传感器期末复习题及答案

传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等（要求至少列出三种）2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。

4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。

5、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv,其灵敏度为__ __。

6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。

7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器，主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。

9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除同时还能起到的作用。

10、传感器通常由直接响应于被测量的、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。

11、根据电容器参数变化的特性，电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。

12、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；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应，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，这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。

13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。

14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。

15、制作霍尔元件应采用的材料是，因为该类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。

16、热电阻通常采用的材料有和。

17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象被称为。

18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。

19、压电式传感器可等效为一个和一个并联的形式,也可等效为一个与相串联的形式。

压电式传感器使用放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。

20、电涡流传感器主要有高频__ __式和低频__ __式。

21、石英晶体沿___ _方向施加作用力不会产生压电效应,没有点电荷产生。

22、压电效应将__ __转变为_ ___,逆压电效应将___ _转化为__ __ 。

23、磁电传感器感应电动势直接输出可获得被测对象的速度，或经过电路或电路便可获得被测对象的位移或振动加速度。

二、选择题1、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是( )。

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2．属于传感器动态特性指标的是( )A．量程 B．灵敏度C．固有频率 D．重复性3．要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。

A、必须使用两种不同的金属材料；B、热电偶的两端温度必须不同；C、热电偶的冷端温度一定要是零；D、热电偶的冷端温度没有固定要求。

4、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距（）A．与栅线的宽度成正比 B.与栅线间宽成正比C．与夹角近似成正比 D.与栅距近似成正比5．100Ω的应变片在外力作用（ε＝0.005）下，电阻变化了1Ω，则该应变片的灵敏系数K为( )。

A、2B、1.5C、2.5D、46、下列不属于电容式传感器测量电路的是（）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7 . 直流电桥的平衡条件为（）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8. 电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（）。

A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化C. 根据输出的指示可以判断位移的方向D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态9、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性10、对石英晶体，下列说法正确的是（）。

A. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。

B. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。

C. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。

D. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。

11、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（）。

A．接线方便B. 减小引线电阻变化产生的测量误差C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D. 减小桥路中电源对热电阻的影响12、传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出与输入曲线不重合的现象称（）A 、迟滞 B、线性度 C、灵敏度 D、重复性13、下列传感器可以用来测量磁场的是（）A、电阻式传感器B、电感式传感器C、霍尔式传感器 D 、压电式传感器14、下列光电池中，哪一种光电池最适宜制造照度计（）A、硅光电池B、砷化镓光电池C、硒光电池D、硫化镉光电池15、下列哪种材料不适合做霍尔元件的材料（）A GaAs (砷化镓)B InSb （锑化铟）C Al （铝）D Ge （锗）16、霍尔电势与( )成反比A、激励电流B、磁感应强度C、霍尔器件宽度D、霍尔器件厚度17、下列光电器件工作原理是根据外光电效应的是( )。

A、光电管B、光电池C、光敏电阻D、光敏二极管18、下列材料，适合做霍尔元件的是( )。

A、陶瓷B、铂C、锗D、铜19. 应变式电阻传感器采用全桥差动电路，则由环境温度变化引起的误差为( )A. 1211∆RRB. 1411∆RRC. 1211∆RRE D.020、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为( )。

A、伏安特性B、光照特性C、光谱特性D、频率特性21. 为了测量金属内部裂纹，我们可以采用（）传感器。

A、涡流式；B、压电式；C、霍尔式；D、压阻式。

22. 电感式传感器的常用测量电路不包括( )。

A、交流电桥B、变压器式交流C、脉冲宽度调制电路D、谐振式测量电路23、应变式电阻传感器采用全桥差动电路时的电压灵敏度是单臂工作时的（）。

A. 不变B. 2倍C. 4倍D. 6倍24、光敏电阻的特性是( )A、有光照时亮电阻很大B、无光照时暗电阻很小C、无光照时暗电流很大D、受一定波长范围的光照时亮电流很大25、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。

A．变间隙式 B．变面积式C．变介电常数式 D．空气介质变间隙式26、压电式加速度传感器是适合测量下列哪种信号( )。

A、适于测量任意信号B、适于测量直流信号C、适于测量缓变信号D、适于测量动态信号27、磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量( )A、位移B、速度C、加速度D、光强38、一个6位的二进制光电式编码器,其测量精度约为( )A、 5.6°B、 0.17°C、 0.016°D、 60°31、采用50线/mm的计量光栅测量线位移,若指示光栅上的莫尔条纹移动了12条,则被测线位移为( )mmA、 0.02B、 0.28C、 0.24D、 0.4832. 非线性度是表示校准曲线( )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33. 结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。

A.材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值三、判断题 1、理想的传感器输出与输入呈线性关系 ( )2、在稳态下，传感器输出的变化量与引起此变化量的输入量的比值即为其分辨力 （ ）3、电阻应变片的阻值随应变变化，而不受环境温度（包括被测试件的温度）等的影响 （ ）4、在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应 （ ）5、光敏二极管在电路中通常处于正向偏置状态 （ ）6、热敏电阻主要有正温度系数型、负温度系数型、临界温度系数型三种类型 （ ）7、压电传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量测量，甚至是静态量的测 （ ）8、想要提高电桥的电压灵敏度Ku,可提高电源电压，且不受应变计允许功耗的限制 （ ）9、基于光生伏特效应的光电器件有光电二极管、光电三极管和光电池 （ ）10、动态特性好的传感器，其输出随时间的变化规律将再现输入随时间变化的规律，即它们具有相 同的时间函数。

11、热回路的热电动势的大小与热端温度有关，与冷端温度无关 （ ）12、霍尔常数的大小取决于导体的载流子密度，因此金属的霍尔效应较半导体强 （ ）13、光电管和光电倍增管是基于外光电效应制成的光电器件 （ ）14、提高传感器性能的方法主要有温度补偿、差动技术、平均技术，以及屏蔽、隔离等措施 （ ）15、石英晶体在任何方向都存在压电效应 （ ）四、简答题1、试列出你所学过的不同工作原理传感器哪些可用于测量温度，各基于什么原理？（三种以上）2、什么是均质导体定律、中间导体定律和标准电极定律，用文字或公式表达出来。

3、什么是霍尔效应，请描述“实验三：霍尔式传感器测距实验”的工作原理，并说明传感器是如何标定的。

4、简述实验三“电涡流传感器位移特性实验”中，位移测量的原理，是如何进行标定的。

5、简述压电式超声波发生器和接收器的工作原理：6、什么是正压电效应？为社么压电式传感器不宜测量静态或变化缓慢的信号？7、变气隙式自感传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其线性？怎样提高其灵敏度？五、计算题1、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏系数05.2=k ，未受应变时，1R ＝120Ω。

当试件受力F 时，应变片承受平均应变m m /800με=，求： （10分）（1）应变片电阻变化量1R ∆和电阻相对变化量11/R R ∆。

（2）将电阻应变片R置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流，3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差。

1（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。

2、已知测量齿轮齿数Z=40，采用涡流式传感器测量工作轴转速(如图所示)。

若测得输出脉冲的交变频率为150(Hz)，求：被测轴的转速n(r/min)为多少?涡流式传感3、设某编码器的额定工作参数为n=1000pulse/r，在0.6s内测得7080个脉冲，求其转速和转过的角度？4、有一只变间距电容传感元件，两极板重叠有效面积为8×10-4m2，两极板间距为1mm，已知空气εr=1(真空的介电常数为ε0=8.85×10-12F/m)(1) 计算该传感器位移灵敏度。

(2)利用下图运算放大器式电路作为该传感器的测量电路，分析推导输出电压公式？若该电路应用于变极距型电容传感器，分析说明利用该电路的优点？（3分）（3）已知运算放大器输入电压为4V,输出电压为-8V,输入回路上的固定电容为20pF,则求电容式传感器的极板间距离为多少？5、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 = 200Ω。