传感器期末习题汇总

传感器期末习题汇总

《传感器原理及应⽤》的试题及答案

⼀、 填空（30分，每空1分）1. 有⼀温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5

级。该表可能出现的最⼤误差为 ±1℃，当测量100℃ 时

的⽰值相对误差为 ±1% 。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 倍左右为宜。3. 传感器由 、 、 三部分组

成。4. 利⽤热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 突变

型热敏电阻。5. 霍尔元件采⽤恒流源激励是为了 减⼩温

漂 。6. 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输⼊

变化量的⽐值。对线性传感器来说，其灵敏度是 常数 。7. 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 同名端反向

形式连接，所以⼜叫差动变压器式传感器。8. 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 尺⼨ 发⽣相对变

化，从⽽导致圈 磁阻 的变化。9. 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。10. 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。

11. 静态特性指标其中的线性度的定义是

指 。12. 静态特性指标其中的精度等级的定义式是

即A ＝ΔA/Y FS ＊100％。13. 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。 max *100%L F SY Y σ??=±

14.传感器的差动测量⽅法的优点是减⼩了⾮线性误差、提⾼了

测量灵敏度。15.⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其相同点是它们都是在外

界⼒作⽤下产⽣机械变形，从⽽导致材料的电阻发⽣变化。

⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其不同点是⾦属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；⽽半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，⽽机械形变为辅。16.⾦属箔应变⽚的灵敏度系数与⾦属丝应变⽚灵敏度系数不同点

是⾦属应变⽚的灵敏度系数与⾦属丝应变⽚灵敏度系数不同，⾦属丝应变⽚由于由⾦属丝弯折⽽成，具有横向效应，使其灵敏度⼩于⾦属箔式应变⽚的灵敏度。17.采⽤应变⽚进⾏测量时要进⾏温度补偿的原因是：电阻丝有温度

系数，试件与电阻丝的线膨胀系数不同。18.对电阻应变式传感器常⽤温补⽅法有单丝⾃补偿，双丝组

合式⾃补偿和电路补偿法三种。19.单位应变引起的电阻的相对变化称为电阻丝的灵敏

系数。20.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。21.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。22.应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻

变化的传感器。23.电感式传感器可以把输⼊的物理量转换为线圈的⾃感系数

或线圈的互感系数的变化，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。24.与差动变压器传感器配⽤的测量电路中，常⽤的有两种: 差

动整流电路和相敏检波电路。25.差动电感式传感器结构形式主要有变⽓隙式、螺线管式两

种。26.差动变压器结构形式主要有变隙型、螺线管型两种。

27.电涡流传感器可⽤于位移测量、振幅测量、转速测量和⽆损

探伤。28.电感式传感器可以分为⾃感式、互感式、涡流式三⼤类。

29.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。30.压电式传感器使⽤电荷放⼤器时，输出电压⼏乎不受连接电

缆长度的影响。31.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

电荷放⼤器和电压放⼤器两种形32.热电阻引线⽅式有三种，其中三线制适⽤于⼯业测量，⼀般精度要求场合；⼆线制适⽤于引线不长，精度要求较低的场合；

四线制适⽤于实验室测量，精度要求⾼的场合。33.霍尔效应是指在垂直于电流⽅向加上磁场，由于载流⼦受洛

仑兹⼒的作⽤，则在平⾏于电流和磁场的两端平⾯内分别出现正负电荷的堆积，从⽽使这两个端⾯出现电势差

的现象。34.制作霍尔元件应采⽤的材料是半导体材料，因为半导体材料

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。35.霍尔⽚不等位电势是如何产⽣的原因是重要起因是不能将霍

尔电极焊接在同⼀等位⾯上。36.按照⼯作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、

红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。37.通常把光线照射到物体表⾯后产⽣的光电效应分为⼏⼤类。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；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。

⼆、选择题(30分，每题2分)1.在以下⼏种传感器当中 C 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

2. C 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.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

5.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。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区的地⽅

D、提⾼灵

敏度6.减⼩霍尔元件的输出不等位电势的办法是。

A、减⼩激励电流

B、减⼩磁感应强度

C、使⽤电桥

调零电位器7.在仿型机床当中利⽤电感式传感器来检测⼯件尺⼨，该加

⼯检测装置是采了测量⽅法。8.A、微差式 B、零位式 C、偏差式

9.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、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和

相位10.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( D )。A、补偿导线法

B、电桥补偿法

C、冷端恒温法

D、差动放⼤法

11.热电偶测量温度时( D )。

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12.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 )。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13.将⼀⽀灵敏度为0.08 mV/°C的热电偶与电压表相连，电压表接

线端处温度为50°C。电压表上读数为60mV，则热电偶热端温度为（ D ）

解：根据题意，电压表上的毫伏数是由热端温度，t冷端温度为50°C 产⽣的，即E( t ，50) =60mV

⼜因为 E( t ，50) = E( t ，0) - E(50，0) ，E( t ，0)=E( t ，50) + E(50，0)=60 + 4=64 mV， t =

64/0.08 = 800℃

A、600；

B、750；

C、850；

D、800

14.已知在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为

13.967 mV，材料B与铂配对的热电势是8.345 mV，则在

此特定条件下，材料A与材料 B配对后的热电势为（A）

解：由参考电极定律 E AB(T，T0) = E APt(T，T0) - E BPt(T，T0)= 13.967 - 8.345 = 5.622 mV。

A、5.622；

B、6.622；

C、7.622；

D、8.622。

15.（本题为多选题）热电偶近年来被⼴泛采⽤，以下属于

热电偶具有的优点有( ABCD )。A、结构简单

B、精度⾼

C、热惯性⼩

D、可测局部

温度、便于远距离传送与集中检测16.（本题为多选题）半导体热敏电阻包括: ( ABC )

A、正温度系数热敏电阻B、负温度系数热敏电阻

C、临界温度系数热敏电阻

D、⾮温度系数热敏电阻

17.下列关于测温传感器的选择中合适的是（ B ）。

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。

18.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

( C )。

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

19. 下列光电器件中，基于光电导效应⼯作的是( B )。

A 、光电管

B 、光敏电阻

C 、光电倍增管

D 、光电池

20. 制作霍尔元件最合适的材料是（ D ）。

A 、铜；

B 、⽯英晶体；

C 、镍；

D 、半导体

21. 空霍尔⽚不等位电势是产⽣的原因是（C ）。

A 、由于⾼频交流的作⽤；

B 、霍尔传感器没有放在中间位置；

C 、霍尔电极不能焊接在同⼀等位⾯上；

D 、导线焊接不牢固；

22. 在使⽤霍尔⽚时，减⼩霍尔⽚不等位电势通常最⾏之有效采⽤的

⽅法是（C ）。A 、机械修磨；

B 、化学腐蚀；

C 、补偿⽹络进⾏补偿；

D 、⽆法解决。23. 本题为多选题）光纤传感器中常⽤的光探测器有以下哪⼏种?

( ABC )

A 、光敏⼆极管

B 、光电倍增管

C 、光敏晶体管

D 、固体激光器

24. 在做霍尔传感器位移实验时，为了减⼩测量误差，应该使霍尔⽚

与磁场强度（ A ）。A 、垂直；

B 、平⾏；

C 、可以成任意⾓度；

D 没有要求。

25. 光纤传感器⼀般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和

( D )两个重要部件

A 、反射镜

B 、透镜

C 、光栅

D 、光探测器

26. 为了测量⾦属内部裂纹，我们可以采⽤（ A ）传感器。

A 、涡流式；

B 、压电式；

C 、光电式；

D 、压阻式。

⼆、 证明题1. 证明热电偶的参考电极定律：E AB （T,T0）= E AC （T,T0）- E BC

（T,T0）,并画出原理图E AB (T,T0)NB

NC NC NA e T T K NB NA e T T K ?-=?-=ln()0(ln )0(

NB NC e T T K NC NA e T T K ln )0(ln )0(-+-=

= E AC (T,T0)+ E CB (T,T0)=E AC (T,T0)- E BC (T,T0)

2. 证明热电偶的中间导体定律

T

如果将热电偶T 0端断开，

接⼊第三导体C ，回路A B