《传感器与检测技术》试卷及答案

《传感器与检测技术》试卷及答案
一. 选择题(每题1分，共计18分)
1．通常用热电阻测量（ C ）
A．电阻 B．扭矩 C．温度 D．压力
2．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
3．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
4．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
5．利用热电偶测温条件是（ C ）
A．分别保持热电偶两端温度恒定 B．保持热电偶两端温差恒定
C．保持热电偶冷端温度恒定 D．保持热电偶热端温度恒定
6．电阻应变片的初始电阻有多种，其中用的最多的是（ B ）
A．60Ω B．120Ω C．200Ω D．240Ω
7．在工程技术中，通常用电感式传感器测量（ C ）
A．电压 B．磁场程度 C．位移 D．速度
8．我国使用的铂热电阻的测量范围是（ A ）
A．-200～850℃ B．-50～850℃ C．-200～150℃ D．-200～650℃
9．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
10．铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为（ C ）
A．-50℃～50℃ B．0℃～100℃ C．-50℃～150℃ D．-100℃～100℃
11．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
12．热电偶中产生热电势的条件是（ B ）
A．两热电极材料相同 B．两热电极材料不同 C．两热电极的两端温度相同
13．压电式传感器目前多用于测量（ B ）
A．静态的力或压力 B．动态的力或压力 C．速度
14．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
15．热电偶中的热电势主要是（ D ）
A．感应电势 B．温差电势 C．切割电势 D．接触电势
16．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
17．图为一个电感传感器，当衔铁上移Δδ后，那么（ A ）
A．Rm变小
B．e变小
C．L变小
D．μ0变小

18．光敏三极管的结构可看成用光敏二极管代替普通三极管中的（ C ）
A．集电极 B．发射极 C．集电结 D．发射结

二、填空(24)
1、检测仪表中常用测试方法有 直接比较测量法 、 微差法 和 零位法 。
2、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量 微小 的位移。
3、正态分布随机误差具有如下性质 单峰性 、 对称性 、 有界性 和抵偿性。
4、电容式传感器的三种工作方式是 变间隙式 、 变面积式 、和 变介电常数式 。
感器。
5、绝对误差是测量值减 约定真值 ，某次残差是某次测量值减 算术平均
值 。
6、硅光电池的光电特性中，光照度与其 短路电流 呈线性关系。
7、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器 的
基本原理制成的，其次级绕组都用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
9、传感器的基本特性通常用其 静态 特性 和 动态 特性来描述。。
10、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量 频率太低 的被
测量，特别是不能测量 静态值 。
11．空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为
此实际中大都采用 差动 式电容传感器。
12．霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入 激励电流 ；另一对叫霍尔电极，用于引出 霍尔电势 。
13. 光敏二极管的结构与普通二级管类似。它是在 反 向电压下工作的。
14．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测量中通常采用 三 线
制接法。

三、简答题（20）
1．现对一个量程为60MPa，压力表进行校准，测得数据如下。
仪表刻度值/ MPa 0 10 20 30 40 50 60
标准仪表示值/ MPa 0.0 9.8 20.1 30.3 40.4 50.2 60.1

绝对误差/ MPa 0 0.2 -0.1 -0.3 -0.4 -0.2 -0.1
修正值/ MPa 0 -0.2 0.1 0.3 0.4 0.2 0.1
试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该压力表的精度等级（5分）
解:最大绝对误差为0.4Mpa

该压力表精度等级为1级
%670%1006040
2、 图示为四种电容式传感器结构示意图，a，b动片上下移动，c，d动片旋转移动，
（5）
试分别写出其名称：
a b
c d

a变间隙式、b差动变间隙式、c变面积式、d差动变面积式
3.热电偶测温时，为什么冷端温度要补偿，常用有哪几种冷端温度补偿方法。（5）
答：消除冷端温度变化和不为零度给测量带来的误差。
常用补偿办法有补偿导线（延长导线）、恒温法、计算修正法、补偿电桥法

4. 热电阻传感器在工业生产应用时，常用几线制接线方式，这是什么原因？（5）
答：用三线制 两根引线电阻分别接入测量电桥相邻两臂可避免引线
电阻r受环境影响而引起输出变化（引入测量误差）

计算题(38)
1．被测对象温度为150℃左右，现有以下几种规格的温度计，试从提高测量精度的
角度出发，应选哪一种温度计，为什么？ （3分）
A表 量程0～300℃ 精度等级1.5级
B表 量程0～400℃ 精度等级1.5级
C表 量程0～500℃ 精度等级1.0级
mm2d0

2.（10） 电容传感器初始极板间隙d0=1.5mm，外力作用使极板间隙减少0.03mm，并
测得电容量为180PF。
求：（1）初始电容量为多少？
（2）若原初始电容传感器在外力作用后，引起间隙变化，测得电容量为170PF，则
极板间隙变化了多少？变化方向又是如何？

（1）Cx=

（2）176.47→170 ∴间隙增加了

∴间隙增加了0.055mm
3. 电容传感器的初始间隙，在被测量的作用下间隙减少了500μm，
此时电容量为120P，则电容初始值为多少？（5）

解：因：

PFc
PFcccccc
cc

x
9625.011201201现为电容量000000000












4.（10） 下图为等截面梁和电阻应变片构成的测力传感器，若选用特性相同的四片






0001dd

CCC

PFCCx47.1765.103.010

)1(001ddCCCCx

mmCdCCdx055.05.147.17617047.1760001
电阻应变片，R1～R4，它们不受力时阻值为120Ω，灵敏度K=2，在Q点作用力F
（1）在测量电路图2中，标出应变片及其符号（应变片受拉用+，受压用-）
（2）当作用力F=2Kg时，应变片ε=5.2×10-5，若作用力F=8Kg时，ε为多少？电阻
应变片△R1、△R2、△R3、△R4为何值。
（3）若每个电阻应变片阻值变化为0.4Ω，则输出电压U。为多少（RL=∞）

解：⑴ R1和R4受拉为正，R2和R3受压为负
⑵

04992.0
受压
04992.0120108.202
受拉
108.20102.528时8
102.5时2

132
32
50'
41

41

55''
5

RRR
RR
RRRRRgFgF



⑶
V
RRRRR
R
U

01.06.1194.1206.11936.1194.1204.12034342110





5.（10 ）用镍铭一镍硅热电偶测量炉温，仪表读数为385℃，后来发现把补偿导线
接反了。
t1=28℃， t0=42℃。
求：① 实际tx为多少度（用mV表示）
② 若补偿导线错用铜线，则tx又是多少？
解：① E(385，28)=E(tx，42)-E(42，28)
E(tx)=E(385，28)+E(42，28)+E(42)
=15.77-2×1.12+2×1.69
=16.91mV
② E(385，28)= E(tx，42)
E(tx)=E(385)-E(28)+E(42)=15.77-1.12+1.69=16.34mV