2012智能传感器系统复习题
传感器复习题
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。
7、电容式传感器有哪些优点和缺点？ 优点：(1)温度稳定性好(2)结构简单(3)动态响应好（4）可以实现非接触测量，
n 的数值由所要求的精度来定。若 n=3，则式中：a0, a1, a2, a3 为待定常数。
3)求解待定常数 a0 , a1 , a2 ,a3
二、将所求得的常系数 a0~a3 存入内存
将已知的反非线性特性拟合方程式写成下列形式：
y=a0+a1x+a2x2+a3x3
16、设计一个低通滤波器， 使它的频域响应特性与下列模拟滤波器相同：即要求所设计的 数字滤波器(GD(z))在ωD=a=10 rad/s 处的幅值为-3 dB。设已知采样周期 T=0.2 s
21、以压阻式压力传感器为例，其输出不仅受到工作环境温度 T 的影响，而且还受到电源 供电电流的影响，为了消除这两个参量的影响，需要对 T 和 I 分别进行监测。 1）试建立三传感器数据融合智能传感器械系统框图； 2）给出在进行三维标定试验时的三元回归方程。
式中，P 为规定的被测参量压力；为压阻式压力传感器输入压力为 P 时的输出电压值；为检 测工作环境温度用温度传感器的输出；为检测供电电流用传感器的输出；为可忽略的高阶（大 于二阶）无穷小量。
22、试述曲面拟合法基本原理。用二元回归分析的方法，以压阻式压力为例说明数据融合 的方法。 曲面拟合法，就是根据实际试验测试数据，求取函数 f(x,y)与变量 x 及 y 之间的解析式，使 其通过或近似通过所有的实验测试点。也就是说，使所有实验数据点能近似地分布在函数
（6）--2012年本科生“传感器技术及应用”试题（A-参考答案）
2012年本科生“传感器技术及应用”试题（A卷）一、灵敏度是传感器的一个重要指标，利用图和公式解释灵敏度，简要说明其物理意义。
（本题共10分）二、下图为某传感器的工作原理结构示意图和转换电路原理图，请简要回答以下问题：（1）该传感器的工作原理；（2）以图（b）所示的四臂受感电桥为参考瞬时，说明这时被测量的方向；（3）从敏感结构方面考虑，提高动态测三、设计一体现：电容式、压力、差动检测三个关键词的传感器，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。
（本题共15分）四、环境温度变化会对传感器特性产生一定影响，请举例说明在温度测量过程中也会受到环境温度影响的实例，并说明这样的实例如何减少温度误差？（本题共15分）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。
（本题共15分）六、下图为一传感器的工作原理结构示意图，请简要回答：（1）该传感器的工作原理；（2）影响其输入输出特性的关键参数；（3）应用特点。
（本题共15分）题六图 某传感器的工作原理结构示意图七、建立集合（加速度、集中力、气体压力、液体质量流量）与集合（薄壁圆柱壳体、U型弯管、悬臂梁、S型梁）的映射关系。
从中挑选任意一种映射关系说明其应用特点。
（本题15分）2012年本科生“传感器技术及应用”试题（A 卷－参考答案）一、灵敏度是传感器的一个重要指标，利用图和公式解释灵敏度，简要说明其物理意义。
（本题共10分）回答要点：（1）正确画出图3分，正确写出公式3分。
0d lim d x y y S x x∆ﾮ∆��==��∆��（2）可以从测量范围，抗干扰性等方面说明其物理意义。
（4分）二、下图为某传感器的工作原理结构示意图和转换电路原理图，请简要回答以下问题：（1）该传感器的工作原理；（2）以图（b ）所示的四臂受感电桥为参考瞬时，说明这时被测量的方向；（3）从敏感结构方面考虑，提高动态测量性能的可能方案。
传感器复习题库
传感器复习题库复习资料考试题型：填空，简答，计算，综合，画图简答（⼀）：1、传感器的定义和组成以及应⽤。
2、什么是传感器的静态特性？静态特性主要技术指标有那些？3、什么是应变效应？应变传感器的类型？4、简述电感传感器的基本⼯作原理及其分类？其测量特点是什么5、电容式传感器按⼯作原理分哪⼏种类型？各有何特点？6、压电传感器能测静态的⼒吗？为什么？7、何谓光电效应？如何分类？具体的实例有哪些？8 、简述常⽤的抗⼲扰措施？9、以应变传感器为例简述如何实现电量获取以及⾮电量的测量？10 简述热电偶的测温原理？——热电效应11、差动技术的特点？（4⽅⾯）12、智能传感器的组成？13、误差的分类和表⽰？14、数据采集系统的组成 ?(也可能是画图题⽬)简答（⼆）：1、简述⾃动检测系统的组成结构？2、误差按出现的规律⼜如何分？产⽣的原因是什么？对测量结果有何影响？从提⾼测量精度来看，应如何处理这些误差？3、、直流电桥是什么？若按桥臂⼯作⽅式分类，可分为哪⼏种，各⾃的输出电压是什么？4、常⽤的温度传感器有哪些类型？举例说明？5、电涡流传感器的原理和应⽤？在使⽤过程中，其线圈的品质因素要如何变化？6、如何改善单极式变极距型电容式传感器的⾮线性？7、什么是正压电效应？逆压电效应？各举例⼀应⽤实例。
8、什么是霍尔效应，简述霍尔传感器的应⽤场合？9、⼯程测量的注意事项有哪些？10、热电偶的测温原理和连接⽅式？11、热电阻和热敏电阻的区别？（标称阻值，连接电路，电阻的测温变化情况，温度范围等等）12、频差法，时差法测流速的特点？13、精度的定义和分类？以及各类型和误差之间的关系？14、标准信号的定义？简答（三）：1 、常见的执⾏机构有哪些？2、何为误差？按表⽰形式分哪⼏种？3. 简述应变⽚温度误差效应的概念，产⽣原因和补偿办法。
4、常⽤的压⼒传感器有哪些？5、如何实现信号的频率测量？举例说明？6、简述压电传感器的⼯作原理7、常⽤的压电材料有哪些？各有何特点？8、简述超声波传感器的应⽤？9、应变⽚的温度补偿？10、试分析下⾯电路（图1）的温度⾃动补偿原理？11、热电偶的温度补偿？12、光电编码器的分类以及分辨率的计算？13、随机误差的特点？（单峰，有界，对称）简答（四）：1、现代测量系统由那⼏部分组成？各组成部分的功能？2、标定的作⽤？（20）3、应变⽚的测量电路什么电路、其特点是什么？4、差动⾃感式传感器和差动变压器的区别？特点是什么？5：接近开关的特点，常⽤的有哪些类型的接近开关？6、什么是压电效应？7、常⽤数字式位置传感器有哪些？8、简述⾮电量的电测系统的含义？9、电感传感器的测量电路，以及其测量特点？10、分析电磁炉的⼯作原理？（画图分析）11、热电偶的四⼤定律以及其意义？12、超声波传感器的温度补偿？13、标度变化的作⽤？（掌握线性标度变化）计算分析1 某采购员分别在三家商店购买100kg ⼤⽶、10kg 苹果、1kg 巧克⼒，发现均缺少约0.5kg ，如果你是采购员，你对哪家商店意见最⼤，是何原因？2、测量悬臂梁形变的的原理如下图（1）说明传感器的主要组成部件。
传感器期末考试题及答案
传感器期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的静态特性不包括以下哪项？A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力，以下哪项不是动态特性的指标？A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中，热电偶的工作原理是基于哪种效应？A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中，应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应？A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中，光电二极管的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关？A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移？A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关？A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速？A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题（每空1分，共20分）1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应，而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应，而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
传感器习题及答案
传感器习题及答案传感器是现代科技发展中的重要组成部分，它们可以感知环境中各种物理量，并将其转化为可用的电信号。
在各种领域中，传感器的应用日益广泛，因此对于传感器的理解和掌握变得尤为重要。
本文将为您提供一些与传感器相关的习题及答案，希望能帮助您更好地理解和运用传感器技术。
习题1：问题：什么是传感器？答案：传感器是一种能够感知环境中物理量的装置，它可以将物理量转换成电信号输出，并且可以用于监测、测量和控制等应用。
习题2：问题：传感器的分类有哪些？答案：传感器可以根据其感知的物理量进行分类，常见的分类有光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
习题3：问题：什么是光学传感器？它的工作原理是什么？答案：光学传感器利用光的特性进行测量。
其工作原理基于光的散射、反射、吸收和透射等现象，通过对光的变化进行检测和分析，实现对物体的测量和识别。
习题4：问题：传感器在哪些领域中有应用？答案：传感器广泛应用于环境监测、工业控制、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域，用于实时监测和控制系统的各种物理量。
习题5：问题：请列举一些常见的传感器技术。
答案：常见的传感器技术包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器、声音传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等。
习题6：问题：在汽车中，传感器有哪些应用？答案：在汽车中，传感器的应用包括发动机温度传感器、氧气传感器、轮胎压力传感器、倒车雷达传感器等，用于监测车辆各个方面的状态并提供数据支持。
习题7：问题：传感器的优势是什么？答案：传感器具有高灵敏度、高稳定性、高精度以及实时性强等优势，能够提供准确的测量结果，为各种系统的运行提供重要支持。
习题8：问题：传感器在智能家居中的应用有哪些？答案：传感器在智能家居中的应用包括温度传感器用于室温控制、湿度传感器用于监测空气湿度、光敏传感器用于自动调节灯光亮度等。
习题9：问题：传感器的故障会对系统造成什么影响？答案：传感器的故障可能导致测量结果不准确或无法得出有效的信号，进而影响整个系统的正常运行和控制。
智能传感器系统习题参考答案
π l max =
作业六：
一相对平稳测量信号受到工频信号的干扰，假定测量信号的输出幅值 为 0～5V，工频干扰幅值 1V，试设计一个数字滤波器，使之经过数字滤波后 信噪比＞100。 解：按照题意，设计一个带阻滤波器，对 50HZ 工频干扰予以滤波，且保证其他频 率信号不受太大影响。简单起见，先选择一个滤波器原型，采用二阶巴特沃兹滤波 器： H (p) =
应用双线性变换 S =
样频率为 200HZ，得到 y ( z ) = 2.5 + 2.5 cos(2π t ) + cos(100π t ) 。
作业七：
在无功补偿系统中，电流与电压信号之间的相位差需要精确测量，但 实际测量中，因干扰信号的影响，很难直接获得精确值，试用相关分析的 方法具体实现之。假定干扰信号为白噪声，信噪比为 1，具体计算相关后的
2 2 π i = π12 + (π11 − π12 − π 44 )(l12l22 + m12 m2 + n12 n2 )
对于 P 型硅电阻来说 π 44 >> π11 、 π 44 >> π 12 所以压阻系数可以简化为：
2 2 π i = −π 44 (l12l22 + m12m2 + n12 n2 )
R1 R2
（211）晶面
（
）
R4 R3
(
)
ΔR = π lσ l + π iσ i ， π l 、 π i 分别为纵、横向压阻系数 R
任意坐标系（非晶轴坐标系）的压阻系数为可以表示如下：
π l = π11 − 2(π11 − π12 − π 44 )(l12m12 + m12n12 + l12n12 )
智能传感器技术考核试卷
B. Wi-Fi
C. 5G
D.光纤
8.以下哪种传感器通常应用于智能穿戴设备中？( )
A. PM2.5传感器
B.心率传感器
C.水位传感器
D.轮速传感器
9.在智能传感器中，下列哪种材料常用于制造敏感元件？( )
A.金属
B.陶瓷
C.高分子材料
D.以上都正确
10.下列哪种传感器属于无源传感器？( )
智能传感器技术考核试卷
考生姓名：________________答题日期：________________得分：_________________判卷人：_________________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.智能传感器技术的核心是什么？( )
9.智能传感器可以采用以下哪些方式来进行能量供应？( )
A.电池供电
B.太阳能供电
C.环境能量收集
D.外部电源供电
10.以下哪些技术可以用于智能传感器的数据传输？( )
A. Wi-Fi
B.蓝牙
C. ZigBee
D. LoRa
11.智能传感器在环境监测中的作用包括哪些？( )
A.监测空气质量
B.监测水质
16. ABCD
17. ABC
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.信号处理器
2. MEMS
3.采集、处理
4. ZigBee
5.灵敏度
6.制造
7.自诊断
8.网关
9.健康状况、生理参数
10.精度、可靠性
四、判断题
1. ×
传感器与智能检测标准考试题库答案要点
练习一一、填空1、传感器通常又称为变换器、转换器等，是一种能够感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、最小二乘法作为一种数据处理手段，如用于求解一元线性回归方程的系数，应使各测量值与回归直线上相应值的偏差的平方和最小。
3、电阻应变片的温度补偿方法，通常可采用自补偿法和电路测量补偿法。
4、差动变压器式传感器采用相敏检波电路正常工作，其参考信号U s与输入信号U2需要满足的两个条件： Us>>U2 、同频同相或者反相。
5、压电材料石英晶体具有各向异性，使用时应注意沿 Z轴方向不产生压电效应。
若单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；若将相同两片并接后，则其总参数C1= 2 C，Q1= 2 Q。
6、电涡流传感器的整个测量系统由激励线圈和块状导体两部分组成，由电涡流贯穿深度与频率的关系知，其透射式传感器采用低频激励。
（填高频/低频激励）。
7、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射电子的现象称外光电效应；相应的器件如光电管、光电倍增管。
8、光导纤维是一种利用光的全反射原理而传输光的器件，其纤芯的折射率应大于包层的折射率。
9、光敏二极管一般处于反向偏置工作状态，由其光谱特性如下图1可知，若用光敏二极管设计可依据光线亮、暗情况自动开关的路灯控制电路，应选用硅材料的较好。
图1 图2 图310、同型号的热电偶可串联或并联使用，如上图2（a）、（b）两种线路中，测两点平均温度的是 b ；测两点温度差的是 a 。
11、霍尔传感器测量转速，如上图3，若转盘上粘帖磁极对数Z=4，测得霍尔传感器输出电压脉冲频率f=8Hz,则转速n= 120 r/min。
F=（n*Z）/6012、某光栅传感器，栅线密度50线/mm，主光栅与指示光栅的夹角0.01rad,则形成的莫尔条纹宽度B H= 2 mm/rad，莫尔条纹具有位移放大的作用。
Bh=1/（W*夹角）13、编码型数字传感器测角位移，一个5位二进制码盘，其最小能分辨的角度是11.25 度。
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1、什么是智能传感器系统？简述系统的基本组成形式及相互关系？
2、什么是传感器的动态特性？它有哪几种分析方法？它们各有哪些性能指
标？
3、写出一阶、二阶传感器系统动态误差的表达式，并说明特征参数的变化对动
态误差的影响。
4、根据工作原理可将电容式传感器分为那几种类型？每种类型各有什么特
点？各适用于什么场合？
5、电容式传感器有哪些优点和缺点？
电容式传感器的优点：
①功率小、阻抗高；
②静电引力小、动态特性良好；
③和电阻式传感器相比，电容式传感器本身发热影响小；
④可进行非接触测量；
⑤结构简单，适应性强，可以在温度变化比较大或具有各种辐射的恶劣环境中工作。
电容式传感器的缺点：
①输出具有非线性；
②寄生电容的影响往往降低传感器的灵敏度
6、试给出伺服式加速度计系统框图和传递函数表达式。
并分析系统的静态特性和动态特性
的变化情况。
7、图示为一直流应变电桥。
图中E=4V，R1= R 2= R 3= R 4=120Ω，试求：
（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。
当R1的增量为ΔR1 = 1.2Ω时，电桥输出电压Uo=?
（2）R1、R2 都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压Uo=?
（3）题（2）中，如果R1与R2感受应变的极性相反，且ΔR1= ΔR2 = 1.2，电桥输出电压Uo=？
8、简述智能传感器的功能。
9、试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿办法。
10、什么是三步测量法，简述测量方法实现步骤并说明其优点。
11、什么曲线拟合法法，简述基步骤。
12、设计一个巴特沃兹高通数字滤波器，该低通数字等效模拟滤波器()d H s 幅频特性过渡段特征是：
1、对信号频率14Z f H 的衰减率δ1≥0.707；
2、对信号频率240Z f H 的衰减率δ2≤0.2；
要求采用后向差分法写出巴特沃兹高通数字滤波器()d H s 的计算机编程式()y k
13、指出三个汽车上使用的传感器类型，各用在何处？
14、说出医用传感器在医学上的三个用途。
医用传感器的主要用途有：
(1)提供信息：如心音、血压、脉搏、体温、血流等，作为重要的生理参数供临床诊断和基础研究用。
(2)监护：长时间连续检测某些生理参数，监视其是否超出正常范围，以便随时掌握患者的状况，出现异常及时报警。
(3)生化检验：利用传感器的分子识别能力，检测各种体液、溶液中的成分和含量。
(4)自动控制：根据传感器提供的生理信息，调节执行机构做出反应，实现自动控制。
例如：注射泵根据流量传感器的信息调节推进量，实现单位时间注射量的自动控制。
(5)参与治疗：医用电极经常既用于检测信号，又用于实施治疗。
例如：按需型体内起搏器的电极既作为自主心电的检测电极，又作为无自主心电时起搏器发放脉冲的刺激电极，此时所起的就是治疗作用。
15、传感器信息融合的方法有哪些？
加权平均卡尔曼滤波贝叶斯估计统计决策理论DS论证神经网络等等
16、试比较：自补偿技术中的多段折线逼近法，曲线拟合法以及曲面拟合法，BP 神经网络法这几种信息处理方法各自的特点，主要从实时性、计算精度、复杂性等方面讨论；上述
方法是否能消除（或降低）迟滞和重复性的影响？
17、基于回归分析模型法设计一个数据融合模块，使压阻式压力传感器具有温度自补偿功能，可提高抗一个温度干扰的稳定性。
1）试建立二传感器数据融合的系统框图；
2）给出抗一个温度干扰量的逆模型。
3）简述设计步骤。
18、试用二元回归分析的方法，以压阻式压力为例说明数据融合的方法。
19、什么叫虚拟仪器？虚拟仪器的关键技术有哪些？
20、在无线传感器网络中传感器节点的组成部分及各自的功能。