
A.
B.
C.
D.
7
A.
C.
8
A．
C
9
A
C.产生横向压电效应D．产生纵向压电效应
10、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
11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（B）
A．光电管B．光敏电阻
C．光电倍增管D．光电池
12、封装在光电隔离耦合器内部的是（D）
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
13、光电二极管工作是需（B ）
A 、加正向工作电压
B 、加反向工作电压
C 、不需加电压
D 、正、反电压都可以
14、有关光敏电阻的描述，正确的是（A ）
A 、暗电阻大
B 、亮电阻大
C 、一样大
D 、无法比较
15、基于外光电效应的光电器件有（A ）
A 、光电倍增管
B 、光电池
C 、光敏电阻
D 、发光二极管
16
A C 17A 18A C 19A C 1.2.3.4.5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9.螺线管式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。

1．什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？
2
3
4
①
磁敏电阻与霍尔元件属同一类，都是磁电转换元件，两者本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力，只有与辅助材料(磁钢)并用才具有识别磁极的能力。

磁敏二极管可用来检测交直流磁场，特别是弱磁场。

可用作无触点开关、作箱位电流计、对高压线不断线测电流、小量程高斯计、漏磁仪、磁力探伤仪等设备装置。

磁敏三极管具有较好的磁灵敏度，主要应用于①磁场测量，特别适于10-6T以下的弱磁场测量，不仅可测量磁场的大小，还可测出磁场方向；②电流测量。

特别是大电流不断线地检测和保护；③制作无触点开关和电位器，如计算机无触点电键、机床接近开关等；④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。

5传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？
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。

6.何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？
导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。

当外力作用时，导体的电阻率ρ、长度l 、截面积S 都会发生变化，从而引起电阻值R 的变化，通过测量电阻值的变化，检测出外界作用力的大小。

7.①②③8()/ρρ∆9 (0k ρ≈∆10如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？
非线性随相对位移0/δδ∆的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移的大小；起始极距0δ与灵敏度、线性度相矛盾，所以变极距式电容传感器只适合小位移测量；为提高传感器的灵敏度和改善非线性关系，变极距式电容传感器一般采用差动结构。

11何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各有何特点？
电感式传感器是一种机-电转换装置，电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。

它可以用来测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数。

电感式传感器种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器。

工作原理：自感、互感、涡流、压磁。

1某一霍尔元件尺寸为10L mm =， 3.5b mm =, 1.0d mm =，沿L 方向通以电流 1.0I mA =，在垂直于L 和b 的方向加有均匀磁场0.3B T =，灵敏度为22/()V A T ⋅，试求输出霍尔电势及载流子浓度。

解：
2.
（如图所示），当试 3.6解1解3.（1）R1（2）R1Uo 。

（3）R1解：
（1）U 0（2）4322110⎦
⎣U （3）当R1受拉应变，R2受压应变时：
当R1受压应变，R2受拉应变时：
4.如图所示自感传感器当动铁心左右移动时自感L 变化情况（已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S ，磁导率为μ，线圈匝数W 不变）。

解：动铁心不移动时，10212x b W L δμ=，20
222x b W L δμ=，b 为铁心厚度。

则总的自感)(222210
220210221x x b W x b W x b W L L L +=+=+=δμδμδμ
（1）动铁心左移x ∆时，x x x ∆-=1'1，x x x ∆+=2'
2 则)(22102'102'
1x x b W x b W L ∆-==δμδμ，)(22202'202'2x x b W x b W L ∆+==δμδμ 所以L x x b W x b W x b W L L L =+=+=+=)(2222102'202'102'
2'1'δμδμδμ （2）同理，当动铁心右移x ∆时，x x x ∆+=1'1，x x x ∆-=2'2
5设力①压U 0解：
②③6了∆ 时，非线。