传感器试题2005本科

上海交通大学

2005年传感器期末考试试题 (A卷)

班级：学号：姓名：成绩： .

（答案必须写在答题纸上，写在试题纸上的一律不给分）

一、判断对错（正确：√，错误：×，每题1分，共15分）

1.传感器的阈值，实质上就是传感器在零点附近的分辨力。

2.某位移传感器的测量量程为1mm，分辨力为0.001mm，这说明传感器的灵敏度很

高，其灵敏度为0.1%。

3.传感器A采用最小二乘法拟合算得线性度为±0.6%，传感器B采用端点连线法

算得线性度为±0.8%，则可以肯定传感器A的线性度优于传感器B。

4.无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。

5.幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。

6.半导体应变传感器的灵敏度远远高于金属应变传感器，主要是因为半导体材料

的压阻效应占主要地位。

7.调频式电感传感器转换电路由于输出信号是脉冲信号，因此抗干扰能力强，易

于数字化和远距离传输信号。

8.如果电容传感器的电缆丢失了，更换另一个电缆后，可以不必对测量系统重新

进行标定，也可直接使用。

9.电荷放大器是将传感器输出的电荷进行放大的前置放大器，由于它可以使用较

长的电缆，因而得到广泛应用。

10.压电式力传感器既可以测量静态力，也可以测量动态力。

11.热电偶的工作机理是导体的热电效应。而热电势的产生必须具备两个条件，即

两种导体材质不同且两个节点的温度不同。

12.由于光敏电阻的光照特性是非线性的，因此不宜用作测量元件。但由于光敏电

阻的响应时间很短，因此可以用作高速光电开关。

13.光纤是利用光的折射原理工作的，光纤由纤芯和包层构成，且纤芯的折射率小

于包层的折射率。

14.由于光电池的开路输出电压与光强成正比，因此可以用于测量光强。

D图像传感器是由电荷耦合器件CCD与光敏二极管阵列集成为一体的具有自

扫描功能的固态传感器。

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二、选择题（请选择你认为最为适合的答案，每题1分，共15分）

1. 车间条件下检定大型机床工作台的位移（行程20米），可选用：

（a）光栅传感器（b）感应同步器（c）激光干涉测量系统

2. 测量炮弹发时炮筒内壁的压力且不影响火炮发射，可采用的压力传感器为：

（a）压电式（b）应变式（c）压阻式

3. 为一个旋转式机械分度装置增加数显系统，可采用的角度传感器为：

（a）增量式编码器（b）绝对码编码器（c）电容传感器

4. 对生产流水线上的塑料零件进行自动计数，可采用的传感器为：

（a）光电传感器（b）霍尔传感器（c）电容传感器

5. 你认为自动感应式干手机中的人手感应器应为：

（a）红外传感器（b）超声传感器（c）激光传感器

6. 自动车库门的感应器应选用何种传感器比较理想？

（a）激光传感器（b）超声传感器（c）辐射传感器

7. 在线测量高速回转零件的主轴径向偏摆量，可选用：

（a）差动变压器（b）电涡流传感器（c）压电式传感器

8. 下列那类传感器可以具有防水功能：

（a）电阻应变式传感器（b）电涡流传感器（c）电容式传感器

9. 为了在报纸印刷的高速生产流水线上监测印刷缺陷，可以采用哪一种传感器：

（a）面阵CCD传感器（b）线阵CCD传感器（c）硅光电池

10. 数码照相机中用于自动调焦的测距传感器为：

（a）红外传感器（b）超声波传感器（c）CCD传感器

11. 一小型光学仪器中用于测量光斑二维位置变化（x-y）的传感器可采用：

（a）线阵CCD传感器（b）面阵CCD传感器（c）PSD传感器

12. 绝对式编码器的码制绝大多数采用：

（a）二进制码（b）十进制码（c）格雷码

13. 高精度激光测距传感器是通过以下哪一种方法来测量距离的：

（a）时间差法（b）相位差法（c）外差法

14. 下列电感传感器中，哪一种传感器的输出特性是线性的：

（a）变气隙型（b）变面积型（c）螺管型

15. 电容式液位传感器属于下列那一种型式：

（a）变极距型（b）变面积型（c）变介质型

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三、简答题（简单叙述下列传感器的工作原理，每题5分，共30分）

1. 差动变压器式压力传感器

2. 电涡流式介质温度传感器

3. 压电式加速度传感器

4. 压阻式压力传感器

5. 霍尔式磁传感器

6. 光栅位移传感器

线圈铝板

线圈磁芯膜盒

1-外壳2-预紧螺母3-质量块4-压电元件5-底座6-接头1-低压腔2-高压腔3-硅杯4-引线5-硅膜片

基体

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四、通过下面两个曲线图叙述传感器二阶环节的幅频相频特性，以及阶跃响应特性。

（本题10分）

五、图示为光纤传感器中光线传播原理，请推导入射角θ0的临界入射角θC 与空气折射率n 0、纤芯折射率n 1和包层折射率n 2的关系式。（本题10分）

六、拟采用电容传感器测量液位高度，请您叙述测量系统构成（图示说明）、测量原理，并推导有关的测量公式。（本题10分）

七、有一测力传感器利用等强度梁制成，梁的上下面各粘贴两片相同的电阻应变片，并构成桥路，如图所示。若l=50mm ，b=5mm ，t=1mm ，E =1*105N/mm 2， 应变片的灵敏系数K =2，供桥电压U =6V ，问当输出电压U 0=36mV 时，力F 为多少？（提示：26bt

Fl

=

σ）（本题10分）θ0

n 0

n 1

n 2