传感器作业及答案
《传感器》作业4-7章答案
1、如何改善单组式变极距型电容传感器的非线性？答：对于变极距单组式电容器由于存在着原理上的非线性，所以在实际应用中必须要改善其非线性。
改善其非线性可以采用两种方法。
（1）使变极距电容传感器工作在一个较小的范围内（0.01μm至零点几毫米），而且最大△δ应小于极板间距δ的1/5—1/10。
（2）采用差动式，理论分析表明，差动式电容传感器的非线性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。
2、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为4mm，两极板的间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动2mm，求其电容变化量。
已知：b=4mm，δ=0.5mm，ε0=8.85×10－12F/m 求：（1）k=?；(2)若△a=2mm时△C=?。
6、画出电容式加速度传感器的结构示意图，并说明其工作原理。
答：电容式加速度传感器的结构示意图为：其中：1、5为两个固定极板；2为壳体；3为支撑弹簧片；4质量块；A面和B面为固定在质量块上的电容器的极板。
当测量垂直方向上直线加速度时，传感器的壳体2固定在被测振动体上，振动体的振动使壳体相对质量块运动，因而与壳体固定在一起的两固定极板1、5相对质量块4运动，致使上固定极板5与质量块4的A面组成的电容器Cx1以及下固定极板与质量块4的B面组成的电容器Cx2随之改变，一个增大，一个减小，它们的差值正比于被测加速度，而实现测量加速度的目的。
1、某霍尔元件l 、b 、d 尺寸分别为1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ，沿l 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于lb 面方向加有均匀磁场B=0.3T ，传感器的灵敏度系数为22V/A ·T ，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。
已知：l ×b ×d=1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ；I =1.0mA ；B=0.3T ；k H =22V/A ·T ；求：U H =?；n=？解：如图IB IB V IB k U H H 33106.63.0100.122--⨯=⨯⨯⨯==2、试说明霍尔式位移传感器的输出U H 与位移x 成正比关系。
传感器作业(含答案)
一、选择题1、回程误差表明的是在（）期间输出——输入特性曲线不重合的程度。
( D )A、多次测量B、同次测量C、不同测量D、正反行程2、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（）( C )A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性3、（）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。
( D )A、箔式应变片B、半导体应变片C、沉积膜应变片D、薄膜应变片4、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）。
( C )A、两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B、两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C、两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D、两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片5、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（）。
( B )A、电阻形变效应B、电阻应变效应C、压电效应D、压阻效应6、下列说法正确的是（）。
( D )A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B、差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D、相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
7、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（）。
( B )A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机二、判断题线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
( F )涡流传感器一般不能用来测量钢板厚度。
( F )电感式传感器根据结构形式可分为自感式和互感式两种。
( F )光生伏特效应属于内光电效应的一种。
( T )引用误差反映了一个检测装置的综合性能指标，用来作为检测仪表的分类标准。
传感器考试试题及答案
传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。
2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。
3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________，其响应速度越慢；二阶传感器的固有频率ω0越_________，其工作频带越宽.6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、.7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分.A。
放大电路 B. 数据采集电路 C。
转换元件 D. 滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为（B ）。
A．眼睛 B. 感觉器官 C。
手 D. 皮肤10、属于传感器静态特性指标的是(D ）A。
固有频率 B.临界频率 C.阻尼比D。
重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C ）.A。
线性度 B. 灵敏度C。
频域响应 D. 重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽C 一阶传感器的时间常数τ越小，其响应速度越快.D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。
传感器第二章作业答案
对臂阻值之积相等、邻臂阻值之比相等。
5. 线绕电位器的负载特性在什么情况下才呈现线性特性？ 为什么？
当电位器为空载(RL =∞)时，线绕电位器的负载特性为线 性特性。 因为电位器为空载(RL =∞)时，IL = 0，此时 Rx为线性关系。 当电位器为有负载(RL ≠∞)时，负载上有分流，IL ≠0，此
灵敏系数
d dR K S R 1 2
x
x
其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。 灵敏系数受两个因素影响，一个是受力后材料几何尺寸的变化， 即（1+2）；另一个是受力后材料的电阻率发生的变化，即d /x 。
2. 通常扩散型压阻传感器的硅杯和扩散应变电阻条采用的导 电类型？
RL Rx Ui RL Rx U i Rx RL Uo I 2 Rx RL RL Rx Rx RL RL R Rx R Rx ( R Rx ) Rx RL
时
Uo与Rx为非线性关系
z1 z 4 z 2 z3 1 4 2 3
或
Z1 Z 3 Z2 Z4
或
r1r4 r2 r3 x1 x4 x2 x3 r1 x4 r4 x1 r2 x3 r3 x2
直流电桥：
R1 R4 R2 R3
或
R1 R3 R2 R4
通常选用 N 型硅做膜片（硅杯），在其上扩散 P 型杂 质，形成应变电阻条。
3. 单臂、半桥差动、全桥差动电桥电压灵敏度之间的关系？ 半桥差动电桥电压灵敏度是单臂电桥电压灵敏度的两倍； 全桥差动电桥电压灵敏度是单臂的四倍，半桥差动的两倍。
4. 交流、直流电桥的平衡条件？
交流电桥：
Z1 Z 4 Z 2 Z 3
传感器原理与应用作业参考答案
《传感器原理与应用》作业参考答案作业一1.传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。
测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。
2.传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。
3.测量误差是如何分类的？答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。
4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量〔如力、位移、速度、压力等〕的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。
5.弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。
变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。
实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。
它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。
作业4 传感器答案(1)
作业4 位移传感器与位移测试班级：姓名：学号：成绩：一、填空题1、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于，前者利用金属丝的几何变形(应变效应)引起的电阻变化，后者利用半导体材料的电阻率变化(压阻效应)引起的电阻变化。
2、差动变压器式电感传感器的基本原理是利用了电磁感应中的互感现象。
3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动工作方式。
4、金属导体置于交流磁场中，导体表层产生闭合的电流，利用该原理制作的传感器称为电涡流传感器。
这种传感器只能测量金属导体物体。
5、光栅式传感器是依靠莫尔条纹的三大特性: 位移的放大特性，栅距误差的平均效应和__莫尔条纹运动与光栅运动的一一对应关系（光栅栅距与莫尔条纹间距的对应关系）__来进行位移的精密测量的。
6、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，而实际上输出电压不为零，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可采用差动整流电路或相敏检波电路。
7、电容式和电感式传感器常采用差动式结构，其作用是提高灵敏度，减少非线性度。
二、选择题1. 能够感受湿度的电容式传感器属于变 D 的电容式传感器。
A电阻率 B 相对面积 C 极距 D 介质2. 可变磁阻式传感器的灵敏度S与气隙长度δ有关，δ B灵敏度越高。
A 越大B 越小C 速度越快D 速度越慢3.为了提高自感式传感器灵敏度和线性度，实际应用时常采用D 工作方式。
A同步 B异步 C共模输入 D差动4. 不能用涡流式传感器进行测量的是 D 。
A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料5.电阻应变片的输入为 B 。
（A）力（B）应变（C）速度（D）加速度6．为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用 C 类型的传感器为最好。
（A）大间距（B）高介电常数（C）差动式（D）小间距7.金属丝应变片在测量构件应变时，电阻的相对变化主要由 B 来决定的。
传感器与检测技术补充作业及答案
传感器与检测技术补充作业及答案一、单选题1、反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是（C）A.直流B.工频交流C.高频交流D.前三项都不对2、变间隙式电容传感器的非线性误差与材料初始距离d0之间是（B）A.正比关系B.反比关系C.无关系3、电阻应变片的线路温度补偿方法中有（A）A.差动电桥补偿法B.补偿线圈补偿法C.恒电流温度补偿电路法4、压电传感器的信号处理有电荷放大器、电压放大器，二者在应用方面最主要区别是（B）A.阻抗变换能力B.电缆线长度变化影响计入与否C.输出电压与输入电压D.前三种讲法都不对5、对于一个线性仪表，其线性度为（D）A.100%B.与输入量呈现线性关系C.不等于零的常数D.等于零6、差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（C）A.变间隙式B.变面积式C.螺丝管式7、单线圈螺线管式电感传感器广泛用于测量（C）A.大量程角位移B.小量程角位移C.大量程直线位移D.小量程直线位移8、测量20Kpa的压力，合理选用的压力表是（B）A.量积0～50Kpa，精度为1级B.量积0～30Kpa，精度为1级C.量积0～100Kpa，精度为0.5级D.量积0～140Kpa，精度为0.1级9、差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（C）A.变间隙式B.变面积式C.螺丝管式10、金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数(A)A.小B.大C.相等11、为了克服分布电容的影响，电阻应变片配用的测量电路常采用（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12、涡流传感器的工作原理是基于（D）A.热阻效应B.霍尔效应C.光电效应D.电磁效应13、被测对象温度为300℃左右，实验室有以下几种规格的温度计，试从提高测量精度的角度出发，合理选择其中之一（B）A.量程800℃，精度等级1级B.量程400℃，精度等级1.5级C.量程600℃，精度等级1.5级D.量程500℃，精度等级2.5级14、通常用电容式传感器测量（B）A.电容量B.加速度C.电场强度D.交流电压15、x1、x2。
测试与传感器作业答案
第一章 测试技术基础1. 用测量范围为-50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为+142kPa ，试求该示值的绝对误差、相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：绝对误差 2kPa 140142=-=∆p 相对误差 1.43%100%1401401420=⨯-=∆=p p p δ 标称相对误差 1.41%100%142140142=⨯-=∆='p p p δ 引用误差 1%100%50150140142m =⨯+-=∆=p p p γ 2．某压力传感器静态标定的结果如下表所示。
试求用端点连线拟合法拟合的该传感器输出与输入关系的直线方程，并试计算其非线性误差、灵敏度和迟滞误差。
解： 端点连线拟合法拟合的直线方程 p p U 450==非线性误差 0.1%100%2000.2100%=⨯=⨯∆=FS Y L max γ 灵敏度 4mV /Pa =∆∆=pUS 迟滞误差 0.3%100%2001.221100%21=⨯⨯=⨯∆=FS H Y H max γ或 0.6%100%2001.2100%max =⨯=⨯∆=FS H Y H γ 3. 玻璃水银温度计的热量是通过玻璃温包传导给水银的，其特性可用微分方程x y dtdy310123-⨯=+表示（式中y 为水银柱高度，单位m ；x 为输入温度，单位℃）。
试确定温度计的时间常数τ、静态灵敏度k 和传递函数及其频率响应函数。
解：x y dt dy 310123-⨯=+ x y D 3101)23(-⨯=+ x y D 31021)123(-⨯=+ 时间常数 s 51.=τ 静态灵敏度 C m/1050o 3-⨯=.k传递函数 1511050(s)3+⨯=-s H .. 频率响应函数 15.1105.0)(j 3+⨯=-ωωj H4. 某热电偶测温系统可看作一阶系统，已知其时间常数为0.5s ，静态灵敏度1=k 。
试计算其幅频特性误差不大于5%的最高工作频率。
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霍尔传感器1．填空题（1）霍尔传感器是利用霍尔效应来进行测量的。
通过该效应可测量电流的变化、磁感应强度的变化和电流、磁感应强度的变化。
（2）霍尔传感器由半导体材料制成，金属和绝缘体不能用作霍尔传感器。
（3）当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时，电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转，在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。
2．选择题（1）常用（ b ）制作霍尔传感器的敏感材料。
a．金属b．半导体c．塑料（2）下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是（ a ）。
a．位移量b．湿度c．烟雾浓度（3）霍尔传感器基于（ a ）。
a．霍尔效应b．热电效应c．压电效应d．电磁感应（4）霍尔电动势与（a,d ）。
a．激励电流成正比b．激励电流成反比c．磁感应强度成反比d．磁感应强度成正比3．问答题（1）什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关?答：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。
霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。
如果流过的电流越大，则电荷量就越多，霍尔电动势越高；如果磁感应强度越强，电子受到的洛仑兹力也越大，电子参与偏转的数量就越多，霍尔电动势也越高。
此外，薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。
（2）如图7-15所示，简述液位控制系统的工作原理。
图7-15液位控制系统的工作原理答：根据图7-15可以看出，储存罐的液体由液体源通过电磁阀向罐内提供，储存罐的液位增加，与之相通的偏管液位也升高，磁铁也随之升高，液位越高，磁铁越靠近霍尔传感器，磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强，霍尔集成电路输出的电压就越大，当储液罐的额液位达到最高液位时，电压将达到设定值，电磁阀关闭，使液体无法流入储液罐。
如果液位没有达到最高位，开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值，电磁阀不关闭，液体源继续输送液体，直到达到最高液位为止。
温度传感器1．填空题（1）物质的热电动势或阻值随温度变化的现象称为热电效应，利用这一效应制作的传感器称为温度传感器。
（2）热电偶是由两种不同的材料制成的，主要是利用受热时两个接点温度的不同，产生接触电动势随温度的变化而变化，从而达到测温的目的。
（3）热电偶由两种不同的材料组成回路，组成热电偶的检测端称为热电极，热电偶所产生的输出称为热电动势，热电偶能将温度信号转换为电动势变化。
（4）热电偶中的热电动势是由于相互接触的两个导体两端的电位差造成的，大小仅与导体材料、结点的温度有关。
（5）热电阻是基于电阻的热电效应进行温度测量的，热电阻大多由金属导体材料制成，随着温度的升高其阻值升高。
（6）热敏电阻由半导体材料制成，有负温度系数、正温度系数和临界温度系数三种类型，对应的温度特性分别为正温度系数热敏电阻的电阻值随着温度的升高而呈阶跃性增高、负温度系数热敏电阻的电阻值随着温度的升高而呈阶跃性减小和临界温度系数热敏电阻的电阻值在超过某一温度后随温度的增加而激剧减小，具有很大的负温度系数。
2．选择题（1）热电偶由（ c ）金属材料制作而成，将温度转化为热电动势。
a．一种b．两种相同c．两种不同（2）温度传感器的测量是基于（ a ）。
a．热电效应b．应变效应c．霍尔效应d．压电效应（3）热电偶直接输出的是（ b ），所以直接接（ d ）即可。
a．电阻值b．电压值c．桥式电路d．放大电路（4）（ c ）的数值越大，热电偶的输出电动势就越大。
a．热端的温度b．冷端的温度c．热端和冷端的温差d．热电极的电导率（5）两种不同导体接点处产生的热电动势数值的大小取决于两种导体的（ a ）和（ b ）。
a．自由电子的密度b．接触的温度c．导体的形状d．导体的尺寸（6）热电阻能将温度转换为（ a ）。
a．电阻b．热电动势（7）热敏电阻是利用（ b ）材料的电阻率随温度的变化而变化的性质制成的。
a．金属b．半导体c．绝缘体（8）热电偶可以测量（ b ）。
a．压力b．温度c．热电动势d．电压3．问答题（1）什么是热电效应？答：将两种不同成分的导体组成一个闭合回路，当闭合回路的两个结点分别置于不同的温度场中时，回路中将产生一个电势，这种现象称为“热电效应”。
（2）比较热电偶与热电阻及热敏电阻的异同点。
答：相同点：都是测量温度参数不同点：热电偶是将温度的变化转化为电动势输出，而热电阻和热敏电阻则是将温度的变化转化为电阻的变化。
( 3 )简述热电偶能够工作的两个条件是什么？热电偶必须是由两种性质不同，但符合一定的要求的导体和半导体材料构成。
b、热电偶测量端和参考端之间必须有温差。
( 4)使用热电偶测温时，为什么要连接补偿导线？答：在使用热电偶测温时，要求热电偶的参考端温度必须保持恒定。
由于热电偶一般做得比较短，尤其是贵金属材料制成的热电偶更短。
这样，热电偶参考端离被测对象很近，使参考端温度较高且波动很大。
所以，应该用较长的热电偶，把参考端延长到温度比较稳定的地方。
这种办法对于价格便宜的热电偶还比较可行，对于贵金属则很不经济，同时不便于敷设热电偶线。
考虑到热电偶参考端所处温度常在100℃以下，补偿导线在此温度范围内，具有与热电偶相同的温度-热电势关系，可以起到延长热电偶的作用，且价格便宜。
所以，在使用热电偶时要连接补偿导线。
( 5)什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。
分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法。
6、热电偶测温时什么要进行冷端温度补偿，冷端温度补偿的方法有哪些？答：热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪表，其分度都是指热电偶冷端处在0℃时的电动势，因此在实际测量中，应使冷端保持在0℃，如果冷端不是0℃，则需要用中间温度定律进行补偿。
方法：补偿导线法、冰点槽法、计算修正法、调整仪表起始点法、冷端补偿电桥法压电式传感器1．填空题（1）由于力的作用而使物体表面产生电荷，这种效应称为压电效应，制成的传感器称为压电式传感器，一般采用压电晶体作为传感器的材料。
（2）压电元件是一种力敏感元件，可以测量那些最终能转换为力的物理量。
（3）压电式传感器不能测量静态的被测的量，更不能测量零频率的信号，现在多用于测量动态量。
（4）压电式传感器是基于某些压电材料的压电效应。
压电材料有：、、。
（5）当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力，作用在压电晶片上，由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有__电荷______产生。
2．选择题（1）压电晶体表面所产生的电荷密度与（c ）。
a．晶体厚度成反比b．晶体面积成反比c．作用在晶体上的压力成正比（2）压电片受力的方向与产生电荷的极性（ b ）。
a．无关b．有关（3）前置放大电路具有（ c ）的功能。
a．放大b．转换阻抗c．放大与转换（4）压电式加速度传感器是（ d ）信号的传感器。
a．适合测量任意b．适合测量直流c．适合测量缓变d．适合测量交流3．问答题（1）何为压电效应？答：压电元件受到一定方向的外力而产生变形，内部产生了电荷极化的现象，在元件的上下两表面便产生极性相反、大小相等的电荷，且电荷量和所受到压力的大小成正比。
外力的方向改变时，电荷的正负极性也随之发生变化。
去掉外力，元件又恢复到原来不带电状态，这种现象称为压电效应。
（2）压电式传感器能否用于静态测量？为什么？答：由压电式传感器实际的等效电路可以看出，只有在外电路负载无穷大，且内部无漏电时，电压源才能保持长期不变；如果负载不是无穷大，则电路就会按指数规律放电。
这对于静态标定及低频准静态的测量极为不利，必然带来误差。
事实上，压电式传感器的内部不可能没有泄漏，外电路负载也不可能无穷大，压电元件只有在交变力的作用下，以较高频率不断地作用，电荷才能源源不断地产生并得以不断补充，以供给测量回路一定的电流。
从这个意义上讲，压电式传感器不适用于静态测量，只适用于动态测量。
（3）试述压电式传感器的工作原理。
答：压电式传感器是由压电元件组成的自发电式传感器。
压电元件受到一定方向的外力而产生变形，内部产生了电荷极化的现象，在元件的上下两表面便产生极性相反、大小相等的电荷，且电荷量和所受到压力的大小成正比。
外力的方向改变时，电荷的正负极性也随之发生变化。
去掉外力，元件又恢复到原来不带电状态，这种现象称为压电效应。
如下图给出了某种压电元件在各种受力条件下所产生的电荷情况，从图中可以看出，元件表面电荷的极性与受力的方向有关。
压电效应把机械能转换为电能。
光电传感器1．填空题（1）光电式传感器的工作基础是光电效应，能将光信号的变化转换为电信号的变化。
（2）光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。
（3）常见的基于内光电效应的光敏元件有光敏电阻和光敏晶体管。
（4）光电开关是一种利用光电效应做成的开关。
根据检测方式的不同，光电开关可分为对射式、反射式2种类型。
（5）光电传感器可以检测出所收到的光信号的变化，然后借助光敏元件将光信号的变化转换成电信号，进而输出到处理器中进行处理以实现控制。
（6）光敏二极管工作在反向偏置状态下，即光敏二极管的正极接电源负极，光敏二极管的负极接电源正极。
2．选择题（1）光敏电阻的工作基础是（ b ）效应。
a．外光电效应b．内光电效应c．光生伏特效应（2）光敏电阻在光照下，阻值（ a ）。
a．变小b．变大c．不变（3）光敏二极管工作在（ b ）偏置状态，无光照时（ c ），有光照时（ d ）。
a．正向b．反向c．截止d．导通（4）光敏三极管与光敏二极管相比，灵敏度（a ）。
a．高b．低c．相同（5）以下元件中，属于光源的有（acde ），属于光电元件的有（bf ）。
a．发光二极管b．光敏三极管c．光电池d．激光二极管e．红外发射二极管f．光敏二极管（6）光敏电阻上可以加直流电压，也可以加交流电压。
加上电压后，无光照射时，由于光敏电阻的阻值（a ），电路中只有很（b ）的暗电流；当有适当波长的光照射时，光敏电阻的阻值变（b ），电路中电流也随之变（a ），称为光电流。
根据光电流的大小，即可推算出入射光的强弱。
a．大b．小c．相同（7）在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（b）。
a．外光电效应b．内光电效应c．光电发射（8）（ b ）一般用于光的测量、控制和光电转换。
a．发光二极管b．光敏电阻c．光电池d．激光二极管（9）光电式传感器属于（ b ）传感器。
a．接触式b．非接触式3．问答题（1）光电效应有哪几种？与之对应的光电元件有哪些？答：光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。
在光线的作用下，电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管和光电倍增管；在光线的作用下，物体的导电性能发生改变的现象称为内光电效应，基于内光电效应的光电元件有光敏电阻和光敏晶体管等；在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。