传感器简答题DOC
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第5章电感式传感器一、单项选择题1、电感式传感器的常用测量电路不包括()。
A. 交流电桥B. 变压器式交流电桥C. 脉冲宽度调制电路D. 谐振式测量电路2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时,下列说法不正确的是()。
A. 衔铁上、下移动时,输出电压相位相反B. 衔铁上、下移动时,输出电压随衔铁的位移而变化C. 根据输出的指示可以判断位移的方向D. 当衔铁位于中间位置时,电桥处于平衡状态3、下列说法正确的是()。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压,但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置,但不能判断运动的方向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的大小,但不能判断位移的方向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的大小,也可以判断位移的方向。
4、对于差动变压器,采用交流电压表测量输出电压时,下列说法正确的是()。
A. 既能反映衔铁位移的大小,也能反映位移的方向B. 既能反映衔铁位移的大小,也能消除零点残余电压C. 既不能反映位移的大小,也不能反映位移的方向D. 既不能反映位移的方向,也不能消除零点残余电压5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有()。
A.直流电桥 B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路 D.运算放大电路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7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。
A.直流电桥 B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路 D.运算放大电路二、多项选择题1、自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时,其输出灵敏度()。
A. 提高很多倍B. 提高一倍C. 降低一倍D. 降低许多倍2、电感式传感器可以对()等物理量进行测量。
A位移 B振动 C压力 D流量 E比重3、零点残余电压产生的原因是()A传感器的两次级绕组的电气参数不同B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称C磁性材料磁化曲线的非线性D环境温度的升高4、下列哪些是电感式传感器?()A.差动式 B.变压式 C.压磁式 D.感应同步器三、填空题1、电感式传感器是建立在基础上的,电感式传感器可以把输入的物理量转换为或的变化,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。
传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等(要求至少列出三种)2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。
3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。
4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。
5、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv,其灵敏度为__ __。
6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。
7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器,主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。
9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除同时还能起到的作用。
10、传感器通常由直接响应于被测量的、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。
11、根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。
12、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;第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应,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,这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。
13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。
14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。
15、制作霍尔元件应采用的材料是,因为该类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。
16、热电阻通常采用的材料有和。
17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时,在其两端将产生电位差,这一现象被称为。
18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。
2018传感器与检测技术简答题1.传感器是如何定义的?有哪几部分组成?传感器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,由敏感元件和转换元件组成。
2.什么是传感器的静态特性?静态特性指标有哪些?并说明它们的含义。
传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入-输出关系中不含时间变量。
静态特性指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
3.什么是传感器的动态特性?其动态特性指标有哪些?传感器的动态特性是指传感器对动态激励的响应特性,即输出对时间变化的输入量的响应特性。
零阶系统常采用灵敏度K,一阶系统常采用时间常数τ,二阶系统常采用固有频率ω,阻尼比ξ等来描述。
4.测量误差分类有哪些?各自有什么特点?①系统误差:由固定原因造成的,重复测定时,具有单向性、重现性和重复性,是可校正的。
②随机误差:由不确定因素造成,可通过多次测量求平均值的方法来减小误差。
具有有界、单峰、对称、呈对称分布的特点。
③粗大误差:由操作不当引起的误差,应重新测量。
5.简述电阻应变效应。
指金属导体的电阻在导体受力产生形变时发生变化的物理现象。
当金属电阻丝受到轴向拉力时,长度增加而横截面变小,引起电阻增加。
反之,受到轴向压力时电阻减小。
6.常见的电阻应变片分为哪两类?各自特点是什么?①金属电阻应变片:工作原理是基于应变效应导致其材料几何尺寸的变化;②半导体电阻应变片:工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
7.减小电阻应变片测量电桥非线性误差的方法有哪些?①提高桥臂比;②采用差动电桥;③采用高内阻的恒流源电桥;8.电阻应变片的温度误差是如何产生的?可以通过哪些方法加以消除?产生原因:当测量环境温度发生变化,由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数的差异性给测量带来了附加误差。
补偿方法:电桥补偿法和应变片自补偿法。
9.试分析差动测量电路在应变电阻式传感器测量中的好处。
①单臂电桥测量电路存在非线性误差,而半桥差动和全桥差动电路均无非线性误差;②半桥差动电路的电压输出灵敏度比单臂电桥提高了一倍。
传感器期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的静态特性不包括以下哪项?A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力,以下哪项不是动态特性的指标?A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中,热电偶的工作原理是基于哪种效应?A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中,应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应?A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中,光电二极管的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关?A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移?A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关?A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应?A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速?A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题(每空1分,共20分)1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应,而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应,而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
传感器技术试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要作用是将______转换为电信号。
A. 物理量B. 化学量C. 生物量D. 信息量答案:A2. 光电传感器主要利用的物理效应是______。
A. 霍尔效应B. 光电效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:B3. 热电偶传感器的工作原理是利用了______。
A. 热电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 压电效应答案:A4. 下列哪种传感器不适合用于测量温度?A. 热电偶B. 热敏电阻C. 光电传感器D. 热敏二极管5. 光纤传感器主要利用的是______。
A. 光纤的传导特性B. 光纤的折射特性C. 光纤的反射特性D. 光纤的散射特性答案:A6. 应变片传感器的工作原理是利用了材料的______。
A. 弹性B. 塑性C. 刚性D. 脆性答案:A7. 磁电式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电磁感应B. 磁阻效应C. 霍尔效应D. 压电效应答案:A8. 电容式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电感变化B. 电容变化C. 电阻变化D. 电流变化答案:B9. 压电式传感器的工作原理是利用了材料的______。
B. 压电效应C. 磁阻效应D. 热电效应答案:B10. 光电传感器的输出信号通常为______。
A. 模拟信号B. 数字信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 传感器的灵敏度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:比例2. 传感器的稳定性是指传感器在一定时间内输出信号的______。
答案:不变性3. 传感器的线性度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:线性关系4. 传感器的响应时间是指传感器从输入信号变化到输出信号达到稳定值所需的______。
答案:时间5. 传感器的测量范围是指传感器能够准确测量的输入信号的______。
答案:最大和最小值6. 传感器的分辨率是指传感器能够检测到的最小信号变化量,即输出信号的最小______。
1、光生伏特效应如何产生?答:当光照射到距外表很近的PN节时,如果光能足够大,光子能量大于半导体材料的禁带宽度,电子就能从价带跃迁到导带,成为自由电子。
由于光生电子、空穴在扩散过程中会分别于半导体中的空穴、电子复合,因此载流子的寿命与扩散长度有关。
只有PN结距外表的厚度小于扩散长度,才能形成光电流产生光生电动势。
2、什么是压电效应?压电传感器有哪些?答:当*些晶体沿一定方向伸长或压缩时,在其外表上会产生电荷,这种效应成为压电效应。
压电传感器有压电加速度传感器、压电谐振式传感器、声外表波传感器。
3、当吸附膜是绝缘材料、导电体或金属氧化物半导体时,SAW气敏传感器的敏感机理?答:当薄膜是绝缘材料时,它吸附气体引起密度的变化,进而引起SAW延迟线振荡器频率的偏移;当薄膜是导电体或金属氧化物半导体膜时,主要是由于导电率的变化引起SAW延迟线振荡器频率的偏移。
4、简说马赫―泽德(Mach―Zehnder)干预仪的工作原理。
5、简述光纤传感器的优点?1.具有很高的灵敏度2.频带宽动态围大3.可根据实际情况做成各种形状4.可以用很相近的技术根底构成传感不同物理量的传感器,这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动、位移、液位、流量、电流、辐射等等。
5.便于与计算机和光纤传输系统相连,易于实现系统的遥测和控制。
6.可用于高温、高压、强磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境。
7.构造简单、体积小、重量轻、耗能少。
6、相位跟踪系统是由什么组成的并简述它的功能?相位跟踪系统是由电路系统和光纤相位调制器组成的。
1.抵消任何不必要的大的低频相位漂移,使干预仪保持平衡,2.提供保证干预仪在正交状态下工作的相移。
7、什么叫安时特性流过热敏电阻的电流与时间的关系,称为安时特性8、数值孔径的定义光从空气入射到光纤输入端面时,处在*一角锥的光线一旦进入光纤,就将被截留在纤芯中,此光锥半角的正弦称为数值孔径9、什么叫绝对湿度在一定温度和压力条件下,单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量为绝对湿度10、光纤优点:1抗电磁干扰能力强2柔软性好3光纤集传感与信号传输与一体,利用它很容易构成分布式传感测量11、光纤分类:一功能型①光强度调制型②光相位调制型③光偏振态调制型二非功能型①光线位移传感器②光纤温度传感器12、光导纤维为什么能够导光?光导纤维有哪些优点?光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些?答:光导纤维工作的根底是光的全反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全反射,并在光纤部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面。
第1章传感器与检测技术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。
一、填空:1.传感器位于系统之首,其作用相当于人的五官,直接敏感外界信息。
2.非电量一般有两种形式:一种是稳定的,即不随时间变化或变化极其缓慢,称为静态信号;另一种是随时间变化而变化,称为动态信号。
3.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静态特性。
4.传感器的分辨率是在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量。
5.迟滞特性能表明传感器在正向行程和反向行程期间,辅出-输入特性曲线不重合的程度。
6.重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度。
7.传感器的漂移是指在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。
8.常用的电阻应变片可分为两类:金属电阻应变片和半导体电阻应变片。
前者主要分为丝式、箔式和膜式等。
9.敏感栅是应变片最重要的组成部分。
10.用应变片构成应变式传感器,如何将应变敏感栅粘贴在基片上是能否应用于测量的关键之一。
11.压阻传感器零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的,灵敏度温度漂移是因为压阻系数随温度变化引起的。
12.电位计(器)式电阻传感器分为线绕式和非线绕式两种,它们主要用于非电量变化较大的测量场合。
13.光电电位器与其它形式电位器最显著区别是:它是一种非接触式电位器。
14.电感式传感器从磁路上可分为闭磁路和开磁路两种。
螺管式属于开磁路。
15.最基本的闭磁路自感式变磁阻电感传感器,由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。
16.螺管型电感传感器是开磁路自感式变磁阻电感传感器。
17.自感式传感器是基于将电感线圈的自感变化代替被测量的变化,互感式传感器则是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。
18.差动变压器在铁芯位于中心位置时,输出电压并不是零电位,而是U x,U x被称为零点残余电压。
19.电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
20.变极距电容式传感器的最大位移应该小于极板间距的1/10。
21.圆筒形电容器不能用作改变极距的传感器。
三、简答题(每题10分)301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答:①传感器的定义:能感受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;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等);③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性实现不失真测量的条件是什么303答:当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)相频特性:Φ(ω) = -ωt o (线性)304、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答:材料的电阻变化是由尺寸变化引起的,称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理:当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变化,通过转换电路变成电量输出。
输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因,并说明有哪几种补偿方法。
305答:温度误差产生原因包括两方面:温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变,试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
传感器期末复习资料及答案一、选择题1.传感器中能直接感受被测量的部分的是()A.传感元件B.敏感元件C.测量转换电路D.被测电路2.由测量器具读数装置指示出来的被测数值称之为()A.实际值B.示值C.约定真值D.标称值3.被测量本身所具有的真正值称之为()A.实际值B.真值C.约定真值D.标称值4.下列可以通过多次测量求平均值来减小的误差是()A.随机误差B.系统误差C.粗大误差D.相对误差5.传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度是()A.灵敏度B.分辨力C.线性度D.精确度6.在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用()A.计算修正法B.加热法C.冰浴法D.仪表机械零点调整法7.的数值越大,热电偶的输出热电势就越大()A.热端和冷端的温差B.热端和冷端的温度C.热端直径D.热电极的电导率8.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.提高电磁兼容性C.减小非线性误差D.减小引线电阻的影响9.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是()A.位移量B.湿度C.速度D.烟雾浓度10.湿敏电阻的输出电阻值随着湿度的增加而()A.、增大B.减少C.不变D.不定11.在使用测谎器时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗,可用()传感器来检测。
A.应变片B.热敏电阻C.气敏电阻D.湿敏电阻12.电子称使用的是()A.超声波传感器B.温度传感器C.压力传感器D.红外线传感器13.有关光敏电阻的描述,正确的是()A.暗电阻大B.亮电阻大C.暗电流大D.亮电流小14.根据工作桥臂不同,电桥可分为()A.半桥单臂B.半桥双臂C.全桥输入D.全选15.通常应变式传感器测量()A.温度B.密度C.加速度D.电阻16.当石英晶体受压时,电荷产生在()。
A.Z面上B.某面上C.Y面上D.某、Y、Z面上17.下列传感器不能用来测位移的是()。
A.电阻式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.电感式传感器18.传感器在稳定工作情况下,输出量增量Δy与被测量增量Δ某的比值是()A.灵敏度B.分辨率C.线性度D.精确度19.电阻应变片式传感器一般不适合用来测量的物理量是()。
传感器技术试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器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,传感器输出信号的类型是()。
A. 电压信号B. 电流信号C. 频率信号D. 以上都可以答案:D2. 传感器的静态特性不包括下列哪一项?()A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 稳定性答案:C3. 热电偶是利用两种不同金属丝焊接在一起所形成的接点处的温度变化来产生()。
A. 电压B. 电流C. 电阻D. 电容答案:A4. 光电传感器中,不包括以下哪种类型的传感器?()A. 光电管B. 光电倍增管C. 光电二极管D. 热电偶答案:D5. 霍尔传感器是基于霍尔效应原理工作的,霍尔效应是()发现的。
A. 欧姆B. 法拉第C. 霍尔D. 牛顿答案:C6. 压电传感器是利用材料的压电效应来测量()。
A. 压力B. 温度C. 湿度D. 流量答案:A7. 电容式传感器的测量电路通常采用()。
A. 电桥电路B. 差分放大电路C. 运算放大电路D. 以上都可以答案:A8. 光纤传感器中,光纤的作用是()。
A. 光源B. 信号调制C. 信号传输D. 信号放大答案:C9. 以下哪种传感器不适合用于测量动态特性?()A. 应变片B. 热电偶C. 光电传感器D. 电容式传感器答案:B10. 传感器的灵敏度是指()。
A. 输出信号与被测量的比值B. 输出信号与被测量的变化率C. 输出信号与被测量的乘积D. 输出信号与被测量的差值答案:B二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 传感器的动态特性包括()。
A. 响应时间B. 稳定性C. 频率响应D. 线性度答案:AC12. 以下哪些因素会影响传感器的稳定性?()A. 环境温度B. 电源电压C. 材料老化D. 制造工艺答案:ACD13. 以下哪些传感器可以用于测量温度?()A. 热电偶B. 热敏电阻C. 光电传感器D. 电容式传感器答案:AB14. 以下哪些传感器可以用于测量压力?()A. 应变片B. 压电传感器C. 电容式传感器D. 光纤传感器答案:ABCD15. 以下哪些传感器可以用于测量位移?()A. 电感式传感器B. 光电传感器C. 电容式传感器D. 光纤传感器答案:ABCD三、填空题(每题2分,共20分)16. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、______和稳定性。
1-2 什么是测量误差测量误差有几种表达方式它们通常应用在什么场合测量误差是测得值减去被测值的真值。
测量误差有五种表达方式分别是:(1)绝对误差:当被测量大小相同时,常用绝对误差来评定准确度。
(2)实际相对误差:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。
(3)引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
(4)基本误差(5)附加误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。
1-6 什么是随机误差系统误差可以分为哪几类系统误差有哪些检验方法如何减小和消除系统误差在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。
系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统误差。
误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
检验方法:实验对比法;残余误差观察法;准则检查法系统误差的消除:1. 从产生误差根源上消除系统误差;2.用修正方法消除系统误差的影响;3. 在测量系统中采用补偿措施;v1.0 可编辑可修改4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂的变化系统误差。
1-8什么是粗大误差如何判断监测数据中存在的粗大误差超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差,粗大误差又称为疏忽误差。
判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布,要对测量数据进行必要的检验。
通常用来判断粗大误差的准则有:3准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。
2-1什么叫传感器它由哪几部分组成他们的作用及相互关系如何答:传感器是能感受(或响应)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。
通常传感器有敏感元件和转换元件组成。
其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部份;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部份。
高中传感器试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 传感器是能够将非电学量转换为电学量的装置,下列属于传感器的是()。
A. 温度计B. 电流表C. 电压表D. 电阻箱答案:A2. 传感器的灵敏度是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器的输出信号与输入信号的比值D. 传感器的输出信号与输入信号的乘积答案:C3. 以下哪种传感器是将温度变化转换为电学量的变化()。
A. 光电传感器B. 温度传感器C. 力传感器D. 声音传感器答案:B4. 以下哪种传感器是将光信号转换为电信号()。
A. 力传感器B. 温度传感器C. 光电传感器D. 声音传感器答案:C5. 在传感器的分类中,下列属于物理量传感器的是()。
A. 温度传感器B. 湿度传感器C. 压力传感器D. 所有选项答案:D6. 传感器的动态特性是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器对快速变化信号的响应能力D. 传感器的输出信号与输入信号的比值答案:C7. 传感器的静态特性是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器对静态信号的响应能力D. 传感器的输出信号与输入信号的比值答案:D8. 传感器的线性度是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器的输出信号与输入信号的线性关系D. 传感器的输出信号与输入信号的乘积答案:C9. 传感器的精度是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器的输出信号与真实值的接近程度D. 传感器的输出信号与输入信号的比值答案:C10. 传感器的分辨率是指()。
A. 传感器的响应速度B. 传感器的稳定性C. 传感器能够检测到的最小变化量D. 传感器的输出信号与输入信号的比值答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 传感器的主要功能是将________转换为________。
答案:非电学量;电学量12. 传感器的灵敏度越高,其输出信号与输入信号的比值越________。
简答题第一章1 传感器的定义,组成和分类。
定义:人们通常将能把被测物理量或者化学量转换为与之有确定对应关系的电量输出的装置称为传感器组成:传感器由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成,有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。
分类:一、根据输入物理量可分为:位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及气敏传感器等。
二、根据工作原理可分为:电阻式、电感式、电容式及电势式等。
三、根据输出信号的性质可分为:模拟式传感器和数字式传感器。
即模拟式传感器输出模拟信号,数字式传感器输出数字信号.四、根据能量转换原理可分为:有源传感器和无源传感器。
第二章1 爱因斯坦光电效应方程。
020A mv 21hv += 2 光电效应,外光电效应,内光电效应,光生伏特效应。
光电效应:当光照射物体时,物体受到一连串具有能量的光子的轰击,于是物体中的电子吸收了入射光子的能量,而发生相应的效应外光电效应:在光线作用下使电子逸出物体表面的现象内光电效应:在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象光生伏特效应:在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象3 光敏电路分析。
4 光电传感器报警原理,测转速计算。
5 光电池结构。
硅光电池是在一块N 型硅片上,用扩散的方法惨入一些P 型杂质形成PN 结制作而成。
硒光电池是在铝片上涂硒,再用溅射的工艺,在硒层上形成一层半透明的氧化镉。
在正反两面上低溶合金作为电极。
6 光电倍增管结构和工作原理,什么是倍增系数。
光电倍增管结构:由光阴极、次阴极(倍增极)以及阳极3部分组成。
工作原理:光电倍增管除光电阴极外,还有若干个倍增电极。
使用时在各个倍增电极上均加上电压。
阴极电位最低,从阴极开始,各个倍增电极的电位依次升高,阳极电位最高。
阳极电位最高。
同时这些倍增电极用次级发射材料制成,这种材料在具有一定能量的电子轰击下,能够产生更多的“次级电子”。
由于相邻两个倍增电极之间有电位差,因此存在加速电场,对电子加速。
1-2什么是测量误差?测量误差有几种表达方式?它们通常应用在什么场合?测量误差是测得值减去被测值的真值。
测量误差有五种表达方式分别是:(1)绝对误差:当被测量大小相同时,常用绝对误差来评定准确度。
(2)实际相对误差:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。
(3)引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
(4)基本误差(5)附加误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。
1-6什么是随机误差?系统误差可以分为哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差?在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。
系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统误差。
误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
检验方法:实验对比法;残余误差观察法;准则检查法系统误差的消除:1.?从产生误差根源上消除系统误差;2.用修正方法消除系统误差的影响;3.?在测量系统中采用补偿措施;4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂的变化系统误差。
1-8什么是粗大误差?如何判断监测数据中存在的粗大误差?超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差,粗大误差又称为疏忽误差。
判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布,要对测量数据进行必要的检验。
通常用来判断粗大误差的准则有:3?准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。
2-1什么叫传感器?它由哪几部分组成?他们的作用及相互关系如何?答:传感器是能感受(或响应)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。
?通常传感器有敏感元件和转换元件组成。
其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部份;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部份。
一、选择题1. 当光电管的样机和阴极之间所加电压一定时,光通量与光电流之间的关系成为光电管的(B)。
A.伏安特性B.光照特性C.光谱特性D.频率特性2. 光纤传感器一般由三部分组成,除光纤外,还必须有光源和(D)两个重要部件。
A.反射镜B.透镜C.光敏晶体管D.光探测器3. 下列关于光敏二极管和光敏晶体管的对比不正确的是(D)。
A.光敏而激光的光电流很小,光敏晶体管的光电流则较大B.光敏二极管与光敏晶体管的暗电流相差不大C.工作频率较高时,应选用光敏二极管;工作频率较低时,应选用光敏晶体管D.光敏二极管的线性特性较差,而光敏晶体管有很好的线性特性4. 现有一个采用4位循环码码盘的光电式编码器,码盘的起始位置对应的编码是0011,终止位置对应的编码是0101,则该码盘转动的角度可能会是(C)。
°°°°5. 传感器的主要功能是(A)。
A.检测和转换B.滤波和放大C.调制和解调D.传输和显示6. 在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于(C)。
A.直接测量B.间接测量C.组合测量D.等精度测量7. 电阻应变片配用的测量电路中,为了克服分布电容的影响,多采用(C)。
A.直流平衡电桥B.直流不平衡电桥C.交流平衡电桥D.交流不平衡电桥8. 差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有(C)。
A.直流电桥B.变压器式交流电桥C.相敏检测电路D.运算放大电路9. 实用热电偶的热电极材料中,用得较多的是(D)。
A.纯金属B.非金属C.半导体D.合金10. 光电管和光电倍增管的特性主要取决于(A)。
A.阴极材料B.阳极材料C.纯金属阴极材料D.玻璃壳材料11. 在整个测量过程中,如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变,对同一被测量进行多次重复测量,这样的测量称为(C)。
A.组合测量B.静态测量C.等精度测量D.零位式测量12. 属于传感器动态特性指标的是(B)。
传感器期末复习一.单选题。
1.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转换为(C)或电流的输出变化。
A.电阻8.电容C.电压D.电荷2.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的(B)A.应变效应B.压阻效应C.压电效应D.压磁效应3.电阻应变片传感器是利用金属的( A )将被测机械量转换成()。
A.电阻应变效应电阻变化B.压电效应电压变化C.热电效应电流变化D.热阻效应电阻变化4.压阻式传感器和应变式传感器相比,工作原理类似,以下说法正确的是(B)。
A.两者都主要依靠改变电阻率和截面积而改变阻值大小B.前者主要依靠改变电阻率改变阻值大小,后者主要依靠变形改变阻值大小C.前者主要依靠变形改变阻值大小,后者主要依靠改变电阻率改变阻值大小D.以上都对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(B)测量转换电路。
A.单臂半桥B.四臂全桥^双臂半桥6.为了提高变极距型电容传感器的灵敏度、线性度和减小外部条件变化对测量精度的影响,实际应用时常常采用(D)工作方式。
A.同步B.异步C.共模输入D.差动7.直线位移圆筒电容式传感器外圆筒的孔径为D,内圆筒(或圆柱)的直径为d,覆盖长度为L。
若外圆筒的孔径变为原来的2倍,要使其灵敏度不便,应做怎样的变化( C )。
A. L变为原来的2倍B.L变为原来的1/2C.d变为原来的2倍D.d变为原来的1/28.差动电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时,其输出电压正比于( B )。
A.C 1 -CB.(C 1 -C 2 )/(C 1 +C 2 )C.C 1 +C 2 /C 1 -C 2D.AC 1 /C 1 +AC 2 /C 29.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(C)。
A.将输出的交流信号转换成直流信号B.提高灵敏度C.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D.减小非线性误差10.下列传感器,不适合测量静态力的是(D)A.电容压力传感器B.电感压力传感器C.涡流压力传感器D.压电压力传感器11.压电元件的等效电路可以是(C)。
第一章简答题第一节:机电一体化系统常用传感器知识点一:传感器的定义、组成和功能。
(第一节)1、简述传感器的定义。
2、传感器一般由哪几部分组成?试说明各部分的作用。
(1-1)3、画出传感器组成原理框图。
知识点二:传感器的分类。
(第一节及表1-1)4、什么是物性型传感器?什么是结构型传感器?试举例说明。
5、按传感器输出信号的性质可将传感器分为哪几类?6、能量转换型传感器和能量控制型传感器有何不同?试举例说明。
第三节:传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
7、什么是传感器的特性?如何分类。
8、什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。
(200625)9、传感器检测系统主要有哪些静态评价指标?(套110422)10、什么是传感器的动态特性?举例说明表征动特性的主要性能指标?11、选用传感器的主要性能要求有哪些?12、什么是传感器的测量范围、量程及过载能力?13、什么是传感器的灵敏度?如何表示?14什么是传感器的线性度?如何计算(200825)?15、生么是传感器的重复性?如何衡量?16、一般情况下,如何表示传感器的稳定性?(200725)17、选用传感器时要考虑哪些环境参数?(200525)第四节:传感器的标定与校准18、什么是传感器的标定?什么是传感器的校准?19、传感器的标定系统有哪几部分组成?(0625)(套110722)20、什么是传感器的静态标定?标定指标有哪些?21、什么是传感器的动态标定?标定指标有哪些?第五节:传感器与检测技术的发展方向。
22、简要说明传感器与检测技术的发展方向?(1325)23、现有数字电压表、放大器、信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、被标定的传感器等。
请设计一个用比较法对被标定传感器进行动态标定的系统,并简要说明标定原理。
(200425)24、现有数字电压表(两个)、测力机、高精度稳压电源、精密电阻箱、数字电压表、应变式侧力传感器等。
请设计一个对传感器进行静态标定的系统,并简要说明标定原理。
第二章简答题1、选用位移传感器应注意哪些问题?答无论选用任何传感器,应注意的问题有其共同点。
对于位移传感器则更具体一些。
综合有以下几方面:①选择传感器时,应分清:被测量是线位移还是角位移;位移量的大小(微波、中、大)及变化范围;静态还是动态;接触还是非接触测量等。
②静态要求:合理的灵敏度,满足测量范围的线性度、滞差、分辨力、精度等。
③动态要求:满足传感器在不失真频段(允许的精度范围)工作。
④环境及稳定性:包括温度、湿度、压力、重力、磁场、冲击、振动、倾斜、电源电压波动、辐射等条件下,静态、动态参数的稳定性。
第一节:参量型位移传感器。
2、什么是参量型传感器?举例说明。
(0526)3、什么是发电型传感器?举例说明。
(0526)(200925)知识点一:电阻式位移传感器。
(第一节)4、对于电位计式位移传感器,其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响?如何减少这个影响?(200626)(201126)5、用公式说明线性电位计输出电压与位移的关系。
(1226)6、图示为一线绕电位计式位移传感器,试回答:(1)该传感器的电压灵敏度、分辨力与哪些因素有关?为什么?(2)欲提高该传感器的固有频率,应采取什么措施?为什么?(200934)7、简述电阻应变式位移传感器的基本工作原理。
(套110723)知识点二:电容式位移传感器。
(第一节)8、简述容栅式电容位移传感器的特点?(0426)9、容栅式位移传感器和电容式位移传感器有何区别?(2-6)10、差动式电容位移传感器和差动电感位移传感器的特点是什么?(2-3)12、简述容柵式位移传感器的优点。
(201025)知识点三:电感式位移传感器。
(第三节)11、就某一确定的差动变压器式位移传感器而言,当激励电压的幅值恒定时,其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?(200226)(实践110425)12、什么是差动变压器式位移传感器的零点残余电压?零点残余电压的存在对传感器的工作性能有何影响?(200325)(201125)13、涡流式传感器能否测量大位移量?为什么?(1825)第三节:大位移传感器。
知识点一:磁栅式位移传感器15、简述大位移磁栅式传感器的类型及用途。
(1625)16、简述长磁栅位移传感器的工作原理。
(1126)知识点二:光栅式位移传感器17、简述长光栅位移传感器的工作原理。
(1326)(套110423)知识点三:感应同步器18、回答与直线式感应同步器有关的下列问题:(200126)(1)、它有哪两个绕组组成?(2)、鉴相式测量电路的作用是什么?知识点四:激光式位移传感器19、试述激光式位移传感器的特点?第三章简答题第一节:测力传感器知识点一:电阻应变式力传感器1、简述电阻应变式测力传感器的工作原理。
(1826)(1)金属电阻应变式2、对丝式电阻应变片有何要求?3、箔式电阻应变片有哪些优点?(2)半导体应变片式4、与电阻应变片相比,半导体应变片有何特点?(0727)5、金属电阻丝应变片与半导体应变片的工作原理是什么?各有何优缺点?(3-1)6、应变片布桥方式有几种,各有什么特点?(3-2)知识点三:压磁式力传感器7、说明压磁元件的工作原理。
(200526)8、什么是圧磁效应?(套110424)第二节:扭矩传感器8、简述压磁式扭矩仪的工作原理。
(200127)(1728)(201027)(201128)9、简述光电式扭矩传感器测量扭矩的原理?(3-6)10、简述电容式扭矩仪的工作原理。
第三节:压力传感器知识点一:电量式压力传感器11、简述电容式压力传感器的工作原理及特点。
(0226)12、简述电感式压力传感器的工作原理及使用条件。
(1227)13、简述涡流式压力传感器的工作原理及使用条件。
14、简述霍尔式压力传感器的工作原理。
(200926)(200326)15、简述压电式压力传感器的工作原理及使用条件。
第四章简答题第一节:速度传感器知识点一:测速发电机1、在实际应用中,机电一体化系统对测速发电机的主要要求有哪些?(0127)2、简述测速发电机的工作原理。
(1626)(1)直流测速发电机3、简述直流测速发电机产生误差的主要原因有哪些?(0427)(套110425)4、简述温度对直流测速发电机测速产生误差的影响并提出改进方法。
(1426)5、简述负载对直流测速发电机测速误差的影响并提出改进方法。
6、为什么电刷接触压降的影响是直流测速发电机产生误差的原因?如何改进?(1525)(2)线振动速度传感器7、简述线性振动速度传感器的工作原理。
知识点二:变磁通式、霍尔式、电涡流式速度传感器8、简述变磁通式速度传感器的分类及各自的特点。
(1027)9、变磁通感应式转速传感器中的开磁路与闭磁路各有何优缺点?(例3-2)10、用电涡流式传感器测量齿轮的转速时,若齿轮是由尼龙制成的,能否测出转速?为什么?(200327)11、试简要说明硅流速传感器测流速及流向的工作原理。
第二节:加速度传感器12、简述加速度传感器的工作原理?13、简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。
(200826)14、画出单片微型平衡式伺服加速度传感器系统的框图。
(套110725)第五章练习题第一节:视觉传感器知识点一:视觉传感器在机电一体化系统中的作用1、说明视觉传感器在机电一体化系统中的主要作用。
(200929)(套110426)知识点二:视觉传感器的组成及各部分作用2、以光电变换为基础的视觉传感器一般由哪四部分组成,及各部分的功能?(200627)(实践110422)3、简述视觉传感器的基本组成(套110726)3、视觉传感器单个像素的等效电路如图所示,试说明其光电变换原理。
(1628)知识点三:光电式摄像机原理4、简述光电式摄像机的组成和工作原理。
知识点四:固体半导体摄像机5、简述固体半导体摄像机的工作原理。
知识点五:激光视觉传感器6、简述激光视觉传感器将条形码的信息传输给信号处理装置的工作过程。
(200129)知识点六:红外图像传感器7、简述热电型红外光导摄像管的工作原理。
8、热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别?为什么?(200228)第二节:人工视觉知识点一:人工视觉系统的硬件组成9、简要说明人工视觉系统的硬件构成。
(200727)10、说明人工视觉系统中图像输入部分的功能。
(200427)11、说明人工视觉系统中图像处理部分的功能。
(200427)12、、人工视觉系统识别物体前,计算机如何获取该物体的明亮度信息?(200829)13、人工视觉系统识别物体前,通过何种办法将该物体的明亮度信息输入计算机?(200328)14、什么是图像前处理?(配套题解)15、简述物体图像的识别。
(配套题解)16、人工视觉图像处理的方法有哪些?第三节:接触觉传感器17、简述硅橡胶触觉传感器的工作原理。
(1526)19、简述高密度配置的压觉传感器的功能。
(201029)18、简述人工皮肤的构成?(配套题解)第六章简答题第一节:热电偶式温度传感器1、温度测量的方法有哪些?他们的原理有何不同?2、什么是热电效应?(0128)(套110727)3、热电偶整个回路的热电动势有哪几部分组成?(0628)(201028)4、简述金属导体材料形成接触电动势的机理。
5、金属导体材料接触电动势与哪些因素有关?6、简述金属导体材料形成温差电动势的机理。
(200827)7、金属导体材料温差电动势与哪些因素有关?(200927)8、为什么要对热电偶进行温度补偿?一般有哪些补偿方法?(0728)9、简述热电偶的中间导体定律,并阐述其物理意义?(套110731))10、用简图及公式表示热电偶式温度传感器的中间导体定律。
(200329)11、证明教材图6-2中的ab abc E E =(中间导体定律),并说明中间导体定律的应用。
(例6-1)证明 实践证明,在热电偶回路中起主要作用的是两个结点的接触电势,本证明为简单起见,忽略单一导体的温差电势)(0T T E a ,和),(0T T E b ,从而有)()()(00T E T E T E E ca bc ab abc ++=因为acc b ca bc N N e KT N N e KT T E T E lnln )()(0000+=+ a ba c cb N N e KT N N N N e KT ln ln 00=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=)()(00T E T E ab ba -==所以ab ab ab abc E T E T E E =-=)()(0同理,热电偶回路中插入多种导体后,只要保证插入的每种导体两端温度相同,则对热电偶的热电动势均无影响。