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传感器题库

1、通常希望传感器的输入和输出之间具有一一对应关系，这样的传感器才能如实反映待测的信息。

16 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度。

15、传感器就是通过敏感元件、传感元件和电子线路把非电生物信息转化成电学量的装置

17、电阻应变片式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅可以温度补偿，同时还能起到提高测量灵敏度的作用。

2、直流电桥的补偿包括零位补偿、温漂补偿、非线性补偿、灵敏度温漂补偿。

2、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。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K下降了，这种现象称为横向效应。

16、在传感器测量电路中，应用电桥测量线路把电阻变化转化成电流或电压变化的线路。

20、电阻应变效应是指在一定的范围内，拉伸金属导体，金属导体的电阻变化和应变成正比。

电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。

空气介质变隙式电容传感器中，提高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

3、一般电容式传感器可分为三种类型变面积型，变介质介电常数型，变极板间距型

5、电容式传感器根据其组成原理分为变面积型、变极距型和变介质型。

21、电容式传感器根据其组成原理分为变面积型、变极距型和变介质型。

17、自感式传感器是利用位移的变化使线圈的自感量发生变化的一种机电转换装置

14、电涡流式传感器可以测量位移、厚度、加速度等物理量，其本身不与被测对象接触，适于生理测量工作。

25、正压电效应是将压力变化转换为电变化，这种传感器称为非谐振式压电传感器。

4、压电元件测量电路采用前置放大器的目的是：把压电式传感器的高输出阻抗换成低阻抗输出、放大压电式传感器输出的弱信号目前常用的前置放大器有电压放大器，电荷放大器两种。

11、石英压电元件的纵向效应是沿电轴x-x 方向的作用下，在垂直于x轴电极面上产生电荷；而横向效应是沿机械轴Y-Y 方向的作用下，在垂直于x轴电极面上产生电荷。

10、超声换能头主要利用压电晶体作为换能元件。

13、常见的压电材料有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电聚合材料。

24、测量血压可以选择电容式/压电式式传感器。

14．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控制电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。

15、磁敏二极管工作时加正向电压。由于它的磁灵敏度很高，特别适合测量弱磁场。

7、霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而被测量，如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的一种传感器。

11、在生物医学中，测量血流量常用磁电式式传感器。

22、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控制电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。

23霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。

24 磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的.

28、生物医学测量中常用珠状或薄片状的热敏电阻作为温度测量探头。

6、热电偶是利用热电效应制成的温度传感器。热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。

9、热电偶中能产生热电势的条件是：①热电偶必须用两种不同材料作为热电极，②热电偶两端存在温差。

10热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线.

9、几乎所有的物质的电阻率都随其本身的温度的变化而变化，这一物理现象称为热电阻效应。

26、光电耦合器CCD的基本功能是将动态（动态/静态）的光学图像转化成电信号，该器件被广泛应用于各种光电信息处理系统。

10光纤的数值孔径NA是衡量光纤聚光能力的参量，对于光纤传感器而言一般要求NA值的范围是0.2~0.4 。

二、选择题

1.医用传感器是感知生物体内各种生理的、生化的和病变的信息，把它们传递出来并转化

为（B ）装置

A.光信号

B.电信号

C.非电信号

D.非光信号

2、在传感器静态特性指标里，描述传感器输出变化量和输入变化量比值的是：D

A．测量范围B．测量范围C．线性度D．灵敏度

1.传感器的主要功能是（A ）。

A. 检测和转换

B. 滤波和放大

C. 调制和解调

D. 传输和显示、

12、以下不属于传感器静态指标的是：D 。

A. 灵敏度 B 测量范围 C. 线性度 D. 瞬态响应

4. 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

15. 属于传感器动态特性指标的是( B )

A.迟滞

B.超调量

C.稳定性

D.线性度

2.下列关于传感器灵敏度不正确的陈诉是（C）

A.传感器的灵敏度是指传感器达到稳定后输出量变化Δy对输入变化量Δx的比值

B.实际传感器的灵敏度当输入量较小时是定植，当输入量较大时就随着输入量变化

C.传感器的灵敏度和测量范围有关，多数传感器的灵敏度越高，测量范围越宽。//窄

D.当Δx小到某种程度是，输出就不再变化了，这时的Δx叫做灵敏度界限

2. 直流电桥的平衡条件为（B）

A．相邻桥臂阻值乘积相等B．相对桥臂阻值乘积相等

C．相对桥臂阻值比值相等D．相邻桥臂阻值之和相等

5、传感器的灵敏度是电桥测量技术的重要指标，在同一输入电压的条件下，灵敏度最高的电桥是：D

A．单臂变化B．双臂变化C．三臂变化D．四臂变化

17. 为了抑制干扰，常采用的电路有( C )

A. A/D转换器

B. D/A转换器

C. 变压器耦合

D. 调谐电路

13. 利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）

A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

23.直流电桥的补偿包括（D）

A.零位补偿

B.温漂补偿

C.非线性补偿

D.包括A、B、C

6、通常用电阻应变片传感器测量D。

A．电阻B．扭矩C．流量D．压力

1、产生应变片温度误差的主要原因有（A ）

A电阻丝有温度系数

B试件与电阻丝的线膨胀系数相同

C电阻丝承受应力方向不同

D电阻丝与试件材料不同

30.下列选项中环境温度变化而引起压阻传感器测量误差的原因有（D）

A.应变片金属敏感栅横向效应

B.金属应变片的零漂过大

C.金属应变片的灵敏系数低

D.试件材料和敏感栅材料的线膨胀系数不一致

24.关于应变片灵敏系数，下列描述正确的是（D）

A.在使用电阻应变片时应将其灵敏轴线垂直（平行）于试件最大的主应变方向，这样可以获得最大的电阻变化

B.应变片的灵敏系数是指在一维应力作用下，粘贴在试件表面上的应变片的单位电阻变法（无量纲的量）

C.构成应变片的金属线材的灵敏系数叫做“标称灵敏系数”（应变片的灵敏度）

D．应变片的灵敏系数一般小于构成应变片的金属线材的灵敏系数

4. 关于电阻应变片特性的不正确描述是（C ）

A.应变片金属丝弯折处的变化使得灵敏系数减小的现象叫做应变片的横向效应

B.敏感栅越窄，基长越长的应变片，其横向效应越小，引起的误差也越小

C．当应变片的非线性效应达到规定值时所对应的指示(应该是真实)应变为应变片的应变极限（在一定温度下，应变片的指示应变对测试值的真实应变的相对误差不超过规定范围

（一般为10%）时的最大真实应变值。）

D.一定温度下，使应变片承受一定的机械应变时，指示应变随着时间而变化的特性叫做应变片的蠕变

2、当变隙式电容传感器的两极板间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（B ）

A 灵敏度k增加

B 灵敏度k减小

C 非线性误差增加

D 非线性误差减小

3如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（AC）

A. C增大表示h增大

B. C增大表示h减小

C. C减小表示h减小

D. C减小表示h增大

4如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。

当待测压力增大时，有下列说法其中正确的是（C）

（1）电容器的电容将减小

（2）电容器的电量将增加

（3）灵敏电流表指针向左偏转

（4）灵敏电流表指针向右偏转

A. （2）（3）

B. （1）（3）

C. （2）（4）

D. （1）（2）

5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,有热空气从机内喷出,将湿手烘干.手靠近干手机能使传感器工作,是因为(D )

A. 改变了湿度

B. 改变了温度

C. 改变了磁场

D. 改变了电容

6.电容式传感器是将被测量的变化转换成(A)变化一种传感器

A.电容量

B.电感量

C.介电常数

D.距离

7.当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（B）

A．灵敏度K0增加B．灵敏度K0不变

C．非线性误差增加D．非线性误差减小

16. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量( A )

A.增加

B.减小C不变D不确定

5. 电涡流式传感器的变换原理是利用（C）在交流磁场中的涡流效应

A.磁性材料

B.电解质材料

C.金属材料

D.光敏材料

20通常用差动变压器传感器测量D。

A．厚度B．振动C．加速度D．位移

3.差动变压器属于( D )。

A.电容式传感器

B.压电式传感器

C.电阻式传感器

D.电感式传感器

5、差动变压器式传感器的配用测量电路主要有（B）。

A．差动相敏检波电路B．差动整流电路C．直流电桥D．差动电桥

8、以下材料不具有压电效应的有：（A ）

A所有晶体B钛酸钡 C 锆钛酸铅D石英

11．压电式传感器目前多用于测量（D）

A．静态的力或压力B．动态的力或压力 C．速度D．加速度

6. 压电常数d23表示的含义是（C）

A. 沿X轴作用正应力，在Y轴平面上产生压电电荷

B. 沿Y轴作用正应力，在Y轴平面上产生压电电荷

C．沿Z轴作用正应力，在Y轴平面上产生压电电荷

D. 沿Y轴作用剪应力，在Y轴平面上产生压电电荷

7. 关于压电效应的正确描述是（A）

A．压电效应包括正压电效应和逆压电效应

B.正压电效应是指在电介质的两个表面上施加外电场，则该电介质发生几何形变的现象

C.逆压电效应是指在某些电介质上施加机械力，则该电介质的两个表面上会出现电荷的现象

D.有极分子电介质中，正电荷中心与负电荷中心相互重合

8. 电荷放大器是一个（C）放大器

A. 高增益，带电阻反馈的运算

B. 低增益，带电容反馈的运算

C. 高增益，带电容反馈的运算

D. 高增益的电桥

8、压电式传感器目前多用于测量D。

A．静态的力或压力B．位移

C．速度D．动态的力或压力

9、医学上通常用压电式传感器测量B。

A．厚度B．心音C．温度D．位移

10、在测量位置的传感器中，较其他位置传感器具有明显的优点，线性度好，结构简单，加工方便的传感器是A。

A．光电式位置传感器B．霍尔式位置传感器

C．电感式位置传感器D．电容式位置传感器

13、压电传感器的阻抗特点是：（D）

A. 低输出阻抗，高输出信号

B. 低输出阻抗，低输出信号

C. 高输出阻抗，高输出信号

D. 高输出阻抗，低输出信号

19、固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化引起的D。

A. 极化电荷

B.几何尺寸

C. 晶面上电荷

D. 电阻率

5.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）。

A、应变效应

B、电涡流效应

C、压电效应

D、逆压电效应

10.对石英晶体，下列说法正确的是（A）。

A．沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。

B.沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。

C.沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。

D.沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。

18.当石英晶体受压时，电荷产生在（B ）

A．Z面上B.X面上C. Y面上 D.XYZ面

20.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）。

A、应变效应

B、电涡流效应

C、压电效应

D、逆压电效应

9. 下列关于霍尔元件的不正确描述是（D）

A.霍尔元件是基于霍尔效应制成的元件

B.霍尔元件一般有两组电极，一组叫做霍尔电极，另外一组叫做激励电极

C.霍尔系数是由载流子的物理性质决定的

D．灵敏度系数仅取决于再留材料的几何尺寸，而与其物理性质无关。

20.在各种PN结传感器中常见的有磁敏二极管、温敏二极管和光敏二极管，其中有些应工作在正偏状态，有的应工作在反偏状态，以上三种二极管传感器的正常工作状态是（A）A.正正反

10. 下列关于磁敏二极管的正确描述是（C）

A.磁敏二极管工作时加反向电压

B.磁敏二极管灵敏度很低，特别适合测量强磁场

C．磁敏二极管灵敏度最高，特别适合测量弱磁场

D.当温度升高时，磁敏二极管的磁灵敏度上升

11.关于磁阻效应的正确描述是（B）

A.磁阻效应的物理本质是由于磁场的存在而减小了元件的内阻。

B．磁阻元件就是利用磁阻效应支撑的，这种元件的阻值随着磁场绝对值的增加而增加C.迁移率越大的材料，其磁阻效应就越不显著

D．磁阻效应与元件的集合关系没有关系

3、霍尔效应中，霍尔电势与（A ）。

A．激磁电流成正B．激磁电流成反比

C．磁感应强度成正比D．磁感应强度成反比

3、霍尔效应中，霍尔电势与（D）成反比。

A．激磁电流B．霍尔器件长度（激励电流方向）

C．磁感应强度D．霍尔器件宽度

8. 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

12.关于磁敏三极管的不正确描述是（D）

A. 磁敏三极管的长基区包括运输基区和复合基区，其中复合基区的侧面有一个复合率很高的复合区

B．磁敏三极管的基区宽度比普通的三极管大

C. 磁敏三极管的基区电流具有磁灵敏度

D．磁敏三极管的电流放大系数大于1

13.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（B）传感器

A.压电式

B.磁电式

C.电阻式

D.热电势

14.电磁血流量计工作原理是基于（B）

A.自感式传感器

B. 磁电感应式传感器

C.电容式传感器

D.应变式传感器

14、热电阻测量转换电路采用三线制是为了（B）

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

19.在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用（A）。

A、冰浴法

B、仪表机械零点调整法

C、计算修正法

D、电桥法

4、利用热电偶测温时，只有在（C ）条件下才能进行。

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

25.关于温差电现象的描述，下列哪些是正确的（BD）

A.金属组成回路时，若量接触点温度不同，则回路中即拥有电流流过

B．温差电现象是可逆的

C.电流通过（两个不同）金属组成的回路时，流过的电流会造成一个接点吸收热量，另一接点放出热量

D.在塞贝克效应中，在热结点吸收热量，冷端放出热量

21.热电偶的热点势由（D）组成

A.温差电动势

B.接触电动势

C.磁感应电动势

D.包括A、B两项

26.热电偶中间金属定则表示（AD）

A．在热电偶回路中介入第三种金属材料，只要第三种金属材料两端温度相同，则热电偶产生的热电势保持不变

B.可用一个已知参比接点温度所得到的校准曲线去确定另一个参比接点温度的校准曲线

C.通常用纯度很高，物理化学性能非常稳定的材料做成标准热电极，作为确定各种材料的热电特性的对比基准

D.连接热电偶的许多阴险，只要新形成的各个连接点均处在同一温度下，就不会影响被测热电势的精度

15、通常用热敏电阻测量D。

A.电阻

B.扭矩

C.压力

D.温度

9. 镍铬—镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/℃，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50℃，试求热电势大小。（B ）。

A .44mv B.46 mv C.48mv D.50 mv

7、热电偶中产生热电势的条件是：BD

A．两接触点材料相同B．两接触点材料不同

C．两接触点的温度相同D．两接触点的温度不同

15.关于热敏电阻式传感器的不正确描述是（C）

A.几乎所有物质的电阻率都会随着其本身的温度的变化而变化

B.负温度系数热敏电阻在不太宽的温度范围内，其电阻-温度特性符合指数规律

C.负温度系数热敏电阻的电阻温度系数与温度的平方成正比

D.利用耗散原理工作时，应使热敏电阻工作在其伏安特性的线性区

16.关于PN结温度传感器的不正确描述是（A）

A.对于温敏二极管来说，只要反响饱和电流恒定，其反向电阻可以认为是温度T的函数。

B.温敏三极管在使用时，发射结应正偏

C.集成温度传感器的感温元件一般采用差分对晶体三极管

D.集成电路温度传感器按照其输出可以分为电压型和电流型

22.下列光电器件中基于光生伏特效应制成的是（B）

A.光敏电阻

B.光电二极管

C.光电管

D.发光二极管

27.关于光敏三极管光照特性的正确描述是（ABCD）

A.光敏三极管在无光照条件下，在e，c极之间加上一定的电压Uce时，e，c之间的漏电流称为光敏三极管的暗电流

B.暗电流对温度变化不敏感，当温度升高时，暗电流将按照指数规律增大

C.在外有一定工作电压的条件下，受到一定的光照射时的集电极电流称为光敏三极管的光电流

D.在一定光照强度范围内，硅光敏三极管的光电流与光照度之间呈线性关系

28.（C）传感器不可用于生物体的温度测量

A.热电阻

B.热电偶

C.霍尔元件

D.红外传感器

29.关于光耦期间的传输特性参数，下列描述不正确的有（B）

A.在相同的输入电流下，电流传输比越大，输出电流越大

B.要求低失真传输时应使用复合式达林顿型光耦，因为其电流传输比大

C.要求低失真传输时应使用硅光敏二极管型光耦，因为其输出电流与输入电流存在较小的非线性

D.隔离特性通常由隔离电阻，隔离耐压和隔离电容来描述

17.光电管的光电特性是指观点管上阳极电压和入射光频谱不变条件下（B）

A. 入射光的射频与光电流的关系(光谱特性）

B．入射光的光通量与光电流的关系

C. 入射光的射频与光通量的关系

D. 入射光的光通量与光强的关系

6、光敏电阻的（B ）越大，说明该光敏电阻灵敏度越高、性能越好。

A 亮电阻

B 暗电阻

C 光电流

D 亮电流

12、以下基于外光电效应制成的光电器件是：（B ）

A CCD

B 光电倍增管

C DSP

D 光电池

11. 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

13、在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（B）。

A光电效应B．内光电效应C．光生伏特效应D．外光电效应

14、光电管的光电特性是指光电管上阳极电压和入射光频谱不变条件下（B）

A．入射光的频谱与光电流的关系B．入射光的光通量与光电流的关系

C．入射光的频谱与光通量的关系D．入射光的光通量与光强的关系

18.光敏三极管的结构可以看成，用管敏二极管替代普通三极管中的（C）

A.集电极

B.发射极

C.集电结

D.发射结

19.光纤纤维芯折射率n1=19/12，覆盖层折射率n2=17/12，外部n3=1时，最大入射角为（A）

A.45

B.90

C.135

D.30

4、基于外光电效应的光电器件有：D

A．光敏电阻B．光敏二极管C．光导管D．光电管。

10．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的（C）

A．集电极B．发射极C．集电结D．发射结

16、光电管的光电特性是指光电管上阳极电压和入射光频谱不变条件下D 。

A.入射光的频谱与光电流的关系

B.入射光的光通量与光强的关系

C.入射光的频谱与光通量的关系

D.入射光的光通量与光电流的关系

17、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的。

A.集电极

B.发射极

C.其它

D. 基极

二、判断题

1.传感器的迟滞会引起分辨率变差，或造成测量盲区，故一般希望迟滞越小越好。( √ ) 9.线性度是传感器的静态特性之一。（√）

19.传感器的稳态响应指的是输入信号为正弦信号的频率响应。（√）

26.线性度描述的是传感器的动态特性之一。（×）

21.在传感器的基本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。（√）

14.时间响应特性为传感器的静态特性之一。（×）

17.电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。（√）

12.应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。（×）

20.电容式传感器不可实现非接触测量。（×）

24.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。（√）

15.变压器式传感器可以进行无接触测量。（√）

10.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。（√）

23.钛酸钡压电陶瓷可用于制备光电传感器。（×）

6.压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。（?）

28.压电式压力传感器是根据压电效应原理制成的。（√）

22.电涡流式传感器不可以进行无接触测量。（×）

13.热敏电阻除了用于温度传感器外，还可用于湿度传感器。（√）

16.光敏二极管是根据压电效应原理制成的。（×）

24光电耦合器件仅是光敏元件的组合。（×）

三、简答题（2?7分=14分）

1、为什么电容传感器的连接电缆的长度不能任意改变？若要改变可采取那些措施？

长度改变使其分布电容也变化，造成传感器特性不稳定。采用驱动电缆技术

2、何为压电效应？正压电效应能否测静态信号，为什么？

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。

传感器内部不可能没有泄漏，外电路负载也不可能无穷大，只有外力以较高频率不断地作用，传感器的电荷才能得以补充，所以压电晶体不适合于静态测量。

3、试阐述金属应变片与半导体应变片的差异。

金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体

材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。

5、请简述霍尔传感器的霍尔效应。

在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电

流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差，这种现象称为霍尔效应。

6、请简要说明涡流传感器测物体厚度的原理。

示意图：被测板1的上，下各装一个传感器探头2，其间距为D。而他们与板的上，下表面分别相距X1和X2，这样板厚t=D－(X1+X2),当两个传感器在工作时分别测得X1和X2，转换成电压值后相加。相加后的电压值与两传感器距离D对应的设定电压再相减，就得到与板

厚相对应的电压值。

7、请简要说明光纤传感器的结构、原理及分类情况。

由光发送器、敏感元件、光接收器、信号处理系统和光纤构成。

由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。

根据光纤在传感器中的作用分为：功能型、非功能型和拾光型三大类。根据光受被测对象的调制形式：强度调制型、偏振调制、频率调制、相位调制。

9 .简述差动变压器式传感器测位移的原理

利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化

31.传感器由哪几部分组成？分别起到什么作用？

解：由三部分组成：a ，敏感元件：感受或响应被测量。

b ，转换元件：将敏感元件感受的被测量转化成电信号。

c ，电子线路：辅助测量，使结果更加准确。

32.传感器静态参数有哪些？传感器灵敏度参数代表什么意义？解：测量范围，灵敏度，线性度，迟滞，稳定性，环境特性。

灵敏度指稳定后输出变化量与输入变化量的比值。越高，测量范围越窄。

33.什么是压阻效应？什么事电阻应变片的横向效应？

解：半导体材料在机械应力的作用下，导致材料的电阻率发生较大变化。金属丝在弯折处的应变变化使灵敏度系数变小的现象就是横向效应。

电阻传感器的测量电路中常用到电桥测量线路：

（1）电阻传感器测量电路中，电桥测量线路的作用是什么？（5分）将电阻的变化转化成电压或电流的变化，不仅电阻应变片式传感器，而其他电阻传感器也常常那个利用它进行变化，以便进一步进行放大或记录。

（2）画出直流电桥的测量电路，并写出电桥平衡条件的公式。（6分）

平衡条件：R 1R 4=R 2R 3

（3）在生物医学中常用等臂电桥，若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？写出各自的电压灵敏度。（6分）单臂变化，S u =0.25U 双臂变化，S u =0. 5U 四臂变化，S u =U

四、分析计算题

1已知：有4个性能完全相同的金属应变片（灵敏系数K=2），将其粘帖在梁式册立弹性元件

上，如下图所示。在距梁端b 处应变计算公式：

26pb

ewt ε=

，设p=10kg,b=100mm, t=5mm,

w=20mm , E=2*105N/mm 2

求：（1）在梁式册立元件距梁端b 处画出四个应变片粘帖位置，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6伏时，负载开路时的电桥输出电压U0 （4）这种测量法对环境温度变化是否有补偿作用？为什么？

2、热电偶温度传感器的输入电路如图所示，已知铂铑-铂热电偶在温度0~100 ℃之间变化时，其平均热电势变化为6 μV/℃，桥路中电源电压为E=4V ，三个锰铜电阻（R 1、R 2、R 3）的阻值均为1Ω，铜电阻R Cu 的电阻温度系数为α=0.004/℃，已知当铜电阻温度为0℃时电桥平衡，为了使热电偶的冷端温度在0~50℃范围其热电势得到完全补偿，试求电阻R 5的阻值。

解：要对热电势实现补偿，冷端每变化1℃时，电桥的输出电压U ab 应等于热电势的变化量，即

V U ab μ6=/℃

根据电桥的特性得

ab U U 4

，所以

106004.010644

--?=??==

cd U U α

而

R E R R R R R R R R R U cu cu cd ?+≈?+++++=

))//()(()//()(53215321 所以

Ω=-?=-=

7.66511064

135cd U E R

3、如图所示为差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路，已知

C2=C1=100pF 电源电压有效

值为U=6V ，电源频率为f =100kHz ，求：

（1）要得到最大输出电压灵敏度的桥臂电阻R ；

（2）在电压灵敏度最大时，若活动极板的上下位移为pF c 10=?，则电桥输出电压为多少？

解：（1

d S

C r 0

00=

εε

电压灵敏度最大时

Ω?=???=?==

-412

51093.3105.401021

211ππωC f C j R

（2）输出电压为：

.0625.010103

0=??=??=??=-U d d U C C U O V

4、将一支灵敏度0.08mV/C 0

的热电偶与电压表相连，电压表接线端额温度为50C 0

。电压表上读数为60mV ，求热电偶热端温度。

5、已知某霍尔元件尺寸为长L =10mm ，宽b =3.5mm ，厚d =1mm ，沿L 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于b ×d 两方向上加均匀磁场B =0.3T ，输出霍尔电势U H =6.55mV 。求该霍尔元件的灵敏度系数K H

解：霍尔元件输出电势IB K U H H =

所以灵敏度系数

8.213.0155

.6=?==

IB U K H H mV/mA ·T （5分）

又因为

ned K H 1

，e 为电子电量。所以

203

19/1086.210106.18.2111m ed K n H ?=???==

--（5分）

6、现用一支热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30摄氏度，而显示仪表机器的另为位为0摄氏度，这时指示值为400摄氏度，若认为换热器内的温度为430摄氏度，对不对？为什么？正确值应怎样计算？（假设热电偶热电势表已知）

7、分析题

固定极板

活动极板

1、、下图为二极管相敏整流测量电路。e1为交流信号源，e2为差动变压器输出信号，r e 为参考电压，并有r e 》e2, 且同频但相位相差0

0或180度，Rw 为调零电位器，D1－D4是整

流二极管，其正向电阻为r ，反向电阻为无穷大。试分析电路的工作原理（说明铁心移动方向与输出信号电流i 的方向对应关系）

8、、下图为二极管环形检波测量电路。C1和C2为差动式电容传感器，C3为虑波电容，L R 为负载电阻，

0R 为限流电阻，p U 是正弦波信号源。设l R 很大，并且C3》C1，C3》C2。

（1）分析电路的工作原理；

（2）画出输出端电压AB U 在C1＝C2、C1>C2 、C1

解：

34.一测量转速装置，调制盘上有100对永久磁极，N,S 极交替放置，调制盘由转轴带动旋转，在磁极上方固定一个霍尔元件，每通过一对磁极霍尔元件产生一个方脉冲送到计数器。假定t=5min 采样时间内，计数器收到N=15万个脉冲，求转速（转/分）。解：设转速为n ，依题意得：

调制盘每转一圈所产生的脉冲为100个 n=(150000/100)/5 =300转/min

36.0℃时铂金人电阻的阻值为100Ω，按下图所示进行温度测量，R1=100Ω，R2=200Ω，R3=300Ω时桥路达到平衡，此时温度为多少？假设铂金电阻的温度系数σ为0.003851℃

，电阻与

温度呈线性关系，另外导线的电阻可忽略不计。热敏电阻在温度为t 摄氏度时的组织Rt 与0摄氏度时的阻值R0之间的关系为：Rt=R0（1+σt ）

解：根据电桥平衡条件RtR2=R1R3,得：Rt=R1R3/R2=150欧姆 Rt=R0（1+at ）当R0=100欧姆，a=0.003851时 t=12.98摄氏度

37.试用应变电阻片设计一个简单的呼吸监视器，画出呼吸监视器的工作原理图并说明工作管理。

电路分析题

38.如图所示为温敏差分对管电路原理图，已知两管的基极-发射极电压之差为

，其中Ic1，Ic2分别为流经R1，R2的电流，试推导输出V0和温度T 之

间的关系，并说明Rf 的作用。

解：设经过Rf 电阻的电流为If 。 Vo=—（IfRf+Vbe ） If=Vbe/Rb

Vo=—(Rf/Rb+1)Vbe

把Vbe 代人上式中可以得出Vo 与温度的关系。 Rf ：限流保护与补偿。

备注：这道题目是我自己做的，不敢确定是对的，请童鞋们注意。

k ln q C BE C I

V T

I （）

传感器单项选择题解析

第一章至第七章的单项选择题解析第一章 1．单项选择题 2）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________。 A．绝对误差B．示值相对误差C．引用误差D．准确度等级分析：在这三次交易过程中，绝对误差相同；主要区别是：示值相对误差的分母相差很大，所以示值相对误差也就有很大的不同。 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倍分析：测量时，示值最好落在仪表满度值的2/3左右，这时的示值相对误差较小。 4）用万用表交流电压档（频率上限为5kHz）测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到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．动态误差分析：①用频率上限为5kHz的低频仪表测量100kHz这么高频率的信号，由于低频仪表的频率响应跟不上，例如整流二极管的响应慢，放大器需要一定的稳定时间等等，所以读数变小。 ②测量5号干电池电压（正常为1.5V左右，新的约1.65V，旧的低于 1.4V），如果每次示值均为1.8V，很明显是偏大了许多。 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．提高准确度B．加速其衰老C．测试其各项性能指标D．提早发现故障，提高可靠性分析：高、低温，循环老化试验的结果能较快地暴露出有问题的仪表，并使得这一批仪表尽快进入“稳定试用期”。有的时候，还要在高温条件下，故意加上最高额定电源电压；在低温时，故意加上最低额定电源电压。这样去折腾它们，很恶劣哦！哪些不合格的仪表“泡沫”就会很快“破裂”啦！第二章 1．单项选择题 1）电子秤中所使用的应变片应选择______应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择______；一次性、几百个应力试验测点应选择______应变片。

传感器试题库2016.

一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式：＋U C E R L 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。 14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿

法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 15. 应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 16. 传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 17. 在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。 18. 光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr （f ）=Sr 。/(1+4π2f 2τ2) 20. 内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21. 国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 22. 传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 23. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x)=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x 24. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。 25. 根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器，化学传感器，生物传感器。 P3 26. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为柱式传感器、轮辐式传感器、悬梁式传感器和环式传感器 27. 大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程度称为光谱灵敏度，其表达式为：) ()()(λφλλU S = 28.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电阻两部分组成。 29. 应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计 30. 传感器种类繁多，根据传感器感知外界信息的基本效应，可将传感器分为

传感器题库及答案

压电式传感器一、选择填空题： 1、压电式加速度传感器是（D ）传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，（A ）。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷 3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（B ）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（C），压电陶瓷的稳定性（C ）。 A、高，差 B、高，好 C、低，差 D、低，好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（D）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。二、简答题 1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。通常把沿电轴X－X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号？答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。

检测和转换技术试题,习题集与答案解析

《检测与转换技术》试卷一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 A 测量人员的粗心大意 B 检测装置的指示刻度不准 C 许多因素微小变化的总和 D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 A 大小与所取单位有关 B 量纲与被测量有关 C 不能反映误差的大小和方向 D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定 C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器 C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 A 用热电偶测量温度 B 用温度计测量温度 C 用铜热电阻测量温度 D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率二、创新思考问题（每题10分，共20分）

1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器） 2. 检测液位一般可以采用哪几种方法（试考虑2种以上方法）三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分） 1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小 2、单臂电桥的非线性误差δf的大小 3、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为：，，，，，，，，，，，，，，% 试判断并剔除异常值。（15分）五、试用所学的传感器知识设计一家庭防盗报警装置。（画出示意图并说明工作原理）（20分）

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

传感器试题库

309题图：电容式差压传感器的结构与测量电路 309、左图是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C 1、C 2，两边压力分别为F 1、F 2。图2－5右为二极管双T 型电路，电路中电容是左图中差动电容，电源、E 是占空比为50%的方波。试分析：(1)当两边压力相等F 1＝F 2时负载电阻R L 上的电压U o 值； 2)当F 1＞F 2时负载电阻R L 上的电压U o 的大小和方向(正负)。 309、解： 310、试分析圆筒型电容式传感器测量液面高度的基本原理。 310答：当初始状态时，液面高度h=0,则 1 2ln l R r C π ε= ，当液面高度为h 时，则由此可见，电容变化量ΔC 与液面高度h 成正比，只要将电容的变化量测出发出来，就可间接获得被测液面高度。 311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合? 311、答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。

336题图差动脉冲宽度调制线路 314题图差动变压器式加速度传感器 (a) 结构示意图（b ）测量电路方框图l 一弹性支承2一差动变压器 2 D t 1 2 x 1 312、试说明由比较器A 1、A 2、双稳态触发器及电容充、放电回路组成差动脉冲宽度调制电路工作原理。 312答：设电源接通时，双稳态触发器的A 端为高电位，B 端为低电位，因此A 点通过R 1 对C 1充电，直至M 点的电位等于参考电压U F 时，比较器A l 产生一脉冲，触发双稳态触发器翻转，则A 点呈低电位，B 点呈高电位。此时M 点电位经二级管D 1迅速放电至零。而同时B 点的高电位经R 2向C 2充电，当N 点电位等于U F 时，比较器A 2产生一脉冲。使触发器发器又翻转一次，则A 点呈高电位，B 点呈低电位，重复上述过程。如此周而复始，在双稳态触发器的两输出端各自产生一宽度受C 1 、C 2调制的方波脉冲。 313、试说明什么电容电场的边缘效应？如何消除？313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。当考虑电场的边缘效应时，情况要复杂得多，边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容，引起了传感器的灵敏度下降和非线性增加。为了克服边缘效应，首先应增大初始电容量C o 。即增大极板面积，减小极板间距。此外，加装等位环是消除边缘效应的有效方法。 14、试说明图示的差动变压器式加速度传感器的工作原理。答：在被测加速度为零时，衔铁在初始位置状态，此时衔铁位于差动变压器线圈的中间位置，因而输出电压为零。当被测体有加速度时，由于弹性支承1受惯性力作用相对差动变压器2有位移，即带动衔铁相对被测体有相反方向的位移，从而使差动变压器输出电压。经检波、滤波后，其输出电压可反映被测加速度的数值。 315、电涡流式传感器有何特点？答：特点：涡流式传感器测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强以及可以非接触测量等特点；示意图：被测板1的上，下各装一个传感器探头2，其间距为D 。而他们与板的上，下表面分别相距X 1和X 2，这样板厚t=D －(X 1+X 2),当两个传感器在工作时分别测得X 1和X 2，转换成电压值后相加。相加后的电压值与两传感器距离D 对应的设定电压再相减，

传感器题库与参考答案-20120430

《传感器与检测技术》课程复习题库第一章传感器的基本概念（P1-16) 1、什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的作用及相互关系如何？P1—2（P16习题1）答：传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检测功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。传感器由敏感元件、转换元件和其他辅助部件组成。敏感元件是指传感器中能直接感受（或响应）与被检出被测对象的待测信息（非电量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件所感受（或响应）出的信息直接转换成电信号的部分；信号调节电路是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路；辅助电路通常包括电源，即交、直流供电系统。但并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件，如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件。加附图1-1。 2、什么叫做传感的静态特性？（笔记）答：传感的静态特性是传感器在静态信号的作用下所表现出来的特性。主要体现在如下几个方面：（1）线性度。就是指传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。（2）灵敏度。是指传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。（3）重复性。表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得其输出特性曲线不一致性的程度。（4）迟滞现象。表明传感器在正向行程和反向行程期间，输出输入特性曲线不重合的程度。（5）分辨率。是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。（6）稳定性。（7）漂移。是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。 3、什么叫传感器的动态特性？（笔记）传感器在动态信号的作用下所表现出来的特性。 4、传感器的静态特性有哪些性能指标？它们各自公式是什么？(P10-12、P16习题3）答：线性度：%100max ??±=ES Y E 灵敏度：x y S n ??= 重复性：%100max ??±=Es x Y E 迟滞现象：%100max ??=FS m Y E 分辨率：传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量min x ?，有时也用该值相对满量程输入值的百分数??? ? ????%100min FS X x 表示。以及稳定性和漂移。 5、传感器数学模型的一般描述方法有哪些？（P16习题5）答：传感器数学模型可分为静态和动态数学模型。其中，传感器静态数学模型一般多用多项式来描述，而动态数学模型通常采用微分方程和传递函数等来描述。

传感器考试题与答案

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 6．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除线性误差同时还能起到温度补偿

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

版题库监测监控技能答案

第三部分安全技术理论知识单选题一、 1．按《煤矿安全规程》规定，矿井安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少（A）次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪寄采用载体催化元件的甲烷检测设备，每（A）天必须使用校准气样和空气样调校1次。每（）天必须对甲烷超限断电功能进行测试。A．1，7，7B．2，7，10C．1，10，7D．1，7，10 2．必须每天检查矿井安全监控设备及电缆是否正常。使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员；当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并必须在（D）内对2种设备调校完毕。 A．14hB．48hC．2hD．8h 3．矿井安全监控系统配制甲烷校准气样的相对误差必须小于（C）。制备所用的原料气应选用浓度不低于（C）的高纯度甲烷气体。A．10%，99.9%B．10%，90% C．5%，99.9%D．5%，90% 4．采煤工作面甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是（A）。A．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444C．≥0.5%CH，≥1.0%CH，＜0.5%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜1.5%CH 4445．采煤工作面回风巷甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复

电浓度分别是（B）。 A．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444B．≥1.0%CH，≥1.0%CH，＜1.0%CH 444C．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜1.5%CH 4446．专用排瓦斯巷甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是（C）。 A．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444C．≥2.5%CH，≥2.5%CH，＜2.5%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜1.5%CH 4447．煤与瓦斯突出矿井采煤工作面进风巷，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、。）D复电浓度分别是（． A．≥2.0%CH，≥2.5%CH，＜2.0%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444C．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444D．≥0.5%CH，≥0.5%CH，＜0.5%CH 4448．采用串联通风的被串采煤工作面进风巷，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是（A）。 A．≥0.5%CH，≥0.5%CH，＜0.5%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444C．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜1.5%CH 4449．采煤机的甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度（A）。A．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444C．≥0.5%CH，≥1.0%CH，＜0.5%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜1.5%CH 44410．煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是（A）。 A．≥1.0%CH，≥1.5%CH，＜1.0%CH 444B．≥1.5%CH，≥1.5%CH，＜1.5%CH 444C．≥0.5%CH，≥1.0%CH，＜0.5%CH 444D．≥1.5%CH，≥2.0%CH，＜

传感器练习题

第一章 1. WSN历史大体分为三个阶段，每个阶段的特点是什么第一阶段：传统的传感器系统。特征在于传感器节点只产生探测数据流，没有计算机能力，且相互之间不能通信。第二阶段：传感器网络节点集成化。这阶段的技术特点是采用了现在微型化的传感器节点，这些节点可以同时具备感知能力，计算能力和通信能力。第三阶段：多跳自组网。这阶段特点是网络传输自组织，节点设计低功耗。 2. 无线网络的分类是什么无线网络分为有基础设施网和无基础设施网，有基础设施网包括WIFI和WIMAX,无基础设施网包括移动Ad hoc网络和无线传感器网络。 3. 什么是WSN 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。4．WSN的网络体系结构是什么样的传感器网络通常包括：传感器节点、汇聚节点和管理节点。 5. 传感器结点的结构由哪几部分组成，各部分的功能是什么传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换。处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据。无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据。能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。 6. WSN改进型的协议栈体系结构是什么样的定位和时间同步子层在协议栈中的位置比较特殊。它们既要依赖于数据传输通道进行协作定位和时间同步协商，同时又要为网络协议各层提供信息支持，如基于时分复用的MAC协议，基于地理位置的路由协议等都需要定位和同步信息。能量管理在每个协议层中都要增加能量控制代码，并提供给操作系统进行能量分配决策； QOS管理在各协议层设计队列管理、优先级控制或者带宽预留机制，并对特定应用的数据给予特别处理；拓扑控制利用物理层、链路层或路由层完成拓扑生成，反过来又为它们提供基础信息支持，优化MAC协议和路由协议的协议过程，提高协议效率，减少网络能量消耗；网络管理则要求协议各层嵌入各种信息接口，并定时收集协议运行状态和流量信息，协调控制网络中各个协议组件的运行。 7. WSN 与AD HOC网络有什么相同点与不同点 8.传感器结点受到哪三方面因素的限制电源能量限制、通信能力受限、计算和存储能力受限。 9. 传感器网络的组网特点有哪些无线传感器网络主要特点包括自组织性、以数据为中心、应用相关性、动态性、网络规模大和需要高的可靠性等。第二章练习1 1. WSN路由协议的定义是什么 WSN路由协议是一套将数据从源节点传输到目的节点的机制。 2. WSN路由协议的设计目标有哪几点满足应用需求低网络开销资源利用的整体有效性网络高吞吐率 3. 什么是数据中心网络、地址中心网络 4. WSN的网络体系结构是什么样的路由协议的要求是什么 1)能量高效（协议简单&节省能量&均衡消耗） 2)可扩展性（网络范围&节点密度） 3)鲁棒性（节点变化&拓扑变化） 4）快速收敛性 6. WSN路由协议的关键技术有哪些考虑网络和节点能量优化（硬件限制）具有高可扩展性（网络规模&自组织）适应强网络拓扑变化（节点移动&无线信道）

传感器原理及应用习题课后答案解析_第2章到第8章

《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第2章电阻式传感器 2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。答：（1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。（2）对于金属材料，灵敏系数K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。对于半导体材料，灵敏系数K0=Ks=(1+2μ)+πE 。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE>>(1+2μ)，因此K0=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？ 2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。补偿办法：1、温度自补偿法（1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法（1）双丝半桥式；（2）补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。答：原因：)(211)(44 433221144332211R R R R R R R R R R R R R R R R U U ?+?+?+?+?-?+?-?=? 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。措施：(1) 差动电桥补偿法：差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源，可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？答：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。要求：非线性误差要小（<0.05%~0.1%F.S ），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。

传感器试题(答案)

《传感器及应用技术》期末考试试题（C套）答案 1、填空题（每空1分，共30分）： 1、现代信息技术的三大支柱是指：传感器技术、通信技术、计算机技术 2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义：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或装置。 3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。 4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代，来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。 5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。 6、对测量结果评价的三个概念（１）精密度、（２）准确度、（３）精确度 7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述－－称为传感器的特性。 8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。 9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。 10、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变化的一种传感器。 11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I，并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象就是霍尔效应。

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