《传感器技术与应用》知识点总复习
考试形式：闭卷笔试
考试时间：90分钟
考试题型：单项选择题（20分）；填空（20分）；简答（30分）；计算（30分）
一、单项选择
l、压电式传感器目前主要用于测量(B )
A.静态的力或压力
B.动态的力或压力
C.速度
2、铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为( C)
A. -50~50
B. 0~100
C. -50~150
D. -100~100
3、应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的(B )之间的电阻值。
A、覆盖片与被测试件 B. 引线与被测试件
C. 基片与被测试件
D. 敏感栅与被测试件
4、交间隙式电容传感器的非线性误差与极板问初始距离do之间是(B )
A.正比关系
B.反比关系 c.无关系
5、通常用热敏电阻测量(C )
A.电阻
B.扭矩
C.温度D:压力
6、在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫( D )。
A.声光效应
B.压电效应
C.磁电效应
D.外光电效应
7、固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的屯阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的( A )
A.电阻率
B.几何尺寸 c.晶面上电荷 D.极化电荷
8、Xl、X2.. ............XII为测量值，指出下列哪个式子表示残差( B )
A、V[=Xi-真值
B、Vi=Xj一算数平均值
C、Vi=Xj一指示值
9、转子流量计锥形管必须（B）
A.上小下大
B. 上大下小
C. 上下一致
10、压电传感器的信号处理有电荷放大器、电压放大器，二者在应用方面最主要区别是（B ）
A. 阻抗变换能力
B. 电缆线长度变化影响记入与否
C. 输出电压与输入电压
D. 以上讲法都不对
11、电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是( B )
A. 60
B. 120
C. 200
D. 240
12、差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是( C )
A. 变间隙式
B.变面积式
C.螺线管式
13、霍尔效应中，霍尔电势与( A )
A. 霍尔常数成正比
B.霍尔常数成反比
C.霍尔元件的厚度成正比
14、在工程技术中，通常用电容式传感器测量( C )
A. 电压
B.磁场强度
C.位移
D.温度
15、转子流量计安装时，必须（A）安装
A.垂直
B.水平
C. 30°倾斜
D. 45°倾斜
16、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
发生显著变化而引起的( D )
A.极化电荷
B.几何尺寸
C.晶面上电荷
D.电阻率
17、把光电池当作传感器时，应把它看作（ B ）。
A. 电压源
B. 电流源
C. 电阻器
18、压电式传感器的工作原理是基于( D )。
A. 应变效应
B.电磁效应
C. 光电效应
D. 压电效应
19、对于一个线性仪表，其线性度为（B ）
A. 100%
B.等于零
C.不等于零的常数
D.与输入量呈线性关系
20、热电偶中产生热电势的条件是（B）
A. 两热电极材料相同
B.两热电极材料不同
C. 两热电极的两端温度相同
D.两热电极的两端温度不同
21、转子流量计使用时，流体流入方向为( C )
A.自上而下
B.水平流入 c.自下而上
22、电涡流传感器的工作原理是基于( B)。
A. 应变效应
B.电磁效应
C. 光电效应
D. 压电效应
23、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( B )
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
24、光敏电阻的性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下( A )
A.暗电阻与亮电阻差值大
B.亮电阻大
C.暗电阻与亮电阻差值小
D.暗电阻大
25、电阻应变片的线路温度补偿方法中有（A ）
A. 差动电桥补偿法
B. 补偿线圈补偿法
C. 恒流源温度补偿电路法
D.
26、反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是（ C ）
A. 直流
B. 工频交流
C. 高频交流
D. 以上都不对
27、单线圈螺线管式电感传感器广泛应用于测量（ C ）
A. 大量程角位移
B. 小量程角位移
C. 大量程直线位移
D. 小量程直线位移
二、填空
1、检测仪表中常用测试方法有直接比较测量法、微差法和零位法。
2、霍尔传感器的霍尔电势U H为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。
3、光电式传感器主要用于测量转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量。
4、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。
5、传感器静态特性主要技术指标有：灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度。
6、正态分布随机误差具有如下性质单峰性、对称性、有界性和抵偿性。
7、电容式传感器的三种工作方式是变间隙式、变面积式、和变介电常数式。
8、常见的旋转式变阻器和滑线式变阻器，可作为线位移和角位移测量的电阻式
感器。
9、绝对误差是测量值减约定真值，某次残差是某次测量值减算术平均值。
10、引用误差的定义为最大绝对误差除以测量范围的百分数
11、传感器变换的被测量的数值处在恒定或缓慢变化时，传感器输出与输入的关系称
传感器的静特性，其主要技术指标有：灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度等。
12、硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
13、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理
制成的，其次级绕组都用差动形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
14、金属丝电阻应变片与半导体应变片其工作原理主要区别在于前者利用导体形变引起电阻变
化、后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
15、霍尔效应的定义是霍尔元件置于磁场中，元件二端通以电流，其垂直方向二端有霍尔电
势输出。
16、传感器的基本特性通常用其静态特性和动态特性来描述。。
17、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量频率太低的被测量，特
别是不能测量静态值。
18、电容式传感器可广泛应用于测量位移、角度、振动、压力、
力、液位等参数。
19、光纤传感器具有那些优点灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体
积小、质量轻等优点。
20、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好灵感度提高一倍、测量精度高。
21、光纤传感器可广泛应用于测量位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电
流、磁场、放射性射线等物理量。
22、热电偶冷端温度有那些补偿方法补偿导线法、计算修正法、冷端恒温法（冰浴法）和补
偿电桥法。
23．空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。
24．硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的最大灵敏度波长与人类正常视觉也相近，因而应用较广。
25．霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
26.光敏二极管的结构与普通二级管类似。它是在反向电压下工作的。
27.气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是金属氧化物材料。
28．压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的压电效应。它是典型的有源传感器。
29．自感式电感传感器是将被测量的变化转换为自感量L的变化。差动变压器是将被测量的变化转换为互感量M的变化。差动变压器主要优点是输出幅度大、线性好。30．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，其灵敏度是常数。
31．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测量中通常采用三线制接法。
32．对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的 灵敏度 度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的 厚 度。
33．电容式传感器中，变介电常数式多用于 液位或片状材料厚度 的测量。
三、简答题
1、图示为四种电容式传感器结构示意图，a ，b 动片上下移动，c ，d 动片旋转移动， 试分别写出其名称：
a 变间隙式
b 差动变间隙式
c 变面积式
d 差动变面积式 2. 简述电涡流传感器工作原理及其主要用途
解: 利用金属置于变化的磁场或在磁场中运动,金属表面会产生电涡流,从而检测被测参数变化。主要用途——可测位移、振幅、厚度、转速、金属探伤等。
3、图示为霍尔式压力传感器原理，试分析其工作原理，霍尔电势（IB K U H H =）与压力P 的关系。
弹簧管将输入压力P 转变为位移X=K P ·P 而霍尔元件在均匀梯度磁场中移动B=K B X 这样霍尔电势
KP
P K IK K IB K U P B H H H =?==即测出
H U 即可知P
4.热电偶测温时，为什么冷端温度要补偿，常用
有哪几种冷端温度补偿方法。
答：消除冷端温度变化和不为零度给测量带来的误差。
常用补偿办法有补偿导线（延长导线）、恒温
法、计算修正法、补偿电桥法
5、图示为热电偶冷端补偿电桥，试分析其工作原理（冷端温度变化时，桥路怎么实现补偿）
参考答案：当冷端温度变化，若增加时，则E AB（t x t0）会减小而补偿电桥中R cu会增加，使U ba增加。这样总的E AB基本不变。
6. 热电阻传感器在工业生产应用时，常用几线制接线方式，这是什么原因？
答：用三线制两根引线电阻分别接入测量电桥相邻两臂可避免引线电阻r受环境影响而引起输出变化（引入测量误差）
7.光电传感器可以测量哪些物理量？（写出五种以上）
答：转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量、检测溶液浓度等
8. 简述霍尔传感器的工作原理及其四种主要用途。
答：在霍尔元件的平面法线方向施加磁感应强度B，经有控制电流引线通入控制电流I，则由于洛仑兹力的作用，两个霍尔电极上出现相反极性载流子的积累，从而在霍尔电势输出引线之间产生霍尔电势U H，U H=K H IB。
9.试问光纤传感器具有哪些优点？（写出四个以上），可广泛应用检测哪些物理参数
（写出四个以上）。
答：光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。它可用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量的测量。
10. 图示为传感器流量计示意图，试分析其工作原理。
流体由下而上通过锥形管时，若作用于浮子上升力大于浸没在
浮子的质量，浮子便会上升，浮子与锥形器的间隙会增大，介质流
速会下降，作用于浮子的上升力会逐渐减少，直到上升力与浸在介
质中浮子的质量相同时，浮子稳定在某一高度，读出相应刻度，便
可知流量值
11. 图示为三种测压元件，试分别写出其名称，并根据一般情况，可测压力的排序为：
a b c
最大其次最小
弹簧管、膜片、波纹管、a 、b 、c
12、图示为双金属电接点传感器，图（a ）为正常工作，图（b ）为过电流时融点断开，试分析该传感器工作原理及如何应用。
可用作冰箱过电流保护。 电热丝与被保护的冰箱压缩机相连，当压缩机电流过大，电热丝对双金属片加热，若大电流维持，热量使双金属片由中央凸起变为中央凹陷状，触点断开，保护压缩机。
13、图示为气敏传感器的原理图，试分析其工作原理。（在清洁空气和有害气体中气敏传感器阻值怎么变化，输出又怎么变化）
清洁空气中，气敏传感器阻值较高则R AB + R 1与R 2
分压输出低电平。当有害气体进入气敏传感器，使其阻值迅速下降，则输出变为高电平。输出电低电平变为高电平就可控气排风扇打开，并发出声光报警。
四、计算题
1.现对一个量程为60MPa ，压力表进行校准，测得数据如下。
试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该压力表的精度等级。 解: 最大绝对误差为0.4Mpa
%670%10060
40?-=??-
该压力表精度等级为1级.
2．被测对象温度为200℃左右，现有以下几种规格的温度计，试从提高测量精度的角度出发，应选哪一种温度计，为什么？
A 表 量程0~ 300℃ 精度等级1.5级
B 表 量程0~ 400℃ 精度等级1.5级
C 表 量程0~ 500℃ 精度等级1.0级
解：A 表 △A=300×±1.5%=±4.5℃
△B=400×±1.5%=±6℃ △C=500×±1.0% =±5℃
3．电容测微仪的电容器极板面积A=28cm 2，间隙d=1.1mm ，相对介电常数εr =1， ε0=8.84×10-12F/m 求：（1）电容器电容量
（2）若间隙减少0.12mm ，电容量又为多少？ 解：（1）()()()3
41200
101.1/10281084.81/---?????==d A C r εε
=F 12
105.22-?
（2）()()d d A C r x
?-=/0εε
=
()
()3412
1012.01.1/102810
84.81---?-????
=25.26×10-12
F
4. 电容传感器初始极板间隙d 0=1.2mm ，电容量为117.1PF,外力作用使极板间隙减少0.03mm 。 求：（1）这测微仪测得电容量为多少？
（2）若原初始电容传感器在外力作用后，引起间隙变化，测得电容量为96PF ，则极板间隙变化了多少？变化方向又是如何？
（1）C x =PF d d C 1202.103.011.117100=??? ?
?+?=???? ???+
（2）0C 从117.1→96 ∴间隙增加了
)2
.11(1.117)1(9601
d
d d C C x ?-?=?-
==
mm d 216.0)1
.11796
1(2.1=-
?=? 即间隙增加了0.216mm
mm 2d 0=
5. 电容传感器初始极板间隙d 0=1.5mm ，外力作用使极板间隙减少0.03mm ，并测得电容量为180PF 。
求：（1）初始电容量为多少？
（2）若原初始电容传感器在外力作用后，引起间隙变化，测得电容量为170PF ，则极板间隙变化了多少？变化方向又是如何？
（1）C x =????
?
??+=?+0001d d C C C
PF C C x
47.1765
.110=+
=
∴ （2）176.47→170 ∴间隙增加了 )1(001
d
d C C C C x
?-
=?-= ()mm C d C C
d x 055.05.147
.17617047.1760
1
=?-=-=
?
∴间隙增加了0.055mm
6. 电容测微仪的电容器极板面积A=32cm 2，间隙d=1.2mm ，相对介电常数1=r ε，
m F /1085.8120-?=ε
求：（1）电容器电容量
（2）若间隙减少0.15mm ，电容量又为多少？ 解：（1）电容器电容量
PF d
A
C r 57.231057.2310
2.1103211085.812
3
41200=?=?????==
----εε
（2）间隙减少后电容量为C x
PF d d A
C r x 94.261094.2610
)15.02.1(103211085.8123
4120=?=?-????=?-=----εε 或另解：
PF d d d C C o x 94.2615
.02.12
.157.23=-?=?-?
=
7. 电容传感器的初始间隙，在被测量的作用下间隙减少了500μm ，此时电
容量为120P ，则电容初始值为多少？
解：因：
8. 在荷重传感器纵横方向上贴有金属电阻丝应变片R 1和R 2、而R 3、Ｒ４为一般电阻，当传感器不承载时电桥平衡，
Ω====1204321R R R R ，V E 6=，试计算在额定荷重时
Ω=7.1201R ，Ω=7.1192R ，此时电桥输出电压0U
解．23
21410
R R R E
R R R E U +-+=
9960200873120
71197
1196120712071206?-?=+???-+???=
=0.0127V=12.7mv
9. 下图为等截面梁和电阻应变片构成的测力传感器，若选用特性相同的四片电阻应变片，R 1～R 4，它们不受力时阻值为120Ω，灵敏度K=2，在Q 点作用力F
（1）在测量电路图2中，标出应变片及其符号（应变片受拉用+，受压用-）
（2）当作用力F=2Kg 时，应变片ε=5.2×10-5，若作用力F=8Kg 时，ε为多少？电阻应变片△R 1、△R 2、△R 3、△R 4为何值。
（3）若每个电阻应变片阻值变化为0.4Ω，则输出电压U 。为多少（R L =∞）
解：⑴ R 1和R 4受拉为正，R 2和R 3受压为负
⑵
???=??=εK =?=εK =---R R 108.20102.52
8
g 8F 102.5g 2F 5
5''5
受拉
时时PF
962
5
.01120
c PF 1201c c c c c c c c 0000000x 0
0=+
=∴=???? ?
?δδ?+=+δδ?=?+=δδ
?=?
现为电容量
⑶
10、一个用于位移测量的电容式传感器，两个极板是边长为5cm 的正方形，间距为1mm ，气隙中恰好放置一个边长5cm 、厚度1mm 、相对介电常数为4的正方形介质板，该介质板可在气隙中自由滑动。试计算当输入位移（即介质板向某一方向移出极板相互覆盖部分的距离）分别为0cm 和5.0cm 时，该传感器的输出电容值各为多少？
()m
F /10858120
-??=ε
①输入位移为0时
C=PF d s
d s 58810
110541085.83
4
212?=?????==---εε
②输入位移为5cm 时
C=PF d s
1.2210
110511085.83
4
212=?????=---ε
V
01.06.1194.1206.11936.1194.1204.1203R R R R R R U 4342110=+?-
+?=+E -+?E =
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。
习题集及答案 第1章概述 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。 1.4 传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？ 1.5 传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？ 1.6 用图形符号表示一电阻式温度传感器。 1.7 请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。如果没有传感器，应该出现哪种 状况。 1.8 空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？ 答案 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）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”。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。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3答：（略）答： 按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。 1.5 答： 图形符号（略），各部分含义如下： ①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。 ②传感器：能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,通 常由敏感元件和转换元件组成。 ③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。 ④变送器：能输出标准信号的传感器答：（略）答：（略）答：（略） 第2章传感器的基本特性 2.1传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 表征了2.2传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度 L
一、填空（30分，每空1.5分） 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，当测量100℃时的示值相对误差为。 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、传感器由、、三部分组成。 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、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。 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。 二、选择题(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、压电式 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、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D、热电极的电导率 3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、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 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、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、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、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 10、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 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。 A、20dB B、1 dB C、0 dB 12、发现某检测仪表机箱有麻电感,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 13、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了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式
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。
中国石油大学（北京）远程教育学院 《检测传感技术》期末复习题参考答案 一、填空题（本题共计40分，每一填空计2分） 1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。 2. 在测试系统中，激励装置的功能是激发隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息转换成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析；显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。 3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为常数；相频特性呈线性。对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差小；调整时间短。 4. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。 5. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况；信号的均方值反映随机信号的强度。 6. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。 7. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。 8. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值；谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。 9. 瞬态信号是在有限时间段存在，属于能量有限信号。
10. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。 11. 一阶测试系统的基本参数是时间常数。根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和单位阶跃响应，一阶测试系统的基本参数的选取原则是时间常数小。 12. 二阶测试系统的基本参数是固有频率和阻尼比。 13. 金属丝应变片依据应变效应工作；半导体应变片依据压阻效应工作。 14. 压力传感器由弹性敏感元件和机电转换元件两部分组成。 15. 测量传感器的动态特性的实验方法包括频率响应法和时间响应法。 16. 基于弹性元件受力产生变形实现检测的力传感器为二阶测试系统。为保证不失真测试，要求传感器的固有频率远大于被测力参数的工作频率。 17. 线性系统的频率保持性即若对线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必是同一频率的简谐信号。 18. 系统频率响应函数测试中，稳态正弦激励方式的依据是线性系统的频率保持性，其特点是测试周期长，其原因在于在每个测试频率处，只有当系统达到稳定状态才能进行测试。 二、解释题（本题共计12分，每小题4分） 1. 物性型传感器 答：依靠敏感元件材料本身物理性质在被测量作用下的变化来实现信号转换的传感器，如应变式、压电式、压阻式传感器。 2. 结构型传感器
一、填空（ 30 分，每空分） 1、有一温度计，它的量程范围为 O s200C，精度等级为级。该表可能出现的最 大误差为，当测量1OO°C时的示值相对误差为。 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、传感器由、、三部分组成。 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、已知某铜热电阻在O C时的阻值为50Q,则其分度号是，对 于镍铬 - 镍硅热电偶其正极是。 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。 二、选择题（3O 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 、压电式 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 、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D 、热电极的电导率 3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、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 5、在两片间隙为1mm勺两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、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 、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D 、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B 、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、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
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
《无线传感器网络》试题 一、填空题（每题4分，共计60分） 1、传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者 2、传感器网络的基本功能：协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能：采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有： 5、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种： ：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段：周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ
14、传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等， 15、传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。(2) 点到点的消息认证问题。(3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28 s 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 s 分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为128 s 17、任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 18、802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 19、传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成 20、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 二、基本概念解释（每题5分，共40分） 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。
复习题 一、填空题 1.传感器由、和测量转换电路组成。 2. 绝对式位置传感器输出的信号是，增量式位置传感器输出的是。 3.热电偶测温所产生的电动势由电势和电势组成。 4. 欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，若选用量程为250V的电压表，其精度应选级。 5.电容式传感器根据其原理，可分为三种类型：、、 。 6.蓝光的波长比红光的短，相同光通量的蓝光能量比红光的。 7.常用压电材料有、和。 8.目前我国电工仪表精度分为7级：0.1、0.2、、1.0、1.5、、5.0级。 9.差动变压器式传感器的基本工作原理是把被测得非电量变换为线圈的量的变换。（填“自感”或“互感”） 10.当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L ，调频转换电路的输出频率f 。 11.霍尔元件采用恒流源激励是为了。 12.为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。 13.热电阻与仪表测量式放大器接线有、和三种方式。 14.电阻应变片的温度补偿方法中，若采用电桥补偿法测量应变时，粘贴在被测试件的表面，补偿片粘贴在与被测试件完全相同的上，且补偿应变片。 15.有一只十码道的绝对式角编码器，其分辨率为，所能分辨最小角度位移为。 16.光敏二极管在测光电路中应处于偏置状态，而光电池通常处于 偏置状态。
17.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，则对总的 热电动势无影响，这一结论被称为热电偶的定律。 18.一个完整的自动测控系统一般由、、 和四部分组成。 二、选择题 1.正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度和热力学温度分别约为 C 。 A.32F，100K B.99F，236K C.99F，310K D.37F，310K 2.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换量 D.自来水管中水的压力 3.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，但是该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心里作用的注意因素是 B 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度误差 D.精度等 级 4.电子卡尺的分辨率可达0.01mm，行程可达200mm，它的内部所采用的电容传感器型式是。 A.变极距式 B.变面积式 C.变介电常数式 D.都可以 5.数字式传感器不能用于 C 的测量。 A.机床刀具的位移 B.机械手的选择角度 C.人体步行的速度 D.机床位置控制 6.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.液位 C.黑色金属零件 D.塑料零件 7.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 8.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 C.降低成本 D.使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 9.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 测量电路。 A.单臂半桥 B.双臂半桥 C.四臂全桥 D.都可以
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
无线传感器网络试题库附答案 《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术
9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1)机密性问题。(2)点到点的消息认证问题。(3)完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78s b)分布协调功能帧间间隔DIFS，DIFS长度=PIFS+1个时隙长度，DIFS的长度为128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容
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？ 名称特点应用 电阻式传感器电阻式传感器具有体积小、质量轻、 结构简单、输出精度较高、稳定性好、 适于动态和静态测量等特点。 用于力、力矩、压力、位移、加速度、 重量等参数的测量 电容式传感器小功率、高阻抗；具有很高的输入阻 抗；静电引力小，工作所需作用力小； 有较高的频率，动态响应特性好；结 构简单，可进行非接触测量。优点是 电容式传感器用于位移、振动、角度、 加速度等机械量精密测量。逐渐应用 于压力、压差、液面、成份含量等方 面的测量。
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
1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络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。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平
面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。 优点：源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比较健壮。 缺点：①影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差，需要大量控制消息。 分级结构： 特征：传感器网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发，簇成员只负责数据的采集。 优点：①大大减少了网络中路由控制信息的数量，具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生，具有很强的抗毁性。 缺点：簇头的能量消耗较大，很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。 (2)用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。 (3)用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成?各部分的功能是什么? 2-5.集成传感器的特点是什么? 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标? 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型？ 1.测量对象与环境：分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度：选择较高信噪比的传感器，并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率，以及延时短的传感器。 4.线性范围：传感器种类确定后观察其量程是否满足要求，并且选择误差小的传感器。 5.稳定性：根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响，尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度：选择满足要求的，相对便宜的传感器。 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值，可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化，则采用一些信号处理办法，将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调?调制有哪些方法? （1）调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什
08信息传感器综合复习题 一、填空题（将正确答案填入下列空白处） 1、现代信息技术的三大支柱是____传感器___技术、通信技术和计算机技术. 3、热电偶传感器的工作基础是热电效应，其产生的热电势包括_接触___电势和_温差 电势两部分。 4、基本误差是指传感器或仪表在规定的标准条件下所具有的___误差____. 5、电容式加速度传感器的主要特点是频率响应快和量程范围大，大多采用_空气或其它气体作阻尼物质. 6、传感器的静态特性可以用一组性能指标来描述，如：灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移等。 7、物体受光照后，其内部原子释放出的电子不逸出_导体物体表面，而仍留在内部使物体的电阻率发生变化或产生光电动势的现像被称为内光电效应 8、交流电桥平衡必须同时满足两个条件:__复阻抗模平衡条件和复阻抗角平衡条件。 9、霍尔元件灵敏度的物理意义是表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小. 10、用于制作压电传感器的常用压电材料是石英晶体和___压电陶瓷______. 11、被测量作用到实际物体上，使其某些参数发生变化，参数承载了信息而成为信号。 12、超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。 13、变气隙式自感法感器，当衔铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量增加 14、半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应. 15、光纤传感器由光源、敏感元件和光接收器______ 三部分组成. 16、在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应. 17．气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器. 18、红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现的_物理效应来探测红外辐射的. 19、因为开环测量系统是由多个环节串联而成的，因此系统的相对误差等于各环节相对误差之和. 20、压电式传感器采取串联接法输出电压大，本身电容小，适宜用于以电压作输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的场合. 21、根据测量数据中的误差所呈现的规律及产生的误差可将其分为系统误差、随机误差和粗大误差。 22、被测量值和比值等都是测量过程的信息，这些信息依托于物质才能在空间和时间上进行传递。 23、传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度. 24、超声波的传播速度与介质____密度___和弹性特性有关. 25、一阶传感器的时间常数T越小__，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线，即动态误差小. 26产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面.电阻温度系数的影响、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响. 27、通常把沿电轴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”. 28、一个动态特性好的传感器，其输出将再现输入量的变化规律，即具有相同的时间函数 29、硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的光谱响应峰值波长与人类眼睛也相近，因而应用较广. 30、微波测厚仪是利用微波在传播过程中遇到被测物体金属表面被反射，且反射波的波长
《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、测量系统的静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度的物理意义就是 。(2分) 3、光电传感器的理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下 效应,这类元件有;第二类就是利用在光线作用下效应,这类元件有;第三类就是利用在光线作用下效应,这类元件有。 4、热电偶所产生的热电动势就是电动势与电动势组成的,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)就是在与之间,接入,它的作用。 5、压磁式传感器的工作原理就是: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的作用下会产生,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,铁心上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表的精度等级就是用仪表的(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示的。(2分) 8、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)外就是线性的。(2分) 9、电位器传器的(线性),假定电位器全长为X max, 其总电阻为R max,它的滑臂间的阻值可以用R x = (①X max/x R max,②x/X max R max,③X max/XR max ④X/X max R max)来计算,其中阻灵敏度R r=(① 2p(b+h)/A t, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(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,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度就是多少摄氏度？(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表
- 1-2.什么是无线传感器网络 无线传感器网络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。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成这些组成模块的功能分别是什么 (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分各部分的功能分别是什么 ) (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。
（2）平面结构： > 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。 优点：源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比较健壮。 缺点：①影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差，需要大量控制消息。 分级结构： 特征：传感器网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发，簇成员只负责数据的采集。 优点：①大大减少了网络中路由控制信息的数量，具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生，具有很强的抗毁性。 缺点：簇头的能量消耗较大，很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)< (2)用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。 (3)用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。 (4)用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么 2-5.集成传感器的特点是什么 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标 ： 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型 1.测量对象与环境：分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度：选择较高信噪比的传感器，并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率，以及延时短的传感器。 4.线性范围：传感器种类确定后观察其量程是否满足要求，并且选择误差小的传感器。 5.稳定性：根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响，尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度：选择满足要求的，相对便宜的传感器。 : 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值，可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化，则采用一些信号处理办法，将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调调制有哪些方法 （1）调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什