传感器及检测技术复习题
一、填空题
1.测试技术包含_________和_________两方面。
2.传感器通常由 ，转换元件和 组成。
3.电路参量式传感器包括三种 、 、 基本形式。
4.根据被测量是否随时间变化，测量分为_________ 和_________ 。
5.根据测量时是否与被测量对象接触，测量可分为 和 。
6.为了消除电阻应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括： 、 、和 。
7.铜热电阻在一些测量精度要求 ，且温度较低的场合，用来测量 ℃范围的温度。
8.电桥的三种工作方式中， 的灵敏度最高， 次之， 灵最低。
9.为避免或减小导线电阻对测温的影响，工业热电阻多采用 接法。
10.在应用中，电容式传感器有三种基本形式，即 型 型和 。
11.涡流传感器的工作原理是基于 ，涡流传感器可分为 、 两类，转换电路一般采用交流电桥转换 ，用谐振电路转换 。
12.霍尔传感器是利用半导体材料中的 在磁场中运动，由于受到 的作用而产生电动势来检测被测物理量的。
13.传感器是指一个能将被测的非电量变换成 的器件。
14.测量转换电路的作用是 。
15.引用误差是指测量的 与仪表的 之比，这一指标通常用来表征仪器本身的精度，而不是 的精度。
16.压阻器件本身受到温度影响后，要产生 漂移和 漂移。因此，必须采用 来补偿。
17.传感器常用的非线性校正方法有两种，即 非线性补偿法和 补偿法。
18.按被测量随时间变化的速度，误差可分为 和 。
19.半桥工作方式，两应变片处于 工作状态，即一个应变片感受 应变，另一个应变片感受 应变，经推导可证明理论上不存在非线性关系。
20.半导体热敏电阻按温度系数可分为 、 和 。
21.电容式传感器是将被测量的变化转换成 变化的一种传感器。
22.感应同步器的检测系统分为 、 两类，采用 技术可以提高其测量精度。
23.涡流传感器最大的特点是可以实现非接触式测量，应用非常广泛，可以测量 、 、及 、 、 。
24.由霍尔电动势：θcos IB K U H H =可知，当 或 的方向改变时，输出霍尔电动式的方向也将 。
二、判断题
1.传感器是测量装置，能够完成检测任务。（ ）
2.电位计式传感器也称为电阻应变片式传感器（ ）
3.压电式加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（）
4.压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。（）
5.涡流位移传感器属于绝对式拾振器。（）
6.压力传感器是由弹性元件与小位移传感器构成的。（）
7.四臂全桥工作方式的灵敏度最低。（）
8.差动型电容传感器的灵敏度比单边的提高了两倍。（）
9.所谓零位误差，就是输入为零时，输出不为零。（）
10.电感式传感器主要是用来测量压力和速度。（）
11.涡流传感器的最大特点是可以实现非接触测量。（）
12.在差动变压器的次级串、并联适当电阻或电容，可以减小零位误差。（）
13.磁性材料的温度系数小、温度灵敏度低。（）
14.感应同步器的定、滑尺在实际使用中不是成套使用的，一块滑尺可能配用几块定尺使用。（）
15.霍尔系数R H越大，输出的电压U H越小。（）
16.热电阻式传感器主要用于测量温度及与温度有关的参数。（）
17.变极距型和变面积型电容传感器一般采用塑料作电介质。（）
18.磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。（）
19.压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。（）
20.PTC元件可以用作电路开关。（）
21.霍尔式传感器的优点是能适应恶劣环境。（）
22.单臂桥工作方式的灵敏度最高。（）
23.所谓零位误差，就是输入为零时，输出不为零。（）
24.电感式传感器主要是用来测量压力和速度。（）
25.涡流传感器的最大特点是可以实现非接触测量。（）
26.在差动变压器的次级串、并联适当电阻或电容，可以减小零位误差。（）
27.磁性材料的温度系数小、温度灵敏度低。（）
28.非磁性材料的温度系数大、温度灵敏度高。（）
29.感应同步器的定、滑尺在实际使用中不是成套使用的，一块滑尺可能配用几块定尺。（）
30.霍尔元件的输出电压与灵敏度有关，灵敏度系数越大，输出电压越小。（）
三、选择题
1.为了提高灵敏度和线性度，以及克服某些外界条件的影响，常采用（）的电容传感器。.
A.变极距差动型
B.变面积型
C. 变介质型
2.差动变压器是将被测量的变化转换为（）的变化。
Ａ.自感系数Ｂ.互感系数 C.线圈电阻
3.某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。
A. 0 .2
B.0 .5
C.1 .0 D .1.5
4.电子秤中所使用的应变片应选择( )应变片。
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
5.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( )测量转换电路。
A .单臂半桥
B . 双臂半桥
C .四臂全桥
D .独臂
6.用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。
A .接线方便
B .减小引线电阻变化产生的测量误差
C .减小桥路中其它电阻对热电阻的影响
D .减小桥路中电源对热电阻的影响
7.欲测量极微小的位移，应选择( )自感传感器。
A .变隙式
B .变面积式
C . 螺线管式
8.当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，调频转换电路的输出频率f ( )。
A .不变
B .增大
C .减小
9.用电涡流的方法测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400 Hz ，则该齿轮的转速n 等于( )r/min 。
A .400
B . 3600
C .24000
D .60
10.电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用( )接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
A .串联
B .并联
C .既串联又并联
11.在以下几种传感器中属于( )自发电型传感器。
A .电容式
B .电阻式
C .压电式
12.能够抑制电场耦合干扰的方法是( )。
A .静电屏蔽
B .电磁屏蔽
C .磁屏蔽
13.发现某检测仪表有麻电感，必须采取( )措施。
A .接地保护环
B .将机箱接大地
C .抗电磁干扰
14.电容式传感器灵敏度最高的是( )。
A .变间隙式
B .变面积式
C .变介电常数式
15.如右图1为实心柱体上粘贴的应变片，下列说法正确的是（ ）
Ａ.Ｒ1为拉应变 Ｂ.Ｒ2为拉应变
Ｃ.Ｒ1为压应变 Ｄ.Ｒ2无应变。
16.电感传感器灵敏度最高的是（ ）。
Ａ、变气隙型 Ｂ、 变面积型 C 、螺管型
17.最常用的差动变压器的转换电路是（ ）。
Ａ.电桥电路 Ｂ.差动整流电路 C.线性放大电路
18.某采购员分别在三家商店购买100 kg 大米.10 kg 苹果.1 kg 巧克力，发现均缺少约0.5 kg ，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.满度相对误差
D.精度等级
19.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
20.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示值为20 ℃时的示值相对误差为（ ）。
A.1℃ B .5％ C.1％ D.10％
21.一次性几百个应力试验测点应选择（ ）应变片。
图1
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
22.体温表中的Rt （热敏电阻）应选择（ ）热敏电阻。
A .NTC 指数型
B .CTR
C .PTC 突变型
23.希望线性好灵敏度高，量程为1 mm 左右、分辨力为1 m 左右，应选择（ ）自感传感器为宜。
A ..变隙式
B .变面积式
C .螺线管式
24．.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ ）。
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
25．.霍尔元件采用恒流源激励是为了（ ）。
A .提高灵敏度
B .克服温漂
C .减小不等位电势
26．.减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（ ）。
A .减小激励电流
B .减小磁感应强度
C .使用电桥调零电位器
27．校验某250V 量程的电压表，绝对误差为5V ，该仪表的准确度等级应定为（ ）。
A .2.5级
B .2.0级
C .1.5级
28.发现某检测仪表有麻电感，必须采取( )措施。
A .接地保护环
B .将机箱接大地
C .抗电磁干扰
29.电容式传感器灵敏度最高的是( )。
A .变间隙式
B .变面积式
C .变介电常数式
30.如右图1为实心柱体上粘贴的应变片，下列说法正确的是（ ）
Ａ.Ｒ1为拉应变 Ｂ.Ｒ2为拉应变
Ｃ.Ｒ1为压应变 Ｄ.Ｒ2无应变。
四、名词解释
1. 敏感元件——
2. 检测——
3.线性度——
4.应变效应——
5.霍尔效应——
6.灵敏度——
7.间接测量——
8.电涡流效应——
五、简答题
1、什么是差动变压器的零点残余电压？如何消除？
2、试述电阻应变片温度误差的概念，产生原因及补偿办法？
六、分析题
下图是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着N 个不锈钢圆环,显示器采用101线LED 光柱（第一线常亮，作为电源指示）。
图1
光柱显示编码式液位计原理示意图
1—储液罐；2—液面；3—玻璃连通器；4—钢质直角接头；5—不锈钢圆环；6—101段LED光柱问题：（1）该方法采用了电容传感器中变极距.变面积.变介电常数三种原理中的哪一种？
（2）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？
（3）分别写出该液位计的分辨率（ % ）及分辨力的计算公式。
（4）设当液体上升到第N个不锈钢圆环的高度时 ,101 线 LED 光柱全亮。若N =32 ，则当液体上升到第八个不锈钢圆环的高度时，共有多少线 LED 亮？
参考答案
一、填空题：
1、测量试验
2、敏感元件转换电路
3、电阻式电感式电容式
4、静态测量动态测量
5、接触测量非接触测量
6、单丝自补偿法双丝自补偿法桥路
补偿法 7、不太高 -50～+150 8、全桥工作方式板桥工作方式单臂工作方式9、三线制
10、变极距型变面积型变介质型11、涡流效应高频反射性低频透射型阻抗电感
12、载流子洛伦兹力
13、可用输出信号14、传感元件输出的电参量转化成易于处理的电压、电流或频率量
15、绝对误差满量程测量16、零点温度灵敏度温度温度补偿
17、开环式非线性反馈 18、静态误差动态误差 19、差分拉应力压应力
20、PTC热敏电阻NTC热敏电阻CTR热敏电阻21、电容量
22、鉴相型鉴幅型细分技术23、振动位移厚度转速温度硬度等
24、控制电流磁场改变
二、判断题：
1、ⅹ
2、ⅹ
3、√
4、√
5、√
6、√
7、ⅹ
8、ⅹ
9、√ 10、ⅹ 11、√ 12、√
13、ⅹ 14、√ 15、ⅹ16、√ 17、ⅹ 18、ⅹ 19、√ 20、ⅹ 21、ⅹ
22、ⅹ 23、√ 24、ⅹ 25、√ 26、√ 27、ⅹ 28、ⅹ 29、√ 30、ⅹ
三、选择题：
.1、A 2、B 3、C 4、B 5、C 6、C 7、A 8、C 9、A 10、A 11、C
12、B 13、B 14、A 15、A 16、A 17、B 18、B 19、C 20、A 21、A
22、A 23、C 24、B 25、B 26、C 272、B 28、B 29、A 30、A
四、名词解释
1. 敏感元件——敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理
量的元件。
2. 检测——检测是利用各种物理.化学效应.选择合适的方法与装置，将生产.科研.生活等各方面的有关信
息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程。
3.线性度——线性度是指传感器输入量与输出量之间的静态特性曲线偏离直线的程度，其又称为非线性误
差。
4.应变效应——导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形，其电阻发生变化的现象称为应变效应。
5. 霍尔效应——把霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中时，磁场方向垂直于霍尔元件，当有电流I流过
霍尔元件时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生感应电动势EH，这种现象称为霍尔效应。
6. 灵敏度——灵敏度是指传感器输出量的增量与引起输出量增量的输入量的增量的比值。
7. 间接测量——间接测量法是指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，通过计算求得
被测量的方法。
8. 电涡流效应——电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，这一物理
现象称为电涡流效应。
五、简答题
（一）、什么是差动变压器的零点残余电压？如何消除？
答：我们把零移位时差动变压器输出的电压称为零点残余电压，即零位误差。
消除的方法有：
1、在设计和工艺上，力求做到磁路对称、线圈对称衔铁材料要均匀，两次级线圈绕法要完全一致，绕制要均匀。
2、在电路上要做补偿是一种既简单又有效的方法，在差动变压器次级串、并联适当数值的电阻电容元件，使零位误差减小。
（二）、试述电阻应变片温度误差的概念，产生原因及补偿办法？
答：（1）在环境温度变化时，也会引起电阻的变化，产生虚假应变，这种现象成为温度效应，从而引起测量误差。
（2）产生的原因：①环境温度变化时，敏感元件和试件材料的电阻温度系数不同，从而使应变片产生
附加应变引起电阻的相对变化。
②环境温度变化时，敏感元件和试件材料的膨胀系数电不同，从而使应变片产生附
加应变引起电阻的相对变化。
（3）补偿方法：单自丝补偿法、双丝自补偿法、桥路补偿法。
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 ）
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
传感器技术复习题及答案 一、埴空题 1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做电阻丝的(应变效应)。 2、引用误差是指测量的（绝对误差）与仪表的（满量程）之比，这一指标通常用来表征仪器本身的精度，而不是（测量）的精度。 3、传感器的动态数学模型是指传感器在受到随时间变化的（输入量）作用时，输出-输入之间的关系，通常称为（响应特性）。 4、静态标定是指在静态标准条件下，对传感器的（静态特性）、（静态灵敏度）、（非线性）、（滞后）、（重复性）等指标的确定。 5、应变片由金属丝栅（敏感栅）、绝缘基片及覆盖片三部分组成。金属丝栅两头焊有引出线，作连接测量导线用。 6、在应用中电容式传感器有三种基本类型，即（变极距）型或称（变间隙）型、（变面积）型和（变介电常数）型。而它们的电极形状又有（平板）形、（圆柱）形和（球平面）形三种。 7、容栅传感器是在（变面积）型电容传感器的基础上发展的一种新型传感器，它分为（长容栅）和（圆容栅）两种。 8、电容式传感器是将被测量的变化转换成（电容量）变化的一种传感器。 9、变极距式电容传感器的电容变化量与极距的变化量之间不是（线性）关系。但当量程远小于极板间初始距离时，可以认为它们之间是（线性）的。这种类型的传感器一般用来测量（微小变化）的量。 10、传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞，它一般由实验方法测得。 11、某些晶体沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变：晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫（压电效应）。反之，如对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。这种现象称为（逆压电效应），也称作电致伸缩效应。 12、磁栅传感器有（长磁栅式）和（圆磁栅式）两种，分别用来测量（线位移）和（角位移）。
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)。
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
第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。
《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。
《传感器技术与测量》综合练习1 一、填空题 1 ．采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。 2 ．利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的和较高的度。 3 ．电位器是一种将机械转换成电阻或电压的机电传感元件。 4 ．电阻应变片的初始电阻R 0 是指应变片未粘贴时，在室温下测得得的电阻。 5 ．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的与作用在晶面上的成正比，而与晶片厚度和面积无关。 6 ．热敏电阻正是利用半导体的数目随温度变化而变化的特性制成的敏感元件。 7 ．电阻应变片是将机械构件上的微小转换成电阻变化的传感元件，谐振传感器中的传感元件是将转换成的元件。 8 ．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的，适于的测量。 9 ．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制，而在某一温度范围内的温度控制中确是十分优良的。 10 ．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是低，它广泛用于测量。 11 ．所谓光栅，从它的功能上看，就是刻线间距很小的。 二、选择题 1 ．目前，我国生产的铂热电阻，其初始值有（）． A ．30 B.50 C. 100 D.40 2 ．电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A ．变间隙式 B ．变面积式 C ．变介电常数式 D ．空气介质变间隙式 3 ．振弦式传感器中，把被测量转换成频率的关键部件是（）。 A. 激励器 B. 拾振器 C ．永久磁铁 D. 振弦 4 ．在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（）。 A ．外光电效应 B ．内光电效应 C ．光电发射 5 ．霍尔效应中，霍尔电势与（）。 A ．激磁电流成正比 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 6 ．通常用差动变压器传感器测量（）。 A. 位移 B. 振动 C. 加速度 D. 厚度 三、简述 简述光敏电阻的工作原理。
一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指 传感器在被测量的各个值处于稳定状态时 ，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性。 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指 。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是 传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数 ，即A ＝ΔA/Y FS ＊100％。 5、最小检测量和分辨力的表达式是 。 6、我们把 叫传感器的迟滞。 7、传感器是重复性的物理含意是 。 Y K X ?= ?CN M K = max max 100%100% H H F S F S H H Y Y δ δ????=± ?=± ?2或23100% K F S Y δδ δ ?-=± ??? ?0F S 100% Y Y 零漂＝max *100% L F S Y Y σ??=±
8、传感器是零点漂移是指 。 9、传感器是温度漂移是指 。 10、 传感器对随时间变化的输入量的响应特性 叫传感器动态性。 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有 时间常数 。 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率 、阻尼比。 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率、 阻尼比。 14、传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法 3种方法。 15、传感器确定拟合直线切线法是将 过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法 。 16、传感器确定拟合直线端基法是将 把传感器校准数据的零点输出的平均值a 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线a 0b 0作为传感器特性的拟合直线 。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是 用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜率从而确定拟全直线方程的方法 。 25、传感器的传递函数的定义是 H(S)=Y(S)/X(S) 。 29、幅频特性是指 传递函数的幅值随被测频率的变化规律 。 max 100%F S T Y ????
2010-2011
填空题(每空 1.5 分，共30分) 2011-2012 1.按传感机理分，传感器可以分为和两类。 2.自源型传感器又称传感器，其敏感元件具有能直接从被测对象吸取能量并转换成 电量的效应。 3.传感器的动态特性是反映传感器对于随的的响应特性。 4.光纤传感器可以分成2大类型，分别为光纤传感器和 光纤传感器。 5.变磁阻式传感器是利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的变化来检测非电量的机 电转换装置。 6.电容式传感器可以分为变极距型、和三种。 7．压电效应可分为和，压电式传感器是一种典型的双向无源传感器,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。 8. 热电阻传感器可以分为金属热电阻式和两大类，前者简称热电阻，后者简称。 9.光电器件的灵敏度可用光照特性来表征，它反映了光电器件与 之间的关系。光敏二极管在电路中工作可处于两种状态，即状态和状态。 单项选择题(每题2分，共20 分) 1、一阶传感器的动态特征参数是它的（）。 B、灵敏度S C、时间常数 D、温漂 A、固有频率 n
2、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（）。 A、线性度越好 B、迟滞越小 C、重复性越好 D、分辨力越高 3、压电传感器使用（）测量电路时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。 A、调制放大器 B、电荷放大器 C、电压放大器 4、半导体NTC热敏电阻随着温度的升高，其电阻率（）。 A、上升 B、迅速下降 C、保持不变 5、（）的基本工作原理是基于压阻效应。 A、金属应变片 B、压敏电阻 C、光敏电阻 D、半导体应变片 6、光电管是利用（）效应制成的器件。 A、内光电 B、光伏 C、外光电 D、压阻 7、对于磁电式惯性振动传感器，为了使弹簧的变形量近似等于被测体的振幅，应该满足以下条件 A、弹性系数较小的弹簧和质量较大的质量块 B、弹性系数较大的弹簧和质量较小的质量块 C、弹性系数较大的弹簧和质量较大的质量块 D、弹簧的弹性系数和质量块的质量可以任意选取 8、光纤的集光性能可用（）表示。 A、功率损耗 B、有效折射率 C、色散 D、数值孔径 9、将应变片粘贴在不同的弹性元件上，可以实现对（）物理参数的测量。 A、位移 B、力 C、无损探伤 D、面积测量 10. 若进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（）传感器。 A、热电式 B、电容式 C、压电式 D、磁电式 简答题(共15 分) 1.简述压电效应产生的原理，什么是纵向压电效应和横向压电效应？(7分) 2 什么叫莫尔条纹?为什么利用莫尔条纹现象可以测微小位移？(8分)
《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2．传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比，采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作用，因此，在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时，需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温 区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数 系统时，应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度，已知其 范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨力，需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘，其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一常数。
一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是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。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是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。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、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。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。 15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。 16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。 17、电容式传感器的优点主要有测量围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、 结构简单、适应性强。 18、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。 19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。 20、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。 21、21、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 23、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 24、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 25、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。 27、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。 28、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。 29、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器(或发电型传感器) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。 30、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时部产生极化现象，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，这种现象称为极化效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。 31、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。 32、电荷放大器的特点是能把压电器件的高阻的电荷源变换为传感器低阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电缆变化的影响。 33、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。 34、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。 35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。 36、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。 37、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。 38、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。 39、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工业测量，一般精度要求场合；二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测量，精度要求高的场合。 40、霍尔效应是指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分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差 的现象。 41、制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。 42、应该根据元件的输入电阻、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元件的尺寸。 43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。 44、按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。 45、光电传感器的理论基础是光电效应。 46、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。 47、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，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 48．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。
传感器技术期末考试试题库 一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性. 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指? 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是传感器的精度等级 是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即A =△ A/Y FS ? 100%. 5、最小检测量和分辨力的表达式是。 6、我们把叫传感器的迟滞. 7、传感器是重复性的物理含意是。 8、传感器是零点漂移是指? 9、传感器是温度漂移是指. 10、传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态 性. 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数. 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比. 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比.
14、传感器确定拟合直线有切线法、端基法和最小二乘法3种 方法。max *100% L F S Y Y a*A=± 15、传感器确定拟合直线切线法是将过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法. 16、传感器确定拟合直线端基法是将把传感器校准数据的零点输出 的平均值a 。和满量程输出的平均值b 连成直线.a b 作为传感器特性的拟合 直线。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是用最小二乘法确定拟合直线的載距和斜率从而确定拟全直践方程的方法. 25、传感器的传递函数的定义是H (S) =Y (S) /X (S)。 29、幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规 律. 30、相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规 律. 31、传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A (过冲)与稳态值之
传感器技术期末考试试卷(A) 一、名词解释（每题4分，共20分） 1. 传感器：（传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便 于应用的另一种量的测量装置） （能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通 常由敏感元件和转换元件组成） 2. 电位器式传感器：（是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，，又可做分 压器用的测量装置） 3. 电容式传感器：（将被测量（如压力、尺寸等）的变化转换成电容量变化的一种传感 器） 4. 霍尔传感器：（是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器） 5. 测量：（是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较，获得被测量 对比该标准量的倍数，从而在量值上给出被测量的大小和符号） 二、填空题（每空1分，共20分） 1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的 变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的装置。 2.压电式传感器元件是力敏元件，它能测量最终能变换为力的那些物理量是： 应力、压力、加速度等。 3.压电陶瓷是人工制造的多晶体，由无数细微的电畴组成。 4.测定温度传感器通常是用热电偶、热电阻及热敏电阻三种。 5. 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。 6.在光线作用下，半导体的电导率增加的现象称为光电效应。 7.功能型光纤传感器分为：相位调制型传感器、光强调制型传感 器和偏振态调制型传感器三种类型。 8.直接测量的方法通常有三种方法，即：偏差法、零位法和微差法。 9. 电位器式传感器是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，又可 做分压器用的测量装置 三、简答题（每题10分，共30分） 1. 按传感器的工作原理分类有哪些？
《传感器原理及检测技术》复习题 一、选择题 1、传感器中直接感受被测量的部分是（B） A.转换元件 B.敏感元件 C.转换电路 D.调理电路 2、属于传感器静态特性指标的是（D） A.幅频特性 B.阻尼比 C.相频特性 D.灵敏度 3、属于传感器时域动态特性指标的是（A） A.阶跃响应 B.固有频率 C.临界频率 D.阻尼比 4、属于传感器动态特性指标的是（C） A.量程 B.灵敏度 C.阻尼比 D.重复性 5、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 6、衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是（A） A.重复性 B.稳定性 C.线性度 D.灵敏度 7、一般以室温条件下经过一定的时间间隔后，传感器的输出与起始标定时输出的差异来表示传感器的（C） A.灵敏度 B.线性度 C.稳定性 D.重复性 8、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（A） 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 9、表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力的量为（B） A.线性度 B.灵敏度 C.重复性 D.稳定性 10、在明确传感器输入/输出变换关系的前提下，利用某种标准器具产生已知的标准非电量输入，确定其输出电量与输入量之间关系的过程，称为（C） A.校准 B.测量 C.标定 D.审核 11、按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量转换型的是（D） A.压电式传感器 B.热电式传感器 C.光电式传感器 D.压阻式传感器 12、某温度计测量范围是－20℃～+200℃，其量程为（B） A. 200℃ B. 220℃ C. 180℃ D. 240℃ 13、某温度测量仪的输入—输出特性为线性，被测温度为20℃时，输出电压为10mV，被测温度为25℃时，输出电压为15mV，则该传感器的灵敏度为（D） A. 5mv/℃ B. 10mv/℃ C. 2mv/℃ D. 1mv//℃ 14、热电偶的T端称为（C） A.参考端 B.自由端 C.工作端 D.冷端 15、随着温度的升高，NTC型热敏电阻的电阻率会（B） A.迅速增加 B.迅速减小 C.缓慢增加 D.缓慢减小 16、有一温度计，测量范围为0~200o C，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为（A） A.1 o C B.0.5 o C C.10 o C D.200 o C 17、热电偶式温度传感器的工作原理是基于（B） A.压电效应 B.热电效应 C.应变效应 D.光电效应
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。