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传感器作业

1. 在信息科学领域,生物体“五官”的工程模拟物是(B )

A.计算机B.传感器

C.遥感技术D.敏感元件

2. 广义上讲,传感器为测量装置和控制系统输入部分中起(A )

A.信号检测作用B.信号传输作用

C.数据处理作用D.数据传输作用

3. 在传感器的分类中,按输入量的分类,免疫传感器属于()

A.物理传感器B.化学传感器C.生物传感器D.数字传感器

4. 传感器是一种能把特定的被测信号按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。这里“可用信号”指的是()A.电压B.电流

C.频率D.便于处理、传输的信号

5. 从广义上讲,传感器能在测量装置和控制系统输入部分中所起的作用是(A)

A.信号检测B.信号传输C.数据处理D.数据传输

6. 传感器中能够完成预变换的器件称为()

A.敏感元件B.转换元件C.光电元件D.热电元件

7. 传感器按输出量可分为模拟式传感器和()

A.电容式传感器B.数字式传感器C.物理量传感器D.化学量传感器

8. 在传感器的中,能够完成预变换的器件称为()

A.敏感元件B.转换元件C.热敏电阻D.光电器件

9. 以下传感器具有能量放大作用的是()

A.发电型B.有源型C.无源型D.光电池10. 对传感器输出-输入特性线性化的以下方法中,拟合精度最高的是()

A.过零旋转法B.最小二乘法C.端点连线法D.端点平移法11. 在传感器的特性中,输出信号从0升高到稳定值的90%所需要的时间称为()

A.上升时间B.延时时间C.超调量D.时间常数

12. 按传感器技术所蕴含的基本效应,气敏传感器属于(B )

A.物理型B.化学型C.生物型D.数字型13. 能量变换型传感器又称为(C )

A.无源型B.参量型C.发电型D.放大型14. 温度变化时传感器输出值的偏离程度称为(A )

A.温漂B.分辨力

C.线性度D.重复性

15. 传感器一般包括敏感元件和()

A.弹性元件B.霍尔元件C.光电元件D.转换元件

16. 如果按被测对象分类,温度传感器和压力传感器属于()

A.物理型传感器B.生物量传感器C.物理量传感器D.化学量传感器

17. 以下传感器中具有能量放大作用的是()

A.热电偶B.电感式传感器C.光电池D.压电传感器

18. 以下特性属于传感器动态特性的是()

A.瞬态响应B.线性度C.灵敏度D.稳定性19. 传感器在零点附近的分辨力称为()

A.阈值B.分辨力C.迟滞D.重复性20. 以下不属于传感器主要发展方向的是()

A.开发新材料B.简单化C.集成化D.智能化

21. 人体的“五官”能感受外界的各种刺激,常称其为()

A.计算机B.天然传感器C.敏感元件D.转换元件22. 传感器所测量的物理量通常为静态和()

A.动态B.稳态

C.准静态D.常态

23. 按能量变换关系分类,光电池属于(B )

A.参量型B.有源型C.能量控制型D.无源型

24. 传感器在正反行程中输出与输入曲线不重合的现象称为(C )

A.线性度B.灵敏度C.迟滞D.重复性25. 传感器的时间常数越小,响应速度越快,频带(D )

A.越窄B.不变C.不能确定D.越宽

26. 传感器主要包括敏感元件和()

A.触发元件B.转换元件C.接收元件D.发射元件

27. 分析传感器的线性度时,拟合精度最高的方法是()

A.端点连线法B.最小二乘法C.过零旋转法D.端点平移法

28. 对于线性传感器,其灵敏度为其静态特性的()

A.斜率B.截距

C.零点输出D.零点输入

29. 一个动态性能好的传感器,其输出与输入应该具有相同的()

A.相同线性度B.数值

C.能量D.时间函数

30. 传感器按输出量可分为模拟式传感器和()

A.数字传感器B.温度传感器

C.生物量传感器D.化学量传感器

31. 能将感觉到的被测非电量参数转换成电量的器件称为()

A.光电元件B.敏感元件

C.转换元件D.力敏元件

32. 传感器的静态特性描述的输出和输入的关系是指被测量的值处于()

A.不稳定态B.稳定状态

C.转换状态D.亚稳态

33. 数字式传感器的输出的数字指示值最后一位一般指的是()

A.分辨力B.重复性C.稳定性D.灵敏度

判断改错题:

34.在传感器的基本特性中,分辨力是其动态特性之一。()

35.线性度是传感器的静态特性之一。()

36.时间响应特性为传感器的静态特性之一。()

37.在传感器的基本特性中,瞬态响应特性是其动态特性之一。()

38.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。()

39.线性度描述的是传感器的动态特性之一。()

40.传感器按输入量分为模拟式和数字式传感器。()

填空题:

41.传感器的基本特性通常指的是传感器的输入和之间的关系特性。

42.传感器的动态特性包括瞬态响应特性和响应特性。

43.传感器是由与转换元件组成的。

44.传感器根据基本效应分为物理型、与生物型。

45.是影响一阶传感器动态性能的主要因素。

46.根据输出量分类,传感器分为传感器和数字式传感器。

47. 被认为是生物体“五官”的工程模拟物。

48.传感器的基本特性包括特性和动态特性。

49. 传感器的频率响应特性通常由和相频特性组成。

50. 传感器按能量变换关系分为源型和无源型。

51.传感器是指在测量装置和控制系统输入部分中起信号检测作用的器件。

52.传感器的核心部分是;

53.传感器在正反行程中输出与输入曲线不重合的现象称为。

名词解释:

54.传感器

55.化学型传感器

56.线性度

57.传感器技术按基本效应可分为哪些类型?

58.简述传感器的基本组成。

传感器一般由敏感元件和转换元件组成。敏感元件是能够完成预变换作用的器件;转换元

件是能将感觉到的被测非电量参数转换为电量的器件;转换元件是传感器的核心部分。并不是所有的传感器都包括敏感元件与转换元件。

59.简述能量变换型传感器的特点。

能量变换型传感器又称为发电型或有源型传感器,其输出端的能量是由被测对象取出的能量转换而来的。它无须外加电源就能将被测的非电量转换成电能量输出;它无能量放大作用,且要求从被测对象获取的能量越小越好。

60.传感器的定义是什么?

国家标准《传感器通用术语》中规定:传感器是指能感受(或响应)规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。广义上讲,传感器是指在测量装置和控制系统输入部分中起信号检测作用的器件。狭义上把传感器定义为能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。

61.简述能量控制性传感器的特点。

62.传感器特性在检测系统中起到什么作用?

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.

计算题:

63.已知国外某公司生产的线性传感器静态测试结果为:当x1=2时,y1=4;当x2=10时,y2=16,试求该线性传感器的灵敏度。

64.已知某传感器的参数为:正反行程输出值间的最大差值ΔHmax=3cm,量程范围为0-50cm,试求该传感器的迟滞值。

65.已知某传感器的参数为:最大非线性绝对误差ΔLmax=20mm,量程范围为0-200mm,试求该传感器的线性度。

66.已知某传感器的重复性曲线如下图所示。图中:正向行程最大偏差△Rmax2=3mm,反向行程最大偏差△Rmax1=3.5 mm,其满量程输出值为50cm,试求该传感器的重复性误差。

课堂练习

1. 按能量变换关系划分,电感式传感器属于()

A.发电型B.有源型C.能量变换型D.能量控制型

2. 对于电容式传感器,按能量变换关系,它属于()

A.发电型B.有源型C.能量变换型D.能量控制型

3. 以下属于无源型传感器是()

A.发电型B.热电偶C.气敏传感器D.电阻式传感器

4. 下列不能实现非接触测量的是()

A.电阻传感器B.电感传感器C.电容传感器D.色彩传感器

5. 自感式位移传感器主要分为变间隙型、螺管插铁型和()

A.变面积型B.变长度型C.变组成型D.变温度型

6. 差动变压器的零点残余电压太大时会使其灵敏度()

A.较大增加B.不变C.下降D.略有增加

7. 按传感器的能量变换关系分类,电感式传感器属于()

A.发电型B.有源型C.能量变换型D.能量控制型

8. 以下不属于电容式传感器测量电路的是()

A.调频电路B.放大器

C.交流电桥D.脉冲电路

9. 在以下类型的传感器中,存在零点残余电压的是()

A.电阻式B.差动变压器

C.磁电式D.电容式

10. 电涡流传感器常用的材料为()

A.玻璃B.陶瓷C.高分子D.金属11. 电阻式传感器是一种基本电量传感器,其非电量与电量转换是通过测量()

A.电流值B.电压值C.电感值D.电阻值12. 互感式电感传感器又称为()

A.压电式B.力敏式C.变压器式D.磁敏式

13. 在三种基本电量传感器中,不能实现非接触测量的是()

A.电阻式B.电感式C.电容式D.电压式14. 线绕电位器式传感器的核心是()

A.触点结构B.电刷C.线绕电位器D.骨架

15. 将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器称为()

A.电容式B.差动式C.智能式D.电感式

16. 互感式电感传感器又称为()

A.电流式传感器B.变压器式传感器C.差动传感器D.涡流传感器

17. 电位器式电阻传感器和应变片式电阻传感器相比,后者的灵敏度()

A.低B.与前者相等

C.高D.无法确定

18. 下列参量一般情况下不能用电感式传感器转换为电量的是()

A.光学量B.位移量

C.流量D.速度

19.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。)

20.变压器式传感器可以进行无接触测量。

21.电涡流式传感器不可以进行无接触测量。

22.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。

23.电容式传感器不可实现非接触测量。

24. 电涡流式传感器可以进行无接触测量位移、振幅、板材厚度等参量。

25.电涡流式传感器属于电容式传感器,可以用于无损探伤。

26.在传感器领域,应用比较广泛的基本电量传感器有电阻式传感器、式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。

27.电感式传感器以电和磁为媒介,利用磁场变换引起线圈的或者互感量的变化,把非电量转换为电量的装置。

28.基本电量传感器需要经将非电量转换成电量。

29.涡流传感器可以测量金属板厚度和非金属板的镀层厚度。

30. 常用的基本电量传感器包括、电感式和电容式传感器。

31.差动变压器属于互感式电感传感器,它分为、变面积式和螺线管式等。

32.零点残余电压的存在限制着差动变压器传感器的提高。

33.差动变压器灵敏度

34.电位器式位移传感器的基本原理是什么?

电位器式位移传感器主要由(触点结构)和(电阻器)两部分组成。当电位器两端的电压确定后,由于电刷沿着电阻器移动x,输出电压Uo就产生相应变化,并有Uo=f(x),这样电位器就将输入的位移量x转换成相应的电压Uo输出。

35.电涡流传感器能进行无损探伤的原理是什么?

电涡流式传感器无损探伤的原理是:使传感器与被测体(距离不变),如有裂纹出现,将引起金属的电阻率、磁导率的变化。在裂纹处也可以说有(位移值)的变化。这些综合参数的

变化将引起传感器参数的变化,通过测量传感器参数的变化即可以达到探伤的目的.

36.简述电感式传感器的原理及用途。

(电感式)传感器是以电和磁为媒介,利用磁场变换引起线圈的(自感量)或互感量的变化,把非电量转换为电量,其基本原理是基于电磁感应原理。它可用于测量位移、振动、力、加速度、扭矩以及流量等.

37.简述变间隙型、变面积型和螺管插铁型自感式传感器的特点。

变间隙型自感传感器具有灵敏度高、非线性误差大的特点;变面积型自感传感器具有灵敏度较低、线性度好、量程大的特点;螺管插铁型自感传感器具有灵敏度低、量程大、存在理论线性而实际非线性的特点.

38.电涡流传感器是如何实现探伤的?

电涡流式传感器可以用来检查金属的(表面裂纹)、热处理裂纹,以及用于焊接部位的探伤等。其原理是:使传感器与被测体(距离不变),如有裂纹出现,将引起金属的电阻率、磁导率的变化。在裂纹处也可以说有(位移值)的变化。这些综合参数的变化将引起传感器参数的变化,通过测量传感器参数的变化即可以达到探伤的目的.

39.已知某厂生产的线性绕线电位器参数为:导线的电阻率ρ=3.14×10-3Ωm,导线横截面积S=3.14×10-6m2,绕线节距t=1mm,电位器骨架的高h=50mm,宽b=30mm,试求(1)该电位器的电阻灵敏度KR;

(2)若通过导线的电流为I=3A,求其电压灵敏度Ku。

40. 某公司采用线性绕线电位器传感器测量位移,已知电位器的参数为:导线的电阻率Ωm,导线半径r=1mm,绕线节距t=2mm,电位器骨架的高h=50mm,宽b=30mm,若通过导线的电流为I=6A,试求该电位器式传感器的电压灵敏度。

41.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中基本电量传感在实际应用中具有重要实用价值,试分析基本电量传感器之间的异同。

答:基本电量传感器包括电阻式、电感式和电容式传感器。

它们的相同点:

(1)属于电量传感器;

(2)属于无源型或能量控制型传感器;

(3)需要转换电路.

它们的不同点:

(1)基本原理不同电阻式是通过测量电阻值的变化实现的;电感式是根据电磁感应定

律;而电容式传感器是根据电容的计算公式。

(2)基本分类不同电阻式分为电位器式和应变式;电感式分为自感式和互感式及其差动式和电涡流式传感器;电容式一般分为变极距式、变面积式和变介电常数式三种类型;

(3)测量方式不同电阻式为接触测量,而电感式和电容式为非接触测量.

课堂练习

2. 下列可以实现无损伤、非接触测量的光学传感器是()

A.电阻传感器B.电感传感器C.电容传感器D.色彩传感器3. 光电传感器的工作原理是()

A.压电效应B.光电效应C.磁电效应D.热电效应

4. 光敏二极管和磁敏二极管不同,因为它属于()

A.力学传感器B.力敏传感器

C.磁敏传感器D.光电传感器

5. 制成光电管和光电倍增管的依据是()

A.内光电效应B.外光电效应C.光生伏打效应D.压电效应6. 条形码扫描笔中采用的光敏元件是()

A.光敏电阻B.光敏二极管C.光敏三极管D.光电池

7. 光敏电阻的工作原理是基于()

A.磁电效应B.光生伏打效应C.外光电效应D.内光电效应

8. 光敏二极管在光照射时产生的电流称为()

A.暗电流B.截止电流C.光电流D.放大电流9. 物体的颜色主要取决于照射物体的光源和物体本身的()

A.成分B.光谱的宽度C.光谱折射率D.光谱反射率10. 光纤按折射率变化可分为阶跃型光纤和()

A.单模光纤B.渐变型光纤C.多模光纤D.普通光纤

11. 在光线作用下物体产生一定方向的电动势的现象称为()

A.内光电效应B.外光电效应C.光生伏打效应D.压阻效应12. 在图象传感器的应用中,目前未采用CCD图象传感器的是()

A.彩信手机B.数码相机C.数字摄像机D.自动售月票机13. 只能实现接触测量的是()

A.电感传感器B.色彩传感器C.红外传感器D.电阻传感器

14. 红外传感器中采用的敏感元件一般具有()

A.磁电效应B.压阻效应C.热释电效应D.压电效应15. 据光生伏打效应制成的光电器件是()

A.光敏电阻B.光电池C.光敏二极管D.光敏晶闸管16. 家用彩色电视机的色彩调整使用的传感器是()

A.光纤传感器B.红外传感器C.色彩传感器D.温度传感器17. 按能量变换关系分类,光电池属于()

A.参量型B.有源型C.能量控制型D.无源型18. 光照射于物体上,使电子从物体表面逸出的现象称为()

A.热电效应B.压电效应C.磁电效应D.外光电效应

19. 光电耦合器的脉冲上升时间和下降时间相比,前者()

A.长于后者B.短于后者C.等于后者D.随后者而变

20. 利用外光电效应原理制成的光电元件是()

A.光敏电阻B.光电管C.光电池D.光敏晶体管21. 全封闭型光电耦合器在电路应用中的作用是()

A.放大B.升压C.隔离D.测量

22. 光纤传感器根据使用方式分为功能型和()

A.特种型B.普及型

C.非功能型D.损耗型

23. 红外传感器按工作原理可分为及热型两类。

24. CMOS图形传感器的最大缺点就是会造成图象的。

25. 在电磁波谱的可见光范围内,频率最高的光是()

A.红光B.黄光C.绿光D.紫光

26. 光敏二极管在没有光照时产生的电流称为()

A.暗电流B.亮电流

C.光电流D.导通电流

27. 色彩传感器是由单晶硅和非单晶硅制成的()

A.金属器件B.半导体器件C.高分子器件D.陶瓷器件

28. CMOS图象传感器与CCD图象传感器相比,前者的主要优势是()

A.集成制造B.灵敏度高C.节能D.不易损坏29. 物体的颜色决定于照射物体的光源和物体本身的光谱()

A.反射率B.折射率C.投射率D.吸收率

二、判断改错题

30. 光电传感器的基本原理是物质的()

A.压电效应B.光电效应C.磁电效应D.热电效应

33.在电磁波谱的可见光范围内,紫光携带的能量最大。()

34光电耦合器件仅是光敏元件的组合。()

http://www.doczj.com/doc/5770d8317cd184254b3535a3.htmlD图象传感器和CMOS图象传感器无任何差别。()

36.光谱特性是光电元件的特性之一。()

三、填空题

37.物质的光电效应通常分为外光电效应、效应和光生伏打效应三类。

38.常用的图象传感器一般为图象传感器和CMOS图象传感器。

39.红外测温仪是利用热辐射体在波段的辐射通量来测量温度的。

40.电磁波谱中紫光携带的能量比红光携带的能量要。

41.光电耦合器的输出端若不是达林顿管或晶闸管的话,其电流传输比总是1。

42.光纤按其传输模式多少分为单模光纤和

光纤。

43.CMOS图象传感器相对于CCD图象传感器最主要的优势就是非常。

44.光纤模式指的是沿光纤传播的途径和方式。

45.光敏二极管是一种利用单向导电性的结型光电器件。

46.光电管是利用效应制成的光电元件。

47.光电效应通常分为外光电效应、和光生伏打效应。

48.常用的图象传感器主要包括图象传感器和CMOS图象传感器。

49.光电元件的基本特性包括光照特性、、伏安特性、频率特性、温度特性和响应时间。

50.若使某些强介电常数物质的表面温度发生变化,随着温度的上升或下降,在这些物质表面上就会产生电荷的变化,这种现象称为效应。

51.光敏三极管接收不到光照时呈现阻抗,处于截止状态。

52.光纤传感器中光纤的主要参数有、光纤模式和传播损耗。

53.光电池是基于效应。

四、名词解释

54.频率特性:在电压和幅值相同的光照下,光敏元件输出的光电流和灵敏度与入射光调制频率间的关系。

55.光谱特性:入射光波长与光敏器件相对灵敏度或相对光电流间的关系。

56.光电效应:用光照射某一物体,组成该物体的材料吸收光子能量而发生相应的电效应的物理现象。

57.内光电效应:光照射于某一物体上,使其导电能力发生变化的现象。

58.简述三类光电效应的含义。

59.光纤的主要参数有哪些?

光纤的主要参数有:(1)数值孔径它反映纤芯吸收光量的多少,是标志光纤接受性能的重要参数;(2)光纤模式就是光波沿光纤传播的途径和方式;(3)传播损耗是由光纤纤芯材料的吸收、散射以及光纤弯曲处的辐射损耗影响造成的。

60.简述CCD图象传感器输出信号的特点。

(1)与景象的实时位置相对应,即能输出景象时间系列信号,也就是“所见即所得”;(2)串行的各个脉冲可以表示不同信号,即能输出景象亮暗点阵分布模拟信号;(3)能够精确反映焦点面信息,即能输出焦点面景象精确信号。

61.光纤的类型有哪些?

光纤纤维按折射率变化可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。阶跃型光纤的纤芯与包层间的折射率是突变的;渐变型光纤在横截面中心处折射率最大,其值逐步由中心向外变小。

光纤按其传输模式多少分为单模光纤与多模光纤。单模光纤通常是指阶跃光纤中纤芯尺寸很小,原则上只能传递一种模式的光纤;多模光纤通常指阶跃光纤中纤芯尺寸较大,因而常用于传输模式很多的光纤。

62.简述光电传感器的特点。

63.光电耦合器件的性能参数有哪些?

64.简述条形码扫描笔中光敏三极管的工作状态。

扫描笔的前方为光电读入头,它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成。当扫描笔在条形码上移动时,若遇黑色收线条,发光二极管发出的光将被黑线吸收,光敏三极管接受不到反射光,呈现高阻抗,处于截止状态;当遇到白色间隔时,发光二极管所发出的光线,被反射到光敏三极管的基极,光敏三极管产生电流而导通。

65.利用光电效应制成的光电元件有哪些?

光电效应分为外光电效应、内光电效应和光生伏打效应三类。利用外光电效应制成的元件有光电管、光电倍增管;利用内光电效应制成的有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶体管等;利用光生伏打效应制成的元件是各类光电池。

66.红外线检测的优越性有哪些?

红外线的优越性表现在以下几个方面:(1)可昼夜测量红外线不受周围可见光的影响,故可昼夜测量;(2)不必设光源由于待测对象发射出红外线,故不必设光源;(3)适用于遥感技术大气对某些特定波长范围的红外线吸收甚少,故可适用于遥感技术。67.已知国外某公司生产的光电耦合器,在直流工作状态下,当发光二极管的输入电流IF=20A 时,光电耦合器的输出电流IC=15A,试求该光电耦合器的电流传输比。

68.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中光电量传感在实际应用中具有重要实用价值,试分析常用光电传感器的异同。

常见的光电传感器包括光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器、红外线传感器、色彩传感器、光纤传感器和图象传感器。

它们的相同点是:(1)用光做媒介,(2)基本原理是物质的光电效应,(3)都属于无损伤、非接触测量器件,具有体积小、重量轻、响应快、灵敏度高、功耗低、便于集成、可靠性高、适于批量生产等优点;

它们的不同点是:(1)依据的效应不同光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管依据内光电效应,光电池依据光生伏打效应,光耦为发光器件和光敏元件的集成器件,红外传感器主要依据红外线和热释电效应,色彩传感器依据光源和光谱反射率,光纤传感器依据

光纤的特性,图象传感器依据的是光电转换特性;(2)主要特点不同光电元件(光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池)可以单独作为器件使用,光电耦合器在电路中主要起隔离作用,红外线传感器可昼夜测量、无须光源和适于遥感技术等优点,色彩传感主要用于与色彩相关场合,光纤传感器具有灵敏度高、响应快、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好等优点,图象传感器可以获得外界物体的图像,应用较广等特点。

69.传感器技术在日常生活中的应用非常广泛,其中超市收款台采用条形码扫描的方法来得到各种商品的信息,实现快速收费的目的。条形码扫描的方法涉及到光电传感器,试分析条形码扫描笔的工作原理。

扫描笔的前方为光电读入头,它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成;(2分) 当扫描笔在条形码上移动时,若遇黑色收线条,发光二极管发出的光将被黑线吸收,光敏三极管接受不到反射光,呈现高阻抗,处于截止状态;当遇到白色间隔时,发光二极管所发出的光线,被反射到光敏三极管

基极,光敏三极管产生电流而导通;(4分)整个条形码被扫描后,光敏三极管将条形码变成了一个个电脉冲信号,该信号经放大、整形后便形成宽窄与条形码线的宽窄及间隔相对应的脉冲列,脉冲列经计算机处理后,完成对条形码的识读.

课堂练习

1. 将力学量转换成电压、电流等电信号形式的传感器称为()

A.力敏传感器B.光电传感器C.智能传感器D.电阻传感器

2. 将力学量转换成电压、电流等电信号形式的是()

A.力敏传感器B.磁敏传感器C.电量传感器D.光电传感器

3. 提高弹性敏感元件的固有振动频率会导致其灵敏度()

A.不变B.提高C.变好D.降低

4. 微应变式传感器依据的基本效应是()

A.磁电效应B.压电效应C.压阻效应D.光电效应

5. 固体受到作用力后电阻率发生变化的现象称为()

A.电压效应B.压阻效应C.磁阻效应D.力阻效应

6. 弹性敏感元件的灵敏度和线性度有相互矛盾的问题,提高灵敏度,线性度会()

A.变差B.变好C.不变D.不能确定

7. 弹性滞后的主要原因是材料内部存在的分子间()

A.吸引力B.排斥力C.相容性D.内摩擦

8. 下列传感器属于力敏传感器的是()

A.光敏二极管B.磁敏二极管C.压电传感器D.光电传感器

9. 在弹性变形范围内,输入量逐渐增加的过程称为()

A.卸载特性B.弹性滞后C.加载特性D.弹性蠕变

10. 电阻应变片会使所测量应变数值偏小的现象称为()

A.热电效应B.光电效应C.应变效应D.横向效应

11. 具有压电效应的物体称为()

A.磁电材料B.光电材料C.压电效应D.压电材料

12. 弹性敏感元件的弹性后效容易引起的测量误差是()

A.稳定性误差B.重复性误差C.线性度误差D.灵敏度误差

13. 弹性敏感元件特性中和弹性后效、蠕变同时发生的是()

A.刚度B.柔度C.弹性滞后D.振动

频率

判断改错

14.应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。()

15.电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。()

16.石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。()

17.钛酸钡压电陶瓷可用于制备光电传感器。()

18.压电式压力传感器是根据压电效应原理制成的。()

19.力敏传感器可以对力、力矩、压力等进行测量。()

20.压电式压力传感器是根据晶体的压电效应制成的。()

21. 谐振传感器可以测量压力、频率等参量。()

填空题

22.压电式传感器的工作原理是以晶体的效应为理论依据。

23.电阻应变片的工作原理是基于金属的效应。

24.压电传感器的工作原理是以的压电效应为理论依据。

25.弹性敏感元件的刚度是的倒数。

26.弹性和弹性后效及蠕变是弹性敏感元件的两个基本特性.

27.金属应变片的弯曲半径越大,其效应也越大。

28.固体受到作用力后发生变化的现象称为固体的压阻效应。

29.谐振传感器中的振动部分称为。

30.应变片的敏感元件是。

31.压电式传感器的工作原理是以晶体的为理论基础。

32.金属应变片的工作原理是基于金属的。

33.在弹性元件的基本特性中, 和柔度互为倒数。

34. 压电式传感器的工作原理是以晶体的为理论依据。

35. 电阻应变片的弯曲半径越大,效应也越大。

36.微应变式传感器依据的基本效应是。

名词解释

37.正压电效应: 某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生改变时在表面会产生电荷,除去外力后又重新回到不带电状态的现象.

38.电致伸缩效应: 在压电材料的两个电极面上加以交流电压,压电片在电极方向上有伸缩的现象.

39.弹性滞后: 在弹性形变范围内,加载特性与卸载特性不重合的现象.

40.压阻效应: 固体受到作用力后电阻率发生变化的现象.

41.弹性敏感元件的基本特性有哪些?

(1)刚度与柔度刚度是指单位输出所需要的输入量,柔度是刚度的倒数;(2)弹性滞后是指在弹性形变范围内,加载特性与卸载特性不重合的现象;(3)弹性后效与蠕变弹性后效是指弹性元件在阶跃载荷作用下,所产生的变形需要一段时间才能完成的过程;蠕变是指

当外力保持恒值时,弹性元件在一个较长的时间范围内仍然继续缓慢变形的现象;(4)固有振动频率。

42.简述机械式谐振传感器的基本工作原理。

机械式谐振传感器将被测量转换为物体的机械振动频率,振子的谐振频率与其刚度和等效振动质量有关。如果振子受力或其中的介质质量发生变化,则导致振子的等效刚度或等效振动质量等发生变化,从而导致其谐振频率发生变化。

43.简述谐振式传感器测量的特点。

(1)输出为周期信号,被测量能够通过检测周期信号算出来,便于与计算机连接,便于远距离传输;(2)为闭环系统使输出自动跟踪输入;(3)谐振子固有的谐振特性决定其具有高的灵敏度和分辨率;(4)系统功耗小,抗干扰性和稳定性好。

44.压电传感器的特点有哪些?

压电传感器的工作原理是基于某些物质的压电效应,压电效应分为正、逆压电效应。压电传感器具有体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、动态性能好、静态特性差的特点。多用于加速度和动态力或压力的测量.

45.半导体材料的压阻效应的应用方式有哪些?

半导体材料的压阻效应通常有两种应用方式:一种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式应变片;另一种是在半导体材料的基片上,用集成电路工艺制成扩散型压敏电阻或离子注入型压敏电阻.

46.弹性元件特性影响哪些测量误差?

弹性敏感元件特性对测量误差的影响如下:刚度影响线性度;柔度影响灵敏度;弹性滞后影响迟滞误差;弹性后效影响重复性误差;弹性蠕变影响稳定性;固有振动频率影响滞后误差.

47.已知某弹性敏感元件的的参数为:刚度,振动时的等效振动质量m=10kg,试估算此弹性敏感元件的固有振动频率。

将已知数据代入上式得,

48.已知某公司生产的力敏传感器弹性敏感元件的刚度为2,试求此敏感元件的柔度。

解: 由弹性敏感元件刚度与柔度的定义知

将已知数据代入上式得柔度为

49.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中力敏传感器在很多领域得到广泛应用,试比较常用力敏传感器的异同。

答: 力敏传感器根据测量原理可分为应变式力传感器、压阻式力传感器、压电式力传感器和谐振式力传感器等。

它们的相同点:(1)都能将力学量转换

成电压、电流等电信号;(2)用途广泛;

它们的不同点:(1)工作原理不同应变式是基于金属的应变效应,压阻式是基于固体的压阻效应,压电式是基于某些物质的压电效应,谐振式是基于机械谐振技术;(2)温度补偿方式不同.

(3)使用的材料不同应变式常使用金属材料,压阻式可使用各种材料(以半导体最为显著),压电式通常采用晶体材料,谐振式必须采用弹性敏感元件.

课后作业

何谓力敏传感器?

弹性敏感元件的基本特性有哪些?其定义什么,它们影响传感器的何种性能?

解释下列名词:应变效应、横向效应、压阻效应、压电效应、正压电效应、逆压电效应。压电传感器的灵敏度如何计算?

3、在磁敏传感器中,压磁式传感器是利用铁磁材料的何种效应制成的()

A.压电效应B.压磁效应C.光电效应D.霍尔效应

4、压磁式传感器是利用何种物质的压磁效应制成的传感器()

A.金属B.陶瓷

C.铁磁材料D.高分子

5、利用霍尔效应制成的传感器是指下列哪一种()

A.磁敏传感器B.温度传感器

C.霍尔传感器D.气敏传感器

6、磁敏传感器主要采用何种材料制成()

A.半导体B.金属

C.绝缘材料D.无机材料

7、在一定磁感应强度和控制电流下,温度变化1℃时,霍尔电势的变化百分率称为霍尔电势的何种参数()

A.温度效应B.温度系数

C.温差D.零度误差

8、压磁式传感器是利用铁磁材料的何种效应制成的传感器()

A.湿度效应B.温度效应

C.压磁效应D.压电效应

12、霍尔传感器是根据霍尔效应制成的传感器。

13、压磁式传感器和磁阻式传感器都属于磁敏传感器。

填空题

14、霍尔传感器是利用原理将被测物理量转化为的传感器。

21、霍尔传感器主要特性参数有那些?

输入电阻和输出电阻,额定控制电流和最大允许电流,不等位电势和不等位电阻,寄生直流电势,霍尔电势温度系数,其为在一定磁感应强度和控制电流下,温度没变化1度时,霍尔电势变化的百分率.

22、什么是霍尔效应?

当置于磁场中的半导体薄片的电流方向与磁场方向不一致时,在半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势的现象.

23、什么是磁阻效应?

在两端设置电流电极的元件中,由于外界磁场改变电流分布造成电极间电阻值增加的现象.

24、什么是压磁效应?

压磁效应是指一些铁磁材料在受到外力作用后,其内部产生应力导致铁磁材料磁导率发生变化的物理现象.

25、什么是霍尔电势?

半导体薄片置于磁场中,当它的电流方向与磁场方向不一致时,半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生的电动势.

26、简述霍尔传感器需要进行温度补偿的原因。

霍尔传感器对温度的变化很敏感,这是因为半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等都随温度变化而变化,因此会导致霍尔传感器的内阻、霍尔电势等也随着温度的变化而变化,从而使霍尔传感器产生温度误差,必须用适当的电路进行补偿.

27、影响压磁传感器测量精度的因素有哪些?

主要由以下测量误差影响所致:(1)温度误差为压磁传感器的一项主要误差,主要原因是压磁材料的磁化特性受温度影响较大;(2)磁弹性滞环是由压磁材料的磁弹性后效和磁滞作用引起的;(3)电源影响激励电源的电压幅值、频率波形及电源的内阻均是影响磁化特性的因素,因而对传感器的精度亦有影响.

28、简述霍尔电势的产生原理。

一块半导体薄片置于磁场中(磁场方向垂直于薄片),当有电流流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累,而前端面缺少电子,因此后端面带负电,前端面带正电,在前后端面形成电场,该电场产生的力阻止电子继续偏转;当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场,相应的电势称为霍尔电势.

29、已知某霍尔传感器的激励电流I= 3A,磁场的磁感应强度B=5×10-3 T,导体薄片的厚度d=2mm,霍尔常数RH=0.5,试求薄片导体产生的霍尔电势UH的大小。

30、已知某霍尔传感器的激励电流I=5A,磁场的磁感应强度B=5×10-3 T,导体薄片的厚度d=1mm,霍尔常数RH=0.8,试求薄片导体产生的霍尔电势UH的大小。

31、国内某高校采用霍尔传感器测量电流,已知所用传感器的霍尔常数为0.6,激励电流为10A,磁场的磁感应强度5×10-3 T,半导体薄片的宽度为50mm,厚度为2mm,试求实验条件下霍尔传感器的霍尔电势的大小。

32、在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中磁敏传感在实际应用中具有重要实用价值,试论述常用磁敏传感器的异同。

常用的磁敏传感器包括霍尔传感器、磁阻传感器、磁敏二极管、磁敏三极管和压磁传感器等; 它们的相同点有:(1)都由磁敏元件构成,(2)都是利用磁场工作的,(3)都可实现非接触测量;

其不同点主要包括:(1)工作原理不同霍尔传感器依据霍尔效应,磁阻传感器依据磁阻效应,磁敏二极管和磁敏三极管也是基于磁阻效应,压磁传感器依据压磁效应;

(2)主要特性不同霍尔传感器的主要特性参数有输入电阻、输出电阻、额定控制电流、最大允许控制电流、不等位电势、不等位电阻、寄生直流电势和霍尔电势温度系数,磁阻传感器主要特性是高的电子迁移率和温度特性,磁敏二极管和磁敏三极管的主要特性是磁电特性、伏安特性和温度特性,压磁传感器的主要特性是安匝特性、输出特性和频率响应等;

(3)主要特点不同霍尔传感器具有结构简单、体积小、重量轻、频带宽、动态性能好和寿命长等特点,磁阻传感器具有应用范围较广的特点,磁敏二极管和磁敏三极管都具有灵敏度高、体积及功耗小的特点,压磁传感器具有输出功率大、抗干扰能力强、寿命长、维护方便、适应恶劣工作环境等特点.

课堂训练

单选题

1、超声波传感器的声波频率()

A.低于16Hz B.低于10kHz

C.高于10kHz D.高于20kHz

4、以下不属于超声波传感器主要性能指标的是()

A.工作压力B.工作温度

C.灵敏度D.工作频率

5、当超声波从液体垂直入射到气体时,反射系数接近1,此时超声波会

A.几乎全部透射B.几乎全部吸收

C.几乎全部折射D.几乎全部反射

6、影响超声波的衰减程度的因素有介质和()

A.温度B.频率

C.湿度D.浓度

7、超声波属于下列何种类型的声波()

A.可闻声波B.无损声波

C.机械波D.生物波

8、超声波可以在气体、液体和固体中传播,但传播速度有很大不同,在下列何种物体中的传播速度最快()

A.水B.空气

C.氧气D.钢铁

9、超声波属于()

A.可闻声波B.无损声波

C.机械波D.生物波

判断改错题,对打“√”,错打“×”并改正。

12、超声波测流速的机理是它在静止流体和流动流体中的传播速度不同。

13、超声波传感器也可以实现非接触测量。

填空题

14、低于16赫兹的机械波称为,而高于2万赫兹的称为超声波。

课堂练习

1. 热电偶在温度测量中应用非常广泛,其工作原理是()

A.热电效应B.光电效应C.磁电效应D.热敏效应

2. 下列可实现非接触测量的温度传感器是()

A.热膨胀式B.压力式

C.热电偶D.比色高温计

3. 利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件是()

A.光敏电阻B.热敏电阻C.磁敏电阻D.力敏电阻4. 在家用电器中采用的测量温度的传感器是()

A.湿度传感器B.温度传感器C.力敏传感器D.气敏传感器

5. 用来衡量物体温度数值的标尺称为()

A.摄氏度B.华氏温度C.绝对温标D.温标

6. 在测谎仪中一般采用()

A.热敏电阻B.光敏电阻C.磁敏电阻D.压敏电阻

7. 华氏温标、摄氏温度和热力学温标都可用来描述()

A.热量B.温度C.湿度D.高度

8. 热电偶回路电动势主要包括接触电势和()

A.辐射电势B.温度电势C.热电势D.温差电势

9. 热电偶是一种接触式测温传感器,其工作原理是基于()

A.光电效应B.热电效应

C.压电效应D.磁电效应

判断改错

10.热敏电阻除了用于温度传感器外,还可用于湿度传感器。()

11. 热电偶不属于温度传感器。()

12.热电阻传感器是一种温度传感器。( )

填空题

13.温度传感器根据敏感元件与被测介质接触与否分为式和非接触式两大

类。

14.热电偶属于传感器,常用来测量物体的温度。

15.热敏电阻按温度系数可分为、NTC或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR的传感器。

16.热电阻传感器分为金属热电阻和热电阻两大类。

17. 利用半导体电阻随温度变化的特性制成的测温元件。

18. 利用半导体电阻随温度变化的特性制成的按温度系数分为三类。

19.热电效应

20.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器,其中温度传感器在实际应用中具有重要实用价值,试论述常用的温度传感器的异同。

课堂练习

单选题

1. 能够测量大气湿度的传感器称为()

A.温度传感器B.湿度传感器

C.光电器件D.热敏元件

2. 电阻式湿度传感器最能够测量大气的()

A.温度B.湿度

C.成分D.密度

3. 使原来未饱和的水汽变成饱和水汽所必须降低到的温度称为()

A.冰点B.湿点C.汽点D.露点

4. 单位大气中所含水汽的质量是指()

A.温度B.湿度

C.相对湿度D.绝对湿度

5. 电容式湿度传感器主要包括陶瓷电容式和()

A.金属电容式B.高分子电容式

C.半导体电容式D.单晶电容式

6. 结露传感器属于()

A.温度传感器B.力敏传感器

C.湿度传感器D.磁敏传感器

7. 大气干湿程度的表示通常采用绝对湿度和()

A.相对湿度B.零点湿度

C.露点D.结露温度

8. 在大气的相对湿度为100%RH时发生的现象称为()

A.结露B.露点

C.绝对湿度D.敏感度

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