传感器复习题与答案
传感器原理与应用复习题
第一章传感器概述
1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。
（1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。
以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？
（1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。
（2）特征：由传统的分立式朝着集成化。数字化、多动能化、微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？
本身发热小，缺点是输出非线性。
4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；
（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；
（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；
（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；
（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；
（6）按传感器能源分类，有有源和无源；
根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。
5．了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。
图a 图b ：电容式压力传感器
正方形表示转换元件，三角形表示敏感元件，“X ”表示被测量，“*”表示转换原理，如图b 。
压力用P ，加速度用a,温度用t 。
第二章 传感器特性
1．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？
传感器的性能参数反映了传感器的输入输出关系。
2．静态特性特性参数有哪些？各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？
（1）线性度：传感器的校准曲线与选定的拟合直线的偏离程度称为传感器的线性度，又称非线性误差。 %100/max ??±=FS L y y e （y F.S .——传感器的满量程输出值； Δy max ——校准曲线与拟合直线的最大偏差。）。
（2）灵敏度：指传感器在稳态工作情况下输出改变量与引起此变化的输入改变量之比。常用Sn 表示灵敏度，其表达式为x y S d d n /=。 一般希望测试系统的灵敏度在满量程范围内恒定，这样才便于读数。也希望灵敏度较高，因为S 越大，同样的输入对应的输出越大。
（3）迟滞（迟环）：在相同工作条件下做全量程范围校准时，正行程（输入量由小到大）和反行程（输入量由大到小）所得输出输入特性曲线不重合。表达式为%10021S F max ??±=..y y e h 。迟滞是由于磁性材料的磁化和材料受力变形，机械部分存在（轴承）间隙、摩擦、（紧固件）松动、材料内摩擦、积尘等造成的。
（4）重复性：指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次测试时, 所得特性曲线不一致的程度。表达式为：%100S F max z ??±=../y y e 。
（5）静态误差：指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。是评价传感器静态特性的综合指标。用非线性、迟滞、重复性误差表示2
z 2h 2L s e e e e ++±=；系统误差加随机误差用Δymax 表示校准曲线相对于拟合直线的最大偏差，即系统误差的极限值；用σ表示按极差法计算所得的标准偏差%100S F max s ?+?=..)/|(|y y e ασ。
（6）漂移：指传感器被测量不变，而其输出量却发生了改变。漂移包括零点漂移与灵敏度漂移，零点漂移与灵敏度漂移又可分为时间漂移（时漂）和温度漂移（温漂）。
（7）稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力，故又称长期稳定性。
（8）分辨率：当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量后，输出发生可观测的变化，这个输入增量称为传感器的分辨率，即最小输入增量。
（9）阈值电压：指输入小到某种程度输出不在发生变化的值。
3．什么是传感器的动态误差？传递函数和频率特性的定义是什么？
（1）一个动态性能好的传感器，输入和输出之间应具有相同的时间函数，但是除了理想状态外，输出信号一定不会与输入信号有相同的时间函数，这种输入输出之间的差异就是动态误差，范阳了传感器的动态特性。动态误差通常包括两个部分：①输出达到稳定状态后与理想输出之间的差别，称稳态误差；②输入量发生跃变时，输出量由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态期间的误差，称为暂态误差。
（2）传递函数H(s)表示传感器系统本身的输出、转换特性。在数学的定义是：初始条件为零（t ≤0,y=0）,输出拉氏变换与输入拉氏变换之比，输出的拉氏变换等于输入的拉氏变换乘以传递函数)()()(s H s x s y =。
（3）当传感器输入正弦信号时，则分析传感器动态特性的相位、振幅、频率特性，称之为频率响应或频率特性。
（4）当传感器输入阶跃信号时，则分析传感器的过渡过程和输出随时间变化情况，称之为传感器的阶跃响应或瞬态响应。
4．什么是传感器的动态特性? 其特性参数有那些？这些参数反映了传感器的哪些特征，应如何选择？
（1）传感器的动态特性是指传感器输出对时间变化的输入量的响应特性。
（2）1）频率响应特性指标
①频带：传感器增益保持在一定值内的频率范围，即对数幅频特性曲线上幅值衰减3dB 时所对应的频率范围，称为传感器的频带或通频带，对应有上、下截止频率。
②时间常数τ：用时间常数τ来表征一阶传感器的动态特性，τ越小，频带越宽。 ③固有频率ωn ：二阶传感器的固有频率ωn 表征了其动态特性。 2
①时间常数τ,一阶传感器时间常数τ越小, 响应速度越快。
②延时时间,传感器输出达到稳态值的50%所需时间。
③上升时间,传感器输出达到稳态值的90%所需时间。
④超调量,传感器输出超过稳态值的最大值。
（3）1）对于一阶传感器的动态响应主要取决于时间常数τ，τ越小越好，τ越小，减小时间常数τ，传感器上限频率H ω越高，工作频率越宽，频率响应特性越好。
2）二阶传感器对阶跃信号响应和频率响应特性的好坏很大程度上取决于阻尼系数ξ和传感器的固有频率ωn 。
5．有一温度传感器，微分方程为30d y /d t +3y =0.15x ，其中y 为输出电压（mV) , x 为输入温度（℃）。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。
由温度传感器的微分方程30dy/dt+3y=0.15x 可知a 1=30 , a 0=3 , b 0=0.15 由一阶传 τ=a 1/a 0=30/3=10(S) k=b 0/a 0=0.15/3=0.05(mV /℃）
6．有一温度传感器，当被测介质温度为t 1，测温传感器显示温度为t 2时，可用下列方程表示：
()1202/t t dt d ττ=+。当被测介质温度从25℃突然变化到300℃时，测温传感器的时间常数τ0 =120s ，试求经过350s 后该传感器的动态误差。
动态误差由稳态误差和暂态误差组成。先求稳态误差：
对方程两边去拉氏变换得：1202()()()s s s T T sT τ=+
则传递函数为021()1()1
T s T s s τ=+ 对于一阶系统，阶跃输入下的稳态误差0ss e =，再求暂态误差：
当t=350s 时，暂态误差为350/120()(30025)14.88t e e C -=-=?
故所求动态误差为：()14.88ss t e e e C =+=?
第三章 应变式传感器
1．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？
电阻应变效应：导体在收到外界拉力或压力的作用时会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值变化的现象称为电阻应变效应。
压阻效应：是指当半导体受到某一轴向上的外应力作用时，会引起半导体能带变化，使载流子迁移率的发生变化，进而造成电阻率发生变化的现象。
横向效应：将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为应变传感器的横向效应。
2．什么是应变片的灵敏系数？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片灵敏系数范围是多少？说明金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。
（1）应变片是一种重要的敏感元件，是应变和应力测量的主要传感器，如电子秤、压力计、加速度计、线位移装置常使用应变片做转换元件。
（2）金属电阻丝的灵敏系数可近似写为 012k μ≈+，即01.52k ≈～
；半导体灵敏系数近似为 ()0//k E ρρεπ≈?=≈50～100
（3）金属丝电阻应变片与半导体应变片的比较
相同点：都主要引起两个方面的变化：①材料几何尺寸变化（1+2μ）；
②材料电阻率的变化（Δρ/ρ）/ε
不同点：金属导体应变片的电阻变化是利用机械形变产生的应变效应，对于半导体而言，
应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应。金属的尺寸变化大，半导体电阻率变化大，据此灵敏度去不同的等效。
（4）半导体应变片比金属应变片在性能上的优缺点
优点：灵敏度高，体积小，耗电少，动态响应好，精度高，测量范围宽，有正负两种符号的应力效应，易于微型化和集成化。
缺点：受温度影响较大。
3．比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路的特点。
单桥电路：只在u K 很小的条件下满足线性关系，其他条件下非线性误差不能满足测量要求。 半桥差动电路：Uo 与ΔR1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压灵敏度KU=E/2，是单臂工作时的两倍。
全桥差动电路：不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为单片工作时的4倍。
4. 在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？
直流电桥的电源稳定，结构简单，但存在零漂和工频干扰，要求有较高的灵敏度，实际应用中输出端通常会接入放大电路；交流电桥放大电路简单，无零漂，不易受干扰，但不易取得高精度，需专用的测量仪器或电路。
5. 已知：有四个性能完全相同的金属丝应变片（应变灵敏系数2k =）, 将其粘贴在梁式测力弹性元件上，如图3-30所示。在距梁端0l 处应变计算公式为026Fl Eh b
ε=设力100F N =，0100l mm =，5h mm =,20b mm =,52210/E N mm =?。求：①说明是一种什么形式的梁。在梁式测力弹性元件距梁端0l 处画出四个应变片粘贴位置，并画出相应的测量桥路原理图；②求出各应变片电阻相对变化量；③当桥路电源电压为6V 时，负载电阻为无穷大，求桥路输出电压U 0是多少？
①梁为一种等截面悬臂梁；应变片沿梁的方向上下平行各粘贴两个；
②
52
02;100;100;5;2;210/k F N l mm h mm b mm E N m ======?
02620.012Fl R k R Eh b
ε?∴===应变片相对变化量为：
③060.072R V U V R
?=?=桥路电压6时,输出电压为：
第四章 电容式传感器
1．电容传感器有哪些类型？分别适合检测什么参数？叙述变极距型电容传感器的工作原理、输出特性。
（1）类型：变极距型；变面积型；变介质型
（2）变极距型：改变极板距离的电容器，适宜做小位移测量；
变面积型：改变极板面积的电容器，特点为测量范围较大，用于测线位移、角位移； 变介质型：改变极板介质的电容器，用于液面高度测量、介质厚度测量，可制成料位计等。
（3）变极距型电容式传感器是将被测非电量（极板距离）变化成电容量的变化。
（4）变极距型电容式传感器输出特性：
1）变极距型电容传感器灵敏度为0
001δδ=??=C C k 要提高传感器灵敏度0k 应减小初始极距0δ，但初始极距受电容击穿电压限制；
2）非线性误差随相对的位移0δδ?的增加而增加, 为保证线性度应限制相对位移；
3）起始极距0δ与灵敏度相矛盾，变极距型电容传感器适合测小位移；
4）为提高灵敏度和改善非线性，一般采用差动结构。
2．为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式，差动结构形式的特点是什么？
电感两端的电压与通过的电流的变化量成正比，流过电容的位移电流与其两端电压的变化量成正比，而差分方式正好放大的是电压或电流的变化量，故一般采用这种结构。 差动式电容或电感传感器比单个电容或电感灵敏度提高一倍；非线性误差减小（多乘0δδ?因子），线性度明显改善；可以抵消温度、噪声干扰的影响。
3．电容传感器的测量电路有哪些？差动脉冲调宽电路用于电容传感器测量电路具有什么特点? 电容传感器的测量电路有交流电桥、二极管双T 型电路、差动脉冲调宽电路、运算放大器电路。 差动脉冲调宽电路用于电容传感器测量电路特点：适用于任何差动电容传感器，并有理论线性度，与双T 型相似，该电路不需加解调、检波，由滤波器直接获得直流输出，而且对矩形波纯度要求不高，只需稳定的电源即可。
4．为什么高频工作时的电容式传感器连接电缆的长度不能任意变化？
低频时容抗c X 较大，传输线的等效电感L 和电阻R 可忽略。而高频时容抗c X 减小，等效电感和电阻不可忽略，这时接在传感器输出端相当于一个串联谐振，有一个谐振频率0f 存在，当工作频率0f f ≈谐振频率时，串联谐振阻抗最小，电流最大，谐振对传感器的输出起破坏作用，使电路不能正常工作。通常工作频率10MHz 以上就要考虑电缆线等效电感0L 的影响。
5．一单极板变极距型平板电容传感器，初始极距δ0=1mm ，若要求测量的线性度为0.1%，求测量允
许的极距最大变化量是多少？在同样的条件和要求下，如果是差动变极距型平板电容传感器，那么允许的极距最大变化量又是多少？
单极板变极距型平板电容传感器线性输出近似为0
0δδ?=?C C 忽略高次项为
]1[0
00δδδδ?+?='?C C 线性度为0
000δδγ?=??-'?=C C C C C C L 测量的允许变化范围为mm L 001.00==?δγδ
第五章 电感式传感器（变磁阻式、差动变压器式、电涡流式）
1. 何谓电感式传感器？电感式传感器分为哪几类？各有何特点？
（1）电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。
（2）电感式传感器种类：自感式、差动式、互感式、涡流式。
（3）自感式结构简单、测量范围小、非线性误差大；互感式结构复杂、测量范围较大、有零点残余电压；涡流式可以进行非接触测量、但对象必须是金属材料。
2. 什么是零点残余电压？说明差动变压器式传感器产生零点残余电压的原因及减少此电压的有效措施。
（1）差动变压器式传感器的铁芯处于中间位置时，在零点附近总有一个最小的输出电压0U ?，将铁芯处于中间位置时，最小不为零的电压称为零点残余电压。
（2）产生零点残余电压的主要原因是由于两个次级线圈绕组电气系数（互感 M 、电感L 、内阻R ）不完全相同，几何尺寸也不完全相同，工艺上很难保证完全一致。
（3）为减小零点残余电压的影响，除工业上采取措施外，一般要用电路进行补偿：①串联电阻；②并联电阻、电容，消除基波分量的相位差异，减小谐波分量；③加反馈支路，初、次级间加入反馈，减小谐波分量；④相敏检波电路对零点残余误差有很好的抑制作用。
3. 差动自感传感器和差动变压器有什么区别？采用哪种转换电路既能直接输出与位移成正比的电压，又能根据电压的正负区别位移的方向？
（1）差动自感传感器的线圈必须相同，但不绕在同一铁心上，磁通在线圈内不交链；而差动变压器的线圈可以不同，但线圈必须要绕在同一铁心上，磁通在线圈内相交链感应。
（2）采用差动变压式转换电路既能直接输出与位移成正比的电压，又能根据电压的正负区别位移的方向。
4. 什么是电涡流效应？涡流的分布范围。电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量？
（1）一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中切割磁力线运动时，导体内部会产生闭合的电流，这种现象称为涡流效应。
（2）分布范围：径向：涡流范围与涡流线圈外径有固定比例关系，涡流密度的最大值只在线圈外径附近一个狭窄区域内；线圈中心为零。轴向：由于趋肤效应只在表面薄层存在。
（3）可用于非接触式测量，位移、振动、转速、厚度、材料、温度。
5. 电涡流传感器是由哪种电参量转换实现电量输出的？电涡流传感器可以检测金属材料，也可以检测非金属材料吗？
（1）电涡流传感器是由电流转换实现电量输出。
（2）电涡流传感器不可以直接测量非金属物体，这是由于传感器本身特性决定的。涡流传感器与被测体共同构成传感器，因此被测体必须是导体。
第六章 磁电式传感器（磁电感应式、霍尔式、磁敏元件）
1．为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器？常用的结构形式有哪些？
（1）磁电感应式利用电磁感应原理将运动速度、位移转换成线圈中的感应电动势输出。工作时不需外加电源，导体和磁场发生相对运动是会在导体两端输出感应电动势。
（2）有恒磁通式、变磁通式两种结构形式。
2．磁电式传感器是速度传感器，它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号？
磁电式传感器的输出信号直接经主放大器输出，该信号与速度成正比。前置放大器分别接积分电路或微分电路，接入积分电路时，感应电动势输出正比于位移信号；接入微分电路时，感应电动势输出正比于加速度信号。
3．什么是霍尔效应？霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关？霍尔元件不等位电势产生的因素有哪些？
(1)通电的导体（半导体）放在磁场中，电流与磁场垂直，在导体另外两侧会产生感应电动势，这种现象称霍尔效应。
(2)霍尔电势：IB K vBb U H H ==，式中v 表示电子运动速度，B 表示磁场强度，b 表示电子流过霍尔元件的宽度；)1(ne R d R K H H H -==
表示灵敏度，I 表示流过的电流。
(3)霍尔电势不为零的原因是：①霍尔引出电极安装不对称，不在同一等电位面上；②激励电极接触不良，半导体材料不均匀造成电阻率ρ不均匀等原因。
4．霍尔元件的温度补偿方法有哪些？霍尔元件的常见应用。
（1）外界温度敏感元件进行补偿：两种连接方式，恒流源激励，恒压源激励。
（2）测位移：极性相反磁极共同作用，形成梯度磁场；磁电编码器：金属齿轮计算脉冲数测转速；测压力压差；交流直流钳形数字电流表。
5．半导体磁敏元件有哪些？它们的电路符号怎样? 它们可以检测什么物理量？
（1）半导体磁敏元件：磁敏电阻，磁敏二极管，磁敏三极管等。
（2）1）磁敏电阻与霍尔元件属同一类，都是磁电转换元件，两者本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力，只有与辅助材料(磁钢)并用才具有识别磁极的能力。
2）磁敏二极管可用来检测交直流磁场，特别是弱磁场。可用作无触点开关、作箱位电流计、对高压线不断线测电流、小量程高斯计、漏磁仪、磁力探伤仪等设备装置。
3）磁敏三极管具有较好的磁灵敏度，主要应用于①磁场测量，特别适于10-6T 以下的弱磁场测量，不仅可测量磁场的大小，还可测出磁场方向；②电流测量。特别是大电流不断线地检测和保护；③制作无触点开关和电位器，如计算机无触点电键、机床接近开关等；④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。
第七章 压电式传感器
1．什么是压电效应？压电传感器能否用于静态测量？为什么？
（1）某些晶体，当沿着一定方向施加力时，内部产生极化现象，两个表面会产生符号相反地电荷，外力去掉后又恢复不带电状态。作用力方向改变电荷极性也改变。
（2）压电式传感器以电介质的压电效应为基础，外力作用下在电介质表面产生电荷，从而实现非电量测量,是一种典型的发电型传感器。不适用于测量频率太低的物理量，更不能测量静态量。当输入信号频率0=ω时，电压放大器输入信号为零，即0=L U ;因此压电传感器不能测静态物理量。
2. 石英晶体和压电陶瓷的压电效应有何不同之处？比较几种常用压电材料的优缺点，说出它们各自适用的场合。
（1）石英晶体整体是中性的，受外力作用而变形时没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。压电陶瓷PZT 是一种多晶材料，本身并不具有压电性，必须在一定温度下极化处理后，才呈现压电特性。
（2）石英晶体优点稳定性好，工作温度范围大，缺点灵敏度低，难于加工；适用于精度要求较高，不需要维护的场合。压电陶瓷优点灵敏度高，缺点是稳定性差，易碎；适用于精度要求不太高且较易维护的场合。压电薄膜优点柔性好，便于加工，灵敏度高，缺点容易划破，耐高温性能差；适用于受力较小且工作温度不高的场合。
3．压电元件在使用时常采用多片串联或并联的结构形式。试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合？
（1）在压电式传感器中，为了提高灵敏度，往往采用多片压电芯片构成一个压电组件。其中最常用的是两片结构；根据两片压电片的连接关系，可分为串联和并联连接。
（2）如果按相同极性粘贴，相当两个压电片（电容）串联。输出总电容为单片电容的一半，输出电荷与单片电荷相等，输出电压是单片的两倍；适合测量变化较快且以电压输出的场合；若按不同极性粘贴，相当两个压电片（电容）并联，输出电容为单电容的两倍，极板上电荷量是单片的两倍，但输出电压与单片相等，适合测量变化较慢且以电荷输出的场合。
4. 压电传感器的等效电路怎样？前置放大器起什么作用？电压放大器和电荷放大器各有什么特
点？
（1）等效电路
压电传感器等效电压源压电传感器等效电荷源（2）前置放大器起放大微弱信号和阻抗变换（将传感器高阻输出变换为低阻输出）的作用。
（3）1）电压放大器：高频响应特性好。一般认为当ωτ≥3时输入电压与信号频率无关；低频响应差。从电压灵敏度Ku可见，连接电缆的分布电容Cc影响传感器灵敏度，使用时更换电缆就要求重新标定，测量系统对电缆长度变化很敏感，这是电压放大器的缺点。
2）电荷放大器：为解决电缆分布电容Cc对传感器灵敏度的影响，和低频响应差的缺点可采用电荷放大，集成运放组成的电荷放大器有较好的性能。电荷放大器的输出电压U0只取决于输入电荷量Q和反馈电容Cf ，输出电压与电缆电容Cc无关，与Q成正比，与电容Cf 成反比，这是电荷放大器的突出优点。缺点是电路复杂、价格昂贵。
5．用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动，已知，加速度计灵敏度为5pC/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，最大加速度时输出幅值2V，试求机器振动加速度。
已知加速度计灵敏度为，电荷放大器灵敏度为
PC g mV PC
5/50/
当输出幅值为2V时，机器振动加速度为：
2/50/
0.8
5/
V mV PC
g g
PC g
==
6．什么是超声波？其频率范围是多少？
频率在几十千赫兹到几十兆赫兹，一种人听不到的声波。
7. 超声波传感器的发射与接收分别利用什么效应？常用的超声波传感器（探头）有哪几种形式？
（1）超声波传感器主要利用压电材料（晶体、陶瓷）的压电效应，其中超声波发射器利用逆压电效应制成发射元件，将高频电振动转换为机械振动产生超声波；超声波接收器利用正压电效应制成接收元件，将超声波机械振动转换为电信号。
（2）按工作形式简单超声波传感器有专用型和兼用型两种形式，兼用型传感器是将发射（TX）和接收（RX）元件制作在一起，器件可同时完成超声波的发射与接收；专用型传感器的发送（TX）和接收（RX）器件各自独立。按结构形式有密封性和开放型，超声波传感器上一般标有中心频率（23kHz、40kHz、75kHz、200kHz、400kHz），表示传感器工作频率。
8. 简述超声波测距的原理。最大测距范围和测量精度分别由什么决定？
（1）超声波测距是通过定时控制电路、触发逻辑电路、放大检波电路实现脉冲的发射和接收，利用时钟脉冲对发射和接收之间的延迟时间进行计数，再通过数据处理电路将计数值与每个脉冲的周期相乘得到超声波的传播时间，进而根据超声波的传播速度得到被测的距离。
（2）根据被测物体的距离范围设定反射脉冲时间间隔，调整晶振器触发时间。测量精度由检波电路决定。
第八章光电传感器
1．什么是外光电效应？内光电效应？（光生伏特效应、光电导效应）。光电器件中的光照特性、光谱特性分别描述的是光电器件的什么性能？
当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。
（1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。
（2）在光线作用下，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，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。
（3）光照特性描述光元件的照度与光电流光、电压的关系；光谱特性描述光元件的波长与灵敏度的关系。
2．试述光电管、光敏电阻、光敏二极管、光电池的工作原理，各基于哪种光电效应? 其电路符号怎样?
（1）光敏电阻的工作原理基于光电导效应（内），玻璃底板上涂一层对光敏感的半导体物质，两端有梳状金属电极，然后在半导体上覆盖一层漆膜或压入塑料封装体内。光照导电性增加，电阻下降电流增加，光照越强电流越大，无光照恢复。
（2）光敏晶体管工作原理基于光生伏特效应（内）PN结，工作时加反向电压，无光照时处于截止状态，光强与电流成正比。光敏三极管把二极管产生电流进一步放大。
（3）光电池工作原理基于光生伏特效应（内），实质是一个大面积的PN结，上电极为栅状受光电极，栅状电极下涂有抗反射膜，用以增加透光减小反射，下电极是一层铝衬底。
光敏电阻光敏晶体管光敏电池
3. 什么是光敏电阻的亮电阻和暗电阻？暗电阻阻值通常在什么范围？
暗电阻：无光照时的电阻为暗电阻，暗电阻电阻值范围一般为0.5～200MΩ；
亮电阻：受光照时的电阻称亮电阻，亮电阻的阻值一般为0.5～20KΩ。
4. 说明光敏二极管与光电池的结构有什么不同？它们是如何工作的？
（1）光电池结构：有一个大的PN结，上电极为栅装受光电极，下电极是一层铝衬底，光照时电子空穴对迅速扩散，在PN结电场作用下产生电动势。当光照射PN结的一个面时，电子—空穴对迅速扩散，在结电场作用下建立一个与光照强度有关的电动势。一般普通光电池可产生0.2V～0.6V 电压，50mA电流。
（2）光敏二极管结构：有一个PN结，并且都是单向导电的非线性元件。为了提高转换效率有
大面积受光，P-N结面积比一般二极管大。光敏二极管
在电路中一般处于反向偏置状态，无光照时，反向电阻
很大，反向电流很小；有光照时，P-N结处产生光生电
子-空穴对；在电场作用下形成光电流，光照越强光电
流越大；光电流方向与反向电流一致。
5. 光电传感器控制电路如图所示，试分析电路工作原
理：① GP-IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成？②当用物体遮挡光路时，发光二极管LED 有什么变化？③R1是什么电阻，在电路中起到什么作用？如果V D二极管的最大额定电流为60mA，R1应该如何选择？④如果GP-IS01中的V D二极管反向连接，电路状态如何？晶体管VT、LED 如何变化？
1）GP-IS01是光电开关器件，内部由发光二极管和光敏晶体管组成；
2）当用物体遮挡光路时，Vg无光电流，VT截止，发光二极管LED不发光；
3）R1是限流电阻，在电路中可起到保护发光二极管V D的作用；如果V D二极管的最大额定电流为60mA，由于R I =（12V-0.7）/0.06 = 188Ω，R I可选择大于或等于200 电阻。
4）如果GP-IS01中的V D二极管反向连接，V D将不发光，Vg无光电流，VT截止，发光二极管LED不发光；物体遮挡，电路无状态变化。
第九章新型光电传感器
1．PSD、CCD等英文缩写是什么传感器？各有什么用途？
（1）PSD光电位置传感器：用于测量光斑的位置或位置的移动量。
（2）电荷耦合器件，又称CCD图象传感器，是一种大规模集成电路光电器件；电荷耦合器件具有光电转换，信息存储、转移传输、处理以及电子快门等功能。
2. CCD器件主要由哪两个部分组成？CCD器件可分为哪几类？
（1）CCD基本结构分两部分：MOS光敏元阵列和读出移位寄存器。
（2）根据相数不同，可将电极结构分为二相、三相、四相等类型；根据电机制造特点，可将电机结构分为单层、二层和三层等。
3. 光纤的结构和传光原理。光纤的性能和分类。
（1）主要由三部分组成：中心——纤芯；外层——包层；护套——尼龙料。
（2）光纤的传播基于光的全反射原理。当光线以不同角度入射到光纤端面时，在端面发生折射后进入光纤；光线在光纤端面入射角θ减小到某一角度θc时，光线全部反射。
（3）光纤性能：①数值孔径（NA）:表示光纤的集光能力，无论光源的发射功率有多大，只要在2θc张角之内的入射光才能被光纤接收、传播。若入射角超出这一范围，光线会进入包层漏光。
②光纤模式（V）：指光波沿光纤传播的途径和方式，不同入射角度光线在界面上反射的次数不同。光波之间的干涉产生的强度分布也不同。模式值越大，允许传播的模式值越多。
③传播损耗（A）：光纤在传播时，由于材料的吸收、散射和弯曲的辐射损耗影响，不可避免的要有损耗。
④光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件。耦合分为强耦合和弱耦合两种。有拼接式、熔融拉锥式和腐蚀光纤耦合器。
（4）传播损耗分类：
1）吸收损耗：物质的吸收作用将使传输的光能变成热能，造成光能的损失。与组成光纤的材料的电子受激跃迁和分子共振有关。
2）散射损耗：由于材料密度的微观变化，成分起伏，以及在制造光纤过程中产生的结构上的不均匀性或缺陷引起的。
3）弯曲损耗：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成损耗。
4. 光纤传感器由哪几部分组成？光纤传感器可分为哪两大类？各有何特点？
（1）光纤传感器由
（2）光纤传感器可分为功能型（又称传感型）和非功能型（又称传光型）两大类。
（3）1）功能型：利用光纤本身对外界被测对象具有敏感能力和检测功能，光纤不仅起到传光作用，而且在被测对象作用下，如光强、相位、偏振态等光学特性得到调制，调制后的信号携带了被测信息。
2）非功能性：光纤只当作传播光的媒介，待测对象的调制功能是由其它光电转换元件实现的，光纤的状态是不连续的，光纤只起传光作用。
第十二章热电式传感器
1．温度传感器有哪些类型？了解不同温度传感器的工作原理和结构特征以及测温范围。
（1）温度传感器按原理分：接触式，非接触式。
（2）1）热电偶：测温范围宽，可以测量上千度高温，并且精度高、性能好，但其热电势较低。
2）热电阻：结构很简单，金属热电阻材料多为纯铂金属丝，也有铜、镍金属。金属热电阻精度高，稳定性较好，测温范围较宽，但阻值较小。
3）热敏电阻：由半导体材料制成，外形大小与电阻的功率有关，差别较大。热敏电阻灵敏度高，但测温范围较窄，线性较差。
2．什么是热电效应？什么是温差电势和接触电势？产生热电势的必要条件是什么？
（1）两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。
（2）热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。
（3）热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。
3．热电偶的基本定律和分类。热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成?
（1）热点偶基本定律1)三种导体的热电回路（中间导体定律）：回路中接入导体和仪表后不会影响热电势。),()()(),(000T T E T E T E T T E AB AB AB ABC =-=根据这一定律，将导体 C 作为测量仪器接入回路，就可以由总电势求出工作端温度，条件是：保证两端温度一致。
2) 参考电极定律（中间温度定律）：
),(),(),(00T T E T T E T T E C AB C AB AB +=利用这一性质，对参考端温度不为零度时的热电势以及冷端延伸引线进行修正和补偿。
（2）热电偶一般分为标准化和非标准化两大类。
（3）热电偶测温回路的热电动势由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势（汤姆逊电势）组成。
4．试比较说明金属热电阻和半导体热敏电阻的异同。常用热电阻都有哪些？阻值规格如何？
金属热电阻温度越高电阻越大，T<500摄氏度。热敏电阻温度系数大，灵敏度高，使用寿命长，结构简单，体积小，热惯性小，可进行点温检测。缺点：产品一致性差，互换性不好。铂热电阻、铜热电阻、镍热电阻，一般用于测量-200～+850℃温度范围。
5．将一支灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端温度为50℃，电压表读数为60mV ，求热电偶的热端温度。
C t ?=+?=545008.060
因此热电偶热端温度为54℃.
6．用分度号为K 型镍铬-镍硅热电偶测温度，在未采用冷端温度补偿的情况下，仪表显示500℃，此时冷端为60℃。试问实际测量温度为多少度？若热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃，此时显示仪表指示多少度？
(1) 由K 型热电偶分度表可得：
E AB (500℃，0)=20.64mV, E AB (60℃，0)=2.436mV
由于仪表是按对应的热电势来显示温度的，因此有
E AB (T ，60℃)= E AB (500℃，0)= 20.64mV
则由中间温度定律可求得:
E AB (T ，0)= E AB (T ，60℃)+ E AB (60℃，0)=20.64+2.436 =23.076mV
由于E AB (550℃，0)=22.772mV, E AB (560℃，0)=23.198mV 于是可得实际温度应为1.55710772
.22198.23772.22076.23550=?--+=T ℃ (2)如果热端温度不变,冷端保持20℃,由于E AB (20℃，0)=0.798mV ，则
E AB (T ，20℃)= E AB (T ，0)- E AB (20℃，0)=23.076-0.798 =22.278mV
查表可知E AB (530℃，0)=21.919mV, E AB (540℃，0)=22.346mV 则仪表显示温度为4.53810919
.21346.22919.21278.22530=?--+=S T ℃
传感器技术期末试题1答案
辽宁地质工程职业学院2008～2009学年度 第一学期期末《检测技术》试卷A 使用班级：07电气1、2、3班 出题人：杜慧 审题人：王春 考试时间：90分钟 一、填空题（每空1分，共20分） 1、1、 误差产生的原因和类型很多，其表现形式一般分为三种，分别是(粗大误差 )、（系统误差） 、（随机误差 ）。 2、2、传感器灵敏度是指（ K=x y ??）。 3、MQN 气敏电阻可测量的(还原性气体)浓度。 3、4、电涡流传感器的最大特点是（非接触式）测量。 5、用万用表交流电压档（频率上限为5KHZ ），10V 左右的高频电压，发现示值还不到2V ，误差属于( 系统 )误差 6、自感式传感器常见的类型有(变隙式)（变面积式）（螺线管式）这三种形式 7、热电阻测量转换电桥电路通常采用（三线制）制连接法。 8、实际差动变压器的线性范围仅约为线性骨架长度的（ 1/10 ）左右。 9、气敏电阻工作时必须加热的目的有两方面，分别是（加速被测气体的化学吸附过程）、（烧去气敏电阻表面的污物）。 10、电流变送器电流输出为（4-20 ）mA 。 11、调频法电路的并联谐振频率f=（C O L π21 ）。 12、接近开关采用三线制接线方式，棕色为电源正极，黑色是（输出端）。可直接 带继电器。 13、电容传感器的测量转换电路有三种，分别是（调频电路）、（电桥电路）、（运算放大电路）。 二、选择题（每题2分，共30分） 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（B ） A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2、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。（C ） A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了（ B ）。 A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 4、已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只测力仪表，1为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；2为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。问选用哪一只测力仪表较好（B ） A.1 B.2 C.3 D.4 5、希望远距离传送信号，应选用具有（ D ）输出的标准变送器。 A. 0~2V B.1~5V C.0~10mA D.4~20mA 6、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ B ）。 A. 加长线圈的长度从而增加线性范围 B. 提高灵敏度，减小温漂 C. 降低成本 D. 增加线圈对衔铁的吸引力 7、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（ C ）的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 8、欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为（ D ）。 A. 50~100Hz B. 1~10kHz C.10~50kHz D. 100kHz~2MHz 9、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 （ B ） A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量，电感保持不变 C. 电容保持常数，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 10、在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（D ）传感器来检测。 A. 应变片 B. 气敏电阻 C. 热敏电阻 D. 湿敏电阻 11、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（ C ） A. 人的体重 B. 车刀的压紧力 C. 车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力 12、超声波在有机玻璃中的声速比 在水中的生速（A ），比在钢中的声速（ B ） 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得 分 批卷人： 审 核： 得分 得分 装 订 线 注意：考生在填写个人 信息时，必须字迹工整、数据准确、不得漏填。答题时 ，装订 线内禁 考场号：____ 级：____________ 姓名：____ 学号：
传感器试题和答案解析
1、已知一等强度梁测力系统， R x 为电阻应变片，应变片灵敏系数 K=2，未 受应变时，R ＜ = 100 ?。当试件受力 F 时，应变片承受平均应变 ￡ = 1000卩m/m , 求： (1) 应变片电阻变化量 ？ R ＜和电阻相对变化量？ R x /R x 。 (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。 (3) 若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取 解: (1) RX K R X R X K R X 2 1000 100 0.2() 化时，电桥输出电压为 U O (3)要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 2倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上两 个相同的应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，形成半桥差动电桥, 且取其他桥臂电阻也为 Rx 。 1 R X 此时，U o — E - 0.003(V)，r L 0 2 R X 要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 4倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上四个相 同的应变片，2个受拉应变，2个受压应变，形成全桥差动电桥。 2、有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器(见下图) 。其中 a=16mm,b=24mm,两极板间距为4mm 。一块极板分别沿长度和宽度方向在原始位置 上平移了 5mm ，求： R X R X 0.2 100 0.2% (2)将电阻应变片 Rx 置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为 Rx 。当Rx 有？ Rx 的变 R X R X U O (云r i )E 3 (100 0.2 丄) 200 0.2 2 0.0015(V) 非线性误差: r L R X /2R X 1 R X /2R X 100% 0.1% 此时，U o R X R X 0.006(V)，r L 0
传感器及测试技术复习题及答案
1、求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得 到的稳态响应。 2、进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa，将它与增益 为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即 3、用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s、和5s的正弦信号，问幅 值误差是多少？
4、想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以，那么时间 常数应取为多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相位差是多少？
5、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比 ξ=0.14，问使用该传感器做频率为400Hz的正弦测试时,其幅值比A(ω)和相角差φ(ω)各为多少? 6、一台精度等级为0.5级、量程围600～1200 C的温度传感器,它最大允许绝对误差是多少? 检验时某点的温度绝对误差是4 C,问此表是否合格? 7、若一阶传感器的时间常数为0.01s,传感器响应幅值误差在10%围,此时最高值为0.5,试求 此时输入信号和工作频率围?
8、某力传感器为一典型的二阶振荡系统,已知该传感器的自振频率=1000Hz,阻尼比ξ=0.7,试 求用它测量频率为600Hz的正弦交变力时,其输出与输入幅值比A(ω)和相位差φ(ω)各为多少? 9、一个理想测试系统，其幅频特性和相频特性应具有什么特点，并用频响特性曲线表示。解：理想测试系统中其幅频特性应为常数，相频特性应为直线(线性)。
最新传感器试题及答案
一、填空题(20分) 1.传感器由（敏感元件，转换元件，基本转换电路）三部分组成。 2.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（1.5 ） 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是（达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。） 4. 精确度是指（测量结果中各种误差的综合，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。） 5．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用（细分）技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有（线性度，迟滞，重复性，灵敏度）性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型，即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为（顺压电效应）。相反，某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为（逆压电效应）。 11. 压力传感器有三种基本类型，即（电容式，电感式，霍尔式）型. 12.抑制干扰的基本原则有（消除干扰源，远离干扰源，防止干扰窜入）. 二、选择题（30分,每题3分）1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( ).C．压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）. C．温度 4、属于传感器动态特性指标的是（）.D．固有频率 5、对压电式加速度传感器，希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中，产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题（30分） 1.传感器的定义和组成框图？画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和
传感器期末复习题及答案
传感器期末复习题及答 案 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
传感器复习题 1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。 A 正比关系 B 反比关系 C 无关系 2、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D） 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 3、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ C ） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀C．周围环境温度变化 D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配 4、下面不属于不等位电势U0产生原因的是（ C ）。 A、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上； B、半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或几何尺寸不均匀； C、元件由金属或绝缘体构成； D、激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 5、关于霍尔传感器说法不正确的是（ A ） A、霍尔片越厚，霍尔传感器输出灵敏度越大 B、霍尔片越薄，霍尔传感器输出灵敏度越大 C、霍尔传感器可以作测量元件 D、霍尔传感器可以作开关元件
6、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（ B ） A. 串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同 B. 串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同 C. 串联时电荷量增大一倍，电容量不变 D. 串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半 7、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（ C ）原理。 A. 磁阻效应 B. 压阻效应 C. 正压电效应 D. 逆压电效应 8、在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器输入电路中的电荷放大器的输 出电压与（ A ）成正比。 A．输入电荷 B.反馈电容 C．电缆电容 D.放大倍数 9、石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会（ D ） A．不产生压电效应 B. 产生逆向压电效应 C. 产生横向压电效应 D．产生纵向压电效应 10、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（ A ） A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变 B. 与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍 C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍 D. 与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变 11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（ B ）
传感器考试试题答案终极版
传感器原理考试试题 1、有一温度计，它的量程范围为0--200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为__±1℃______，当测量100℃时的示值相对误差为_±%1_______。 2、传感器由___敏感元件___ 转换元件_、______测量电路_三部分组成 3、热电偶的回路电势由_接触电势、温差电势_两部分组成，热电偶产生回路电势的两个必要条件是_即热电偶必须用两种不同的热电极构成；热电偶的两接点必须具有不同的温度。。 4、电容式传感器有变面积型、变极板间距型、变介电常数型三种。 5．传感器的输入输出特性指标可分为_静态量_和____动态量_两大类，线性度和灵敏度是传感器的__静态_量_______指标，而频率响应特性是传感器的__动态量_指标。 6、传感器静态特性指标包括__线性度、__灵敏度、______重复性_______及迟滞现象。 7、金属应变片在金属丝拉伸极限内电阻的相对变化与_____应变____成正比。 8、当被测参数A、d或ε发生变化时，电容量C也随之变化，因此，电容式传感器可分为变面积型_、_变极距型_和_变介质型三种。 9、纵向压电效应与横向压电效应受拉力时产生电荷与拉力间关系分别为 F y。 和q y=?d11a b 10、外光电效应器件包括光电管和光电倍增管。 1、何为传感器的动态特性？动态特性主要的技术指标有哪些？ （1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性； （2）动态指标：对一阶传感器：时间常数；对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
2、传感器的线性度如何确定？拟合直线有几种方法？ 传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；。 四种方法：理论拟合，端基连线拟合、过零旋转拟合、最小二乘法拟合。 3、应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪些？ （1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变； （2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。 4、分布和寄生电容对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响？ 寄生电容器不稳定，导致传感器特性不稳定，可采用静电屏蔽减小其影响，分布电容和传感器电容并联，使传感器发生相对变化量大为降低，导致传感器灵敏度下降，用静电屏蔽和电缆驱动技术可以消除分布电容的影响。 5、热电偶测温时为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪些？ 答：热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。 三、计算题 1、下图为圆形实芯铜试件，四个应变片粘贴方向为R1、R4 轴向粘贴，R 2、R3 圆周向粘贴，应变片的初始值R1=R2=R3=R4=100Ω，灵敏系数k=2，铜试件的箔 松系数μ= 0.285，不考虑应变片电阻率的变化，当试件受拉时测得R1 的变化Δ R1 = 0.2Ω。如电桥供压U = 2V，试写出ΔR2、ΔR3、ΔR4 输出U0（15分）
传感器试题与答案
《传感器与检测技术》试题1 班级_______ 姓名学号成绩 一、填空:(20分) １、测量系统得静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度得物理意义就就是 。（2分) ３、光电传感器得理论基础就就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生得光电效应分为三类。第一类就就是利用在光线作用下 效应,这类元件有；第二类就就是利用在光线作用下效应，这类元件有;第三类就就是利用在光线作用下效应，这类元件有。 4、热电偶所产生得热电动势就就是电动势与电动势组成得,其表达式为E ab(T，Ｔ0）= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就就是在与之间,接入，它得作用。 5、压磁式传感器得工作原理就就是:某些铁磁物质在外界机械力作用
下,其内部产生机械压力,从而引起,这种现象称为。相反,某些铁磁物质在外界磁场得作用下会产生，这种现象称为。(2分) 6、变气隙式自感法感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上得线圈电感量(①增加②减小③不变)（2分) 7、仪表得精度等级就就是用仪表得(①相对误差②绝对误差 ③引用误差)来表示得。(2分) 8、电容传感器得输入被测量与输出被测量间得关系,除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外就就是线性得。（２分) 9、电位器传器得（线性)，假定电位器全长为Ｘｍax, 其总电阻为R max，它得滑臂间得阻值可以用Ｒｘ＝(①Ｘｍax／x R max,②x/X max R mａx,③X maｘ/ＸＲmaｘ④X/X maxＲmaｘ)来计算,其中阻灵敏度Ｒr=(①２p（ｂ+h）/Ａt, ② 2pＡt/b+h, ③ 2Ａ(ｂ+b)／pt，④２Atp(b＋ｈ)）。(４分) 二、用镍铬━镍硅热电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电动势为－1、19ｍV,此时电位差计所处得环境温度为15℃,试求该时刻温箱得温度就就是多少摄氏度?(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表
传感器题库及答案
第一章检测技术的基本概念 一、填空题： 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。 3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm，输出变化量为800mv，其灵敏度为。 二、选择题： 1、标准表的指示值100KPa，甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500 KPa，已知绝对误差最大值 P max=4 KPa，则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、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。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级，测量范围0—100 KPa，则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，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 9、传感器能感知的输入量越小，说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大，仪表越灵敏（） 3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（） 4、灵敏度其实就是放大倍数（） 5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（） 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（） 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（） 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。 答：指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
传感器试题标准答案
测验1 一、单项选择题 １、传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的 (分数：2分) ?Ａ．工作量程愈大?B. 工作量程愈小?Ｃ. 精确度愈高 D. 精确度愈低 标准答案是:Ａ。您的答案是：A 2、属于传感器静态特性指标的是 (分数：2分） A．固有频率 B. 灵敏度 C．阻尼比?Ｄ. 临界频率 标准答案是:B。您的答案是：B 3、封装在光电隔离耦合器内部的是?（分数：2分）?A. 两个发光二极管?B. 两个光敏二极管?C. 一个光敏二极管和一个光敏三极管 D. 一个发光二极管和一个光敏二极管 标准答案是：D。您的答案是：Ｄ ４、适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是 (分数:2分) ?A. 霍尔式?B. 涡流式 C. 电感式 D．电容式 标准答案是:B。您的答案是：B ５、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为 （分数：２分)?A. 压阻效应?Ｂ．应变效应 C. 霍尔效应 D．压电效应 标准答案是：Ｄ。您的答案是:D 6、热电偶式温度传感器的工作原理是基于（分数：２分) ?A. 压电效应?B．热电效应 C. 应变效应 D. 光电效应 标准答案是:B。您的答案是：B 7、矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于 (分数:2分）?A. 气敏传感器?Ｂ. 水份传感器 Ｃ. 湿度传感器?D. 温度传感器 标准答案是:A。您的答案是:A 8、高分子膜湿度传感器用于检测（分数：2分) Ａ. 温度 B. 温度差? C. 绝对湿度? D. 相对湿度 标准答案是:D。您的答案是:D 9、下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是 (分数:２分)?A. 自感式 Ｂ. 差动变压器式 Ｃ．电涡流式?D. 变极距电容式 标准答案是：B。您的答案是:B 10、 ADC０8０4是八位逐次逼近型的（分数:2分） A．数/模转换器?B. 模/数转换器 C. 调制解调器?Ｄ. 低通滤波器
传感器试题答案
测验1 一、单项选择题 1、传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的（分数：2分） A. 工作量程愈大 B. 工作量程愈小 C. 精确度愈高 D. 精确度愈低 标准答案是：A。您的答案是：A 2、属于传感器静态特性指标的是（分数：2分） A. 固有频率 B. 灵敏度 C. 阻尼比 D. 临界频率 标准答案是：B。您的答案是：B 3、封装在光电隔离耦合器内部的是 （分数：2分） A. 两个发光二极管 B. 两个光敏二极管 C. 一个光敏二极管和一个光敏三极管 D. 一个发光二极管和一个光敏二极管 标准答案是：D。您的答案是：D 4、适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是（分数：2分） A. 霍尔式 B. 涡流式 C. 电感式 D. 电容式 标准答案是：B。您的答案是：B 5、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为 （分数：2分） A. 压阻效应 B. 应变效应 C. 霍尔效应 D. 压电效应 标准答案是：D。您的答案是：D 6、热电偶式温度传感器的工作原理是基于（分数：2分） A. 压电效应 B. 热电效应 C. 应变效应 D. 光电效应 标准答案是：B。您的答案是：B
7、矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于（分数：2分） 气敏传感器A. 水份传感器B. 湿度传感器C. 温度传感器D. AA。您的答案是：标准答案是：分）（分数：28、高分子膜湿度传感器用于检测 温度A. 温度差B. C. 绝对湿度 D. 相对湿度 标准答案是：D。您的答案是：D 9、下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是（分数：2分） A. 自感式 B. 差动变压器式 C. 电涡流式 D. 变极距电容式 标准答案是：B。您的答案是：B 10、 ADC0804是八位逐次逼近型的（分数：2分） A. 数/模转换器 B. 模/数转换器 C. 调制解调器 D. 低通滤波器 标准答案是：B。您的答案是：B 11、热电偶的热电动势包括（分数：2分） A. 接触电势和温差电势 B. 接触电势和非接触电势 C. 非接触电势和温差电势 D. 温差电势和汤姆逊电势 标准答案是：A。您的答案是：A 12、为了进行图像处理，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（分数：2分） A. 编码 B. 压缩 C. 前处理 D. 后处理 标准答案是：C。您的答案是：C 测验2 一、单项选择题 1、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（分数：2分） A. 相对湿度
传感器复习题带答案的简答大题
小题 1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。红外探测器根据热电效应和光子效应制成。前者成为热敏探测器，后者成为光子探测器。 2.光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的可先均匀相间排列构成的光电器件。按其原理和用途，它又可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅是利用光的衍射现象制造的，主要用于光谱分析和光波长等量的测量。计量光栅主要利用莫尔现象，测量长度、角度、速度、加速度、振动等物理量。 3.以光栅的栅距作为分辨单位，只能在有合适的光栅栅距的基础上，对栅距进一步细分，才可能获得更高的测量精度。 4.编码器按其结构可分为接触式、光电式和电磁式三种，后两种为非接触式编码器。 简答题 1、有源传感器与无源传感器有什么差别，请举出三个不同类型的例子。 答：分为有源传感器和无源传感器。有源一般是将非电能量转换为电能量，称之为能量转换型传感器，也称为换能器。通常它们配有电压测量和放大电路，如压电式、热点偶、光电池等。无源传感器又称为能量控制型传感器。它本身不是一个换能装置，被测非电量仅对传感器中的能量起控制或调节作用。所以，它们必须具有辅助能源。如电阻式、电容式和电感式 2、试说明如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。 答：在悬臂梁的一端固定质量块，梁的另一端用螺钉固定在壳体上，在梁的上 下两面粘贴应变片，梁和质量块的周围充满阻尼液（硅油），用以产生必要的阻 尼。测量震动时，将传感器壳体和被测对象刚性固定在一起，因此作用在质量 块上的惯性力F=ma使悬臂梁产生变形（应变），这样，粘贴在梁上用应变片所 构成的电桥失去平衡而输出电压。此输出电压的大小正比于外界震动加速度a。 3、分析电容传感器边缘效应产生的原因，画图给出消除其影响的措施，并进行论述。 答：理想条件下，平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间，这仅是简化电容量计算的一种假定，实际上在电容器的边缘力线是不均匀的，这样就产生了边缘效应。 a 为克服边缘效应，首先应增大初始电容量Co，即增大极板面积，减小极板间隙。 b 在结构上增设等位环来消除边缘效应 原理：等位环安放在上面电极外，且与上电极绝缘组等电位，这样就能使上电极的边缘电力线平直，两极间电场基本均匀，而发散的边缘电场产生在等位环的外周不影响工作。 4、简述电涡流效应的原理，并说明如何实现测距（参见图1）。 答：在传感器线圈中通以交变电流I，在周围空间形成交变电磁场H1，在处于磁场内的导体中产生涡流环。该涡流环形成的反向磁场H2，并作用于传感器线圈，从而使得线圈的参数（电感、阻抗、品质因数）发生变化。变化的成果都取决于线圈参数（尺寸大小、电流强弱）导体参数（电导率、磁导率）和线圈与导体之间的距离。 在测量过程中，只要保证上述参数中的一个参数变化，就可以实现测量。即保证传感器线圈不变，导体不变，则传感器线圈的参数变化只与距离有关，从而实现测距。 5、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：为了热电势与被测温度成单值函数关系，需要热电偶的冷端温度保持恒定，由于热电偶的温度——热电势关系曲线是在冷端温度等于0℃下得到的，已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，在测量时必须满足冷端温度等于0℃的条件，否则会出现误差，而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0℃。方法：①冷端温度恒温法②计算修正法③电桥补偿法 6、试说明图示的霍尔式位移传感器的工作原理。
传感器--试题和答案
试题A 一、填空（本题共39分，每空分） 1、传感器由、、三部分组成。 2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量 的倍左右为宜。 3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为级。该表可能出现的最 大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。 8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬- 镍硅热电偶其正极是。 9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电 元件起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。 10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。 11、自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有、、 、、等。 12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是、、。 14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿 网络，其目 的是为了。 二、选择题（本题共30分，每题2分） 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热电极的电导率 C、热端和冷端的温度 D、热端和冷端的温差 3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用 了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 C、减小非线性误差 D、提高电磁兼容性 6、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 8、考核计算机的电磁兼容是否达标是指。 A、计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 B、该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰 C、两者必须同时具备 10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。 A、冰浴法 B、仪表机械零点调整法 C、计算修正法 11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。 A、提高灵敏度 B、将输出的交流信号转换为直流信号
(完整版)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。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。 3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法、＿、。 4. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍
《传感器》课程试题及答案
参考资料 一、填空题 1、变间隙型电容传感器做成差动结构以后，灵敏度变为原来的 1 倍。 2、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿，它的理论依据是中间 温度定律。 3、传感器是将被测非电物理量转换为电量 的装置。 4、半导体材料受到外力的作用，电阻率发生变化的现象叫压阻 效应。 5、光在光纤中传播是基于光的全反射现象。 6、光电池是基于光生伏特效应工作的光电器件，作为测 量元件适宜用作电流源（电压/电流）。 7、传感器的动态特性决定了它能测量的被测信号测量范围。 8、为克服导线电阻对测量造成影响，热电阻通常采用电桥式三线 制 接法。 9、差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压， 它是由于两个次级线圈电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非 线性问题引起的。 10、霍尔元件所采用的材料为半导体。 11、红外辐射的物理本质是热辐射，物体温度越高则波长 越短。 12、已知压力表的量程为30Mpa，最大绝对误差为0.3Mpa，则该压力表 的精度为 1 级。 13、变气隙厚度式单线圈电感传感器的初始间隙越小，则灵敏度越 高。 14、按表达式对误差进行分类，可将误差分为绝对误差、相 对误差
和引用误差。 15、光敏电阻是基于内光电效应的光电器件。 16、热电阻的阻值会随温度的升高而变大。 17、热电偶中产生的热电势由接触电势和温差电势组成。 18、压电式传感器测量电路中前置放大器的作用有两个：一是阻抗 变换，二是放大压电式传感器输出的微弱信号。 19、光敏二极管在电路中一般是处于反向工作的状态。 20、数值孔径是衡量光纤集光性能的主要参数。 21、光电开关和光电断续器都是由红外线发射元件和光 敏接收元件组成的。 22、在热电偶回路中加入第三种导体材料时，如果两接点的温度相同， 则对整个回路中的热电势无影响。这是热电偶基本定律的中间导体定律。 二、1、光敏三极管工作时（ A ）。 A、基极开路、集电结反偏、发射结正偏 B、基极开路、集电结正偏、发射结反偏 C、基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏 D、基极接电信号、集电结反偏、发射结正偏 2、以下说法不正确的是（B ） A、石英晶体沿光轴方向受力时不产生压电效应。 B、光敏二极管在不受光照时处于导通状态。 C、测量结果与其约定真值之差即为误差。 D、对于金属导体材料，其压阻效应极小，而对于半导体材料，其几何效应较小。 3、以下属于有源型的传感器是（ D ） A、应变片 B、电容式传感器 C、差动变压器 D、热电偶
传感器题库及答案
第一章 检测技术的基本概念 一、填空题： 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ，输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ，甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表，其标尺范围 0— 500 KPa ，已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ，则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 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。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 ___________________ 测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级，测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小，说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 （ ） 2、 灵敏度越大，仪表越灵敏 （ 3、 同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同 （ ） 4、 灵敏度其实就是放大倍数 （ ） 5、 测量值小数点后位数越多，说明数据越准确 （ ） A max 100% (1-9) 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 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高
医学传感器复习题目答案电子教案
医学传感器复习题目 答案
1.传感器定义，重要性P1-P2 +PPT 传感器的定义：能感受或响应规定的测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。 重要性:各个学科的发展与传感器技术有十分密切的关系。例如：工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等方面都与传感器技术密切相关。这些技术领域的发展都离不开传感器技术的支持，同时也是传感器技术发展的强大动力。离开传感器就没有我们今天的生活。 2.医用传感器定义。PPT 能够感知多数为非电量的生物信息并将其转换成电学量的器件或装置。 3.为何转换成电信号P2 +PPT 反映生命的信息绝大多数属于非电量，其放大和处理是十分困难的。而医学传感器把生物信号换成电信号，经放大器及预处理器进行信号放大和预处理，然后经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号，输入计算机，然后通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果 4.传感器，换能器，执行器的关系 传感器：这种装置用来感知被监测系统的参数，它能把特定的被测参数的信息（包括物理量、化学量和生物量等）按一定规律转换为某种便于处理，易于传输的信号（如电信号、光信号等）。换能器：它是一种装置，这种装置可将能量从一个域（如电能）变换到另一个域（如超声波），反之亦然。推广来讲，它可将能量从一种类型转变成另一种类型。 因此对transducer确切翻译应为换能器。 执行器：它也是一种装置，这种装置接收电能后可对系统状态施加影响，如电机（它可施加扭矩）、水泵（它施加压力或改变流体速度）、电动移动工作台等。
传感器试题及答案
一、填空题（20 分） 1. 传感器由（敏感元件，转换元件，基本转换电路）三部分组成。 2. 在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（） 倍左右为宜。 3. 灵敏度的物理意义是（达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。） 4. 精确度是指（测量结果中各种误差的综合，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。）5．为了测得比栅距W 更小的位移量，光栅传感器要采用（细分）技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 7. 传感器静态特性主要有（线性度，迟滞，重复性，灵敏度）性能指标来描述。 8. 电容传感器有三种基本类型，即（变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常 数型电容传感器）型。 9. 压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联）起来 10. 压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为（顺压电效应）。相反，某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为（逆压电效应）。 11. 压力传感器有三种基本类型，即（电容式，电感式，霍尔式）型. 12. 抑制干扰的基本原则有（消除干扰源，远离干扰源，防止干扰窜入）. 二、选择题（30 分,每题 3 分）1、下列（）不能用做加速度检测传感器。 D.热电偶 2、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（）.C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）? C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是（）.D.固有频率 5、对压电式加速度传感器，希望其固有频率（）.C.尽量高些 6、信号传输过程中，产生干扰的原因是（）0干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中（）属于自发电型传感器.C、热电偶 &莫尔条纹光栅传感器的输出是（）.A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有（）等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在（）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C. 弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率（）.B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（ ）. C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中（ ABD 随便选一个 ）不属于自发电型传感器 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式14、（）的数值越大，热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了（ B、减小引线电阻的影响）. 16、下列（）不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题（30 分）