传感器与检测技术复习题

一、单项选择题
1、属于传感器动态特性指标的是( B )
A.迟滞 B.过冲量 C.稳定性 D.线性度
2、传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的( D )
A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高
3、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（ B ）温度传感器。
A、热电偶 B. 亮度式 C. 半导体三极管 D. 半导体二极管
4、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ）
A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度
5、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）。
A.金属丝式 B. 金属箔式 C. 电阻应变仪 D.固态压阻式传感器
6、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（ C ）测量转换电路。
A. 单臂半桥 B.双臂半桥 C.四臂全桥
7、热电阻测量转换电路采用三线制是为了（ D ）。
A、提高测量灵敏度 B. 减小非线性误差 C. 提高电磁兼容性 D. 减小引线电阻的影响
8、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. 防止产极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度
9、在使用测谎器时，被测人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（ D ）传感器。
A．应变片 B. 热敏电阻 C. 气敏电阻 D.湿敏电阻
10、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. 电容保持不变，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变
11． 将机械振动波转换成电信号是得用压电材料的；蜂鸣器中发出声音的压电片发声原理是利用压电材料（ D ）。
A． 应变效应 B. 电涡流效应 C.正压电效应 D. 逆压电效应
12、（ C ）的数值越大，热电偶的输出电动势就越大。
A、热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率
13、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 ）。
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
14、光敏电阻属于（ B ）光敏二极管属于（ C ），光电池属于（ C ）。
Ａ．外光电效应 Ｂ．光电导效应 Ｃ．光生伏特效应
15．光敏二极管在测光电路中应处于（ B ）偏置状态，而光电池通常处于（ C ）偏置状态。
Ａ．正向 Ｂ．反向 Ｃ．零
16．光纤通信中，与出射光纤耦合的光电元件应选用（ C ）。
Ａ．光敏电阻 Ｂ．PIN光敏二极管 Ｃ．APD光敏二极管 Ｄ．光敏三极管
17、在自动检测技术中

，信息的提取可用 来完成。
A．传感器 B．显示器 C．计算机 D．频谱仪
18、光敏三极管的结构可以看成，用光敏二极管替代普通三极管中（ C ）。
A．集电极 B．发射极 C．集电结 D．发射结
19、以下四种传感器中，属于四端元件的是（ C ） 。
A、应变片 B、压电晶片 C、霍尔元件 D、热敏电阻
20、下列器件对光电流具有放大作用的器件是（ B ）。
A 光电管 B 光敏三极管 C 光电池 D 光敏二极管
21、．下列器件不是基于同一物理效应的是（ A ）。
A 光敏电阻 B 光敏三极管 C 光电池 D 光敏二极管
22．通常用热电阻测量（ C ）。
A．电阻 B．扭矩 C．温度 D．压力
23、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测( C )
A.温度 B.温度差 C.相对湿度 D.绝对湿度
24、封装在光电隔离耦合器内部的是( D )
A.一个发光二极管和一个发光三极管 B.一个光敏二极管和一个光敏三极管
C.两个发光二极管或两个光敏三极管 D.一个发光二极管和一个光敏三极管
1、在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的___中间导体_____定律。
2、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，__四臂电桥_____接法可以得到最大灵敏度输出。
3、霍尔式传感器为___导体或半导体___在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量___电流__________，_____磁场_____，_____位移____，__转速___等。
4、通常传感器由＿＿＿敏感元件和转换元件＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿部分组成， 是能把外界＿被测量＿＿转换成＿＿可用输出信号的＿器件和装置。
5、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；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。
6、把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称＿＿霍耳＿＿效应，这个电动势称为＿＿霍耳＿电势。外加磁场使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象成＿＿磁阻＿＿效应。
7、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为＿＿正压电＿效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称＿＿逆压电＿＿效应。
8、入射光强改变物质导电率的现象称＿光

电导＿效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称＿＿光生伏特＿＿效应。
9、测量温度的传感器主要分为 热电偶 、 热电阻 、 热敏电阻 三大类。
10、热电偶产生热电势必须具备的基本条件是1 二种不同的导体组成闭合的回路 、
2 二个结点存在温差 。
11、量程是指传感器在 测量范围 内的上限值与下限值之差。
12、当传感器的被测物理量有微小变化时，该传感器就会有较大的输出变化量。这说明该传感器的 灵敏度 较高。
13、内光电效应分为 光电导效应 和 光生伏特效应 三类。
14、光纤传感器根据光纤的使用方式分为 传光型 、 拾光型 和 功能型 三大类。
15、半导体热敏电阻随温度变化的曲型特性有 正温度系数 、 负温度系数 和
监界温度系数 三种类型。
16 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率__增大_。
17、热电偶所产生的热电势是由____接触_____电势和_____温差__电势组成。
一、填空题
1.传感器的组成是：传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。
2.传感器按被测量分类为：物理量、化学量、生物量传感器。
3.传感器按转换原理分类为：结构型、物性型和复合型传感器。
4.弹性敏感元件的类型分为：变换力的弹性敏感元件和变换压力的弹性元件
5.传感器的误差特性分为：线性度、迟滞、重复性、零漂和温漂等。
6.线性位移传感器与弹性敏感元件或其他变换机构组合，可构成速度、加速度、力、压力、流量、液位等各种物理量的传感器。
7.应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、应变电桥组成。
8.应变式传感器广泛应用于应变、荷重、压力和加速度等机械量的测量。
9.电位器传感器能测量的物理量有：
直线位移、角位移、压力、液位、高度等。
10.电容式传感器原理上可分为：
变极距式、变极板间面积式、变极板间介质式。
11.电感传感器与弹性敏感元件组合可检测：
振动、压力、应变、流量和比重等。
12.电涡流式传感器能测量的物理量有：
测量位移、厚度、振动、速度、流量和硬度等。
13.常见的压电材料有：石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材料。
14.超声波探头按原理分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，
15.霍尔传感器由霍尔元件、磁场和电源组成。
16.霍尔集成电路分为：线性型和开关型两类。
17.外光电效应可生成的光电元件有光电二极管、光电倍增管、紫外线传感器。
18.内光电效应可生成得光电元件有：
光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏晶体管

、光敏晶闸管。
19.光电检测需要具备的条件是：光源、被测物和光电元件。
20.光电传感器的类型有：
被测物发光、被测物反光、被测物透光、被测物遮光。
21.激光器常按工作物质进行分类为：
固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器。
22.光纤传感器由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤)、光接收器、信号处理系统及光纤构成。
23.光纤位移传感器的特性性曲线分为：前坡区、峰值区和后坡区。
24.直线感应同步器主要组成部分是：定尺和滑尺。
25.黑白透射直线光栅读数头由光源、标尺光栅、指示光栅和光敏元件组成。
26.莫尔条纹特点有：光学放大作用，连续变倍作用，误差均衡作用。
27.磁栅传感器由磁头、磁栅尺和检测电路组成。
28.接近传感器的结构类型有：一体式、分离式、组合式。
29.接近传感器的工作电压类型有：交流型和直流型。
30.接近传感器的输出引线类型有：二线制、三线制、四线制。
31.接近传感器可用于：定位控制，限位控制，计数及计数控制，物位控制，逻辑控制，安全保护控制。
32.在MPS工作站2中应用的传感器有：
电容式、电感式及光电、霍尔式接近开关和电位器式传感器。
33.常用的无损检测技术有：
电涡流探伤、漏磁探伤、超声波探伤、红外探伤。
34.扭矩传感器的类型有：应变式、振弦式、磁致伸缩式、磁电式。
35.加速度传感器必须由质量块、弹簧和阻尼元件组成机械二阶系统。
36.常见的加速度传感器有：
应变式、电感式、电容式、磁电式和压电式等几种。
37.根据介质不同，超声波物位测量可分为：气介式、液介式和固介式。
38.流量测量有哪些方法有：速度式、容积式和质量式三大类。
39.超声波测量流量的方法有：
①时间差法、相位差法和频率差法；②声束偏移法；③多普勒效应法。
40.通常所讲的热工量是指：
压力、流量、物位、成分和温度五种物理量的统称
41.热电偶的结构形式有：普通型、铠装型、表面型和快速型四种。
42.热电偶的参考端温度处理的方法：
恒温、补偿导线、电动势修正、电桥补偿。
43.热电阻式温度传感器的接线方式有：二线制、三线制、四线制。
44.热敏电阻按特性可分为：NTC、CTR、PTC。
45.普通热电偶的组成是：热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分。
46.集成温度传感器的输出形式可分为：电流型、电压型。
47.常见热电阻材料有：铂和铜。
48.湿度的测量方法有
毛发湿度计法，干湿球湿度计法，露点计法，阻容式湿度计法。
49.气体传感器的种类有：
热传导式、热敏电阻式、红外吸收光谱式、半导体类、电化学类。
50.金

属氧化物烧结型气体传感器的主要检测对象是：
甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、酒精、硫化氢。
51.物性型湿度传感器的类型有：
电解质系、半导体及陶瓷系、有机物及高分子聚合系。
52.主动式红外探测报警器由红外发射机、红外接收机、报警控制器组成。
53.火灾的参数是：气溶胶、烟雾、光、热和燃烧波。
54.室内火灾发展的阶段分为：初始阶段、闷烧阶段、火焰阶段、散热阶段。
55.火灾温度探测器的工作方式分类为定温型、差温型和差定温型。
56.三元复合火灾探测器是由感烟、感温及气体传感器组成的。
57.传感器的温度补偿方法有：自补偿法、并联式温度补偿法、电桥温度补偿
法、热敏电阻补偿法、反馈式温度补偿法。
58.数据采集系统由传感器（T）、放大器（IA）、模拟多路开关（MUX）、采样保持器（SHA）、A/D转换器、计算机（MPS）或数字逻辑电路组成。
59.数据采集系统的形式有：同时采集、高速采集、分时采集和差动结构。
60.常用的A/D转换器类型有：
逐次逼近型、双积分型和V/F变换型（电荷平衡式）。
61.人为干扰的来源有：
电磁场、电火花，及其它机械干扰、热干扰、化学干扰等。
62.内部干扰源有： 热噪声、散粒噪声、低频噪声、接触噪声
63.通过“路”的干扰有：泄漏电阻、共阻抗耦合干扰、经电源线引入干扰。
64.通过“场”的干扰有：通过电场耦合的干扰、通过磁场耦合的干扰、通过辐射电磁场耦合的干扰。
简答题
1.什么叫传感器的灵敏度？传感器输出变化量与输入变化量的比值。
2.什么叫传感器的分辨力？
传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量。
3.传感器的量程是如何定义的？
传感器能够测量的上限值与下限值的差称为量程。
4.传感器的准确度是如何定义的？准确度常用最大引用误差来定义
5.弹性敏感元件的作用是什么？
将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变。
6.什么叫应力？
物体受外力作用并处于平衡状态时，在单位面积上引起的内力。
7.什么叫应变？物体受外力作用时产生的相对变形。
8.应力和应变的关系是什么关系？在弹性范围内应力和应变成正比。
9.如何定义弹性敏感元件的刚度？弹性敏感元件单位变形所需的外力。
10.弹性敏感元件的灵敏度是如何定义的？
单位外力是弹性敏感元件变形量。
11.差动电桥是如何构成的？
答：相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变方向应相同。
12.采用差动电桥有什么好处？
答：可提高电桥的灵敏度，减小非线性、还可实现温度补偿。
13.差动式电容传感器的特点是：线性好，

测量范围宽，灵敏度较高。
14.差动式电感传感器有什么特点？线性度好、示值范围宽、灵敏度高。
15.电涡流式传感器的原理是什么？电涡流效应引起线圈阻抗变化。
16.电涡流式传感器常用的转换电路是谐振电路。
17.什么是压电效应？电介质在外力作用下产生电荷的现象。
18.压电元件能构成哪些传感器？
应力、加速度等可变换成力的物理量传感器以及超声波传感器。
19.霍尔式位移传感器是如何组成的？
由霍尔元件和永久磁铁构成的梯度磁场组成。
20.光纤传感器的类型
光纤传感器可按光纤的作用分为功能型、非功能型和拾光型三大类。
21.如何用角数字编码器测量转速？
答：将增量式光电码盘安装在被测转轴上，码盘每周的刻线数为n，用频率计测量其输出脉冲频率，则转速为r=60f/n（转/分）。
22.如何用角数字编码器测量直线位移？
答：将光电旋转编码器安装在机丝杆上，丝杆螺距为d（mm），码盘每周的刻线数为n，用计数器测量其输出脉冲数N，则位移为x=Nd/n（mm）。
23.光栅传感器的工作原理是什么？
答：光源（LED）通过标尺光栅和指示光栅组成的光栅副形成莫尔条纹，光敏三极管将莫尔条纹的移动信号转换成电信号，光栅每移过一个栅距W，莫尔条纹就移过一个间距B。通过测量莫尔条纹移过的数目，即可得出光栅的位移量。
24.动态磁头和静态磁头的主要区别是什么？
答：动态磁栅用于检测匀速运动的被测物体，读出磁头通常采用速度响应式磁头(其工作原理相当于录音机磁头)；静态磁栅用于检测变速运动的被测物体，读出磁头需用调制式的磁通响应式磁头(又称静态磁头)。
25.位移传感器实现辨向的基本条件是什么？
答：为了判别移动的方向，必须利用光栅传感器输出的两路相位差90°的输出信号。
26.常见的接近传感器它们的敏感特性有什么区别？
电感式和电涡流式只能感应金属体；电容式可感应非金属体；光电式对金属体和非金属体都能感应；霍尔式和干簧式可感应磁性体。
27.安装接近传感器应注意哪些问题？
答：首先使接近传感器感应面垂直正对接近物体，其次注意在检测区不应有其他敏感物体。
28.实现扭矩测量的方法是什么？
答：扭矩对扭转轴作用时，产生的扭转角与扭矩成正比关系。只要测得扭转角，可知扭矩。
29.应用多普勒效应如何测量速度？
答：用位置固定的发射器向被测运动的物体发出一个固定频率的电磁波，测量反射回来的电磁波的频率变化，根据多普勒频率： fd＝fR－f0=±2v/λ0 ，可得物体运动的速度。
30.用接近传感器如何测量转速？
答：大部分接近传感器都可以很容易地实现

转速的测量。在被测转轴上装一个转盘，转盘上安装能使传感器敏感的标志，标志接近传感器时便输出脉冲。如用霍尔传感器测转速，可在转盘上粘上磁钢或隔磁叶片；用光电传感器测转速，可在转盘上粘平面镜反光条或刻蚀透光狭缝；用电感传感器测转速，可将金属转盘边沿作上齿轮或键槽。
31.节流式流量计的原理是什么？
答：利用管路内的节流装置，将管道中流体的瞬时流量转换成节流装置前后的压力差，然后用差压传感器将压差信号转换成电信号。
32.什么叫物位？
答：物位是指各种容器设备中液体介质液面的高低、两种不溶液体介质的分界面的高低和固体粉末状颗粒物料的堆积高度等的总称。
33.为什么压力式传感器可测量液位？
答：根据液位高度：P＝Hρg=γH，利用压力表可测量液位。
34.怎样调整零点迁移？
答：调整变送器的零点迁移弹簧，使液位由零变化到最高液位时，变送器的输出从下限变化到上限。
35.利用超声波如何测量物位？
答：利用超声波在两种物质的分界面上的反射特性，测量超声脉冲传输时间。
36.什么是补偿导线？
答：0～100℃范围内与热电极有相同热电特性的廉价金属材料制成的导线。
37.使用补偿导线时应注意哪些问题？
答：按热电偶型号选配，保证两接点温度相等、极性正确。
38.使用热电偶冷端补偿器时，对20℃温度如何处理？
修正或仪表指针零位调至20℃。
39.热电阻测温电桥电路为什么要用三线制或四线制？
答：消除引线电阻受环境温度影响造成的测量误差。
40.超声波探测报警器的类型有：
发、收合置的多普勒型和收、发分置的声场型。
41.微波探测报警器的类型有：微波多普勒报警器和微波墙式报警器。
42.为什么微波—热释电红外探测双技术报警器的误报率最低？
热释电探测器可消除微波探测器受电磁反射物和电磁干扰的影响，而微波则减轻热释器件受温度变化的影响。
43.室内火灾各阶段相应选用哪些类型的探测器？烟雾和气体，火焰和温度。
44.说明烟雾探测器有那些类型？电离式烟雾探测器、光电感烟探测器。
45.光电感烟探测器分哪些类型？在光路上测量烟雾对光的衰减（吸收）作用的减光型探测法；在光路以外的地方测量烟雾的散射光能量的散射型探测法。
46.在传感器信号处理电路中为什么要进行检波？
答：传感器采用交流电桥、谐振电路等预处理电路，其输出信号是以电桥电源或谐振频率为载波的调制信号，要通过解调才能获得被测直流信号，对调幅信号的解调称为检波。
47.相敏检波有哪些特点？极性和幅值与调制信号相同，频率是载波的2倍。
48.为什么

要对传感器进行温度补偿？
为了抑制环境温度对传感器特性的影响。
49.为什么要对传感器进行线性化处理？
多数传感器都具有非线性特性，它既不利于读数和测量结果的分析处理，而且是产生测量误差的主要原因之一。因此，为了减小或消除非线性误差，必须进行非线性补偿。
50.传感器线性化的方法有哪些？
典型的补偿原理可分为开环式、闭环式和增益控制式三种。利用在测量回路中加入的线性化器的非线性函数去补偿传感器的非线性特性。常用的方法有硬件法和软件法。
51.为什么要对传感器信号进行标度变换？
传感器检测的量纲不同、测量范围不同的非电量经转换输出为相同范围的标准电压信号，同样的数字往往代表着不同的被测量，因此需要恢复被测量的两纲。
52.如何进行标度变换？
输出量的变化值×输入量的量程÷输出量的量程＋输入初值。
53.什么叫数据采集？把模拟信号数字化的过程就称为数据采集。
54.什么叫串模干扰？凡干扰信号和有用信号按电势源的形式串联(或按电流源的形式并联)起来作用在输入端的称串模干扰。
55.什么叫共模干扰？干扰信号使两个输入端的电位相对于某一公共端一起变化（涨落）的属共模干扰。共模干扰本身不会使两输入端电压变化，但在输入回路两端不对称的条件下，便会转化为串模干扰。
56.静电屏蔽的技术关键是什么？答：屏蔽盒为良导体，屏蔽盒要良好接地，伸出屏蔽盒之外的导线尽量缩短。
57.电磁屏蔽的技术关键是什么？答：屏蔽体采用良导体；屏蔽体上开孔或开槽，应避免切断涡电流的流通途径；对电磁线圈进行屏蔽，屏蔽罩直径必须大于线圈直径一倍以上。
58.磁屏蔽的技术关键是什么？答：屏蔽体用高导磁材料并应有一定厚度，以免磁饱和。
59.什么叫一点接地原则？答：将各种具有不同信号电平的信号地线、噪声地线和金属件地线分别在电路中适当的一点接地，而不应相互串接。
60.在A/D、D/A转换的数模混合电路中如何体现一点接地原则？
答：在A/D、D/A转换的数模混合电路中的模拟信号地线和数字信号地线先分别一点接地，然后再一点接地。
61.动圈式仪表有哪几种？配热电偶和热电阻的动圈式仪表各是什么型号？
答：动圈式温度指示仪表有指示仪表（XCZ）和调节仪表（XCT）。配热电偶的动圈式温度仪表： XCZ-101、XCT-101，配热电阻的动圈式测温仪表： XCZ-102、XCT-102。
62.配热电偶的动圈指示仪表如何配接外接电阻?
答：实用冷端补偿器的热电偶测温电路等效内阻为1Ω，将15?的锰铜丝线绕电阻拆去1Ω，将剩余部分串接在回路中。
63.说明自动平衡仪表的组成和

特点。
答：自动平衡显示仪表不从传感器输出信号中取用电流，无负载效应，测量精度高，抗干扰能力强。
64.自动平衡电位差计和自动平衡电桥有什么区别？
自动电位差计用于测量直流电压或电流，可配热电偶测量温度，其型号为XW系列。自动平衡电桥为XQ系列，与热电阻配合，用来测量温度。
65.DDZ-Ⅲ系列仪表的信号制是什么？如何联络？
答：DDZ-Ⅲ系列采用4～20mA信号制，各单元仪表采用现场串联，室内并联（并联250Ω电阻可转换为1～5V的电压信号）的联络方式，直流24V集中供电。