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《传感器技术与应用》试卷及答案一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题后的括号内。
) (每小题2分，共20分)1．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2．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3．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型晶体管电路4.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5．属于能量转换型的传感器是（ C ）A.电阻应变传感器B.电容传感器C.压电式传感器D.热阻式传感器6.动态测试中，电桥的输出量通常采用（B）A．电阻量 B．电压量 C．电流量 D．电感量7.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出量灵敏度的影响，可采用（A）A．电荷放大器 B．电压放大器 C．功率放大器D．前置放大器8.用于检查应变片绝缘电阻的兆欧表，电压一般不应高于（ B ）A．220V B.250V C.300V D.350V9．压电式加速度计，其压电片并联时可使（ B ）A．电压灵敏度提高，电荷灵敏度不变。
B．电荷灵敏度提高，电压灵敏度不变。
C．电压与电荷灵敏度均提高。
D．电压与电荷灵敏度均保持不变。
10.金属丝应变片在测量构件的应变时，决定电阻相对变化的因素主要是（C）A．贴片位置的变化 B.贴片温度的变化C．电阻丝几何尺寸的变化 D.电阻丝材料的电阻率变化二、多项选择（在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选、少选或未选均无分。
传感器技术与应用试题二及答案一、填空：1、传感器的基本用途可归结为：（1）生产工程的测量与控制；（2）环境监测与保护；（3）交通运输与资源探测；（4）医疗卫生和家用电器。
2、在过程工业中，需要经常检测的“四大参数”为湿度、压力、流量和液面。
此外还包括密度、粘度等参数。
与“四大参数”相比，这些参数的检测和控制更困难。
3、压力传感器中按原理主要有如下几种：电容式、电感式、电阻应变片式、压阻半导体式、压电式等传感器。
其中电容式压力传感器灵敏度高、稳定性好，可以测量从声压到几十兆帕的压力。
4、声即声音，通常指人耳能感觉到的空气振动。
广义而言，声音是各种弹性介质中的机械波，包括人耳不能感知的振动。
介质可以是各种气体、液体和固体。
5、超声具有方向性好、穿透力强、在液体、固体中衰减很小、能量易于集中等优点。
因此超声可用于工业检测、探伤、测距、测速、清洗、焊接、医学成像诊断、碎石等。
在工业、农业、国防、医药卫生和科学研究等方面得到广泛的应用。
6、光是由粒子即光子所组成，这种粒子具有一定的质量、能量和动量。
因此,光既具有波动的本性，又具有粒子性。
7、光电效应分为内光电效应和外光电效应。
8、光敏三极管有PNP型和NPN型两种。
光敏三极管的结构与一般三极管很相似，只是它的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积，并且其基极通常不连接引线。
9、工程上把红外线所占据的波段分为四部分：近红外、中红外、远红外和极远红外。
10、工业上，常采用冷端自动补偿法，也就是电桥补偿法。
这种补偿方法是在热电偶和测量仪表间接入一个不平衡电桥，也称为冷端温度补偿器。
二、判断：1、人耳能听到的声音的频率范围一般为20Hz~20kHz，称为可听声。
频率高于20kHz的声称为超声。
（√）2、微波以波的形式向四周辐射，当波长远小于物体尺寸时，微波具有似光性；当波长和物体尺寸有相同数量级时，微波又有近于声学的特性。
（√）3、微波在空间传播的形式实质上是交变电流，它由一定能量的、不连续的“能量子”所组成。
‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥密‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥封‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥线‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥传感器技术与应用试卷及答案注意：1、本试卷共 2 页； 2、姓名、学号必须写在指定地方； 3、考试时间： 120 分钟； 4、考试形式： 闭卷；一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题后的括号内。
) (每小题 2分，共 20分)1.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 2.( )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。
A.金属辐射式 B.热电偶 C.半导体三极管 D.比色计 3.信号传输过程中，产生干扰的原因是( ) A.信号是缓变的 B.信号是快变的 C.干扰的耦合通道 D.信号是交流的 4. 非线性度是表示校准曲线( )的程度。
A.接近真值 B.偏离拟合直线 C.正反行程不重合 D.重复性 5.莫尔条纹光栅传感器的输出是( )A.数字脉冲式B.调幅式C.调频式D.正弦波 6.半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的( ) A.压阻效应 B.应变效应 C.压电效应 D.霍尔效应 7.常用于测量大位移的传感器有( )A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式 8.将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件 9.半导体热敏电阻随着温度上升，电阻率( )A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零10．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 ．厚度二、多项选择（在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选、少选或未选均无分。
）(每小题 2分，共10分)1.应变片的主要参数包括（ ）A.应变化电阻值B.绝缘电阻C.灵敏参数D.允许电流E.应变极限 2.影响热电效应的相关因素有：（ ）A ．电感B ．电阻C ．温度D ．自由电子E ．电容 3.组成光纤传感器的器体有：（ ）A ．光导纤维B ．振荡器C ．光源D ．光源探测器E ．电桥 4.图像传感器可应用于：（ ）A ．光学信息处理装置的输入环节B ．自动流水线装置中的敏感元件C ．尺寸测量D ．工件伤痕测试E ．表面测试 5.选作感温元件的材料应满足的要求包括：（ ）A ．材料的温度系数 要大B ．测温范围内，材料的物理，化学性质要稳定C ．测温范围内， 保持常数D ．具有较大电阻率E ．特性复现性好三、填空题(每小题2分，共20分)1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用 作为传感器。
传感器原理、技术与应用考试试题一、选择题1. 磁致伸缩材料是一种同时兼具正、逆磁一机械耦合特性的功能材料，当受到外加()作用时，便会产生弹性形变。
[单选题]应力温度电场磁场√2. 纳米技术的中级目标是把纳米粉体制成敏感体，形成敏感体的关键工艺是：() [单选题]纳米粉体的制备成型和烧结√烧结和装配成型和装配3. 下列()是典型的高分子离子选择膜。
[单选题]SiO2聚苯胺可塑性聚氯乙烯膜√聚吡咯4. 许多含有离子单体成分或无机盐成分的有机高分子材料可以展示出()导电性，因而它们分别称为高分子电解质和聚合高分子电解质。
[单选题]电子空穴离子√中子5. 电量型传感器输出量为电量，即电压、()、电荷等。
[单选题]电阻电流√脉冲频率6. 使用传感器图形符号时，表示被测量的限定符号应写在() [单选题]正方形中正方形旁三角形内√引线旁7. 传感器的代号依次为() [单选题]主称，转换原理，被测量，序号主称，被测量，序号，转换原理序号，主称，被测量，转换原理主称，被测量，转换原理，序号√8. 能将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变的弹性元件，称为()元件。
[单选题] 温度敏感湿度敏感惰性敏感9. 传感器的线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳定性等为()。
[单选题]动态特性静态特性√动态响应静态响应10. 电桥式位移传感器灵敏度计算中还要考虑单位电源的作用。
如若电源电压为10V，则位移传感器在位移变化1mm时输出电压变化有300mV，则其灵敏度为()。
[单选题]300mV/mm√30mV/mm3000mV/mm3mV/mm11. 对具有电压输出和电流输出的传感器接口电路对输入阻抗的要求是()。
[单选题]电压输出的要高阻抗，电流输出的要低阻抗√电压输出的要低阻抗，电流输出的要高阻抗都要高阻抗都要低阻抗12. 传感器是利用多种物理效应、()以及生物效应实现非电量转换的装置。
[单选题]热效应光电效应化学效应√13. ()信号方式采用闭环式传感器结构。
课程综合考试，合计分数70分一、判断题（正确打√标记，错误打×标记，每题1分，共10分）1．（√）传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。
2．（×）某位移传感器的测量量程为1 mm，分辨力为0. 001 mm，这说明传感器的灵敏度很高，其灵敏度为0.1%。
3．（×）传感器A采用最小二乘法拟合算得线性度为±0.6%，传感器B采用端点直线法算得线性度为±0.8%，则可以肯定传感器A的线性度优于传感器B。
4．（×）无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。
5．（×）幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。
6．（×）如果电容传感器的电缆丢失了，更换另一根电缆后，可以不必对测量系统重新进行标定，也可直接使用。
7．（×）压电式力传感器既可以测量静态力，也可以测量动态力。
8．（√）热电偶的工作机理是导体的热电效应，而热电势的产生必须具备两个条件，即两种导体材质不同且两个节点的温度不同。
9．（×）由于光敏电阻的光照特性是非线性的，因此不宜用做测量元件。
但由于光敏电阻的响应时间很短，因此可以用做高速光电开关。
10．（×）光纤是利用光的折射原理工作的，光纤由纤芯和包层构成，且纤芯的折射率小于包层的折射率。
二、选择题（请选择一个适合的答案，每小题1分，本题共10分）1．（①）车间条件下测量大型机床工作台的位移（行程为20 m)，可采用：①光栅传感器；②电容传感器；③电涡流传感器。
2．（②）为一个旋转式机械分度装置增加数显系统，可采用的角度传感器为：①增量式编码器；②绝对式编码器；③电容传感器。
3．（①）对生产流水线上的塑料零件进行自动计数，可采用的传感器为：①光电传感器；②霍尔传感器；③电涡流传感器。
4．（②）在线测量高速回转零件的主轴径向偏摆量，可采用：①差动变压器；②电涡流传感器；③压电式传感器。
传感器技术与应用考试试卷（答案见尾页）一、选择题1. 什么是传感器？它的主要功能是什么？A. 传感器是一种检测装置，能够感知和测量物理量并将其转换为电信号。
B. 传感器是一种存储设备，用于保存数据和程序。
C. 传感器是一种计算设备，用于处理和分析数据。
D. 传感器是一种通信设备，用于传输信息。
2. 以下哪个不是常见的传感器类型？A. 温度传感器B. 光电传感器C. 振动传感器D. 计算机传感器3. 传感器在嵌入式系统中的作用是什么？A. 数据采集B. 控制系统C. 通信D. 所有以上功能4. 以下哪个是模拟传感器的工作原理？A. 将物理量转换为数字信号B. 将数字信号转换为物理量C. 直接输出模拟信号D. 通过算法转换信号5. 以下哪个是数字传感器的工作原理？A. 将物理量转换为数字信号B. 将数字信号转换为物理量C. 直接输出数字信号D. 通过算法转换信号6. 以下哪个是常见的传感器应用领域？A. 汽车制造B. 航空航天C. 医疗设备D. 所有以上领域7. 在设计嵌入式系统时，选择传感器时应考虑哪些因素？A. 精度B. 价格C. 功耗D. 所有以上因素8. 以下哪种传感器通常用于测量温度？A. 光学传感器B. 热敏传感器C. 光电传感器D. 压力传感器9. 以下哪种传感器通常用于测量位置或速度？A. 光学传感器B. 磁性传感器C. 光电传感器D. 压力传感器10. 在嵌入式系统中，传感器数据通常如何处理？A. 直接输出到显示器或其他设备B. 首先进行滤波处理，然后输出C. 首先进行校准，然后输出D. 首先进行加密处理，然后输出11. 以下哪些属于常见的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光电传感器D. 速度传感器E. 加速度传感器12. 在选择合适的传感器时，需要考虑哪些因素？A. 测量范围B. 精度C. 响应时间D. 抗干扰能力E. 电源需求13. 以下哪些是传感器应用中的常见场景？A. 智能家居B. 工业自动化C. 医疗设备D. 汽车电子E. 能源管理14. 传感器在智能家居中的应用有哪些？A. 智能照明B. 室内空气质量监测C. 智能安防系统D. 智能家电控制E. 以上都是。
传感器技术与应用考试试卷（答案见尾页）一、选择题1. 传感器的基本工作原理是什么？A. 接收外部能量并将其转换为电信号B. 通过化学反应来检测物理量C. 利用电磁感应来转换物理量D. 通过声波或光波来传递信息2. 以下哪种传感器不是根据物理量转换原理工作的？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 位置传感器D. 压力传感器3. 传感器的精度是指什么？A. 传感器输出信号的稳定性B. 传感器测量范围的范围C. 传感器输出信号与实际值之间的偏差D. 传感器对环境变化的响应速度4. 在传感器应用中，为了提高灵敏度，通常会采用什么方法？A. 增加传感器的结构复杂性B. 使用更小的敏感元件C. 增强传感器的激励电源D. 采用多路复用技术5. 以下哪种传感器主要用于检测温度变化？A. 热敏电阻B. 光电二极管C. 霍尔效应传感器D. 超声波传感器6. 传感器的线性度是指什么？A. 输出信号与输入信号之间的比例关系B. 输出信号与输入信号之间的非线性关系C. 传感器在特定输入下的输出变化范围D. 传感器在不同输入下的性能稳定性7. 在嵌入式系统中，常用的传感器类型有哪些？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压力传感器D. 所有以上选项8. 以下哪种传感器不属于能量转换型传感器？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 位置传感器D. 压力传感器9. 在传感器网络中，传感器节点的主要功能是什么？A. 数据采集和传输B. 数据处理和存储C. 数据分析和预测D. 数据整合和优化10. 以下哪种传感器在工业自动化中有广泛应用？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压力传感器D. 湿度传感器11. 传感器的基本特性不包括以下哪一项？A. 灵敏度B. 分辨率C. 重复性D. 抗干扰能力12. 以下哪种传感器不是基于物理原理工作的？A. 光电传感器B. 热敏传感器C. 压阻式压力传感器D. 电容式湿度传感器13. 传感器的线性度表示传感器输出与输入之间的线性关系。
2008年10月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术试卷(课程代码 2202)一、单项选择题(本大题共l2小题，每小题2分，共24分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或多选均无分1．在传感器及检测系统的静态特性指标中，表达其对输入量变化的反应能力的是【】A．量程 B．重复性C．灵敏度 D．线性度2下列指标中，属于传感器动态特性指标的是【】A．灵敏度 8．线性度C．过载能力D．幅频特性3．传感器中直接感受被测量的部分是【】A．转换元件 B．敏感元件C．转换电路 D．调理电路4．用电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50 r／min时，输出感应电动势的频率为50Hz，则测量齿轮的齿数为【】A．60 8．120C．180 D．2405．下列测力传感器的类型中，属于发电型的是【】A．电感型 8．电容型C．压磁型 D．应变型6下列线位移传感器中，测量范丽大的类型是【】A．自感式 8．差动变压器式c．电涡流式 D．变极距型电容式7．为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为【】A．编码 B．压缩C．前处理 D．后处理8．热电偶的热电动势包括【】A．接触电动势和温差电动势 8．接触电动势和非接触电动势C．非接触电动能和温差电动势 D．温差电动势和汤姆逊电动势9．在四倍细分的光栅位移传感器中，根据两路信号的相位差辨别方向时，相位差值不能是【】A．45。
B．90。
C．I 35。
D．I80。
10．封装在光电隔离耦合器内部的是【】A．两个发光二极管 8．两个光敏三极管C一个光敏二极管和一个光敏三极管 D．一个发光二极管和一个光敏三极管11．由RC网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为【】A．1 8．2C．3 D．412．信号的方差小，表示信号的【】A．波动范围小 8．波动范围大C平均功率小D．平均功率大二、填空题(本大题共l2小题．每小题l分，共l2分)请在每小题的空格中填上正确答案。
2001年l0月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术 试卷(课程代码2202)本试卷共5页，满分100分，考试时间150分钟。
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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
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 ） 2．属于传感器动态特性指标的是（ D ）A ．压力B ．力矩C ．温度D ．厚度 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 ．0.301B ．0.303C ．0.308D ．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（ B ）U0M/2n =2.5/210A ．1.22mVB ．2.44mVC ．3.66mVD ．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（ Ａ）Ｐ１７６－１７７A ．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 ）Ｐ１８４A ．2X(f 3) B ．23X(f 3) 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。
可编辑修改精选全文完整版1、测量系统的静态特性指标主要有2、被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的______特性。
3、霍尔元件灵敏度的物理意义是4、算式是计算传感器________的公式，当S在传感器的测量范围内为常量时，说明该传感器是________。
5、涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________。
6、热电偶所产生的热电动势是电动势和电动势组成的，其表达式为7、半导体应变片以________效应为主，它的灵敏度系数比金属应变片的______。
8、横向效应使应变式传感器的电阻丝灵敏系数变_______。
空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用________式电容传感器。
9、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，从而引起，这种现象称为，相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生，这种现象称为10、压电陶瓷起初并没有压电效应，经过________处理后才具有压电效应。
11、电阻应变片式传感器按制造材料可分为材料和材料。
12、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和三类1、电阻应变片阻值为120，灵敏系数2K，沿纵向粘贴于直径为m05.0的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量211 /102mNE，3.0，（1）求钢柱受N4108.9拉力作用时应变片电阻的变化量R 和相对变化量R R (；（2）又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，问受同样拉力作用时应变片电阻的相对变化量为多少？2、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=5mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.5mm。
已知试真空的介电常数等于8.854×10-12 F/m，求：（1）极板未移动时，电容的初始电容值。
（2）极板沿不同方向移动时，传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数1ε，真空的介电常数F/m108548ε120.）。
课程综合考试，合计分数70分一、判断题（正确打√标记，错误打×标记，每题1分，共10分）1．（√）传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。
2．（×）某位移传感器的测量量程为1 mm，分辨力为0. 001 mm，这说明传感器的灵敏度很高，其灵敏度为0.1%。
3．（×）传感器A采用最小二乘法拟合算得线性度为±0.6%，传感器B采用端点直线法算得线性度为±0.8%，则可以肯定传感器A的线性度优于传感器B。
4．（×）无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。
5．（×）幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。
6．（×）如果电容传感器的电缆丢失了，更换另一根电缆后，可以不必对测量系统重新进行标定，也可直接使用。
7．（×）压电式力传感器既可以测量静态力，也可以测量动态力。
8．（√）热电偶的工作机理是导体的热电效应，而热电势的产生必须具备两个条件，即两种导体材质不同且两个节点的温度不同。
9．（×）由于光敏电阻的光照特性是非线性的，因此不宜用做测量元件。
但由于光敏电阻的响应时间很短，因此可以用做高速光电开关。
10．（×）光纤是利用光的折射原理工作的，光纤由纤芯和包层构成，且纤芯的折射率小于包层的折射率。
二、选择题（请选择一个适合的答案，每小题1分，本题共10分）1．（①）车间条件下测量大型机床工作台的位移（行程为20 m)，可采用：①光栅传感器；②电容传感器；③电涡流传感器。
2．（②）为一个旋转式机械分度装置增加数显系统，可采用的角度传感器为：①增量式编码器；②绝对式编码器；③电容传感器。
3．（①）对生产流水线上的塑料零件进行自动计数，可采用的传感器为：①光电传感器；②霍尔传感器；③电涡流传感器。
4．（②）在线测量高速回转零件的主轴径向偏摆量，可采用：①差动变压器；②电涡流传感器；③压电式传感器。
5．（②）下列哪类传感器具有防水功能？①电阻应变式传感器；②电涡流传感器；③电容式传感器。
6．（①）为了在报纸印刷的高速生产流水线上监测印刷缺陷，可以采用哪一种传感器？①面阵CCD传感器；②线阵CCD传感器；③硅光电池。
7．（③）一个小型光学仪器中用于测量光斑二维位置变化（x-y）的传感器可采用：①线阵CCD传感器；②面阵CCD传感器；③PSD传感器。
8．（③）绝对式编码器的码制绝大多数采用：①二进制码；②十进制码；③格雷码（循环码）。
9．（②）下列电感传感器中，哪种传感器的输出特性是线性的？①变气隙型；②变面积型；③螺管型。
10．（③）电容式液位传感器属于下列哪种型式？①变极距型；②变面积型；③变介质型。
三、简答题（共64分共20分）1．什么是传感器？包含哪些方面含义，传感器由哪三个部分组成？答：传感器（Transducer/Sensor）的定义是：“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或装置”。
定义包含的意思：①传感器是测量装置，能完成检测任务；②它的输入量是某一种被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；③它的输出量是某种物理量，这种量应便于传输、转换、处理、显示等等，这种量不一定是电量，还可以是气压、光强等物理量，但主要是电物理量；④输出与输入之间有确定的对应关系，且能达到一定的精度。
输出量为电量的传感器，一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件：将敏感元件的输出转换成一定的电路参数。
有时敏感元件和转换元件的功能是由一个元件（敏感元件）实现的。
基本转换电路：将敏感元件或转换元件输出的电路参数转换、调理成一定形式的电量输出。
2．下图是热敏电阻的伏安特性曲线，a.请对曲线进行分析；b.用该热敏电阻测量温度时，应该利用曲线的哪一段，说明原因；c.用该热敏电阻测量风速或流量时，应该利用曲线的哪一段，说明原因。
0Ia I m I（电流）V答：a. 将热敏电阻接上一个电流源，并在它两端测得端电压，可得到热敏电阻的伏安特性。
0－a段：电流小于Ia，功耗小，电流不足以使热敏电阻发热，元件上的温度基本是环境温度。
此时热敏电阻相当于一个固定电阻，电压与电流之间符合欧姆定律。
a－b段：随着电流增加，热敏电阻功耗增加，导致电流加热引起热敏电阻自身温度超过环境温度（介质温度），其阻值降低，因此出现非线性正阻区，电流增长速度＞阻值减小的速度。
c－d段：随着电流增加，为Im时，电压达到最大值，电流继续增加，热敏电阻本身加热更为剧烈，阻值迅速减小，阻值减小的速度大于电流增加的速度，出现c－d段负阻区。
b. 用0－a段进行测温。
电流不足以使热敏电阻发热，热敏电阻的阻值变化只与被测量的环境有关。
c. 用c－d段测量风速或流量，风速或流量可以使热敏电阻的热量消耗，而消耗的热量与风速或流量有关。
3．理想情况下，金属应变片的输出电阻是应变的一元函数，但实际上应变片输出电阻还和温度有关，即ΔR/R=F(ε，t)，请叙述电阻应变片温度的补偿方法和补偿原理。
答：电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿和应变片自补偿两大类。
线路补偿法电桥补偿是最常用且效果较好的线路补偿。
测量应变时，工作应变片R1粘贴在被测试件表面上，补偿应变片RB粘贴在与被测试件材料完全相同的补偿块上，且仅工作应变片承受应变。
当被测试件不承受应变时，R1和RB又处于同一环境温度为t的温度场中，调整电桥参数使之达到平衡，此时有当温度升高或降低Δt=t-t0时，两个应变片因温度而引起的电阻变化量相等，电桥仍处于平衡状态。
应变片的自补偿法这种温度补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的。
根据温度自补偿应变片的工作原理，要实现温度自补偿，必须有上式表明，当被测试件的线膨胀系数βg 已知时，如果合理选择敏感栅材料， 即其电阻温度系数α0、灵敏系数K0以及线膨胀系数βs ，满足上式，则不论温度如何变化，均有ΔRt/R0=0，从而达到温度自补偿的目的。
4．简述光纤的基本结构，并基于几何光学的原理，以阶跃光纤为例说明其传光过程。
答：1. 光纤的结构，由纤芯、包层和外套三部分组成。
阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上发生突变，如图所示。
光线的传播，依靠光在纤芯和包层界面上发生的内全反射现象。
斯乃尔定理（Snell's Law ）指出：当光由光密物质（折射率大）入射至光疏物质（折射率小）时，发生折射，其折射角大于入射角。
即n 1＞n 2时， ϕ2 ＞ ϕ1 。
临界条件是：)(00s g K ββα--=包层外套5．分析电容传感器边缘效应产生的原因，画图给出消除其影响的措施，并进行论述。
答：理想条件下，平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间，这仅是简化电容量计算的一种假定。
实际上在电容器的边缘电力线是不均匀的，这样就产生了边缘效应。
① 为克服边缘效应，首先应增大初始电容量C 0，即增大极板面积，减小极板间隙。
② 在结构上增设等位环来消除边缘效应。
原理：等位环安放在上面电极外，且与上电极绝缘组等电位，这样就能使上电极的边缘电力线平直，两极间电场基本均匀。
而发散的边缘电场发生在等位环的外周不影响工作。
6．试论述热电偶中间导体定律，并证明之。
说明其作用。
答：在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要其两端的温度相等，第三导线的引入不会影响热电偶的热电势。
等位环 电极边缘电场边缘电场BT 0TBT 0 TA0T 0AB e 0()AC e T 0()CB e T 00(,)C e T T 00(,)()TA A T A e T T T dTσ=⎰导体两端的电势差：0(,)()TB B T B e T T T dTσ=⎰导体两端的电势差：211arcsin C n n ϕϕ⎛⎫≥= ⎪⎝⎭0110sin sin n n θθ=此定律具有特别重要的实用意义，因为用热电偶测温时必须接入仪表(第三种材料)，根据此定律，只要仪表两接入点的温度保持一致(T 0 )仪表的入就不会影响热电势。
而且A 、B 结点的焊接方法也可以是任意的。
四、（6分）若某光栅的栅线密度为50线/mm ，主光栅与指示光栅之间的夹角为θ=0.01rad 。
（1） 求其形成的莫尔条纹间距B H 是多少？ （2） 说明莫尔条纹生成原理及特点。
答：（1）分辨力∆ =栅距W =1mm/50=0.02mm=20μmB H ≈W /θ= 0.02mm/0.01=2mm（2）在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹角θ。
在两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，莫尔条纹间距 可见莫尔条纹的宽度B H 由光栅常数与光栅夹角决定[][]0000000000000(,)()(,)()()(,)()()()(,)(,)ln ln ln ()()()ln ()()AB AB B AC CB A AB AC CB B A T A A CB A T BC B T AB A T B e T T e T e T T e T e T e T T e T e T e T e T T e T T n n n T T T T T dTe n e n e n n T T T T dTe n κκκσσκσσ=+---=--+-=--+-=-+-⎰⎰0000(,)()0T C C T C e T T T dT σ==⎰导体两端的电势差：00000()ln ()lnA AC C C CB BT n T e T en T n e T en κκ==端接触电势：()lnA AB Bn TT e T en κ=端接触电势：光学放大作用：由上式可知，虽然光栅常数W 很小，但只要调整夹角θ，即可得到很大的莫尔条纹的宽度B ，起了放大作用。
放大倍数：1/θ均衡误差作用：由大量栅线共同形成的莫尔条纹对光栅栅线的刻线误差有均衡作用，提高了测量精度。
连续变倍作用：光栅的栅距是固定的，不同的倾斜角θ将可获得相应宽度的莫尔条纹，当θ连续变化时，考虑到光学放大作用，莫尔条纹的宽度也是连续变倍地变化。
因此，可用改变θ的大小来选择任意粗细的莫尔条纹。
五、（12分）试论述（1）霍尔片不等位电势产生的原因及其补偿方法；（2）若霍尔片采用恒流源供电，为补偿温度误差，采用在输入回路并联电阻，若已知霍尔元件灵敏度温度系数为α，霍尔元件输入电阻温度系数为β，温度t 0时的输入电阻为R i0，霍尔元件灵敏度系数为K H0；温度t 1时的输入电阻为00[1()]it i R R t t β=+-，霍尔元件灵敏度系数为00[1()]Ht H K K t t α=+-，请画图并推导并联的电阻R P 的大小。
