传感器技术练习题及答案
人教版高中物理选修3-2第六章 传感器单元练习题(含详细答案)
第六章传感器一、单选题1.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警2.如图所示,有电流流过长方形金属块,磁场的方向垂直于前后表面,由于发生霍尔效应,下列说法中正确的是( )A．金属块上表面a电势高B．金属块下表面b电势高C．金属块前表面c电势高D．金属块后表面d电势高3.下列关于传感器的说法正确的是( )A．话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B．如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显5.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同6.在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度T的变化关系如图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、保温双重功能．以下对电热灭蚊器的判断正确的是( )①通电后,其电功率先增大后减小②通电后,其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散失的热量相等时,温度保持在T1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在T1和T2之间的某一值不变A．①③B．②③C．②④D．①④7.电子打火机的点火原理是压电效应,压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器,如图所示．压电片安装在电梯地板下,电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压,若发现电压表示数增大,下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下8.以下家用电器中利用了温度传感器的是( )A．防盗报警器B．自动门C．电子秤D．电饭煲9.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时,出现声音它就开启；而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是( )①温度传感器；②光传感器；③声音传感器；④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④10.霍尔元件能转换哪个物理量( )A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量二、多选题11.(多选)如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )A．严重污染时,LDR是高电阻B．轻度污染时,LDR是高电阻C．无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响12.(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池13.(多选)为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1＝25 Ω,电源输出电压恒为U ＝3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A,当拉环不受力时,滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处三、实验题14.如图所示,一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆；E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小；R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω,S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度,使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱,使得电流表的读数________,记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值,直到20 ℃；在每一温度下重复步骤e、f.15.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关．③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R－t关系图线．请根据图中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)保留3位有效数字．四、计算题16.在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω,结构如图所示,当系统绕轴OO′转动时元件A在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制导信号源,已知A质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长为l0,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长为l,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器触头P在中点,与固定接头Q正对,当系统以角速度ω转动时,求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电压表示数U与角速度ω的关系式．17.如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中心C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直,且OC＝h,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？18.如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧,电源的电动势为E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．(2)将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置,此时系统的加速度大小和方向如何？五、填空题19.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色光发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K 为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合．这时释放K后,延时开关S约在1 min后断开,电灯熄灭．根据上述信息和原理图,我们可推断：按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R________R L的条件．20.按如图所示接好电路,合上S1,S2,发现小灯泡不亮,原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡________________,原因是________________；停止吹风,会发现小灯泡________________,原因是____________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡________________,原因是____________________________．21.如图甲所示,某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光．(1)要记录车辆违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．(2)已知控制电路的电源电动势为 6 V,内阻为 1 Ω,继电器电阻为R0＝9 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引,如图乙所示,则只有质量超过________ kg的车辆违规时才会被记录．(g取10 N/kg)22.电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成,S1是一个磁铁限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时,自动断开,且不能自动复位(闭合),S2是一个双金属片自动开关,当温度达到70～80 ℃时,自动断开,低于70 ℃时,自动闭合,红灯、黄灯是指示灯,通过的电流必须较小,所以R1、R2起________作用,R3是发热电阻,由于煮饭前温度低于70 ℃,所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后,黄灯灭而红灯亮,R3发热,当温度达到70～80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态,由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”),若用电饭煲烧水时,直到水被烧干S1才会断开,试解释此现象．23.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是________．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】当电流在导体中流动时,自由电子定向移动的方向向左,受到向上的洛伦兹力作用,向金属块上表面聚集,于是金属块的上、下表面分别带上了负电荷与正电荷,从而形成了电势差,且下表面电势高,选项B正确．3.【答案】C【解析】A项,话筒是一种常用的传感器,其作用是将声音信号转换为电信号；B项,天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中有光传感器和声音传感器；C项,光敏电阻随光照强弱变化,其阻值会发生变化,即它够把光照强弱变化转换为电阻大小变化；D项,电子秤中所使用的测力装置是压力传感器；故选C.4.【答案】C【解析】若为金属热电阻、温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A、B错误．若为热敏电阻,读数将明显变化,C对,D错．5.【答案】B【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示,B处为绳子原长处,C处为小球重力与绳上拉力相等处,D 处为小球下落的最低点,在F－t图中,0～t1小球在OB间下落,t1～t2小球在BD间下落,t2～t3小球由D回到B处,t3～t4小球在BO间上升,而后下落至B点．由F－t图知,小球在t2时刻下落到最大距离,然后最大距离在逐渐减小,由以上分析知,小球的最大速度出现在C点,对应于t1～t2之间,A 错,B对；小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻,C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻,速度大小都为零,D错误．正确选项为B.6.【答案】D【解析】在温度由零升到T1的过程中,电阻器的电阻率ρ随温度的升高而减小,其电阻R随之减小,由于加在灭蚊器上的电压U保持不变,灭蚊器的热功率P随之增大,当T＝T1时,P＝P1达到最大,在温度由T1升高到T2的过程中,ρ增大,R增大,P减小．而温度越高,其与外界环境的温度差也就越大,高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大,因此在这之间的某温度T3会有P＝PT3＝P′,即电热功率等于散热功率时,达到保温,当T<T3时,P>P′,温度自动升高到T3；当T>T3时,P<P′,温度自动降低到T3,实现自动保湿,正确选项为D.7.【答案】C【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大,对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速．8.【答案】D【解析】9.【答案】B【解析】10.【答案】B【解析】选B,霍尔元件是将磁感应强度转换成电压的．11.【答案】AD【解析】严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错；LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错；白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D对．12.【答案】BC【解析】13.【答案】ABC【解析】若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,回路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,因此A正确．当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得,I＝＝0.1 A,故B正确．拉力为400 N时,由F＝kΔx,则Δx＝4 cm,对应的电阻为RaP＝20 Ω,R1接入电路的电阻RPb＝5 Ω,由闭合电路欧姆定律得,I′＝＝0.3 A,故D错,C正确．14.【答案】(1)如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e．仍为I0电阻箱的读数R1 f．R0－R1＋150 Ω【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大,因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时,外电路的总电阻相等．95 ℃和T1时对应的电路的总电阻相等,有150 Ω＋R0＝R T1＋R1,即R T1＝R0－R1＋150 Ω.15.【答案】(1)如图(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)100 0.400【解析】(1)连接实物图时导线不能交叉,电压表应并联在电阻两端,电流由电压表的正接线柱流入电压表．(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性,所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度,热敏电阻的阻值用R＝间接测量,故需记录的数据是温度计示数和电压表的示数．(3)设热敏电阻R＝R0＋kt,由图线斜率知k＝0.400.温度为10 ℃时,热敏电阻R＝104 Ω,则R0＝R－kt＝104 Ω－0.400×10 Ω＝100 Ω,所以R＝100＋0.400t(Ω)．16.【答案】(1)x＝(2)U＝【解析】(1)由圆周运动规律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)即kx－mω2x＝mω2l0所以x＝(2)由串联电路的规律知U＝E＝.17.【答案】(1)设列车加速度为a时,小球偏离竖直方向θ角,此时小球受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得mg tanθ＝ma.①因为tanθ＝,②由①②两式得a＝g③又设列车加速度为a时,电压表读数为U′＝＝,④由④式得DC＝,⑤将⑤式代入③式得a＝⑥(2)由⑥式可知,g、L、U、h均为常数,则列车加速度a与电压表读数U′成正比,可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样,是均匀的．(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零【解析】18.【答案】(1)a＝(E－2U)(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系(3)方向向左【解析】(1)当振子向左偏离中间位置x距离时,由牛顿第二定律得2kx＝ma①电压表的示数为U＝E②由以上两式解得a＝(E－2U)．③(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系．(3)当滑动触头滑到最右端时,电压表最大示数U m＝E,电压表指针指在满刻度的位置时,U＝E代入③式解得a＝－,负号表示方向向左．19.【答案】发光的 1 熄灭的≫【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的．当按下开关K 后,延时开关S闭合,二极管和R被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1 min后断开,故电灯L 能持续发光1 min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L.20.【答案】由于热敏电阻在常温时阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁发光当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,左侧电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁,使右侧电路接通,小灯泡亮了发光热敏电阻温度仍然较高熄灭当把热敏电阻放入冷水后,热敏电阻温度降低很快,阻值变大,左侧电路中电流减小,电磁铁将衔铁放开,故小灯泡熄灭【解析】21.【答案】(1)红(2)400【解析】当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时,光控开关闭合,继电器的衔铁就被吸下,电控照相机自动拍照,根据闭合电路欧姆定律I＝,当电流为0.06 A时,外电阻R＝90 Ω,从题图乙中找出对应的压力为4×103N,故质量为400 kg.22.【答案】限流闭合的>【解析】R1、R2起的作用是限流,防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁,S2是自动控制温度开关,当温度低于70℃时自动闭合,当温度达到70～80 ℃时又自动断开,使电饭煲处于保温状态,由于R3的功率较大,因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开,而水的沸点只有100 ℃,因此用电饭煲烧水时,直到水被烧干后S1才会断开．23.【答案】变暗 C【解析】电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,电路中电流减小,根据P＝I2R知,小灯泡的实际功率减小,所以变暗．。
压敏传感器的应用典型练习题1
压敏传感器的应用典型练习题1注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．压敏电阻的阻值R 随所受压力的增大而减小。
某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A ，电梯静止时电压表示数为0U ，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。
下列判断正确的是（ ）A ．电梯匀加速下降B ．电梯匀加速上升C ．电梯下降且加速度在变大D ．电梯上升且加速度在变小【答案】C 【详解】根据闭合电路欧姆定律得0()U E I R r =-+ 结合图像可得电路中的电流一直减小，又0E I R r R =++ 可知压敏电阻的阻值一直增大，则A 对压敏电阻的压力减小，可知A 处于失重状态，则电梯处于向上减速或向下加速并且加速度越来越大。
故选C 。
2．下列设备在工作时，利用了温度传感器的是（ ）A ．称量货车载重量的电子秤B ．能自动开启和关闭的路灯C ．烟雾报警器D ．自动恒温箱【答案】D【详解】A ．称量货车载重量的电子秤利用的是压力传感器，故A 错误；B ．能自动开启和关闭的路灯与光的强弱有关，利用的是光传感器，故B 错误；C ．烟雾报警器，是当有火灾时，会产生烟雾进入火灾报警器，利用光的漫反射，从而触发开关报警，利用的是光传感器，故C 错误；D ．自动恒温箱需要将温度信号转化为电信号，利用的是温度传感器，故D 正确。
故选D 。
【点睛】3．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。
称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。
则（ ）A ．电容器储存的电能减少B ．电容器的电容减小，带电荷量减小C ．膜片下移过程中，电流表有a 到b 的电流D ．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势【答案】D【详解】AB ．根据电容器表达式4S C kdεπ= 当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式Q C U =由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，则电容器储存的电能增加；所以AB 错误；C 膜片下移过程中，电容器充电，则电流表有b 到a 的电流，选项C 错误；D ．电子秤是一个压力传感器，当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，等于电源的电动势，所以D 正确。
压力传感器典型练习题5
压力传感器典型练习题5注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。
一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。
其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块档板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。
某次实验中，电流表示数随时间变化关系如图乙所示、已知0-t1时间内，小车处于静止状态，则（）A．0~t1时间内，弹簧处于压缩状态B．t1~t2时间内，小车的加速度随时间均匀减小C．t2~t3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动D．t2~t3时间内，小车可能向左做加速度增大的加速直线运动【答案】AD【详解】A．0～t1时间内，电流最大，力敏电阻的阻值最小，所受压力最大，所以弹簧处于压缩状态，故A正确；B．t1～t2时间内，电流减小，力敏电阻的阻值增大，所受压力F减小，根据牛顿第二定律，小车的加速度为kx F aM-=小车的加速度增大，故B错误；CD．t2～t3时间内，电流最小，力敏电阻的阻值最大，所受压力最小，合力向左，小车的加速度向左，又因为电流不变，压力不变，小车的合力不变，加速度不变，小车做加速度向左的匀变速直线运动，小车可能向左做匀加速直线运动，也可能向右做匀减速直线运动，还有可能M与力敏电阻分离了，此时小车可能向左做加速度增大的加速直线运动，故C错误，D正确。
故选AD 。
2．如图所示是一种测定竖直加速度的装置，A 、B 间的电压U 恒定，R 1为定值电阻，滑块左端与滑动变阻器R 2的滑动头连接，下端与竖直轻弹簧连接。
将该装置固定在竖直方向运动的电梯中，电梯静止时滑动头在变阻器的中间位置，理想电压表示数为1.5V 。
下列说法正确的是（ ）A ．电压表示数为1.2V 时，电梯加速度方向向上B ．电压表示数为1.8V 时，电梯一定向上加速C ．加速度增大时，电压表示数一定增大D ．将电压表的表盘改成表示加速度的表盘，刻度仍均匀【答案】D【详解】A ．电压表示数为1.2V 时，R 2的滑动端与静止时相比向上移动了，则弹簧变长，电梯加速度方向向下，选项A 错误；B ．电压表示数为1.8V 时，R 2的滑动端与静止时相比向下移动了，则弹簧变短，电梯加速度方向向上，电梯可能向上加速，也可能向下减速，选项B 错误；C ．若电梯的加速度向下，且加速度增大时，R 2的滑动端与静止时相比向上移动，电压表示数会减小，选项C 错误；D ．根据开始时kx 0=mg若加速度向上，则kx mg ma -=即0()k x x ma -=即k x ma ∆=而∆x 与R 2电阻的变化∆R 2成正比，而∆U =I ∆R 2可知电压表读数的变化量与加速度成正比，则将电压表的表盘改成表示加速度的表盘，刻度仍均匀，选项D 正确。
温度传感器的应用典型练习题6
温度传感器的应用典型练习题6注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．普通电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻R 随温度T 变化的关系如图中实线①所示。
另有一种用PTC 材料作发热元件的电熨斗，PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线①所示。
则（ ）A ．处于冷态的PTC 电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快B ．处于冷态的PTC 电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温慢C ．PTC 电熨斗通电一段时间，电熨斗温度最可能自动稳定在67~T T 之间D ．普通电熨斗通电一段时间，电熨斗温度自动稳定在67~T T 之间【答案】AC【详解】AB ．由题图可知冷态时PTC 材料电阻较小，由2U P R得，其发热功率较大，所以升温更快，A 正确，B 错误；C ．从题图中看出，PTC 材料温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以发热快于散热，温度升高，温度升高后电阻值迅速增大，相应发热功率减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，发热功率会相应增大，温度会稳定在题图中76T T 之间，C 正确；D ．合金丝电阻几乎不随温度变化，所以当发热功率等于散热功率时，温度应该是某一固定温度，从题图中不能得出是在哪个范围，D 错误。
故选AC 。
2．随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，使热空气从机内吹出，将湿手烘干。
某型号干手机的说明书中有如下一段文字：功能与特点：①采用红外线感应原理，即感应即动作，卫生、方便；①超高温保护，即过热、过电流双重保护；①采用内热式的再循环原理，低噪音、高转速、烘干能力强；①高强度塑钢外壳，牢固可靠，美观大方。
据此可判断（）A．该自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路B．该自动干手机靠位移传感器来感知使用者手的靠近C．该自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能D．该自动干手机靠红外线传感器来感知使用者手的靠近【答案】ACD【详解】A．由说明书中“功能与特点”的第二项可知，该自动干手机具有过热保护功能，其中必然用温度传感器来感知温度，温度过高时自动控制电路断开，选项A正确；BD．由说明书中“功能与特点”的第一项可知，B错误，选项D正确；C．由能量守恒定律知，选项C正确。
《传感器与检测技术》 重修练习卷B
《传感器与检测技术》重修练习卷2一．填空题1．传感器是由敏感元件和转换元件及转换电路组成。
其中敏感元件指直接能感受和响应被测量部分。
转换电路指将无源型传感器输出的电参数量转换成为电能量，它们将电阻、电容、电感等电参数量转换成电流、电压或频率。
2．在计量工作中，天平用的是零位法测量方法。
3．已知电位器中电阻体长度为L，电阻值为R，输出电压为U，电刷位移X，滑动端输出电压为：U0=XU/L。
4．电涡流传感器中，电涡流的大小与金属的电阻率，磁导率，金属板厚度，绕组与金属导体的距离以及绕组励磁电流的角频率等有关。
5．电压为0.2090V，其有4 位有效数字，其测量误差不超过±0.0005V；频率f=100Hz，有3 位有效数字，其测量误差不超过±0.5Hz。
6．按输出信号的形式，传感器可分为开关式、模拟式和数字式。
7．绝对误差是有量纲性，而相对误差无量纲性。
8．加法运算：运算结果的有效数字位数，应与参与运算的各数中小数后面有效位数最少的相同。
乘法运算：运算结果的有效数字位数，应与参与运算各数中有效位数最少的相同。
二．选择题1.某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为C级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买B级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52.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，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是B。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级3.在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的C左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4. 电子秤中所使用的应变片应选择B应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择D；一次性、几百个应力试验测点应选择A应变片。
温度传感器典型练习题9
温度传感器典型练习题9注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料，可用于测温．某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化（关系式为：R t=kt+b，其中k＞0，b＜0，t为摄氏温度）的热敏电阻，把一灵敏电流计改装为温度计．除热敏电阻和灵敏电流计外，还用到如下器材：1．直流电源（电动势为E，内阻不计）；2．滑动变阻器；3．单刀双掷开关；4．标准温度计；5．导线及其他辅助材料．该同学设计电路如下图所示，按如下步骤进行操作．（1）按电路图连接好器材．（2）将滑动变阻器滑片P滑到_____（填“a”或“b”）端，单刀双掷开关S掷于_____（填“c”或“d”）端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．（3）容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S 置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关．请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式（用题目中给定的符号）I=_____．（4）根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计．根据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_____（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀？_____（填“是”或“否”）．【答案】(2)a c(3)EIR kt b=++(4)右否【详解】解：(2)根据实验的原理可知，需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值，结合滑动变阻器的使用的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，乙保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路；(3)当温度为t 时，热敏电阻的阻值与摄氏温度t 的关系为：1R b k =+，根据闭合电路的欧姆定律可得：t E E I R R R b kt==+++ (4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的．2．图为在10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻12R k =Ω，2 1.5R k =Ω，34R k =Ω，R 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示.当a 、b 两点间电势差0ab U <时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当0ab U >时，电压鉴别器使S 断开，停止加热.恒温箱内的温度大约保持在________℃.【答案】017.5C ;【详解】由题可知U ab =0是一个临界点，对应着开关S 的动作，而开关的接通或断开对应着温度的上升或下降.由电路分析可知，在R 1、R 2、R 3给定的条件下，热敏电阻R 的阻值决定了U ab 的正负.设电源负极的电势为零，则212a R U R R φ=+,3b R U R R φ=+ ,其中U 为电源的路端电压，令a b φφ=，即U ab =0,则 可得213R R R R =,代人数据得R=3 kΩ，由图像可得对应的温度为17.5℃.3．某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计．提供的实验器材有:灵敏电流表（量程为1.0 mA ，内阻为 100Ω)，学生电源(输出电压为U=2.0V ，内阻不计），定值电阻0R (阻值为200Ω),滑动变阻器R 1（最大阻值为1000Ω),滑动变阻器2R (最大阻值为3000Ω)，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻T R ，导线若干. 已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t 的关系为()2.5175T R t =+ Ω，实验步骤如下： a.按照电路图连接好实验器材；b.为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P 调整到a 端;然后将单刀双掷开关掷于c 端，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线，并在以后的操作中使滑片P 位置不变）c.在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于d 端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；d.根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计．(1)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_______(选填“1R ”或“2R ”)．(2)灵敏电流表的电流I 与热水温度t 之间的函数关系式为I =_______A(请把已知数据代入），该温度计能够测量的最低温度为_______℃．(3)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的____(选填“左”或“右”侧，刻度盘上的刻度______(选填“均匀”或“不均匀”)．【答案】 R 2 22.51975t + 10 右 不均匀 【分析】本题创新性地考查了电表的改装原理和改装步骤，意在考查考生对物理规律的理解能力.【详解】(1)由于灵敏电流表的内阻只有100Ω，所以当灵敏电流表达到满偏时，有0g U I R R R=++，将U =2.0V ，R 0=200Ω,R g =100Ω及I =1.0×10-3A 代入可得1700R =Ω，应选择滑动变阻器R 2.(2)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2000-200=1800Ω.当开关掷于d 端时，有(A)1800T U I R =+，又因为(2.5175)()T R t =+Ω，代入整理可得2(A)2.51975I t =+；当电流表达到满偏时，此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I=1.0×10-3A代入上式可得10t=℃.(3)由2(A)2.51975It=+可知，电流随温度不是均匀变化的，刻度盘上的刻度不均匀；温度越低，电流越大，指针越向右偏，低温刻度应在刻度盘的右侧.4．如图是电熨斗温度自动控制装置．(1)常温时，上、下触点应是________（分离，接触）(2)双金属片温度升高时，________层形变大（上、下）(3)假设原来温度上升到80℃时断开电源，现要60℃时断开电源，应向________调节调温旋钮（上、下）【答案】接触；上；下【分析】电熨斗温度自动控制装置能控制电源的通断．常温时，上、下触点应是接触的，当双金属片温度升高时，上下层形变不同，上层形变大，双金属片发生弯曲，使电路断开；原来温度上升到80°C时，断开电源，现在要求60°C时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮．【详解】解：(1)常温时，通电电热丝能发热，所以上、下触点应是接触的．(2)双金属片上下金属片的膨胀系数不同，温度升高时，上层形变大，双金属片向下发生弯曲，使电路断开．(3)原来温度上升到80°C时,断开电源,现在要求60°C时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，故应向上调节调温旋钮；故答案为(1)接触；(2)上；(3)下；5．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图中实线℃所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线℃所示，根据图线分析：(1)为什么处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度T 自动稳定在______范围之内．【答案】(1)由于冷态时PTC 材料电阻较小，故由P ＝2U R知，其发热功率较大，所以升温快(2)T 6＜T ＜T 7【分析】PTC 熨斗在6T 温度以下范围时，电阻较小，发热功率较大；在7T 温度以上时，电阻较大，发热功率较小；而散热快慢取决于材料和温差，故温度会在一定范围内浮动；【详解】（1）原处于冷态的PTC 熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快是由于：冷态时PCT 电阻很小，根据公式2U P R=，电功率很大，故升温快； （2）在6T 温度以下范围时，电阻较小，发热功率较大，由于温度较低，与环境温差小，故升温快；在7T 温度以上时，电阻较大，发热功率较小，由于温度较低，与环境温差大，故降温快，故通电一段时间后电熨斗温度t 自动地稳定在67T t T ＜＜范围之内．【点睛】本题关键是明确PTC 材料电熨斗的控温原理，要能结合R -T 图象和电功率公式2U P R=进行分析即可． 6．某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分若干次向如图所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．(1)将表格中的实验数据在如图给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象________．可以看出该热敏电阻的阻值随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图所示，请在虚线框中正确画出斯密特触发器________．图中二极管的作用是：_____________.(3)当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R 1＝12.6 kΩ，则温度可控制在________ ℃到________ ℃之间(结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)．【答案】 减小 为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中产生的自感电动势损坏集成电路； 38 82【详解】(1)[1][2]．运用描点法作出热敏电阻的阻值R 随温度t 变化的图象，由图象可看出，温度升高热敏电阻的阻值减小；(2)[3][4]．施密特触发器如图乙，二极管的作用是为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，二极管提供自感电流的通路；(3)[5][6]．设斯密特触发器输入端电压U ’=1.6V 时，热敏电阻的阻值为R ’，则1U R E R R ''=+'将E =5V ，R 1=12.6k Ω代入，求得R ’=5.9k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ’=38℃；同理，触发器输入端电压U ”=0.8V 时，求出热敏电阻的阻值为R ”=2.4k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ”=82℃；7．传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻R 1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在__处（选填“a”、“b”）．（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向__移动（选填“左”、“右”）．（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的可能原因可能是__A．电源能提供的电流太小，导致电磁铁磁性太弱；B．复位弹簧劲度系数太小．C．电源能提供的电流太大，导致电磁铁磁性过大；D．复位弹簧劲度系数太大；【答案】（1）a；（2）左；（3）AD；【详解】(1)温度升高热敏电阻变小，控制左边电路电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a 点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处．(2)滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时控制电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大引力吸引开关，因此滑片向左移可以提高报警温度．(3)在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：℃左边电源电压太低，电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；℃弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等，故AD正确，BC错误；8．温度传感器是一种将温度变化转化为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻，在某次实验中，为了测量热敏电阻R T在0C︒到100C︒之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路．其实验步骤如下：℃正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；℃加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；℃重复第℃步操作若干次，测得多组数据．（1）该小组用多用电表“100⨯”档测热敏电阻在100C ︒下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到______档（选填“10⨯”、“1k ⨯”）；如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：___________，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是_____Ω；实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图丙的T R t -关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R T -t 关系________；（2）若把该热敏电阻与电源（电动势E=1.5V 、内阻不计）、电流表（量程为5mA 、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R 0串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测量探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”．℃电流表刻度较大处对应的温度刻度应该_______(填“较大”或“较小”)；℃若电阻箱的阻值取R 0=220Ω，则电流表3mA 处所对应的温度刻度为______C ︒．【答案】 10⨯ 重新进行欧姆调零 200Ω 100T R t =+ 较小 80C ︒【详解】（1）[1][2][3]．用多用表的“×100”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大，说明电阻较小，换用小倍率的，所以换用“×10”倍率；换挡后，需重新欧姆调零，电阻的阻值等于20×10Ω=200Ω，[4]．从图中取相距较远的两个特殊点，代入R T =R 0+kt 计算，由图有：120=R 0+20k200=R 0+100k解得R 0=100Ω，k =1，故该热敏电阻的R -t 关系式R T =100+t ；（2）℃[5]．由闭合电路欧姆定律有()g g E I R R R =+'+可见电流越小电阻越大，而电阻越大温度则越高，即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大，电流刻度较大处对应的温度刻度应该较小；℃[6]．若电阻箱阻值220R '=Ω时，代入()g g E I R R R =+'+，得热敏电阻的阻值为：R =180Ω 结合图甲可知热敏电阻阻值与温度关系式为：R =t+100，故此时对应的温度数值为80℃．【点睛】多用电表的刻度盘零刻度在右边，当指针偏角比较大时，说明电阻比较小，指针偏角比较小时，说明电阻比较大；每次换挡需重新进行欧姆调零，欧姆表测电阻的阻值等于读数乘以倍率，根据图象的性质可明确对应的公式；电流小，根据闭合电路欧姆定律，可以得到热敏电阻的电阻值大，而根据题图甲，热敏电阻的电阻大时温度高；根据闭合电路欧姆定律计算得到热敏电阻R 的值，再从电阻与温度图象得到温度值．9．如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A 的电势逐渐上升到1.6 V ，输出端Y 会突然从高电平跳到低电平0.25 V ，而当输入端A 的电势下降到0.8 V 时，输出端Y 会从低电平跳到高电平3.4 V ．如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，R T 为热敏电阻，R 1为可变电阻(最大阻值为1 kΩ)，蜂鸣器工作电压3 ～5 V ，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到80 ℃时报警，则R 1应调至________ kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R 1的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．甲 乙 丙【答案】 0.42 减小【详解】[1]．热敏电阻在80°C 时的电阻是R T ＝80 Ω，斯密特触发器输入端A 的电势是0.8 V时，输出端Y 的电压为3.4 V ，这时蜂鸣器开始工作．由串联电路分压特点知1150.80.8T T R U R U -== 可得R 1＝0.42 kΩ[2]．由热敏电阻的阻值随温度变化的图象可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻R 1的阻值应减小．10．（1）某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容，图中 R 为20 kΩ的电阻，电源电动势为6.0 V ，内阻可不计。
传感器练习题参考
传感器练习题参考检测技术基础——习题11、某压⼒仪表⼚⽣产的压⼒表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压⼒表的精度等级应定为级，另⼀家仪器商家需要购买压⼒表，希望压⼒表的满度相对误差⼩于 0.9% ，应购买级的压⼒表。
A、 0.2B、 0.5C、1.0D、 1.52、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 ，但该采购员对卖巧克⼒的商店意见最⼤，产⽣此⼼理作⽤的主要因素是。
A、绝对误差B、⽰值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同⼀系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
A、 3 倍 B、10 倍 C、1.5 倍 D、0.75 倍4、⽤万⽤表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率⾼达 500kHz 、 10V 左右的⾼频电压，发现⽰值还不到 2V ，该误差属于。
⽤该表直流电压档测量 5 号⼲电池电压，发现每次⽰值均为1.8V ，该误差属于。
A、系统误差 B、粗⼤误差 C、随机误差 D、动态误差5、重要场合使⽤的元器件或仪表，购⼊后需进⾏⾼、低温循环⽼化试验，其⽬的是为了。
A、提⾼精度B、加速其衰⽼C、测试其各项性能指标D、提⾼可靠性6、有⼀温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最⼤绝对误差为。
A、 1℃ B、 0.5℃ C、 10℃ D、 200℃2）当⽰值为20℃时的⽰值相对误差为，100℃时的⽰值相对误差为。
A、 2%B、 5％C、 1％D、 10％7、已知待测拉⼒约为 70N 左右。
现有两只测⼒仪表，⼀只为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；另⼀只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。
问选⽤哪⼀只测⼒仪表较好？为什么？8、欲测240V左右的电压，要求测量⽰值相对误差的绝对值不⼤于0.6%，问：若选⽤量程为250V电压表，其精度应选级。
光电式传感器练习题
光电式传感器练习题一、选择题1. 光电式传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 帕尔贴效应B. 声光效应C. 光电效应D. 热电效应2. 下列哪种传感器不属于光电式传感器？A. 光电二极管B. 光电三极管C. 热敏电阻D. 光电耦合器3. 光电式传感器中的光电二极管，其主要作用是？A. 发光B. 检光C. 转换光信号为电信号D. 放大电信号二、填空题1. 光电式传感器主要由光源、__________、光电器件和__________组成。
2. 光电式传感器按原理可分为__________、__________和__________三种。
3. 在光电式传感器中，__________是将光信号转换为电信号的元件。
三、判断题1. 光电式传感器只能检测可见光。
（）2. 光电式传感器的输出信号与光照强度成正比。
（）3. 光电式传感器在工业自动化领域应用广泛。
（）四、简答题1. 简述光电式传感器的工作原理。
2. 光电式传感器在日常生活中有哪些应用？3. 如何提高光电式传感器的检测精度？五、应用题1. 某一光电式传感器用于检测生产线上的产品数量，已知光源发出的光强度为1000Lux，光电二极管的灵敏度为0.5A/W。
当产品通过时，光电二极管产生的光电流为50mA。
求产品的透光率。
2. 设计一个基于光电式传感器的自动开关灯系统，简述其工作原理及电路组成。
3. 某一光电式传感器用于检测纸张厚度，已知光源与光电器件之间的距离为10cm，当纸张厚度为0.1mm时，光电器件接收到的光强度为原来的50%。
求纸张的折射率。
六、计算题1. 一个光电二极管在无光照时的反向饱和电流为10nA，当光照强度为100mW/cm²时，光生电流为1μA。
假设光电二极管的响应度为0.6A/W，计算该光电二极管在光照下的光子流量。
2. 一个光电传感器系统使用一个透镜将光聚焦到光电探测器上。
如果透镜的焦距为50mm，光源与透镜的距离为100mm，计算探测器上光斑的大小，假设光源的直径为10mm。
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1．传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？1．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？2．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. 弹性敏感元件在传感器中起什么作用？3．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。
4. 弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？4．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。
空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多，在同样的截面积下，轴的直径可加大数倍，这样可提高轴的抗弯能力，但其过载能力相对弱，载荷较大时会产生较明显的桶形形变，使输出应变复杂而影响精度。
环状敏感元件一般为等截面圆环结构，圆环受力后容易变形，所以它的灵敏度较高，多用于测量较小的力，缺点是圆环加工困难，环的各个部位的应变及应力都不相等。
悬臂梁的特点是结构简单，易于加工，输出位移(或应变)大，灵敏度高，所以常用于较小力的测量。
扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。
变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。
弹簧管可以把压力变换成位移，且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比，其刚度较大，灵敏度较小，但过载能力强，常用于测量较大压力。
波纹管的线性特性易被破坏，因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。
5. 何谓电阻式传感器？它主要分成哪几种？5．答：电阻式传感器是将被测量转换成电阻值，再经相应测量电路处理后，在显示器记录仪上显示或记录被测量的变化状态的一种传感器。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏电阻、气敏电阻及湿敏电阻等电阻式传感器。
6. 试比较金属丝电阻应变片与半导体应变片的特点。
6. 答：金属丝式应变片的蠕变较大，金属丝易脱胶，但其价格便宜，多用于应变、应力的一次性试验。
半导体应变片是用半导体材料作敏感栅而制成的。
当它受力时，电阻率随应力的变化而变化。
它的主要优点是灵敏度高（灵敏度比丝式、箔式大几十倍），横向效应小。
主要缺点是灵敏度的热稳定性差、电阻与应变间非线性严重。
在使用时，需采用温度补偿及非线性补偿等措施。
7. 热电阻传感器有哪几种？各有何特点及用途？7. 答：热电阻可分为金属热电阻和半导体热电阻两类。
前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。
以热电阻或热敏电阻为主要器件制成的传感器称为热电阻传感器或热敏电阻传感器。
热电阻传感器主要是利用电阻随温度变化而变化这一特性来测量温度的。
其主要优点是：测量精度高；有较大的测量范围，尤其在低温方面；易于使用在自动测量和远距离测量中。
热电阻传感器之所以有较高的测量精度，主要是一些材料的电阻温度特性稳定，复现性好。
热敏电阻按其对温度的不同反应可分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度系数热敏电阻（CTR）三类，CTR一般也是负温度系数，但与NTC不同的是，在某一温度范围内，电阻值会发生急剧变化。
这三类热敏电阻的电阻率ρ与温度t之间的相互关系均为非线性。
NTC热敏电阻主要用于温度测量和补偿，测温范围一般为-50~350℃，也可用于低温测量（-130℃~0℃）、中温测量（150℃~750℃），甚至更高温度，测量温度范围根据制造时的材料不同而不同。
PTC热敏电阻既可作为温度敏感元件，又可在电子线路中起限流、保护作用。
CTR热敏电阻主要用作温度开关。
8. 简要说明气敏、湿敏电阻传感器的工作原理，并举例说明其用途。
8. 答：气敏传感器，是利用半导体气敏元件同被测气体接触后，造成半导体性质的变化，以此来检测待定气体的成分或浓度的传感器的总称。
实际测量时，可用气敏传感器把各种气体的成分或浓度等参数转换成电阻、电压或电流的变化量，并通过相应测量电路在终端仪器上显示。
它的传感元件是气敏电阻，这是一种用金属氧化物（如氧化锡SnO2、氧化锌ZnO或Fe2O3等）的粉末材料并添加小量催化剂及添加剂，按一定配比烧结而成的半导体器件。
气敏传感器可测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类，例如石油蒸汽、酒精蒸汽、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。
湿敏电阻传感器是利用材料的电气性能或机械性能随湿度而变化的原理制成的。
它能把湿度的变化转化成电阻的变化，它的传感元件是湿敏电阻。
湿敏电阻传感器的应用很广，例如，大规模集成电路生产车间，当其相对湿度低于30%RH时，容易产生静电而影响生产；一些粉尘大的车间，当湿度小而产生静电时，容易产生爆炸；许多储物仓库(如存放烟草、茶叶和中药材等)在湿度超过某一程度时，物品易发生变质或霉变现象；居室的湿度希望适中；而纺织厂要求车间的湿度保持在60%RH~75%RH；在农业生产中的温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测和控制。
9．电感式传感器的工作原理是什么？能够测量哪些物理量？9．答：电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感（或互感）变化的一种机电转换装置。
利用电感式传感器可以把连续变化的线位移或角位移转换成线圈的自感或互感的连续变化，经过一定的转换电路再变成电压或电流信号以供显示。
它除了可以对直线位移或角位移进行直接测量外，还可以通过一定的感受机构对一些能够转换成位移量的其他非电量，如振动、压力、应变、流量等进行检测。
10. 变气隙式传感器主要由哪几部分组成？有什么特点？10. 答：变气隙式自感式传感器由铁心线圈、衔铁、测杆及弹簧等组成。
变气隙式传感器的线性度差、示值范围窄、自由行程小，但在小位移下灵敏度很高，常用于小位移的测量。
11. 概述电涡流式传感器的基本结构与工作原理。
11. 答：成块的金属物体置于变化着的磁场中，或者在磁场中运动时，在金属导体中会感应出一圈圈自相闭合的电流，称为电涡流。
电涡流式传感器是一个绕在骨架上的导线所构成的空心绕组，它与正弦交流电源接通，通过绕组的电流会在绕组周围空间产生交变磁场。
当导电的金属靠近这个绕组时，金属导体中便会产生电涡流。
涡流的大小与金属导体的电阻率、磁导率、厚度、绕组与金属导体的距离，以及绕组励磁电流的角频率等参数有关。
如果固定其中某些参数不变，就能由电涡流的大小测量出另外一些参数。
由电涡流所造成的能量损耗将使绕组电阻有功分量增加，由电涡流产生反磁场的去磁作用将使绕组电感量减小，从而引起绕组等效阻抗Z及等效品质因数Q值的变化。
所以凡是能引起电涡流变化的非电量，例如金属的电导率、磁导率、几何形状、绕组与导体的距离等，均可通过测量绕组的等效电阻R、等效电感L、等效阻抗Z 及等效品质因数Q来测量。
这便是电涡流式传感器的工作原理。
电涡流式传感器的结构比较简单，主要是一个绕制在框架上的绕组，目前使用比较普遍的是矩形截面的扁平绕组。
12．电容式传感器有什么主要特点？可用于哪些方面的检测？12．答：电容式传感器具有以下特点：功率小，阻抗高，由于电容式传感器中带电极板之间的静电引力很小，因此，在信号检测过程中，只需要施加较小的作用力，就可以获得较大的电容变化量及高阻抗的输出；动态特性良好，具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；本身的发热对传感器的影响实际上可以不加考虑；可获取比较大的相对变化量；能在比较恶劣的环境条件下工作；可进行非接触测量；结构简单、易于制造；输出阻抗较高，负载能力较差；寄生电容影响较大；输出为非线性。
电容式传感器可用于直线位移、角位移、尺寸、液体液位、材料厚度的测量。
13．根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？各自用途是什么？13．答：根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有三种基本类型，即变极距(d)型（又称变间隙型）、变面积(A)型和变介电常数(ε)型。
变间隙型可测量位移，变面积型可测量直线位移、角位移、尺寸，变介电常数型可测量液体液位、材料厚度。
14．常用压电材料有那几种？14．答：应用于压电式传感器中的压电材料通常有三类：一类是压电晶体，它是单晶体，如石英晶体、酒石酸钾钠等；另一类是经过极化处理的压电陶瓷，它是人工合成的多晶体，如钛酸钡等；第三类是有机压电材料，是新型的压电材料，如聚偏二氟乙烯等。
15．霍尔电动势的大小、方向与哪些因素有关？15．答：霍尔电动势的大小正比于激励电流与磁感应强度，且当或的方向改变时，霍尔电动势的方向也随着改变，但当和的方向同时改变时霍尔电动势极性不变。
16．试说明热电偶的测温原理。
16．答：两种不同材料构成的热电变换元件称为热电偶，导体称为热电极，通常把两热电极的一个端点固定焊接，用于对被测介质进行温度测量，这一接点称为测量端或工作端，俗称热端；两热电极另一接点处通常保持为某一恒定温度或室温，称冷端。
热电偶闭合回路中产生的热电势由温差电势和接触电势两种电势组成。
热电偶接触电势是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由电子密度，在热电极接点接触面处产生自由电子的扩散现象；扩散的结果，接触面上逐渐形成静电场。
该静电场具有阻碍原扩散继续进行的作用，当达到动态平衡时，在热电极接点处便产生一个稳定电势差，称为接触电势。
其数值取决于热电偶两热电极的材料和接触点的温度，接点温度越高，接触电势越大。
17．光电效应有哪几种类型？与之对应的光电元件各有哪些？简we述各光电元件的优缺点。
17．答：光电效应根据产生结果的不同，通常可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。
光电管和光电流倍增管是属于外光电效应的典型光电元件。
光电倍增管的优点是灵敏度高，比光电管高出几万倍以上，输出线性度好，频率特性好；缺点是体积大、易破碎，工作电压高达上千伏，使用不方便。