传感与测试技术题部分参考答案

传感器与检测技术试卷及答案（（（（试卷一试卷一试卷一试卷一））））第一部分选择题（共24 分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2 分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均无分。

1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD 是一种（）A．PN结光电二极管电路B．PNP 型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R 和电容C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（）第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。

模块二习题一、填空题1、热敏电阻按其特性来说可分为和。

2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为。

3、热敏电阻的温度特性曲线是的。

4、热敏电阻为传感器温度仪表一般需要校验一次。

5、当焊件加热到的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。

6、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致的方向。

7、可直接用半导体二极管或将半导体三极管接成二极管做成。

8、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性。

9、检测温敏二极管的极性，可以通过进行判断，长脚为正极，短脚为负极。

10、两种不同材料的导体(或半导体)A与B的两端分别相接形成闭合回路，就构成了。

11、当两接点分别放置在不同的温度T和T时，则在电路中就会产生热电动势，形成回路电流，这种现象称为，或称为热电效应。

12、热电偶的三个基本定律为、和。

13、晶体管的与热力学温度T和通过发射极电流存在一定的关系。

14、集成温度传感器则是将晶体管的作为温度敏感元件。

15、电流输出式集成温度传感器的特点是 (或摄氏温度)成正比。

二、选择题1、热敏电阻按其特性来说可分为( )。

A 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻NTCB 正温度系数热敏电阻NTC和负温度系数热敏电阻PTCC 正温度系数热敏电阻ETC和负温度系数热敏电阻NTCD 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻ETC2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为( )。

A -50℃—+300℃B -50℃—+300℃C -50℃—+300℃D -50℃—+300℃3、热敏电阻为传感器温度仪表一般（）需要校验一次。

A 每1—3年B 每2—2.5年C 每1—0.5年D 每2—3年4、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致（）的方向。

A 45°B 45°C 45°D 45°5、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性（）。

传感器与测试技术习题及答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？4．某位移传感器，在输入量变化5 mm 时，输出电压变化为300 mV ，求其灵敏度。

5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ，求系统的总的灵敏度。

6．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。

8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm 2。

试求 10、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受力F 时，应变片承受平均应变4108-⨯=ε，求（1）应变片电阻变化量1R ∆和电阻相对变化量11/R R ∆。

（2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压是多少。

（a ）（b ） 图等强度梁测力系统11、单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。

12、某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t →∞时，输出为100mV;在t=5s 时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。

13. 交流电桥的平衡条件是什么？14．涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响?15．涡流式传感器的主要优点是什么?16．电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？17．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。

问：（1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆，电容的变化量C ∆是多少？（2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=∆时，读数仪表的变化量为多少？18．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。

（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均无分。

1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种（）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（）A．2X(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。

测试与传感技术试题及答案一、埴空题[每空2分．共26分）1．铁磁材料在外力的作用下，内部产生应变，从而产生应力，导致各磁畴间的界限发生移动，各个磁畴的磁化强度矢量转动，破坏了平衡状态，使材料的总磁化强度随之发生变化，这种现象称为——。

2．用于检测的超声波换能器有——、磁致伸缩型、电磁型、有振板型和弹性表面波型等。

3．当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，这种现象叫做——·4．在自动化探伤中，声源和工件之间有相对运动，由缺陷反射回来的超声波的频率将与声源发射超声波的频率有所不同，这种现象即为———兰——，由此效应引起的频率变化称为——。

5．应变片由——、——及覆盖片三部分组成。

——两头焊有引出线，作连接测量导线用。

6．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——，它一般由实验方法测得。

7．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。

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——，也称作电致伸缩效应。

8．超声波探伤作为无损探伤的主要手段，在工业检测中应用十分广泛，常用的超声波探伤方法有共振法、——和脉冲反射法等。

9．电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做二、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处。

(每空2分，共26分)1．声波在介质中传播的速度称为声速。

对于不同波型的超声波，其传播速度——A．不同B．相同C成线性关系D．纵波的声速约是横波的一半2．．是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。

A 敏感元件B．转换元件C传感器D．被测量3．当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质时，若其方向不垂直于界面，将产生声波的反射、折剔·及——现象。

第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？答：根据变气隙自感式传感器的计算式：00022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关；传感器的非线性误差：%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。

由此可见，要改善非线性，必须使l l∆要小，一般控制在0.1~0.2。

（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ∆不能过大。

）传感器的灵敏度：20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。

4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。

但实际输出并不为零，这个电压就是零点残余电压。

残差产生原因：①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不对称。

②存在寄生参数；③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。

④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。

⑤工频干扰。

差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除：①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R；②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。

在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。

传感器与检测技术试题及答案（212题）1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容：C；2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。

B、线绕电位器式传感器。

C、应变片式压力传感器。

D、金属丝式传感器。

答案内容：A；3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。

A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容：B；4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。

其中，典型的传感器智能化结构模式是()。

A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容：B；5、（本题为多选题）传感技术的研究内容主要包括：()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容：ABC；6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。

A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容：B；7、传感器的下列指标全部属于静态特性的是()。

A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：C；8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。

A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：B；9、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（）。

A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。

答案内容：ABCD；10、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()。

A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容：C；11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。

传感与测试技术题部分参考答案传感与测试技术复习题一、填空题：1. 测量的最基本的形式是比较，测量可分为直接和间接测量两类。

2. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，A n 表示谐波分量的幅值。

3. 信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450)，则该信号的周期T =2π/5。

4. 频率不同的两个正弦信号，其互相关函数等于0。

5. 在相关分析中，自相关函数保留了原信号的幅值和频率信息，互相关函数保留了原信号的幅值、频率和相位差信息。

6. 已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ，则该信号的均方值=2x ψ100。

7. 随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是ψx 2=σx 2+μx 2。

8. 若信号x (t )的傅立叶变换是X (f )，则x (kt )的傅立叶变换是()k X k f //。

9. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，a 0表示直流分量，a n 表示余弦分量，b n 表示正弦分量。

10. 当信号的时间尺度压缩时，则其频带展宽，幅值降低。

11. 求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是傅里叶级数和傅里叶积分。

12. 周期信号、非周期信号频谱的主要差别是离散与连续。

13. 信号x (t )的均值x μ表示信号中的直流分量。

14. 周期信号的频谱具有的特点是离散性、谐波性和收敛性。

15. 信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ，反映时延0τ时相关程度最高。

16. 当时延τ=0时，信号的自相关函数R x (0)=2x ψ。

17. 若信号满足)()(t x t x =-，则其傅立叶级数中只有余弦项。

18. 测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为时不变系统。

19. 测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的传递函数。

20. 测试装置在稳态下，其输出信号的变化量y ?与其输入信号的变化量x ?之比值，称为灵敏度。

传感器与检测技术试卷及答案( ( ( (试卷一试卷一试卷一试卷一) ) ) )第一部分选择题(共 24 分)一、单项选择题(本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均无分。

1 ．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( C )A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是( D )A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于( A )A．光电式传感器 B．电容式传感器C．压电式传感器 D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为( D )A．变极板面积型 B．变极距型C．变介质型 D．容栅型5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小( C ) A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是( D )A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件 CCD 是一种( C )A． PN 结光电二极管电路 B． PNP 型晶体管集成电路C． MOS 型晶体管开关集成电路 D． NPN 型晶体管集成电路8．将电阻 R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC 吸收电路，其作用是( D )A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声C．克服串扰 D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为 0.315，上次采样值为 0.301，则本次采样值 Yn 应选为 ( A )A． 0.301 B． 0.303 C． 0.308 D． 0.315 10．若模/数转换器输出二进制数的位数为 10，最大输入信号为 2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为( B )A． 1.22mV B． 2.44mV C． 3.66mV D． 4.88mV 11 ．周期信号的自相关函数必为( A )A．周期偶函数 B．非周期偶函数C．周期奇函数 D．非周期奇函数12．已知函数 x(t)的傅里叶变换为 X (f) ，则函数 y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为( B ) 术。

传感器与检测技术试题一、填空：20分1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等;2分2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小;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势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为EabT,To=T B A TT BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,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,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量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Xmax, 其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx = ① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax 来计算,其中电阻灵敏度Rr=① 2pb+h/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2Ab+b/pt, ④ 2Atpb+h1、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;2、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;3、在变压器式传感器中,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;4、传感器是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,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和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;5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成;2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材料;它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的; 半导体 材料传感器的灵敏度较大;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示;1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为E ab T,T o =T B A T T BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中,补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线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;7分3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器;线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的线性关系;假定电位器全长为Xmax,其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx=max R maxX X ⋅来计算;假定加在电位器A 、B 之间的电压为Vmax,则输出电压为Vx=max V max X X ⋅;其电阻灵敏度R I =At)h b (2+ρ;电压灵敏度R U =At )h b (2I +ρ⋅;7分 5.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的;而霍尔式传感器为霍尔元件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电流,磁场,位移,压力;6分8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征5分1、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;2、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;3、在变压器式传感器中,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不成比例简答题二、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势为,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是多少度20分2 简述热电偶的工作原理;6分答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;3 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理;6分答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比;这种现象称为正压电效应;反之,如对石英晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应;石英晶体整个晶体是中性的,受外力作用而变形时,没有体积变形压电效应,但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应;4 简述电阻应变片式传感器的工作原理6分答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化;1、什么是传感器动态特性和静态特性,简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通常的需要,而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性10分答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称;而传感器的输入输出特性是其基本特性,一般把传感器作为二端网络研究时,输入输出特性是二端网络的外部特性,即输入量和输出量的对应关系;由于输入量的状态静态、动态不同分静态特性和动态特性;静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性;动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性;可以从时域和频域来研究动态特性2、简述霍尔电动势产生的原理;5分答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场磁场方向垂直于薄片中,当有电流I 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U H ;3、分析应变片式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差的过程;10分答：在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;二、寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度,它的变化为虚假信号影响传感器的精度;试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理;15分三、在生产过程中测量金属板的厚度,非金属板材的镀层厚度时常用涡流传感器;试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理及实现工艺;151 光纤传感器的工作原理;4分答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,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内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;光纤传感器利用光导纤维,按其工作原理来分有功能型或称物性型、传感型与非功能型或称结构型、传光型两大类;功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的的波导,而且具有测量的功能;非功能型光纤传感器其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其他敏感元件才能组成传感器;5、什么是传感器静态特性;4分答：传感器的静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性;三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势 说明势电偶测温原理及其工作定律的应用;分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法10分答：①热电动势：两种不同材料的导体或半导体A 、B 串接成一个闭合回路,并使两个结点处于不同的温度下,那么回路中就会存在热电势;因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势,通称热电势;②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子,其密度不同而在接触处形成的热电势;它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关;③温差电动势：是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势;④热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;⑤热电偶三定律a 中间导体定律热电偶测温时,若在回路中插入中间导体,只要中间导体两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响;在用热电偶测温时,连接导线及显示一起等均可看成中间导体;b 中间温度定律任何两种均匀材料组成的热电偶,热端为T,冷端为0T 时的热电势等于该热电偶热端为T 冷端为n T 时的热电势与同一热电偶热端为n T ,冷端为0T 时热电势的代数和;应用：对热电偶冷端不为C 00时,可用中间温度定律加以修正;热电偶的长度不够时,可根据中间温度定律选用适当的补偿线路;c 参考电极定律如果A 、B 两种导体热电极分别与第三种导体C 参考电极组成的热电偶在结点温度为T,0T 时分别为()0,T T E AC ,()0,T T E BC ,那么爱相同温度下,又A 、B 两热电极配对后的热电势为 ()()()000,,,T T E T T E T T E BC AC AB -=实用价值：可大大简化热电偶的选配工作;在实际工作中,只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势,那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得,而不需逐个进行测定;⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a C 00恒温法 b 计算修正法冷端温度修正法c 仪表机械零点调整法d 热电偶补偿法e 电桥补偿法f 冷端延长线法四、霍尔元件能够测量哪些物理参数霍尔元件的不等位电势的概念是什么温度补偿的方法有哪几种请详细推导分流法;10分答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等;霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下,在无外加磁场时,两输出电极之间的空载电势,可用输出的电压表示;温度补偿方法：a 分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况;b 电桥补偿法五、论述CCD 的工作原理,如何用设计一台摄像机;6分答：CCD 是一种半导体器件,在N 型或P 型硅衬底上生长一层很薄的SiO2,再在SiO2薄层上依次序沉积金属电极,这种规则排列的MOS 电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了CCD 芯片;CCD 可以把光信号转换成电脉冲信号;每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况,脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱,输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置,这就起到图像传感器的作用;一、简答题30分,6分/题1、 从传感器的静态特性和动态特性考虑,详述如何选用传感器;答：考虑传感器的静态特性的主要指标,选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器;考虑动态特性,所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化,即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性;2、 直流电桥和交流电桥有何区别直流电桥的平衡条件是什么应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路 答：根据电源不同分为直流和交流电桥;直流电桥优点：高稳定度直流电源容易获得,电桥平衡电路简单,传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小;但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂;交流电桥在这些方面都有改进;直流电桥平衡条件：R 1/R 2=R 3/R 4 ,R 1R 4=R 2R 3;3、 以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高灵敏度的原理; 解：000202l S W L μ= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+=-∆+=-=∆122)(2000002000200020l l l l S W l S W l l S W L L L μμμ 差动式灵敏度:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...1220000l l l l l L S 与单极式传感器灵敏度⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...120000l l l l l L S 比较 灵敏度提高一倍,非线性大大减少;4、 光电池的工作原理,指出它应工作在电流源还是电压源状态;答：光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式；是有源器件;它有较大面积的P 一N 结,当光照射在P 一N 结上时则在结的两端出现电动势;它应工作在电压源状态;5、 按照传感型功能型和传输型光纤传感器的特点应该选用哪种光纤单模/多模,为什么 答：功能型或称物性型、传感型光纤不仅作为光传播的波导而且具有测量的功能;它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长,从而对外界因素进行测量和数据传输;可分为振幅调制型、相位调制型及偏振态调制型;多模单模皆可非功能型或称结构型、传光型 其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其它敏感元件才能组成传感器;多模;6、 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作用;答：传感器是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;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;组成框图：自动控制系统原理框图：7、量,测量何种物理量各≥3种答：非接触式测量：a)热电式传感器：测量温度b)光纤传感器：测量光信号c)核辐射传感器：测量核辐射粒子接触式测量：a)电位器式压力传感器：测量压力b)应变片式电阻传感器：测量电阻值c)应变式扭矩传感器：测量扭矩8、光电效应可分为哪三种类型,简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器;答：光电效应可分为：a)外光电效应：指在光的照射下,材料中的电子逸出表面的现象;光电管及光电倍增管均属这一类;它们的光电发射极,即光明极就是用具有这种特性的材料制造的;b)内光电效应：指在光的照射下,材料的电阻率发生改变的现象;光敏电阻即属此类;c)光生伏特效应：利用光势垒效应,光势垒效应指在光的照射下,物体内部产生一定方向的电势;光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式有源器件;9、光导纤维导光的原理是什么按其传输模式分为哪两种类型传感型功能型和传输型光纤传感器按照其特点应该选用哪种光纤答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,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内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;按其传输模式可分为单模和多模两种;传感型功能型光纤传感器应该选用单模光纤,传输型光纤传感器应选用多模光纤; 10、传感器或测试仪表在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作,请问标定的意义答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种;静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等;动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等;11、压电式传感器的前置放大器的作用是什么电压式与电荷式前置放大器各有何特点12、答：作用是将输出电压放大,并与输入电压或输入电流成正比;电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出,并将微弱的电压信号进行适当放大,但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化,而且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦;电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器,其虽然允许使用很长的电缆,并且电容Ce变化不影响灵敏度,但它比电压放大器价格高,电路较复杂,调整也比较困难;13、什么是金属应变片的灵敏系数请解释它与金属丝灵敏系数的区别;答：应变片一般做成丝栅状,测量应变时,将应变片贴在试件表面上,试件的变形很容易传到应变片上;金属应变片的灵敏系数与金属丝灵敏系数是不同的;第一,零件的变形是通过剪力传到金属丝上的;第二,丝沿长度方向承受应变时,应变片弯角部分也承受应变,其截面积变大,则应变片直线部分电阻增加时,弯角部分的电阻值减少,也使变化的灵敏度下降;因此,应变片的灵敏系数比金属丝灵敏系数低;分析/证明题32分,8分/题1、 压电式传感器更适用于静态测量,此观点是否正确,分析原因;答不正确;其工作原理是基于压电材料的压电效应,具有使用频率宽,灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、测量范围广等优点,因此在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种,它可以把加速度、位移、压力、温度、湿度等许多非电量转换为电量;2、 固态图象传感器的分辨率由什么因素决定某海关欲采用固态图象传感器为核心的图象识别系统,但是安装适用后发现显示的图象清晰度和准确度不能令人满意,请从固态图象传感器的原理进行分析,从哪几方面考虑重新选型3、4、 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿,分析说明该类型传感器温度误差补偿方法;答：①在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;②方法：自补偿法 线路补偿法5、 系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由; 答：不完全正确;6、 Pt100和Cu50各代表什么传感器 分析热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用;7、分别代表铂电阻热电式传感器100Ω,铜电阻热电式传感器50Ω. 热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用是消除在热电阻安装的地方与仪表相距远时,环境温度变化时其连接导线电阻也变化所造成的测量误差;8、 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温,其仪表示值为600℃,而冷端温度t 0为65℃,则实际温度为665℃,对不对为什么应如何计算答：对;查表知镍铬-镍硅热电偶K=1,T=T z +KT n =600+1×65=6659、 自动控制系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽有何关系如果选用传感器的动态特性达不到要求怎么办10、11、 制作霍尔元件应采用什么材料,为什么为何霍尔元件都比较薄,而且长宽比一般为2 ：1答：制作霍尔元件应采用半导体材料;如果磁场与薄片法线有α夹角,那么U H =k H IBcos α,霍尔元件越薄即d 越小,k H 就越大,所以一般霍尔元件都很薄;又因为实际测量中U H =k H IB/d×fl/b 当l/b=2时,fl/b=为最大值,这时U H 也可取到最大值,所以长宽比l/b 一般为2：112系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由;答：不正确;传感器的响应带宽会限制系统的系统响应带宽;14温度对光电流影响不大,所以光电传感器在使用中不需要进行温度补偿,此观点正确否,为什么 答：不正确;因为半导体材料容易受温度影响,而其直接影响光电流的值,所以还需要温度补偿装置;15 智能传感器只是将被测信号数字化,意义不大,你同意此观点否 分析说明你的理由;答：不同意;智能传感器具有一定的人工智能,可使用电路代替一部分脑力劳动;和微机的结合使智能传感器不仅有视嗅味和听觉功能,还具有存储,思维和逻辑判断,数据处理,自适应能力等功能,从而使传感器技术提高到一个新水平;计算题四、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理并计算5分1. 已知Rt 是Pt100铂电阻,且其测量温度为T=50℃,试计算出Rt 的值和Ra 的值10分 55.119]50)10802.5(5010940.31[100)Bt At 1(R Rt 27320=⨯⨯-+⨯⨯+=++=--2. 电路中已知R 1、R 2、R 3和E,试计算电桥的输出电压V AB ;5分其中R 1=10K Ω,R 2=5K Ω,R 3=10K Ω,E=5伏答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成;图中G 为指示电表,R 1、R 2、R 3为固定电阻,Ra 为零位调节电阻;热电阻都通过电阻分别为r 2、r 3、R g 的三个导线和电桥连接,r 2和r 3分别接在相邻的两臂,当温度变化时,只要它们的R g 分别接在指示电表和电源的回路中,其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态,电桥在零位调整时,应使R 4=Ra+R t0为电阻在参考温度如0︒C 时的电阻值;三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连,可能导致电桥的零点不稳;三、分析、计算题：20分1、分析线性电位器式传感器由于测量线的线路中的负载电阻R L 带来的负载误差,并计算它与位移x 之间的关系；10分一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度10分 解: b kx y += )(b kx y i i i +-=∆ 22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑= 222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑= 代入数据求得68.0=k 25.0=b∴25.068.0+=x y 238.01=∆ 35.02-=∆ 16.03-=∆11.04-=∆ 126.05-=∆ 194.06-=∆ %7535.0%100max±=±=⨯∆±=FS L y L γ 拟合直线灵敏度68.0=k ,线性度±7%二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R2=R3=R 是固定电阻,R1与R4是电阻应变片,工作时R1受拉,R4受压,ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力。

(完整版)传感器与检测技术试卷及答案1．属于传感器动态特性指标的是（D ）重复性B 线性度C 灵敏度D 固有频率2 误差分类，下列不属于的是（B ）系统误差B 绝对误差C 随机误差D粗大误差3、非线性度是表示校准（B ）的程度。

、接近真值B、偏离拟合直线C、正反行程不重合D、重复性4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ）、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）工作频率宽B 线性范围宽C 单位输入量引起的输出量大D 同意输入量大6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B）应变式传感器B 化学型传感器C 压电式传感器D热电式传感器7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D）测量B感知C 信号调节D 转换8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度多次测量B 同次测量C 正反行程D 不同测量9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。

相对误差B 绝对误差C 引用误差D粗大误差二、推断1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。

（√）2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。

（×）3 对于具体的测量，周密度高的准确度不一定高，准确度高的周密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×）4 平均值就是真值。

（×）5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。

（×）6.线性度就是非线性误差.（×）7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√）8.传感器的被测量一定就是非电量（×）9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。

（√）10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（50分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。

《传感器与检测技术》试卷习题及答案一. 选择题(每题1分，共计8分)1．压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（B ）A．晶体面积成正比 B．作用在晶体上的压力成正比C．晶体厚度成反比 D．剩余极化强度成正比2.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．螺丝管式3.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d之间是（B ）A.正比关系 B．反比关系 C.无关系４、产生应变片温度误差的主要原因有（A ）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．电阻丝随应力方向不同5．电阻应变片的初始电阻有多种，其中用的最多的是（B ）A．60Ω B．120Ω C．200Ω D．240Ω6、通常用热电阻测量（C ）A．电阻 B．扭矩 C．温度 D．压力7、x1、x2。

…………xn为测量值，指出下列哪个式子表示残差（B ）A、vi =xi-真值 B、vi=xi-算数平均值 C、vi=xi-指示值8. 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计入与否C．输出电压与输入电压 D．前三种讲法都不对二、填空(10分)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.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3.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。

4.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。

5．电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小 的位移。

三、简答题（22）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（7分） 解: 最大绝对误差为0.4Mpa %670%1006040⋅-=⨯⋅-该压力表精度等级为1级 2.简述电涡流传感器工作原理及其主要用途 （5分）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，（10）试分别写出其名称：a bc da 变间隙式、b 差动变间隙式、c 变面积式、d 差动变面积式四.计算题（60）1．被测对象温度为150℃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？ （5分）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℃2．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，εr =8.84×10-12F/m求：（1）电容器电容量 （5分）（2）若间隙减少0.12mm ，电容量又为多少？ （5分）解：（1）()()()341200101.1/10281084.81/---⨯⨯⨯⨯⨯==d A C r εε=F 12105.22-⨯（2）()()d d A C r x ∆-=/0εε =()()34121012.01.1/10281084.81---⨯-⨯⨯⨯⨯ =25.26×10-12F3．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，R1～R4，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△R1、△R2、△R3、△R4为何值。

传感器与检测技术试题及答案（212题）1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容：C；2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。

B、线绕电位器式传感器。

C、应变片式压力传感器。

D、金属丝式传感器。

答案内容：A；3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。

A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容：B；4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。

其中，典型的传感器智能化结构模式是()。

A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容：B；5、（本题为多选题）传感技术的研究内容主要包括：()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容：ABC；6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。

A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容：B；7、传感器的下列指标全部属于静态特性的是()。

A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：C；8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。

A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：B；9、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（）。

A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。

答案内容：ABCD；10、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()。

A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容：C；11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。

第一章习题答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：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、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。

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．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。

（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。

如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。

②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。

它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。

系统功能最大程度地用软件实现。

（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。

（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。

3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。

衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。

1）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；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。

《传感器及检测技术》期末测试题及答案一、单项选择题（每题1分，共15分）1、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由( ) 来决定的。

A、贴片位置的温度变化B、电阻丝几何尺寸的变化C、电阻丝材料的电阻率变化D、外接导线的变化2、不能用涡流式传感器进行测量的是( ) 。

A、位移B、材质鉴别C、探伤D、非金属材料3、不能采用非接触方式测量的传感器是：（）。

A、霍尔传感器B、光电传感器C、热电偶D、涡流传感器4、通常所说的传感器核心组成部分是指：（）A、敏感元件和传感元件B、敏感元件和转换元件C、转换元件和调理电路D、敏感元件、调理电路和电源5、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（）A、光敏二极管B、硅光电池C、光电管D、光导管6、为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是：（）。

A、半桥双臂各串联一片电阻应变片；B、半桥双臂各并联一片电阻应变片；C、适当提高电桥的电源电压；D、增大应变片的初始电阻值。

7、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间是 ( )。

A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间8、传感器的下列指标全部属于静态特性的是 ( )。

A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性9、属于传感器动态特性指标的是 ( )。

A、重复性B、固有频率C、灵敏度D、漂移10、影响金属导电材料应变灵敏度系数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11、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12、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将 ( )。

A、保持不变B、增大为原来的一倍C、减小一倍D、增大为原来的两倍13、试题关键字：变间隙式。

1、测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。

2、霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。

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、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。

5、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）6、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7、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。

8、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)。

9、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。

10、在变压器式传感器中，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）。

11、传感器是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,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和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。

12、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比.13、.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的.而霍尔式传感器为霍尔元件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电流,磁场，位移，压力. 14、测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征15、在变压器式传感器中，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) 简答题1、以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。