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传感器原理及应用习题答案习题 1 (2)习题 2 (4)习题 3 (8)习题 4 (10)习题 5 (12)习题 6 (14)习题 7 (17)习题 8 (20)习题 9 (23)习题 10 (25)习题 11 (26)习题 12 (28)习题 13 (32)习题 11-1什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。
答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中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分。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1-2简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。
答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。
没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。
科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。
发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。
1-3传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1-4传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
《第一章传感器的一般特性》11）该测速发电机的灵敏度.2）该测速发电机的线性度.2．已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以与输入与输出信号之间的相位差和滞后时间.3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少？若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围.6．某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后.《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数.又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为 1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小.2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时,R l＝R2＝R3＝R4,与U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样.在时间t＝0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由.3．一材料为钢的实心圆柱形试件,直径d＝10 mm,材料的弹性模量E＝2 ×1011N／m2,泊松比μ＝0.285,试件上贴有一片金属电阻应变片,其主轴线与试件加工方向垂直,如图1所示,若已知应变片的轴向灵敏度k x ＝2,横向灵敏度C=4%,当试件受到压缩力F＝3×104N作用时.应变片的电阻相对变化ΔR／R为多少.4．在材料为钢的实心圆柱形试件上,沿轴线和圆周方向各粘贴一片电阻120 Ω的金属电阻应变片,如图2所示,把这两片应变片接入差动电桥,已知钢的泊松比μ＝0.285,应变片的灵敏系数k0＝2,电桥电源电压U sr＝6V〔d．C．〕,当试件受轴向拉伸时,测得应变片R1的电阻变化值ΔR1=0.48 Ω,试求电桥的输出电压.图1 图25．一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上下两面各贴有二片电阻应变片,做成秤重传感器,如下图所示.已知l＝100 mm,b＝11 mm,t＝3 mm,E＝2.1×104N／mm2,k0＝2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6 V,当秤重0.5 kg时,电桥的输出电压U sc为多大.6．今在〔110〕晶面的〈001〉〈110〉晶面上各放置一电阻条,如下图所示,试求：l〕在0.1MPa 压力作用下电阻条的σr和σt各为何值？2〕此两电阻条为P型电阻条时ΔR／R＝？3〕若为N型电阻条时其ΔR／R？4〕若将这两电阻条改为安置在距膜中心为4.l 7mm处,电阻条上的平均应力σr和σt各为多少？7．现有基长为10 mm与20 mm的两种丝式应变片,欲测钢构件频率为10kHz的动态应力,若要求应变波幅测量的相对误差小于0.5%,试问应选用哪一种？为什么？8．已知一测力传感器的电阻应变片的阻值R＝120Ω,灵敏度系数k0= 2,若将它接入第一类对称电桥,电桥的供电电压U sr＝10V〔d．c．〕,要求电桥的非线性误差e f＜0.5％,试求应变片的最大应变εmax应小于多少,并求最大应变时电桥的输出电压.9．一个量程为10kN的应变式测力传感器,其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力,外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片,四个沿周向粘贴,应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa.要求：1>绘出弹性元件贴片位置与全桥电路；2>计算传感器在满量程时,各应变片电阻变化；3>当桥路的供电电压为10V时,计算传感器的输出电压.10．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表示应变片发生应变后,电阻值的变化量.当应变片不受力,无应变时ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去了平衡,这时,就用桥路输出电压U cd表示应变片应变后的电阻值的变化量.试证明： U cd=-<E/2><ΔR/R>《第三章电容式传感器》1．试计算带有固定圆周膜片电容压力传感器的灵敏度〔ΔC/C〕/p,如下图.已知在半径r处的偏移量y可用下式表示：式中P——压力；a——圆膜片半径；t——膜片厚度；μ——膜片材料的泊松比.2．在压力比指示系统中采用的电容传感元件与其电桥测量线路如图所示.已知：δ0＝0.25mm,D＝38.2mm,R=5.1kΩ,U＝60V〔A.C〕,f＝400Hz.试求.1）该电容传感器的电压灵敏度〔单位为V/m〕k u？2）当电容传感器活动极板位移Δδ＝10μm时,输出电压U0的值.3．如图所示为油量表中的电容传感器简图,其中1、2为电容传感元件的同心圆筒〔电极〕：3为箱体.已知：R1＝15mm,R2＝12mm；油箱高度H=2m,汽油的介电常数εr=2.1.求：同心圆套筒电容传感器在空箱和注满汽油时的电容量.4．一只电容位移传感器如图所示,由四块置于空气中的平行平板组成.板A,C和D是固定极板.板B是活动极板,其厚度为t,它与固定极板的间距为d.B,C和D极板的长度均为b,A板的长度为2 b,各板宽度为l,忽略板C和D的间隙与各板的边缘效应,试推导活动极板B从中间位置移动x=±b/2时电容C AC和C AD的表达式〔x=0时为对称位置〕.5．试推导下图所示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f<x>.设真空的介电系数为ε0,ε2＞ε1,以与极板宽度为W.其他参数如图所示.《第四章电感式传感器》1．一个铁氧体环形磁心,平均长度为12cm,截面积为1.5cm2,平均相对磁导率μr＝2 000,求：1〕均匀绕线5 00匝时的电感；2> 匝数增加1倍时的电感.2．有一只螺管形差动式电感传感器,已知电源电压U＝4V,f＝400HZ,传感器线圈铜电阻和电感量分别为R＝40Ω,L=30mH,用两只匹配电阻设计成4臂等阻抗电桥,如图1所示,试求：1〕匹配电阻R1和R2的值为多大才能使电压灵敏度达到最大；2>当ΔZ＝10Ω时,分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；3>用矢量图表明输出电压U0与电源电压U之间的相位差；4〕假设该传感器的两个线圈铜电阻不相等R4≠R3,在机械零位时便存在零位电压,用矢量图分析能否用调整衔铁位置的方法使U0=0.图1 图2a图2 b3．试计算图2a所示差动变压器式传感器接入桥式电路〔顺接法〕时的空载输出电压U0,一、二次侧线圈间的互感为M1、M2,两个二次侧线圈完全相同.又若同一差动变压器式传感器接成图2b所示反串电路〔对接法〕,问两种方法哪一种灵敏度高,高几倍？提示：①将图a所示的二次侧绕组边电路图简化如图2c所示等效电路〔根据已知条件Z1＝Z2；②求出图b 空载输出电压与图a计算的结果进行比较.〕图2 c图34．试推导图3所示差动型电感传感器电桥的输出特性U0=f〔ΔL〕,已知电源角频率为ω,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗,零位时Z1＝Z2= r＋jωL,若以变间隙式传感器接入该电桥,求灵敏度表达式k＝U0／Δδ多大〔本题用有效值表示〕.5．图4中两种零点残余电压的补偿方法对吗？为什么？图中R为补偿电阻.图46．某线性差动变压器式传感器采用的频率为100HZ、峰一峰值为6V的电源激励,假设衔铁的输入运动是频率为10Hz的正弦运动,它的位移幅值为±3mm,已知传感器的灵敏度为2V／mm,试画出激励电压、输入位移和输出电压的波形.7．使用电涡流式传感器测量位移或振幅时对被测物体要考虑哪些因素,为什么？《第五章压电式传感器》1．分析压电式加速度传感器的频率响应特性.又若测量电路的总电容C＝1000PF,总电阻R＝500 MΩ,传感器机械系统固有频率f0=30 kHz,相对阻尼系数ξ=0.5,求幅值误差在2%以内的使用频率范围.2．用石英晶体加速度计与电荷放大器测量机器的振动,已知：加速度计灵敏度为5 pC／g,电荷放大器灵敏度为50 mV／pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值等于2 V,试计算该机器的振动加速度.3．在某电荷放大器的说明书中有如下技术指标：输出电压为±10V,输入电阻大于1014Ω,输出电阻为0.1kΩ,频率响应：0～150kHz,噪声电压〔有效值〕最大为2mV〔指输入信号为零时所出现的输出信号值〕,非线性误差：0.l%,温度漂移：±0.lmV／ºC.l〕如果用内阻为10 kΩ的电压表测量电荷放大器的输出电压,试求由于负载效应而减少的电压值.2〕假设用一输入电阻为2MΩ的示波器并接在电荷放大器的输入端,以便观察输入信号波形,此时对电荷放大器有何影响？3〕噪声电压在什么时候会成为问题？4〕试求当环境温度变化十15o C时,电荷放大器输出电压的变化值,该值对测量结果有否影响？5〕当输入信号频率为180kHZ时,该电荷放大器是否适用？4．试用直角坐标系画出AT型,GT型,DT型,X－30º的晶体切型的方位图.5．压电传感元件的电容为1000PF,k q＝2．5C／cm,连接电缆电容C c＝300 pF,示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容为50pF,试求：1〕压电元件的电压灵敏度多大？2>测量系统的高频响应<V／cm〕.3>如系统测量的幅值误差为5%,最低频率是多少？4〕如f j＝10HZ,允许误差为5 %,用并联连接方式,电容量C值是多大？6．石英晶体压电传感元件,面积为1cm2,厚度为0.lcm,固定在两个金属板之间,用来测量通过晶体两面力的变化.材料的杨氏模量为9×1010Pa,电荷灵敏度为2pC／N,相对介质常数为5,lcm2材料相对两面间电阻为1014Ω.一个20pF的电容和一个100MΩ的电阻与极板并联.如果所加力是F＝0.01sin〔103t〕N.求：1〕两个极板间电压峰一峰值；2〕晶体厚度的最大变化.<0.758mv,1.516mv;1.1×10-10cm>7．已知电压前置放大器的输入电阻为100 MΩ,测量回路的总电容为100pF,试求用压电式加速度计相配测量1Hz低频振动时产生的幅值误差.<94%>8．用压电式传感器测量最低频率为1Hz 的振动,要在1Hz 时灵敏度下降不超过5%,若测量回路的总电容为500pF,求所用电压前置放大器的输入电阻为多大？9．已知压电式加速度传感器的阻尼比是ξ=0.1,其无阻尼固有频率f=32kHz,若要求传感器的输出幅值误差在5%以内,试确定传感器的最高响应频率.10．有一压电式加速度计,供它专用的电缆长度为1.2m,电缆电容为100pF,压电片本身的电容为1000pF,据此出厂时标定的电压灵敏度为100mV／g.若使用中改为另一根电缆,其电容为300pF,长为2.9m,问其电压灵敏度作如何改变.<60mv/g>《第六章数字式传感器》1．数字式传感器的特点？根据工作原理数字式传感器可分为那几类？2．光栅传感器的基本原理？莫尔条纹如何形成？有何特点？3．分析光栅传感器具有较高测量精度的原因.《第七章固态传感器》1．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？2．简述霍尔效应与构成以与霍尔传感器可能的应用场合.3．光电效应可分为几类？说明其原理并指出相应的光电元件.4．试拟定用光敏二极管控制,用交流电源供电照明的明通与暗通直流继电器电路原理图,并说明之.《第八章光纤传感器》1．说明光纤的组成并分析其传光原理,指出光纤传光的必要条件？2．光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有哪些影响？。
《传感器原理与应用》试题及答案一、名词解释1．传感器2．传感器的线性度3．传感器的灵敏度4．传感器的迟滞5．绝对误差6．系统误差7．弹性滞后8．弹性后效9．应变效应10．压电效应11．霍尔效应12．热电效应13．光电效应14．莫尔条纹15．细分二、填空题1．传感器通常由、、三部分组成。
2．按工作原理可以分为、、、。
3．按输出量形类可分为、、。
4．误差按出现的规律分、、。
5．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。
6．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。
7．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。
8．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。
9．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。
10．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩。
11．电容式压力传感器是变型的。
12．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。
13．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。
14．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。
15．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
16．目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。
17．根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有、、三种基本类型18．热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。
19．光电效应根据产生结果的不同，通常可分为、、三种类型。
20．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是。
21．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式传感器、应变式传感器等（任填两个）。
22．采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。
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。
传感器原理与应用习题答案传感器原理与应用习题答案传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置，广泛应用于各个领域。
掌握传感器的原理和应用是电子工程师和科学研究人员的基本功。
下面是一些传感器原理与应用的习题及其答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是传感器？传感器是一种能够感知和测量物理量的装置，它可以将感知到的物理量转化为电信号输出。
传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。
2. 传感器的原理是什么？传感器的原理基于物理量与电信号之间的相互作用。
不同类型的传感器采用不同的原理，例如压力传感器利用压力与电阻之间的关系，光电传感器利用光的散射和吸收等。
3. 压力传感器的原理是什么？压力传感器利用弹性元件的变形来测量压力。
当受到外力作用时，弹性元件会发生形变，形变程度与压力成正比。
压力传感器通过测量弹性元件的形变来计算压力大小。
4. 温度传感器的原理是什么？温度传感器利用物质的热膨胀特性来测量温度。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶利用两种不同金属的热电势差来测量温度，热敏电阻则利用电阻与温度之间的关系。
5. 光电传感器的原理是什么？光电传感器利用光的散射、吸收和反射等特性来测量物体的位置、颜色和形状等。
常见的光电传感器有光电开关和光电二极管。
光电开关通过检测光的散射或反射来判断物体的存在与否，光电二极管则通过测量光的吸收来获取物体的颜色和形状信息。
6. 传感器的应用有哪些？传感器在各个领域都有广泛的应用。
在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、流量等参数，实现对生产过程的监控和控制。
在环境监测中，传感器可以用于测量大气污染物、水质和土壤湿度等指标，提供环境质量的实时数据。
在医疗设备中，传感器可以用于监测患者的体温、心率和血氧饱和度等，帮助医生进行诊断和治疗。
7. 传感器在智能家居中的应用有哪些？传感器在智能家居中起到了重要的作用。
通过安装温度传感器和湿度传感器，智能家居系统可以实时监测室内的温度和湿度，并根据设定的条件自动调节空调和加湿器。
×××××学校2018～2019学年度第一学期期末试卷17级电子专业传感器及应用学科一、填空题（2⨯18=36分）：1. 热电阻主要是利用（）随（）变化而变化这一特性来测量温度的。
2.传感器由（），（）和（）组成。
3.热电阻有（）和（）。
4.电感式传感器可分为（），（）和（）三大类。
5.将两种不同材料的（）构成一闭合回路，若两个接点处( )不同，则回路中会产生电动势，从而形成电流，这个物理现象称为热电势效应。
6. 参量传感器的基本原理是把（）被测量的变化转换为（）的变化，然后通过对电参量的测量达到对费（）检测的目的。
7．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过（）的能力。
8．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向（）方向发展。
9．热敏电阻常数B 大于零的是（）温度系数的热敏电阻。
10．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的（）。
二、选择题：（2⨯15=30分）1、用万用表直流档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于（）。
A绝对误差，B粗大误差，C随机误差，D动态误差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、通常用热电阻测量（）A、电阻B、扭矩C、温度D、压力7. 光敏二极管在测试电路中应处于（）偏置状态。
A、正向B、反向 C 、零8.温度上升，光敏电阻，光敏二极管，光敏三极管的暗电流（）A 、上升 B、下降 C、不变9.下列不属于数字传感器的是（）A、光栅式传感器，B、磁栅式传感器C、光电编码器D、光电式传感器10.在数字传感器中，为了能够辨别位移方向，必须要输出两组相位差()A、1/2πB、1/3πC、 1/4π的两个信号。
传感器原理与应用试题及答案25.模拟式、智能化二、选择题1.差动变压器传感器的配用测量电路主要有[ ]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2.目前我国使用的铂热电阻的测量范围是[ ]A.-200～850℃B.-50～850℃C.-200～150℃D.-200～650℃3.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4.应变式压力传感器主要用于液体、气体压力的测量，测量范围是 [ ]A.102～106p aB.105～107p aC.104～107p aD.106～109p a5.在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入什么，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.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.20dBB.1 dBC.0 dB参考答案：1、AB 2、AD 3、D 4、C 5、D7.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8.热电偶可以测量[ ]A.压力B.电压C.温度D.热电势9.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10.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[ ]A.增加B.减小C.不变D.不确定参考答案：6.C 7．A 8.C 9．C 10.A11.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12.发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取什么措施[ ]A.接地保护环B.将机箱接大地C.抗电磁干扰13.电涡流式传感器激磁线圈的电源是[ ]A.直流B.工频交流C.高频交流D.低频交流14.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15.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型晶体管集成电路参考答案：11.D 12.B 13．C 14.C 15．C16.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17.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18.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什么测量方法？[ ]A.微差式B.零位式C.偏差式19.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是[ ]A.正比关系B.反比关系C.无关系D.不确定20.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.发光元件参考答案：16.C 17.B 18.B 19、B 20.B21.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( )B.X( )C.X(f)D.2X(f)22.（）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23.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24.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.仪表机械零点调整法C.冰浴法参考答案：21．B 22.C 23.C 24.C三、名词解释1.传感器能感受规定的被测量并按照一定规律转化成可用输出信号的器件和装置。
传感器原理及应用一、单项选择题(每题2分．共40分)1、热电偶的最基本组成部分是()。
A、热电极B、保护管C、绝缘管D、接线盒2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括()。
A、补偿导线法B、电桥补偿法C、冷端恒温法D、差动放大法3、热电偶测量温度时()。
A、需加正向电压B、需加反向电压C、加正向、反向电压都可以D、不需加电压4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律()。
A、中间导体定律B、中间温度定律C、标准电极定律D、均质导体定律5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。
A、必须使用两种不同的金属材料；B、热电偶的两端温度必须不同；C、热电偶的冷端温度一定要是零；D、热电偶的冷端温度没有固定要求。
6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。
A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器；B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器；C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器；D、没有固定要求。
7、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()。
A、接线方便B、减小引线电阻变化产生的测量误差C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响D、减小桥路中电源对热电阻的影响8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。
A、动量守恒；B、能量守恒；C、机械能守恒；D、电荷量守恒；9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是()。
A、光电管B、光敏电阻C、光电倍增管D、光电池10、构成CCD的基本单元是()。
A、P型硅B、PN结C、光敏二极管D、MOS电容器11、下列关于光敏二极管和光敏晶体管的对比不正确的是()。
A、光敏二极管的光电流很小，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12、制作霍尔元件最合适的材料是（）。
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1传感器原理及应用一、单项选择题(每题2分．共40分)1、热电偶的最基本组成部分是( )。
A、热电极B、保护管C、绝缘管D、接线盒2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。
A、补偿导线法B、电桥补偿法C、冷端恒温法D、差动放大法3、热电偶测量温度时( )。
A、需加正向电压B、需加反向电压C、加正向、反向电压都可以D、不需加电压4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律( )。
A、中间导体定律B、中间温度定律C、标准电极定律D、均质导体定律5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。
A、必须使用两种不同的金属材料；B、热电偶的两端温度必须不同；C、热电偶的冷端温度一定要是零；D、热电偶的冷端温度没有固定要求。
6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。
A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器；B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器；C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器；D、没有固定要求。
7、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( )。
A、接线方便B、减小引线电阻变化产生的测量误差C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响D、减小桥路中电源对热电阻的影响8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。
A、动量守恒；B、能量守恒；C、机械能守恒；D、电荷量守恒；9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。
A、光电管B、光敏电阻C、光电倍增管D、光电池10、构成CCD的基本单元是( )。
A、 P型硅B、PN结C、光敏二极管D、MOS电容器11、下列关于光敏二极管和光敏晶体管的对比不正确的是( )。
A、光敏二极管的光电流很小，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12、制作霍尔元件最合适的材料是（）。
《传感器原理与应用》综合练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。
3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。
4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。
5．硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。
7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己极化方向。
经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。
8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。
但石英晶体具有很多优点，尤其是其它压电材料无法比的。
9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。
特别不能测量静态量。
10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。
11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，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。
12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。
（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。
13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。
14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。
15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中，线圈感应电动势输出。
16．热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。
17．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阻值变化的特点制成的一种热敏元件。
18．热敏电阻的阻值与温度之间的关系称为热敏电阻的。
它是热敏电阻测温的基础。
19．热敏电阻的基本类型有：负温度系数缓变型、正温度系数剧变型、临界温度型。
20．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制，而在某一温度范围内的温度控制中却是十分优良的。
21．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。
22．金属电阻受应力后，电阻的变化主要是由形状的变化引起的；而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由发生变化引起的。
23．对于简单的拉伸和压缩来说，当半导体电阻上的作用应力与电流方向一致时，其电阻率的与成正比。
24．当半导体材料在某一方向承受应力时，它的电阻率发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。
用这个原理制成的电阻称固态半导体应变片。
25．固体受到压力后，其电阻率发生一定变化，所有固体材料都有这个特点，其中以金属材料最为显著。
26．为了增大灵敏度，压敏电阻常常扩散（安装）在薄的基片上。
压力的作用先引起电阻相对变化，随之使压敏电阻承受应力。
27．扩散压阻器件是在硅膜片适当位置上扩散出相等的压敏电阻，然后将它们接成而成。
28．扩散硅压阻器件中，有一种圆形与其支撑的合为一体，称为圆形硅杯膜片结构。
29．湿敏电阻主要由基体、电极和绝缘基片组成。
30．碳湿敏电阻是在绝缘基片上制备两个电极，然后在电极之间喷涂一层含有的有机胶状纤维素而成。
31．湿敏电阻的工作原理是利用湿敏材料在吸收了环境中的水分后，引起两电极间的变化而工作的。
32．磁敏二极管工作时加正向偏置电压。
由于它的磁灵敏度很高，特别适用于测量裂纹。
33．由磁敏二极管的工作原理知道，用外加正偏压控制其集电极电流的变化方向（增加或减小）；用磁场变化控制其集电极电流的变化量。
34．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适用于弱磁场的测量。
35．气敏元件接触气体时，由于其表面的氧化和还原反应，致使其电阻率发生明显变化。
36．气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是氧化锡。
37．气敏元件工作时，需要工作温度比环境温度高得多，为此气敏元件结构上有加热器。
38．电阻应变片的工作原理就是依据应变效应，建立导体电阻值与变形之间的量值关系而工作的。
39．当应变片主轴线与试件轴线方向一致且受一维应力时，应变片灵敏系数K是应变片的电阻相对变化与试件主应力的半导体应变片应变值之比40．螺线管式差动变压器传感器中，电压是评定差动变压器性能的主要指标之一，它的存在会造成传感器在零位附近降低和测量误差增大。
41．差动螺线管式电感传感器主要由两个差动连接的螺线管和初始状态处于对称位置的螺丝管组成。
因而两个螺线管的初始电感相等。
42．电涡流传感器的配用电路有调频式电路、调幅式电路（任写两个）。
43．电涡流式传感器工作时，要求线圈距被测物无关的金属物体至少有一个线圈的距离，否则会使降低和非线性误差加大。
44．采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。
45．电位器的种类繁多，按工作特性可分为性和性两种。
46．差动变压器传感器不仅可以直接用于测量，还可以用于测量与有关的任何机械量。
47．测量仪表的精确度是精密度和准确度两者的总和。
精确度简称精度。
48．螺线管式差动变压器传感器主要由线圈组合、铁芯和衔铁组成。
49．传感器变换的被测量的数值处在下，传感器的关系称为传感器的静特性，其主要技术指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
50．当应变片主轴线与试件轴线方向一致且受一维应力时，应变片灵敏系数K是应变片的与试件主应力的之比51．闭磁路变隙式单线圈电感传感器的与灵敏度及线性度是相矛盾的。
52．电涡流式传感器工作时，要求线圈距被测物无关的金属物体至少有一个线圈的距离，否则会使降低和非线性误差加大。
53．电容式传感器中，变介电常数式多用于液面高度的测量。
54．电位器的种类繁多，按工作特性可分为性和性两种。
55．差动螺线管式电感传感器主要由两个的螺线管和初始状态处于对称位置的组成。
因而两个螺线管的初始电感相等。
56．电涡流传感器的主体是。
因而它的性能对整个测量系统的性能产生重要影响。
57．电容式传感器中，变面积式常用于较大的位移的测量。
58．光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果。
通常基极不引出，只有两个电极。
59．光电管由一个光电阴极和一个阳极封装在真空的玻璃壳内组成，其技术性能主要取决于。
60．振弦式传感器是经被拉紧的钢弦作为传感元件，其周期与弦的张紧力的平方根成正比。
61．振筒式传感器用薄壁圆筒将被测气体或密度的变化转换成频率的变化。
62．所谓光栅，从它的功能上看，就是刻线间距很小的。
63．振弦式传感器的原理结构中，振弦的一端用夹紧块固定在上，另一端用夹紧块固定在弹性感压膜片上。
64．对某种物体产生有一个的限制，称为红限。
65．光敏二极管的结构与普通二极管相似，其管芯是一个具有光敏特征的PN 结。
它是在反向电压下工作的。
66．振筒式传感器中，激励器与拾振器通过，加上放大器和反馈网络组成一个振荡系统，所以振筒是由材料制成的。
67．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非线性误差，同时还能起到提高电压灵敏度的作用。
68．螺线管式差动变压器传感器中，按线圈绕组排列方式的不同，分为一节式、。
通常采用。
69．电涡流传感器的整个测量系统由线圈和导体两部分组成。
利用两者的耦合来完成测量任务。
70．测量是借助专用的技术和设备，通过实验和计算，取得被测对象的某个量的大小和符号。
71．常用的非线性电位器结构以式和式居多。
72．传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。
73．工业上和计量部门常用的热电阻，我国统一设计的定型产品是铂电阻和铜电阻。
74．分辨率是显示仪表能够检测到被测量的本领。
一般模拟式仪表的分辨率规定为分格数值的一半；数字式仪表的分辨率规定为的数字。
75．螺线管式差动变压器传感器的导磁外壳的功用主要是提供。
76．电阻应变片的初始电阻R0是指应变片未粘贴时，在室温下测得的电阻。
77．电涡流传感器工作时，被测物体电阻率ρ和相对导磁率μr越，则传感器的灵敏度越。
78．铜热电阻在一些测量精度要求不太高，且温度较低的场合，用来测量-50—150 ℃范围的温度。
二、选择题1．一个热电偶产生的热电势为E0，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（ C ）。
A．增加 B．减小C．增加或减小不能确定 D．不变2．实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（ A ）。
A．纯金属 B．非金属 C．半导体 D．合金3．工程（工业）中，热电偶冷端处理方法有（ AD ）。
A．热电势修正法 B．温度修正法C．0︒C恒温法 D．冷端延长法4．热电偶可以测量（ C ）。
A．压力 B．电压 C．温度 D．热电势5．压电式传感器目前多用于测量（ BD ）。
A．静态的力或压力 B．动态的力或压力C．速度 D．加速度6．压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是（ AD ）。
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7．霍尔效应中，霍尔电势与（ AC ）。
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8．热敏电阻测温的基础是根据它们的（ B ）A．伏安特性 B．热电特性C．标称电阻值 D．测量功率9．负温度系数缓变型热敏电阻有较好的感温特性，适用于一定范围的检测；正温度剧变型和临界温度型热敏电阻属于型，适于温度监测和温度控制。
10．对于固态压敏电阻的简单拉伸和压缩来说，当作用应力σ与电流方向一致时，它的电阻率相对变化率与（）。
A．半导体材料的弹性模量成正比B．半导体材料的弹性模量成反比C．作用应力σ成正比D．作用应力 成反比11．利用扩散硅压阻器件可以制成小型的（ B ）传感器。
A．温度 B．压力 C．加速度 D．流量12．通常用应变片式传感器测量（ C ）。
A．温度 B．密度C．加速度 D．电阻13．差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（ B ）。
A．变间隙式B．变面积式C．螺线管式14．通常用振弦式传感器测量（）。
A．温度 B．扭矩C．电流频率 D．大位移15．差动变压器传感器配用的测量电路主要电路有（）。
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16．若使电涡流传感器的灵敏度高，被测物体的电阻率ρ和相对磁导率μr应该是（）。
A．ρ大 B．ρ小C．μr大 D．μr小17．当一定波长入射光照射物体时，反映该物体光电灵敏度的物理量是（）。
