1．传感器通常由、和组成。
2．电感式传感器是利用线圈的、来实现非电量检测的一种装置。
7.热电偶所产生的热电势是由电热和电热组成。热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的
定律。
8.图1-2所示为电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度，实际上是一个传感器，它是将转化为来进行测量的
10．如图1-3所示，将一个光敏电阻与多用电表联成一电路，此时选择开关放在欧姆挡，照射在光敏电阻上的光强逐渐增大，则欧姆表指针的偏转角度（填“变大”、“变小”或“不变”）若将选择开关放在电压档，同样增大照射光强度，则指针偏转角度。
11．光纤传感器的核心由折射率的纤芯和折射率包皮构成的双层同心圆柱结构。
14．常见的压电材料分为三类：、和。
15．热电式传感器是将变化转换为变化的装置
16．阻抗型传感器有传感器、传感器、传感器三种类型。17．如果热电偶两电极材料相同，两端温度不同(T≠T0)，总输出电势等于。
18.热电偶是由构成的。
19.非功能型光纤传感器中光纤只是作为，还需加上才能组成传感器。
20.按照误差出现的规律，可把误差分为、
和_。
21、应变片温度误差的补偿方法有和
22、电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量转换成线圈的或
的变化来实现非电量检测的一种装置。
25、压电材料一般有两种：和；压电传感器的测量放大器一般有两种：放大器和放大器。
26．通常情况下，半导体NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而;光敏电阻的阻值随光强的增加而。
27、就检测量的不同，流量可分为和。
28、反映测量结果与真实值接近程度的量，称为精度。精度可分为、
和。
29、传感器得到标定分为_____________和_____________。
30、压电传感器的测量放大器一般有两种：______放大器和______放大器。
32．热电偶的三个基本定律，即______________、______________和______________。
33.通常把单位应变能引起的电阻值变化称为电阻丝的____________。
34.电感式传感器的测量电路有______,__________以及谐振式等。
35.根据电涡流效应制成的传感器叫做电涡流传感器。按照电涡流在导体内的贯穿情况，传感器可分为__________和__________两类。
37.电阻应变片是将被测试件上的转换成的传感元件。
38.电阻应变片由、基片、覆盖层、和引线等部
分组成。
39.应变式传感器的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量的大小。
40、电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上，则补偿应变片不。
41、电阻应变片的工作原理就是依据应变效应建立与变形之间的量值关系而工作的。
42.按照测量结果得到的程序，测量分为测量和测量。
44.国际单位制中，温度的单位是。
45.热力学温度的符号是，其单位名称是。
46.热力学温度单位的符号是，其定义是。
47.摄氏温度的符号是，其单位名称是，单位符号为。
48.热力学温度和摄氏温度之间的关系是。
49.热电偶是由构成的。
50.热电偶两端所处温度不同，在热电偶回路中便会产生。
51.热电偶焊接的一端称为端，与导线连接的一端称为端。
52.热电厂常用测温热电偶有型，型和型等种。
53.热电阻温度计是基于导体和半导体的的特性而测温的。。
55．热电阻的测温范围宽、精度高，铂热电阻常用作°C范围的标准温度计。
57.氧化锆氧量计输出的氧浓差电势不仅与氧化锆两侧气体中氧气含量有关，而且与有关。
59.光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是用在光线作用下效应,这类件
有、；第二类是利用在光线作用下效应，这类元件有；第三类是利用在光线作用下效应，这类元件有、。
60.热电偶所产生的热电势是电势和电势组成的。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在和之间，接入，它的作用是。
６２．压磁式传感器的工作原理是：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。
６３．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（①增加②减小③不变）
６４．仪表的精度等级是用仪表的（①相对误差②绝对误差③引用误差）来表示的。６５．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。
６６．变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量将（①增大，②减小，③不变）。
６７．电阻应变片式传感器按制造材料可分为①___材料和②________体材料。它们在受到3外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由___形成的，而②的电阻变化主要是由___造成的。材料传感器的灵敏度较大。
６８．测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为____、__、和_三类，其中___可以通过对多次测量结果求____的方法来减小它对测量结果的影响。
６９．磁电式传感器是利用产生感应电势的。而霍尔式传感器为在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量，，，。
７０．测量仪表的精确度是和两者的总和。精确度简称为。
７１．传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。
７２．传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的特性，其主要技术指标有：、迟滞和重复性等。
７３．热电阻在电桥测量电路中的接法有：制、制和制。
７４．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和接法。
７５．电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上，则补偿应变片不。７６．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以，同时还能起到的作用。
７７．变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与的矛盾。这点限制了它的使用，仅适用于的测量。
７８．电涡流传感器工作时，被测物体的和越小．则传感器灵敏度越大。７９．电涡流透射损耗，要求被测物必须达到一定的度。
８０．变间隙式电容传感器一般用来测量的位移。
８１．电容式传感器中，变面积式常用于较大的测量。
８２．电容式传感器中，变介电常数式多用于的测量。
８３．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式电容传感器。
８４．把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们的刻线之间有，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条纹，称。
８５．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的，与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片和面积无关。
８６．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己方向。经过过的压电陶瓷才具有压电效应。
８７．沿着压电陶瓷极化方向加力时，其发生变化，引起垂直于极化方向的平面上的变化而产生压电效应。
８８．磁电式传感器是利用原理将转换成感应电动势信号输出。
８９．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化的
特点制成的一种热敏元件。
96.正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于型，适用于温度监测和温度控制。
９０．在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。
９１．应变式电阻传感器由和组成。其中是最核心的部件。
９２．由于而引起变化的现象称为应变效应。金属应变片的应变效应受
变化的影响，而半导体应变片的应变效应主要受的影响。
９３．电桥电路有、和三种接入方式。采用供电的为交流电桥。
９４．应变式传感器的测量电路是把应变片的转换为的变化，以便方
便地显示被测量的大小。
９５．对于差动变压器，当衔铁处于位置时，两个次级绕组与初级绕组间的互感
相同。初级绕组加入激励电源后，两个次级绕组产生的感应电动势相同，输出电压为零。但
在实际应用中，铁芯处于差动线圈中心位置时的输出电压并不为零，该电压称为电
压。
107.电涡流传感器的整个测量系统由和两部分组成。
108.电感式接近开关是一种有开关量输出的位置传感器，利用
原理制成，主要用于物体的位置检测及判断。
选择题
1、影响金属导电材料应变灵敏度的主要因素是（）
A 、导电材料电阻率的变化
B 、导电材料几何尺寸的变化
C 、导电材料物理性质的变化
D 、
2.导电材料化学性质的变化用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 、变介电常数式
C 、变面积式
D 、空气介质变间隙式
3.通常用电感式传感器测量（）
A 、电压
B 、磁场强度
C 、位移
D 、压力
4.压电式传感器目前多用于测量（）
A 、静态的力或压力
B 、动态的力或压力
C 、速度
D 、加速度
5.光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指给定电压下（）
A.暗电阻大B、亮电阻大C、暗电阻与亮电阻差值大D、暗电阻与亮电阻差值小
6.霍尔效应中，霍尔电动势与（）
A.乘积灵敏度成反比B、乘积灵敏度成正比C、霍尔元件的厚度成反D、霍尔元件的厚度成正比
7.工程（工业）中，热电偶冷端处理方法有（）
A.热电动势修正法B、温度修正法C、0°C恒温法D、冷端延长法
8.差动螺线管式电感传感器的配用测量电路有（）
A 、直流电桥
B 、变压器式交流电桥
C 、带相敏整流的交流电桥
D 、运算放大器电路
9.光敏二极管工作时，其上（）
A.加正向电压B、加反向电压C、不需加电压D、加正向、反向电压都可以
10.光敏三极管的结构，可以看成普通三极管的（）用光敏二极管代替。
A集电极B、发射极C、集电结D、发射结
11.传感器的输出量通常为（）
A非电量信号B、电量信号C、位移信号D、光信号
13.不能实现非接触式测量的传感器是（）
A压电式传感器B、电涡流式传感器C、光电式传感器D、超声波传感器
14.常用于制作霍尔元件的材料是（）
A铁B、铜C、铝D、砷化铟
16.卡拉OK用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片振动时，就将声音信号转换为电信号．下列说法正确的是。
A该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
24、有一测温仪表，精度等级为0.5级，测量范围为400～600°C，该表的允许基本误差是（）
Ａ、±3 Ｂ、±2 Ｃ、±1 D、±10
用热电偶测量０°C以上的温度时，若与二次表相连接补偿导线极性接反，将使指示值（）
Ａ、偏高；Ｂ、正常；Ｃ、偏低D、不变
28、光敏电阻适于作为（）。
A、光的测量元件
B、光电开关元件
C、加热元件
D、发光元件
29、一个热电偶产生的热电势为EO，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（）。
A、增加
B、减小
C、增加或减小不能确定
D、不变
30、实用热电偶的热电极材料中，一般使用的材料是（）。
A、金属
B、非金属
C、半导体
D、绝缘材料
31、热敏电阻测温的基础是根据它们的（）。
A、伏安特性
B、热电特性
C、标称电阻值
D、测量功率
32、压电式加速度传感器是()信号的传感器。
A、适于测量任意
B、适于测量直流
C、适于测量缓变
D、适于测量动态
33、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
34、有一测温传感器，精度为1.0级，测量范围为200～600°C，该表的允许基本误差是（）
Ａ、±6°C Ｂ、±2°C Ｃ、±1°C D、±4°C
用热电偶测量０°C以上的温度时，若与二次表相连接补偿导线极性接反，将使指示值（）
Ａ、偏高；Ｂ、正常；Ｃ、偏低D、不变
36、使用输出信号为4～20的差压变送器作为汽包水位变送器时，当汽包水位在零时，变送器输出为（）
Ａ、4mA Ｂ、12mA Ｃ、20mA D、0mA
37、目前，所生产的铜热电阻，其初始电阻值R0为（）。
A、50Ω
B、200Ω
C、10Ω
D、40Ω
39、用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。
A、交流电桥
B、差动电桥
C、直流电桥
D、相敏整流电路
40、用光敏二极管或光敏三极管测量某光源的光通量时，是根据它们的（）实现的。
A、光谱特性
B、伏安特性
C、频率特性
D、光电特性
41、热电偶的冷端处理中，使用补偿导线冷端延长法是（）。
A、将冷端引到低温，且变化较小的地点
B、使冷端温度恒为零
C、补偿由于冷端温度变化引起热电垫的变化
D、使冷端保持某一恒定温度
42、热电偶热接点因焊接后成分改变、但不影响热电动势，其理论根据是()
A、均质导体定律
B、中间导体定律
C、参考电极定律
D、中间温度定律
44、仪表的精度等级是用仪表的（）来表示的。
A、绝对误差
B、实际相对误差
C、示值相对误差
D、满度相对误差
48、有一精度为2.0级的压力表，其量程为-0.5～1.5MPa，则其允许误差为（）
Ａ、±0.06MPa；Ｂ、±0.04 MPa；Ｃ、±0.08 MPa；D、±0.02 MPa
49、正常人的体温为C°37,此时对应的华氏温度和热力学温度各为（）
A、KF310,99°
B、KF100,32°
C、KF236,99°
D、KF310,37°
50、属于外光电效应的器件是（）
A、光电管
B、光电阻
C、光敏二极管
D、光电池
51、热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要目的是（）
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去的地方
D、提高灵敏度
54、在选购线性仪表时，需选择合适的量程，一般来说，应尽量使选购仪表的量程为欲测量的（）左右为宜。
A、3倍
B、10倍
C、1.5倍
D、0.75倍
56、电涡流式传感器激磁线圈的电源是（）
A、直流
B、交流
C、交流直流都可以
D、无需外加激励
57、有一精度为1.0级的压力表，其量程为-0.5～1.5MPa，则其允许误差为（）
Ａ、±0.01MPaＢ、±0.02 MpaＣ、±0.03 MpaD、±0.04 Mpa
58、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、增加线圈对衔铁的吸引力
C、降低成本
D、提高灵敏度，减小温漂
59、标准大气压下水的沸点为C°100,此时对应的华氏温度和热力学温度各为（）
A、KF273,100°
B、KF373,100°
C、KF373,212°
D、KF273,212°
60．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d减小时，将引起传感器的（）
A、灵敏度增加
B、灵敏度减小
C、量程增加
D、量程减小
61、光栅传感器利用莫尔条纹来达到（）
A、提高光栅的分辨力
B、辨向的目的
C、使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化
D、细分的目的
62、下列流量计中属于非接触式测量流量的是（）
A、涡街流量计
B、超声波流量计
C、涡轮流量计
D、差压式流量计
63、影响金属导电材料应变灵敏度k 的主要因素是（）
A 、导电材料电阻率的变化
B 、导电材料几何尺寸的变化
C 、导电材料物理性质的变化
D 、导电材料化学性质的变化
64、产生应变片温度误差的主要原因有（）
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
66、仪表的精度等级是用仪表的（）来表示的。
A 绝对误差
B 实际相对误差
C 示值相对误差
D 满度相对误差
67、热力学温度的符号是（）
Ａ、Ｋ；Ｂ、Ｔ；Ｃ、t
68、有一测温仪表，精度等级为0.5级，测量范围为400～600°C，该表的允许基本误差是（）
Ａ、±3 Ｂ、±2 Ｃ、±1
70、一镍铬－镍硅热电偶的输出热电势为33.29毫伏，已知其冷端环境温度为20°C，且查镍铬－镍硅热电偶分度表，得知33.29毫伏对应温度为800°C，则其热端所处温度为（）
Ａ、800°C B、820°C Ｃ、780°C D、760°C
72、有一精度为1.0级的压力表，其量程为-0.1～1.6MPa，则其允许误差为（）
Ａ、±0.016MPa；Ｂ、±0.017 MPa；Ｃ、±0.015 MPa；
73、校验一块精度为 1.5级，量程为 6.0MPa的工业压力表，选用的标准压力表的精度和量程为（）Ａ、0.4级，16MPa；Ｂ、0.６级，10MPa；Ｃ、2.5级，10MPa；
78．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d减小时，将引起传感器的（）
A、灵敏度增加
B、灵敏度减小
C、量程增加
D、量程减小
80、差动变压器式传感器为了检测出位移的运动的方向，常配用的测量电路是（）。
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
83．目前，我国生产的铂热电阻，其初始电阻值为（）。
A．10ΩB．50ΩC．100ΩD．40Ω。
84．影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是（）。
A．导电材料电阻率的变化B．导电材料几何尺寸的变化C．导电材料物理性质的变化D．导电材料化学性质的变化
85．产生应变片温度误差的主要原因有（）。
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86．电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。
A．差动电桥补偿法B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C．补偿线圈补偿法D．恒流源温度补偿电路法87．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（）。
A．灵敏度入增加B．灵敏度入减小C．非统性误差增加D．非线性误差减小
88．在光线作用下，半导体的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D．光导效应
90．光敏电阻适于作为（）。A．光的测量元件B．光电导开关元件C．加热元件D．发光元件
91．热电偶中热电势由（）组成。A．感应电势B．温差电势C．接触电势D．切割电势
92．热电偶中产生热电势的条件分别为（）。
A．两热电极材料相同B．两热电板材料不同C．两热电极的两端点温度不同D．两热电极的两端点温度相同7 93.利用热电偶测温时，只有在（）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
94．热电偶的冷端处理中，冷端延长法是（）。
A．将冷端引到低温，且变化较小的地点B．使冷端温度恒为零C．补偿由于冷端温度变化引起热电垫的变化D．使冷端保持某一恒定温度
95．热电偶可以测量（）。A．压力B．电压C．温度D．热电势
96．压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（）。
A．晶体厚度成反比B．晶体面积成正C．作用在晶片上的压力成正比D．剩余极化强度成正比
97．压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是（）。
A．前者比后者灵敏度高得多B．后者比前者灵敏度高得多C．前者比后者性能稳定性高得多D．后者比前者性能稳定性高得多
98．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
99. 常用于测量大位移的传感器有( )A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式
100. 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。
A.质量块
B.导体
C.弹性元件
D.机器组件
101. 半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( )A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零
102.弹性元件是一种利用（）把感受到的非电量转换为电量的（）元件。A.变形B发热C.敏感D.转换103.将被测试件的变形转换成（）变换量的（）元件，称为电阻应变片。A．电阻B．力C．位移D．敏感E．转换
107.半导体应变片具有（）等优点。A．灵敏度高B．温度稳定性好C．可靠性强D．接口电路复杂
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
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。
《传感器与检测技术》习题 一、选择 #变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 #在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 #变压器式传感器中，原方和副方互感M的大小与原方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 #工业检测仪表精度等级常以 D 作为判断仪表精度等级的尺度。 A. 引用误差 B.允许误差 C.相对误差 D.最大引用误差 #检测系统的测量不确定度愈小，表明测量 C A.结果与真值愈接近 B.精度愈高 C.测量结果的离散程度越小 # A.低 B.高 C.相等 D.不定 #码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、__a______和___c_____三种。 a.光电式 b.磁电式 c.电磁式 d.感应同步器 #改变电感传感器的引线电缆后，____c____。 a.不必对整个仪器重新标定 b. 必须对整个仪器重新调零 c. 必须对整个仪器重新标定 d. 不必对整个仪器重新调零 # 变片的选择包括类型的选择、材料的选用、___c_____、___d_____等。 a.测量范围的选择 b.电源的选择 c. 阻值的选择 d. 尺寸的选择 e.精度的选择 f.结构的选择 # 变片绝缘电阻是指已粘贴的___b_____应变片的之间的电阻值。
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 # 光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为___d_____。 a.磁电效应 b.声光效应 c.光生伏特效应 d.光电导效应 # 如图所示的结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为。传感器的运动部分与衔铁相连。 当外部作用力作用在传感器的运动部分时，衔铁将会运动而产生位移，使空气隙发生变化。这种结构可作为传感器用于____c____。 a. 静态测量 b. 动态测量 c. 静态测量和动态测量 d. 既不能用于静态测量，也不能用于动态测量 #阻应变片的线路温度补偿方法有（A.B.D ）。 A．差动电桥补偿法 B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C．补偿线圈补偿法 D．恒流源温度补偿电路法 #电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。 A．60ΩB．120ΩC．200ΩD．350Ω #通常用应变式传感器测量（BCD）。 A．温度B．速度C．加速度D．压力 #．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B,D）。A．灵敏度增加B．灵敏度减小 C．非统性误差增加D．非线性误差减小 #．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（BD）。 A．外光电效应B．内光电效应 C．光电发射D．光导效应 #．电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( C )的输出。 A. 电阻 B. 电容 C. 电压 D. 电荷 #．压电式加速度传感器是( D )信号的传感器。 A. 适于测量任意 B. 适于测量直流 C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态 #．对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压( A )。 A. 最大 B. 最小 C. 随机变化 D. 中间点
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。
无线传感器网络试题 一填空题 1、传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。 3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应 4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。它们分别是：大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求 二、判断题 1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式（对） 2、SINK节点：亦称网关节点，与簇头结点的功能完全相同。（错） 3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础，有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。（对） 4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。（对） 三、选择题
1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是（B） A中国B美国C日本D韩国 2、无线传感器网络的特点包括（C） （1）可快速部署 （2）可自组织 （3）隐蔽性强和高容错性 （4）成本高，代价大 A （1）（2）（4） B （2）（3）（4） C （1）（2）（3） D（1）（3）（4） 3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN 的研究，启动了EYES 等研究计划的组织是（D） A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是（A） A虚拟运营技术 B无线通信 C片上系统（SOC） D低功耗嵌入式技术
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）
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，
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
《传感器与检测技术》试题 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线性_________ 性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2 —意义是表_________ 大小。（2分） 3.光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电动势是两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成的, 其表 达式为E ab（T，T o）=k（T T°）ln山；°（A B M T。在热电偶温度补偿中补偿导线 e N B 法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长__________ 它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力， 从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会 产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6.变气隙式自感传感器，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 =（① X max/x R max,②x/X max R max ③ X max/XRn ax ④X/ X maX R max）来计算，其中电阻灵敏度R=（① 2 p （b+h）/ A ,② 2pAt/b+h,③ 2A（b+b）/pt,④ 2At p（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15C，试求该时刻温 箱的温度是多少摄氏度？（20分） 镍铬-镍硅热电偶分度表
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
1、传感器一般由____、____、信号调理转换电路、辅助电源四个部分组成。 2、电阻应变片一般由____________、、覆盖层、引线四个部分组成，其中 _________ 是核心部件。 3、热电偶产生的热电势一般由______________电势和______________电势两部分构成。 4、霍尔元件有两对电极，一对用来施加激励电压或电流，称为_______________电极，另一对用来输出引线，称为________________电极。 5、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。 6、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小） 7、压电元件可以等效成_________和_________并联的形式。 8、光电式传感器是利用光敏元件将信号转换为信号的装置。 9、霍尔传感器是利用效应原理制成的传感器。 10、实际应用中，为提高灵敏度，减小误差，变极距型电容传感器多采用差动式结构。 11、传感器在正（输入量增大）行程和反（输入量减小）行程期间，输出-输入特性曲线不重合的现象称为。 12、差动变压器式传感器的基本工作原理是把被测的非电量变化转换为线圈量的变化。 13、导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化的现象，称。 14、在光线作用下，物体的电导性能改变或产生光生电动势的现象，称。 15、磁电式传感器是速度传感器，若测量位移，需配用电路。 16、光纤的数值孔径NA越小，表明它的集光能力越。 17、气敏半导体传感器在实际应用时，通常都附有加热器。两种常用的加热方式是：和。 18、按照电涡流在导体内的贯穿情况，电涡流传感器可分为高频反射式和两类。 19、直流应变全桥的灵敏度是半桥的倍，是单臂电桥的倍。 20、CCD的突出特点是以作为信号。 21、光纤工作的基础是。 22、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有和两种形式。 23、移动电容式传感器动极板，导致两极板有效覆盖面积A发生变化的同时，将导致电容量变化，传感器电容改变量△C与动极板水平位移成关系、与动极板角位移成关系。 24、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高了倍，而非线性误差转化为关系而得以大大降低。 25、与差动变压器传感器配用的测量电路中，常用的有两种：电路和电路。 1、电阻应变片式传感器一般不能用来测量下列那些量（） Ａ、位移Ｂ、压力Ｃ、加速度Ｄ、电流 2、光电二极管工作是需（） A、加正向工作电压 B、加反向工作电压
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
一、填空题 1.传感器的组成是：传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。 2.传感器按被测量分类为：物理量、化学量、生物量传感器。 3.传感器按转换原理分类为：结构型、物性型和复合型传感器。 4.弹性敏感元件的类型分为：变换力的弹性敏感元件和变换压力的弹性元件 5.传感器的误差特性分为：线性度、迟滞、重复性、零漂和温漂等。 6.线性位移传感器与弹性敏感元件或其他变换机构组合，可构成速度、加速度、力、压力、流量、液位等各种物理量的传感器。 7.应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、应变电桥组成。 8.应变式传感器广泛应用于应变、荷重、压力和加速度等机械量的测量。 9.电位器传感器能测量的物理量有： 直线位移、角位移、压力、液位、高度等。 10.电容式传感器原理上可分为： 变极距式、变极板间面积式、变极板间介质式。 11.电感传感器与弹性敏感元件组合可检测： 振动、压力、应变、流量和比重等。 12.电涡流式传感器能测量的物理量有： 测量位移、厚度、振动、速度、流量和硬度等。 13.常见的压电材料有：石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材料。 14.超声波探头按原理分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等， 15.霍尔传感器由霍尔元件、磁场和电源组成。 16.霍尔集成电路分为：线性型和开关型两类。 17.外光电效应可生成的光电元件有光电二极管、光电倍增管、紫外线传感器。 18.内光电效应可生成得光电元件有： 光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏晶体管、光敏晶闸管。 19.光电检测需要具备的条件是：光源、被测物和光电元件。 20.光电传感器的类型有： 被测物发光、被测物反光、被测物透光、被测物遮光。 21.激光器常按工作物质进行分类为： 固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器。 22.光纤传感器由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤)、光接收器、信号处理系统及光纤构成。 23.光纤位移传感器的特性性曲线分为：前坡区、峰值区和后坡区。 24.直线感应同步器主要组成部分是：定尺和滑尺。 25.黑白透射直线光栅读数头由光源、标尺光栅、指示光栅和光敏元件组成。 26.莫尔条纹特点有：光学放大作用，连续变倍作用，误差均衡作用。 27.磁栅传感器由磁头、磁栅尺和检测电路组成。 28.接近传感器的结构类型有：一体式、分离式、组合式。 29.接近传感器的工作电压类型有：交流型和直流型。 30.接近传感器的输出引线类型有：二线制、三线制、四线制。 31.接近传感器可用于：定位控制，限位控制，计数及计数控制，物位控制，逻辑控制，安全保护控制。 32.在M P S工作站2中应用的传感器有： 电容式、电感式及光电、霍尔式接近开关和电位器式传感器。 33.常用的无损检测技术有： 电涡流探伤、漏磁探伤、超声波探伤、红外探伤。 34.扭矩传感器的类型有：应变式、振弦式、磁致伸缩式、磁电式。 35.加速度传感器必须由质量块、弹簧和阻尼元件组成机械二阶系统。 36.常见的加速度传感器有： 应变式、电感式、电容式、磁电式和压电式等几种。 37.根据介质不同，超声波物位测量可分为：气介式、液介式和固介式。
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
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。
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 。 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 。 30、相频特性是指 传递函数的相角随被测频率的变化规律 。 Y K X ?=?CN M K = max max 100%100%H H F S F S H H Y Y δδ????=±?=±?2或23100%K F S Y δδδ?-=±????0F S 100%Y Y 零漂＝max 100%F S T Y ???? max *100%L F S Y Y σ??=±