传感器与检测技术第10章
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传感器与检测技术知到章节测试答案智慧树2023年最新咸阳职业技术学院第一章测试1.下列指标中,描述传感器静态特性的是()。
参考答案:线性度2.传感器的分辨力越高,表示传感器()。
参考答案:能感知的输入变化量越小3.在传感器及检测系统的静态指标中,表达其对输入量变化的反应能力的是()。
参考答案:灵敏度4.属于传感器动态特性指标的是()。
参考答案:固有频率5.提高灵敏度,可得到较高测量精度,所以说不用考虑其他因素,灵敏度越高越好。
()错第二章测试1.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,需保证()。
参考答案:两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片2.应变片测量测量电路中四臂电桥工作方式输出电压是单臂电桥工作方式输出电压的()。
参考答案:4倍3.半导体应变片的灵敏系数比电阻应变片的灵敏系数大()。
参考答案:(50~70)倍4.半导体应变片的工作原理是基于()。
参考答案:压阻效应5.半导体应变片电阻变化的原因,主要是应变片几何尺寸的变化。
()错第三章测试1.下列哪些是电感式传感器?()参考答案:差动式;压磁式;变压式;感应同步器2.变间隙式电感传感器的测量范围增大时,其灵敏度 ,非线性误差。
()参考答案:1降低,2增大3.差动变压器式传感器的输出是交流电压,只能反映衔铁位移的大小,不能反映位移的方向,利用能达到辨别移动方向的目的。
()参考答案:相敏检波电路4.零点残余电压产生的原因是()。
参考答案:环境温度的升高;磁性材料磁化曲线的非线性;传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称;传感器的两次级绕组的电气参数不同5.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出()的靠近程度。
黑色金属零件第四章测试1.电容式传感器的结构形式有哪几种?()参考答案:变极距型;变面积型;变介电常数型2.下列不属于电容式传感器测量电路的是()。
参考答案:相敏检波电路3.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()。
第十章光电传感器思考题与习题答案1.单项选择题1)晒太阳取暖利用了____C____;人造卫星的光电池板利用了____A____;植物的生长利用了____B____。
A.光电效应B.光化学效应C.光热效应D.感光效应2)蓝光的波长比红光____B____,相同光子数目的蓝光能量比红光____C____。
A.长B.短C.大D.小3)光敏二极管属于____B____,光电池属于____C____。
A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应D.光热效应4)光敏二极管在测光电路中应处于____B____偏置状态,而光电池通常处于____C____偏置状态。
A.正向B.反向C.零5)光纤通讯中,与出射光纤耦合的光电元件应选用____C____。
A.光敏电阻B.PIN光敏二极管C.APD光敏二极管D.光敏三极管6)温度上升,光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流____A____。
A.增加B.减小C.不变7)普通型硅光电池的峰值波长为____C____,落在____E____区域。
A.0.8m B.8mm C.0.8μmD.0.8nmD.可见光E.近红外光F.紫外光G.远红外光8)欲精密测量光的照度,光电池应配接____D____。
A.电压放大器B.A/D转换器C.电荷放大器D.I/U转换器9)欲利用光电池为手机充电,需将数片光电池____B____起来,以提高输出电压,再将几组光电池____A____起来,以提高输出电流。
A.并联B.串联 C.短路 D.开路10)欲利用光电池在灯光(约200lx)下驱动液晶计算器(1.5V)工作,设每片光电池的有载输出电压约为0.4V,则必须将___C___片光电池串联起来才能正常工作。
A.2片 B.3片 C.4片 D.20片11)光导纤维是利用光的____D____原理来远距离传输信号的。
A.光的偏振 B.光的干涉 C.光的散射 D.光的全反射12)光纤通信应采用____D____作为光纤的光源;光纤水位计可以采用____B____作为光纤的光源较为经济。
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。
第10章气敏传感器及其应用在现代社会的生产和生活中,人们往往会接触到各种各样的气体,需要对它们进行检测和控制。
比如化工生产中气体成分的检测与控制;煤矿瓦斯浓度的检测与报警;环境污染情况的监测;煤气泄漏:火灾报警;燃烧情况的检测与控制等等。
气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。
它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器。
它的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R11、R12)的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。
它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
气敏传感器的实物如图10-1所示。
图10-1 气敏传感器实物图10.1气敏电阻气敏电阻就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。
10.1.1气敏传感器的工作原理由于气体与人类的日常生活密切相关,对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段,气敏传感器发挥着极其重要的作用。
例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时,就会出现呼吸急促,脉搏加快,甚至晕厥等状态,达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险,因此对一氧化碳检测必须快而准。
利用SnO2(氧化锡)金属氧化物半导体气敏材料,通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒,并以此为基体掺杂一定催化剂,经适当烧结工艺进行表面修饰,制成旁热式烧结型CO敏感元件,能够探测0.005%~0.5%范围的CO气体。
还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒气体的进行探测的传感器。
常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。
接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝(也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层),使用时对铂丝通以电流,保持300℃~400℃的高温,此时若与可燃性气体接触,可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧,因此铂丝的温度会上升,铂丝的电阻值也上升;通过测量铂丝的电阻值变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。
传感器与检测技术(胡向东,第2版)习题解答王涛第1章概述1.1 什么是传感器?答: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,通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么?答:传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等)输出。
1.3 传感器一般由哪几部分组成?答:传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。
另外还需要信号调理与转换电路,辅助电源。
1.4 传感器是如何分类的?答:传感器可按输入量、输出量、工作原理、基本效应、能量变换关系以和所蕴含的技术特征等分类,其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍。
①按传感器的输入量(即被测参数)进行分类按输入量分类的传感器以被测物理量命名,如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
②按传感器的工作原理进行分类根据传感器的工作原理(物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等),可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
③按传感器的基本效应进行分类根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应,可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
1.6 改善传感器性能的技术途径有哪些?答:①差动技术;②平均技术;③补偿与修正技术;④屏蔽、隔离与干扰抑制;⑤稳定性处理。
第2章传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答: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。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
2.3 利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。