中北大学传感器原理与应用试题及答案(最新)

《传感器原理与应用》作业参照答案作业一1.传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器平时由敏感元件、传感元件及测量变换电路三部分组成。

各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感觉被测量，并输出与被测量成必然联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力变换为位移。

传感元件是能将敏感元件的输出量变换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变变换为电阻量。

测量变换电路可将传感元件输出的电参量变换成易于办理的电量信号。

2.传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特别传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成重量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。

3.测量误差是如何分类的？答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差本源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动向误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。

4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感觉被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转变成自己的应变或位移，尔后再由各种不同样形式的传感元件将这些量变换成电量。

5.弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，立刻力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。

变换力的弹性敏感元件平时有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。

实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。

它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是矫捷度低。

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。

《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。

中北大学传感器原理与应用试题（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）1．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。

2．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（）的基本原理制成的，其次级绕组都用（ ）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。

当被测物体移动时，引起磁路中气隙（ ）发生相对变化，从而导致圈（ ）的变化。

4．电阻应变片是将被测试件上的（ ）转换成（ ）的传感元件。

5．影响金属导电材料应变灵敏系数K 。

的主要因素是（ ） 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题5分）1．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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（ ）。

A ． 60ΩB ．120ΩC ．200ΩD ．350Ω3．通常用应变式传感器测量（ ）。

A ．温度B ．速度C ．加速度D ．压力4．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 ．灵敏度增加B ．灵敏度减小C ．非统性误差增加D ．非线性误差减小5．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 ．光导效应评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。

二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．电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2．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． 60Ω B．120Ω C．200Ω D．350Ω3．通常用应变式传感器测量（BCD）。

中北大学传感器原理与应用试题（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）1．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。

2．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（ ）的基本原理制成的，其次级绕组都用（ ）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。

当被测物体移动时，引起磁路中气隙（ ）发生相对变化，从而导致圈（ ）的变化。

4．电阻应变片是将被测试件上的（ ）转换成（ ）的传感元件。

5．影响金属导电材料应变灵敏系数K 。

的主要因素是（ ） 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题5分）1．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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（）。

A．60ΩB．120ΩC．200ΩD．350Ω3．通常用应变式传感器测量（）。

A．温度B．速度C．加速度D．压力4．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．灵敏度增加B．灵敏度减小C．非统性误差增加D．非线性误差减小5．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4）平膜片的假设条件5）电压放大器与电荷放大器的主要区别4．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。

5．影响金属导电材料应变灵敏系数K。

的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。

评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。

二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．电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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。

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（）。

中北大学传感器原理与应用试题（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）1．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。

2．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（）的基本原理制成的，其次级绕组都用（ ）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。

当被测物体移动时，引起磁路中气隙（ ）发生相对变化，从而导致圈（ ）的变化。

4．电阻应变片是将被测试件上的（ ）转换成（ ）的传感元件。

5．影响金属导电材料应变灵敏系数K 。

的主要因素是（ ） 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题5分）1．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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（ ）。

A ． 60ΩB ．120ΩC ．200ΩD ．350Ω3．通常用应变式传感器测量（ ）。

A ．温度B ．速度C ．加速度D ．压力4．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 ．灵敏度增加B ．灵敏度减小C ．非统性误差增加D ．非线性误差减小5．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 ．光导效应评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。

二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．电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2．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． 60Ω B．120Ω C．200Ω D．350Ω3．通常用应变式传感器测量（BCD）。

传感器原理与应用练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与接触材料的性质、两接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。

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．硒光电池的光谱范围与人类相近，它的光谱峰值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，光照度与其光电流呈线性关系。

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。

经过极化处理过的压电陶瓷才具有压电效应。

8．压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多。

但石英晶体具有很多优点，尤其稳定性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兹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位移量；另一部分是霍尔元件和磁路系统。

14．磁电式传感器是利用电磁感应原理将被测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）作为永久磁铁磁路的一部分。

当齿轮转动时，引起磁路中磁通量的变化，线圈感应电动势输出。

16．热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的温度敏感元件。

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较显著的特点制成的一种热敏元件。

传感器原理及应用一、单项选择题 每题 分．共 分、热电偶的最基本组成部分是 。

、热电极 、保护管 、绝缘管 、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（）。

2023传感器技术及应用试题及答案（一）传感器技术及应用试题一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B8、C9、C 10、C11、C 12、B 13、C 14、C 15、D16、C 17、C 18、B 19、D 20、A二、填空题 (本大题共5空，每空2分，共10分)21、1℃，1% 22、1.5倍 23、敏感元件、传感元件、测量转换电路三、证明题(本大题共1小题，每小题10分，共10分)24、证明：大学生期末试题及答案-阳光大学生网略去的二次项,即可得四、简答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)25、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。

sundxs②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b中间温度定律c参考电极定律⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a 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26、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。