1传感器技术基础习题
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传感器基础知识单选题100道及答案解析1. 传感器能感知的输入量的最小变化量称为()A. 分辨率B. 灵敏度C. 精度D. 线性度答案:A解析:分辨率是指传感器能感知的输入量的最小变化量。
2. 下列不属于传感器静态特性指标的是()A. 重复性B. 固有频率C. 线性度D. 迟滞答案:B解析:固有频率属于传感器的动态特性指标。
3. 传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度称为()A. 线性度B. 灵敏度C. 重复性D. 分辨率答案:A解析:线性度描述的是实际关系曲线偏离拟合直线的程度。
4. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合的现象称为()A. 线性度B. 重复性C. 迟滞D. 灵敏度误差答案:C解析:迟滞指传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合。
5. 衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间不一致的程度的指标是()A. 线性度B. 迟滞C. 重复性D. 灵敏度答案:C解析:重复性是衡量同一工作条件下,特性曲线不一致的程度。
6. 以下哪种传感器属于物性型传感器()A. 电容式传感器B. 电感式传感器C. 压电式传感器D. 电阻应变式传感器答案:C解析:压电式传感器是利用某些物质的压电效应制成,属于物性型传感器。
7. 属于结构型传感器的是()A. 光电式传感器B. 霍尔式传感器C. 压电式传感器D. 热敏电阻答案:B解析:霍尔式传感器是基于霍尔效应,属于结构型传感器。
8. 传感器的线性范围越宽,则其量程()A. 越小B. 越大C. 不变D. 不确定答案:B解析:线性范围宽,意味着能测量的输入量的范围大,即量程越大。
9. 下列对传感器的动态特性描述正确的是()A. 输入量随时间变化缓慢时的特性B. 输入量为常量时的特性C. 输入量随时间快速变化时的特性D. 以上都不对答案:C解析:动态特性是指输入量随时间快速变化时传感器的特性。
10. 传感器的频率响应特性是指()A. 传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性B. 传感器在单位时间内的响应特性C. 传感器在不同温度下的响应特性D. 传感器在不同压力下的响应特性答案:A解析:频率响应特性指传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性。
传感器考试及答案一、单项选择题1. 传感器的静态特性不包括以下哪一项?A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 响应时间答案:D2. 传感器输出信号的稳定性是指:A. 传感器输出信号随时间的变化B. 传感器输出信号随温度的变化C. 传感器输出信号随电源电压的变化D. 传感器输出信号随时间不发生变化的能力答案:D3. 传感器的量程是指:A. 传感器能够测量的最小值B. 传感器能够测量的最大值C. 传感器能够测量的最小值和最大值之间的范围D. 传感器的灵敏度答案:C4. 传感器的灵敏度是指:A. 传感器输出信号与输入量之间的比例关系B. 传感器输出信号与输入量之间的线性关系C. 传感器输出信号与输入量之间的变化率D. 传感器输出信号与输入量之间的相位关系答案:C5. 传感器的分辨率是指:A. 传感器能够检测到的最小变化量B. 传感器输出信号的最大值C. 传感器输出信号的稳定性D. 传感器输出信号的线性度答案:A二、多项选择题6. 传感器的动态特性包括以下哪些方面?A. 响应时间B. 频率响应C. 相位延迟D. 线性度E. 灵敏度答案:ABC7. 以下哪些因素会影响传感器的稳定性?A. 温度B. 湿度C. 电源电压D. 材料老化E. 环境振动答案:ABDE8. 传感器的线性度可以通过以下哪些方式来提高?A. 校准B. 补偿C. 滤波D. 放大E. 非线性化处理答案:ABE9. 传感器的量程扩展可以通过以下哪些方法实现?A. 放大B. 校准C. 分段测量D. 非线性化处理E. 滤波答案:ACD10. 传感器的抗干扰能力可以通过以下哪些措施来增强?A. 屏蔽B. 接地C. 滤波D. 隔离E. 放大答案:ABCD三、判断题11. 传感器的灵敏度越高,其测量精度就越高。
(错误)12. 传感器的稳定性是指在一定时间内,传感器输出信号不发生变化的能力。
(正确)13. 传感器的量程扩展可以通过简单的放大来实现。
(错误)14. 传感器的分辨率是指传感器能够测量的最大值。
传感器技术考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、以下哪种传感器常用于测量温度?()A 电容传感器B 电感传感器C 热电偶传感器D 压电传感器2、电阻应变式传感器的工作原理是基于()A 电阻应变效应B 压电效应C 热电效应D 磁电效应3、能够测量位移的传感器不包括()A 光栅传感器B 霍尔传感器C 电感式传感器D 电容式传感器4、下列哪项不是传感器的静态特性指标()A 线性度B 灵敏度C 频率响应D 重复性5、光电传感器的工作基础是()A 光电效应B 电磁感应C 压电效应D 霍尔效应6、以下哪种传感器适用于测量微小的压力变化?()A 压阻式压力传感器B 电容式压力传感器C 电感式压力传感器D 应变式压力传感器7、超声波传感器是利用()来工作的。
A 超声波的反射B 超声波的折射C 超声波的衍射D 超声波的干涉8、湿度传感器通常基于以下哪种物理量的变化来测量湿度?()A 电阻B 电容C 电感D 电压9、智能传感器与传统传感器的主要区别在于()A 精度更高B 具备信号处理能力C 体积更小D 价格更低10、以下关于传感器的说法,错误的是()A 传感器可以将非电量转换为电量B 传感器的输出信号通常是标准的电信号C 传感器的精度越高越好D 传感器的响应时间越短越好二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、传感器通常由_____、_____和_____三部分组成。
2、按照工作原理,传感器可分为_____、_____、_____等类型。
3、电容式传感器根据改变电容的方式不同,可分为_____、_____和_____三种。
4、热电偶产生的热电势由_____和_____两部分组成。
5、光电传感器按照接收光的方式不同,可分为_____、_____、_____和_____四类。
6、常用的压力传感器有_____、_____、_____和_____等。
7、测量位移的传感器中,_____传感器精度高,_____传感器测量范围大。
传感器技术绪论习题一、单项选择题1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是 B ;A. 应变式传感器B. 化学型传感器C. 压电式传感器D. 热电式传感器2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和 C 两个组成部分;A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和C ,构成信息技术的完整信息链;A. 汽车制造技术B. 建筑技术C. 传感技术D.监测技术4、传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和 A 三大类;A. 生物型B. 电子型C. 材料型D. 薄膜型5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展,其中,典型的传感器智能化结构模式是B ;A. 传感器+通信技术B. 传感器+微处理器C. 传感器+多媒体技术D. 传感器+计算机6、近年来,仿生传感器的研究越来越热,其主要就是模仿人的D 的传感器;A. 视觉器官B. 听觉器官C. 嗅觉器官D. 感觉器官7、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为B ;A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤8、传感器主要完成两个方面的功能:检测和D ;A. 测量B. 感知C. 信号调节D. 转换9、传感技术与信息学科紧密相连,是C 和自动转换技术的总称;A. 自动调节B. 自动测量C. 自动检测D. 信息获取10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是 AA.应变式传感器B.速度传感器C.化学型传感器D.能量控制型传感器二、多项选择题1、传感器在工作过程中,必须满足一些基本的物理定律,其中包含ABCD;A. 能量守恒定律B. 电磁场感应定律C. 欧姆定律D. 胡克定律2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科,涉及ABC 等多方面的综合技术;A. 传感检测原理B. 传感器件设计C. 传感器的开发和应用D. 传感器的销售和售后服务3、目前,传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用,以下领域采用了传感技术的有:ABCD ;A. 工业领域B. 海洋开发领域C. 航天技术领域D. 医疗诊断技术领域4、传感器有多种基本构成类型,包含以下哪几个ABCA. 自源型B. 带激励型C. 外源型D. 自组装型5、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按输入量分B. 按工作原理分C. 按输出量分D. 按能量变换关系分6、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按输入量分B. 按工作原理分C. 按构成分D. 按输出量分7、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按基本效应分B. 按工作原理分C. 按构成分D. 按输出量分8、传感技术的作用主要体现在:ABCDA.传感技术是产品检验和质量控制的重要手段B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用C.传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步9、传感技术的研究内容主要包括:ABCA.信息获取B.信息转换C.信息处理D.信息传输10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面:ABCDA.提高与改善传感器的技术性能B.开展基础理论研究C.传感器的集成化D.传感器的智能化三、填空题1、传感技术与信息学科紧密相关,是自动检测和自动转换技术的总称;2、传感技术是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术性学科;3、传感器要完成的两个方面的功能是检测和转换;4、传感器按构成原理,可分为物性型和结构型两大类;5、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路等三部分组成;6、传感器能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;7、按输入量分类,传感器包括位移传感器、速度传感器、温度传感器压力传感器、等;8、传感器的输出量有模拟量和数字量两种;9、根据传感技术涵盖的基本效应,传感器可分为物理型、化学型和生物型;10、传感器是能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传感器,通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成;11、传感器是能感受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;是实现传感功能的基本器件;12、传感器技术的共性,就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物,将非电量输入转换成电量输出;13、由传感器的定义可知,传感器要完成两个方面的功能:检测和转换;因此传感器通常由敏感元件和转换元件组成;14、传感技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施;15、根据传感器的构成,可以将传感器分为物性型和结构型;四、简答题1、什么是传感器传感器的共性是什么2、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用3、请简述传感器技术的分类方法;4、请谈谈你对传感技术的发展趋势的一些看法;5、试述传感器的定义、共性及组成;传感器的特性习题一、单项选择题1、衡量传感器静态特性的指标不包括 C ;A. 线性度B. 灵敏度C. 频域响应D. 重复性2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是A ;A. 时域响应B. 线性度C. 零点漂移D. 灵敏度3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是 A ;A. 延迟时间B. 上升时间C. 峰值时间D. 响应时间4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是 B ;A. 延迟时间B. 上升时间C. 峰值时间D. 响应时间5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是 CA.线性度、灵敏度、阻尼系数B.幅频特性、相频特性、稳态误差C.迟滞、重复性、漂移D.精度、时间常数、重复性6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是 BA.迟滞、灵敏度、阻尼系数B.幅频特性、相频特性C.重复性、漂移D.精度、时间常数、重复性7、不属于传感器静态特性指标的是 BA.重复性B.固有频率C.灵敏度D.漂移8、传感器的静态特性,是指当传感器输入、输出不随 A 变化时,其输出-输入的特性;AA.时间B.被测量C.环境D.地理位置9、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持 C 关系的一种度量;A.相等B.相似C.理想比例D.近似比例10、回程误差表明的是在 C 期间输出-输入特性曲线不重合的程度;A.多次测量B.同次测量C.正反行程D.不同测量二、多项选择题1.阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些ABCA.上升时间B.响应时间C.超调量D.重复性2.动态响应可以采取多种方法来描述,以下属于用来描述动态响应的方法是:BCDA.精度测试法B.频率响应函数C.传递函数D.脉冲响应函数3. 传感器静态特性包括许多因素,以下属于静态特性因素的有ABCD ;A.迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有:ABCDA.灵敏度B.非线性度C.回程误差D.重复性5.一般而言,传感器的线性度并不是很理想,这就要求使用一定的线性化方法,以下属于线性化方法的有: ABDA.端点线性B.独立线性C.自然样条插值D.最小二乘线性三、填空题1、灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值;2、系统灵敏度越高,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越差;3、漂移是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象;4、传感器的灵敏度是指在稳态信号下输出量变化对输入量变化的比值;6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移;7、一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和__ 动态特性__,才能完成信号无失真的转换;9、阶跃响应特性是指在输入为阶越函数时,传感器的输出随时间的变化特性;常用响应曲线的上升时间、响应时间、超调量作为评定指标;11、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv ,其灵敏度为60mv/mm ;四、简答题1、什么是传感器的静态特性它有哪些性能指标如何用公式表征这些性能指标2、什么是传感器的动态特性其分析方法有哪几种3、什么是传感器的静特性主要指标有哪些有何实际意义4、什么是传感器的基本特性传感器的基本特性主要包括哪两大类解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标;要求每种特性至少列出2种常用指标五、计算题1、试求下列一组数据的端点线性度:2、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差一组测试数据如下表示;电阻式传感器习题一、单项选择题1、为减小或消除非线性误差的方法可采用B ;A. 提高供电电压B. 提高桥臂比C. 提高桥臂电阻值D. 提高电压灵敏度2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的 C ;A.不变B. 2倍C. 4倍D. 6倍3、通常用应变式传感器测量 C ;A. 温度B.密度C.加速度D.电阻4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是A ;A.导电材料电阻率的变化B.导电材料几何尺寸的变化C.导电材料物理性质的变化D.导电材料化学性质的变化5、产生应变片温度误差的主要原因有A ;A.电阻丝有温度系数B.试件与电阻丝的线膨胀系数相同C.电阻丝承受应力方向不同D.电阻丝与试件材料不同6、电阻应变片的线路温度补偿方法有 B ;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7、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8、关于电阻应变片,下列说法中正确的是 DA.应变片的轴向应变小于径向应变B.金属电阻应变片以压阻效应为主C.半导体应变片以应变效应为主D.金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形拉伸或压缩的大小而发生相应的变化的现象称为金属的B ;A.电阻形变效应B.电阻应变效应C.压电效应D.压阻效应10、 D 是采用真空蒸发或真空沉积等方法,将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片;这种应变片灵敏系数高,易实现工业化生产,是一种很有前途的新型应变片;A.箔式应变片B.半导体应变片C.沉积膜应变片D.薄膜应变片11、由 A 和应变片.以及一些附件补偿元件、保护罩等组成的装置称为应变式传感器;A.弹性元件B.调理电路C.信号采集电路D.敏感元件12、直流电桥平衡的条件是 A ;A 相临两臂电阻的比值相等B 相对两臂电阻的比值相等C相临两臂电阻的比值不相等D 所有电阻都相等13、直流电桥的平衡条件为 BA.相邻桥臂阻值乘积相等B.相对桥臂阻值乘积相等C.相对桥臂阻值比值相等D.相邻桥臂阻值之和相等二、填空题1、单位应变引起的电阻值变化量称为电阻丝的灵敏度系数;2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响;3、直流电桥平衡条件是相邻两臂电阻的比值相等;4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是正比关系;5、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时, 工作应变片粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的补偿块上,且补偿应变片不承受应变;6、半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大;7、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灵敏度的作用;8、电阻应变式传感器的核心元件是电阻应变片,其工作原理是基于应变效应;9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的电阻变化量转换成电量的变化,以便方便地显示被测非电量的大小;10、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, 同时还能起到温度补偿的作用;11、应变式传感器是由弹性元件和电阻应变片及一些附件组成的;12、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;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;13、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化,为显示与记录应变的大小,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的_ __ 信号调节电路_,一般采用测量电桥;14、电阻应变片的温度误差是由环境温度的改变给测量带来的附加误差,其产生的原因有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响;15、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用直流电桥或交流电桥;16、减小或消除非线性误差的方法有提高桥臂比和采用差动电桥;其中差动电桥可分为半桥差动和全桥差动两种方式;三、简答题1、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理;2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因;3、什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种各自的输出电压如何计算4、简述电阻应变计产生热输出温度误差的原因及其补偿方法;5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施;6、金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理;8、请简要一下解释压阻效应;四、计算题1、在半导体应变片电桥电路中,其一桥臂为半导体应变片,其余均为固定电阻,该桥路受到ε=4300μ应变作用;若该电桥测量应变时的非线性误差为1%,n=R2/R1=1,则该应变片的灵敏系数为多少2、图中,设负载电阻为无穷大开路,图中E=4V, R1=R2=R3=R4=100Ω;1R1为金属应变片,其余为外接电阻,当R1的增量为△R1=Ω时,试求电桥的输出电压Uo;2R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的极性和大小都相同,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo;3R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的大小为△R1=△R2=Ω,但极性相反,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo;3、图中,设电阻应变片R1的灵敏度系数K=,未受到应变时,R1=120Ω;当试件受力F时,应变片承受平均应变ε=800μm/m;试求:1应变片的电阻变化量△R1和电阻相对变化量△R1/R1;2将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出的电压及其非线性误差; 3如果要减小非新性误差,应采取何种措施并分析其电桥输出电压及非线性误差大小;4、一应变片的电阻R=120 Ω,k=,用作应变片为800μm/m的传感元件;①.求ΔR/R和ΔR;②.若电源电压U=3V,惠斯登电桥初始平衡,求输出电压U0;11、一个直流应变电桥如图5-38;已知:R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2;求:1当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少2当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性的应变,为什么5、一个直流应变电桥如图a所示,已知R1=R2=R3=R4=R=100Ω, E=4V,电阻应变片灵敏度S=2;求:1当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化ΔR1/R=1/100时,输出电压为多少2当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2能否感受同样极性的应变,为什么3若要测量图b所示悬臂梁的受力F, 四个臂全部为应变片,请在梁上标出R1、R2、R3、R4应变片粘贴的位置;6、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未受应变时,Rx = 100;当试件受力F时,应变片承受平均应变ε= 1000μm/m,求:1应变片电阻变化量Rx和电阻相对变化量Rx/Rx ;2将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差; 3若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取哪些措施分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小;电感式传感器习题一、单项选择题1、电感式传感器的常用测量电路不包括 C ;A. 交流电桥B. 变压器式交流电桥C. 脉冲宽度调制电路D. 谐振式测量电路2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时,下列说法不正确的是 C ;A. 衔铁上、下移动时,输出电压相位相反B. 衔铁上、下移动时,输出电压随衔铁的位移而变化C. 根据输出的指示可以判断位移的方向D. 当衔铁位于中间位置时,电桥处于平衡状态3、对于差动变压器,采用交流电压表测量输出电压时,下列说法正确的是 D ;A. 既能反映衔铁位移的大小,也能反映位移的方向B. 既能反映衔铁位移的大小,也能消除零点残余电压C. 既不能反映位移的大小,也不能反映位移的方向D. 既不能反映位移的方向,也不能消除零点残余电压5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有 B ;A.直流电桥B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路D.运算放大电路6、通常用差动变压器传感器测量 C ;A.位移B.振动C.加速度D.厚度7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有 C ;A.直流电桥B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路D.运算放大电路二、多项选择题BCDE2、电感式传感器可以对 A BCDE 等物理量进行测量;A位移B振动C压力D流量E比重3、零点残余电压产生的原因是ABCA传感器的两次级绕组的电气参数不同B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称C磁性材料磁化曲线的非线性D环境温度的升高三、填空题1、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的,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自感系数的变化,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;2、对变隙式差动变压器,当衔铁上移时,变压器的输出电压与输入电压的关系是反相;3、对螺线管式差动变压器,当活动衔铁位于中间位置以上时,输出电压与输入电压的关系是同频同相;4、产生电涡流效应后,由于电涡流的影响,线圈的等效机械品质因数下降;5、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变压器的基本原理制成的,其次级绕组都用顺向串接形式连接,所以又叫差动变压器式传感器;6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与衔铁位移量的矛盾;这点限制了它的使用,仅适用于微小位移的测量;三、填空题7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于中间位置时,输出电压应该为零;实际不为零,称它为零点残余电压;8、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电路;9、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、铁芯和衔铁等三部分组成;10、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时,实际输出仍然存在一个微小的非零电压,该电压称为零点残余电压;11、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互感系数的变化,并通过测量电路将自感系数或互感系数的变化转换为或电流的变化,从而将非电量转换成电信号的输出,实现对非电量的测量;12、电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式;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;13、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增加①增加,②减少;四、简答题1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理;2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关怎样改善其非线性怎样提高其灵敏度3、差动变压器式传感器有几种结构形式各有什么特点4、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么怎样减小和消除它的影响5、何谓电涡流效应怎样利电用涡流效应进行位移测量6、说明变磁阻式电感传感器的主要组成和工作原理;7、为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器有更大的测位移范围8、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同;9、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型;电容式传感器习题一、单项选择题1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将 B ;A. 保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时,将引起传感器的DA.灵敏度K0增加B.灵敏度K0不变C.非线性误差增加D.非线性误差减小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 B ;A.灵敏度会增加B.灵敏度会减小C.非线性误差增加D.非线性误差不变4、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用 C ;A.变间隙式B.变面积式C.变介电常数式D.空气介质变间隙式5、电容式传感器通常用来测量D ;A.交流电流B.电场强度C.重量D.位移6、下列不属于电容式传感器测量电路的是DA.调频测量电路B.运算放大器电路C.脉冲宽度调制电路D.相敏检波电路7、电容式传感器做成差动结构后,灵敏度提高了A 倍A.1 B.2 C.3 D.0二、多项选择题1、电容式传感器中输入量与输出量关系为线性的有ABA.变面积型电容传感器B.变介质型电容传感器C.变电荷型电容传感器D.变极距型电容传感器2、电容式传感器信号转换电路中, AB 用于单个电容量变化的测量A.调频电路B.运算放大电路C.二极管双T型交流电桥D.脉冲宽度调制电路三、填空题1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量;2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变极距型电容式传感器、变面积型电容式传感器和变介质型电容式传感器;3、变极距型电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量;4、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成反比关系;5、电容式传感器中,变介电常数式多用于液位的测量;电容式传感器中,变面积式常用于较大的位移量的测量;6、变间距电容传感器的灵敏度与电容极板初始距离成反比,所以适合于微小位移的测量;变面积式电容传感器的灵敏度与位移量成正比,所以不适合微小位移的测量;7、电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量;三、填空题8、电容式传感器利用了将非电量的变化转化为电容量的变化来实现对物理量的测量;9、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除②①变面积型,②变极距型, ③变介电常数型外是线性的;10、电容式传感器将非电量变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量,广泛应用与位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量;11、移动电容式传感器动极板,导致两极板有效覆盖面积A发生变化时,将导致电容量变化,传感器电容改变量与动极板水平位移成线性关系、与动极板角位移成线性关系;12、忽略边缘效应,变面积型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性线性、非线性,变介质型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性线性、非线性,变极距型电容式传感器输入量与输出量的关系为非线性线性、非线性;13、变极距型电容传感器做成差动结构后,灵敏度提高了1 倍,而非线性误差转化为平方关系而得以大大降低;四、简答题1、根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型每种类型各有什么特点各适用于什么场合2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性3、电容式传感器有哪几种类型差动结构的电容传感器有什么优点4、简述电容式传感器的工作原理与分类;5、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些提高其灵敏度可以采取哪些措施,带来什么后果6、根据电容传感器的工作原理说明它的分类,电容传感器能够测量哪些物理参量。
For personal use only in study and research; not for commercial use复习资料二:传感器技术基础复习题一、填空题1、传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
2、传感器的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分,一种是按传感器的工作原理来分。
3、传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性三种性能来描述。
4、传感器的动态特性主要是最大超调量δp和响应时间ts5、温度的测量方法,通常按感温元件是否与被测物接触而分为接触式测量和非接触式测量两大类。
6、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。
7、接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触就可以进行检测的位置开关。
8、按工作原理来分,用于检测各种金属的接近开关是高频振荡型9、按工作原理来分,用于检测各种导电或不导电的液体或固体的接近开关是电容型10、按工作原理来分,用于检测所有不透光物质的接近开关是光电型11、按工作原理来分,用于检测不透过超声波物质的接近开关是超声波型12、按工作原理来分,用于检测导磁金属的接近开关是霍尔型二、选择题1、电阻应变片传感器是利用金属和半导体材料的( B )而制成的。
A、光电效应B、应变效应C、热敏效应D、电磁效应2、热电偶传感器是利用( C )的原理而制成的A、光电效应B、应变效应C、热电效应D、电磁效应3、传感器是将各种( B )转换成电信号的元件。
A)数字量B)非电量C)直流电量D)交流脉冲量4、下列传感器中属于模拟量传感器的是( B )。
(A)脉冲编码器(B)热电偶、(C)压力开关(D)温度开关5、检测各种非金属制品,应选用( A )型的接近开关。
(A)电容(B)永磁型及磁敏元件(C)高频振荡(D)霍尔6、传感器按信号形式划分有( ABDE ).A、开关量输出B、模拟量输出c、电阻输出D、数字量输出E、脉冲量输出7、在恒压供水系统中,安装在出水管上的压力传感器的作用是检测(C )水压力。
传感器考试题目及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要功能是什么?A. 数据存储B. 数据处理C. 数据采集D. 数据传输答案:C2. 温度传感器通常用于测量什么?A. 压力B. 湿度C. 温度D. 速度答案:C3. 下列哪个不是传感器的分类?A. 电阻式传感器B. 电容式传感器C. 电感式传感器D. 机械式传感器答案:D4. 光电传感器主要利用哪种物理效应?A. 光电效应B. 霍尔效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:A5. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器的稳定性B. 传感器的响应速度C. 传感器的输出信号与输入量变化的比例D. 传感器的精度答案:C6. 应变式传感器通常用于测量什么?A. 力B. 光C. 温度D. 湿度答案:A7. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器输出与输入之间的线性关系B. 传感器的稳定性C. 传感器的响应速度D. 传感器的精度答案:A8. 哪种传感器常用于测量液体的流速?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 湿度传感器答案:C9. 传感器的动态特性是指什么?A. 传感器对静态输入的响应B. 传感器对动态输入的响应C. 传感器的稳定性D. 传感器的精度答案:B10. 传感器的分辨率是指什么?A. 传感器能检测到的最小变化量B. 传感器的响应速度C. 传感器的输出信号与输入量变化的比例D. 传感器的精度答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 传感器的静态特性包括哪些?A. 灵敏度B. 线性度C. 稳定性D. 响应速度答案:ABC2. 下列哪些因素会影响传感器的性能?A. 环境温度B. 湿度C. 电源电压D. 材料老化答案:ABCD3. 传感器的动态特性通常包括哪些?A. 响应时间B. 频率响应C. 稳定性D. 灵敏度答案:AB4. 传感器的输出信号可以是哪些形式?A. 电压B. 电流C. 频率D. 电阻答案:ABCD5. 传感器的分类依据有哪些?A. 测量对象B. 转换原理C. 应用领域D. 结构形式答案:ABCD三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述传感器在工业自动化中的作用。
传感器考试题目及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要功能是什么?A. 数据存储B. 数据处理C. 数据采集D. 数据传输答案:C2. 以下哪个不是传感器的基本特性?A. 灵敏度B. 稳定性C. 线性D. 存储性答案:D3. 传感器的静态特性通常不包括以下哪一项?A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率答案:C4. 传感器的动态特性主要描述的是传感器的什么能力?A. 响应速度B. 测量范围C. 测量精度D. 稳定性答案:A5. 在温度测量中,通常使用哪种类型的传感器?A. 光电传感器B. 压力传感器C. 温度传感器D. 湿度传感器答案:C6. 传感器的校准是为了什么?A. 提高测量精度B. 增加测量范围C. 减少测量误差D. 延长传感器寿命答案:A7. 传感器的分辨率是指什么?A. 传感器能检测到的最小变化量B. 传感器的最大测量范围C. 传感器的响应时间D. 传感器的稳定性答案:A8. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案:A9. 传感器的稳定性是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器在长时间内保持其性能不变的能力C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案:B10. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器输出与输入之间的线性关系D. 传感器的响应时间答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 传感器的输出信号类型包括哪些?A. 电压信号B. 电流信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:ABCD2. 传感器的分类依据可以是哪些?A. 测量对象B. 测量原理C. 应用领域D. 结构形式答案:ABCD3. 以下哪些因素会影响传感器的性能?A. 环境温度B. 湿度C. 振动D. 电磁干扰答案:ABCD4. 传感器的动态特性包括哪些?A. 响应时间B. 稳定性C. 频率响应D. 相位延迟答案:ACD5. 传感器的静态特性包括哪些?A. 线性度B. 灵敏度C. 分辨率D. 重复性答案:ABCD三、判断题(每题1分,共10分)1. 传感器的灵敏度越高,其测量误差越小。
传感器试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要功能是什么?A. 转换能量B. 检测物理量C. 存储数据D. 处理信息答案:B2. 以下哪个不是传感器的分类?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 速度传感器D. 存储传感器答案:D3. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器的稳定性B. 传感器的响应速度C. 传感器的输出与输入的比例D. 传感器的精度答案:C4. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器的输出与输入成正比的程度B. 传感器的输出与输入成反比的程度C. 传感器的输出与输入无关的程度D. 传感器的输出与输入成指数关系的程度答案:A5. 以下哪个参数不是传感器的性能指标?A. 灵敏度B. 线性度C. 分辨率D. 颜色答案:D6. 传感器的稳定性是指什么?A. 传感器在一定时间内输出的一致性B. 传感器的输出与输入无关C. 传感器的输出与输入成反比D. 传感器的输出与输入成正比答案:A7. 传感器的精度是指什么?A. 传感器的输出与实际值的接近程度B. 传感器的输出与理论值的接近程度C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与输入的线性关系答案:A8. 传感器的分辨率是指什么?A. 传感器能够检测到的最小变化量B. 传感器的输出与输入的比例C. 传感器的输出与输入的线性关系D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案:A9. 传感器的响应时间是指什么?A. 传感器从输入变化到输出稳定所需的时间B. 传感器从输出变化到输入稳定所需的时间C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案:A10. 传感器的动态特性是指什么?A. 传感器在静态条件下的性能B. 传感器在动态条件下的性能C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 传感器是一种能够将______转换为电信号的装置。
答案:非电物理量2. 传感器的输出信号通常需要通过______进行处理和转换。
传感器技术试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要作用是将______转换为电信号。
A. 物理量B. 化学量C. 生物量D. 信息量答案:A2. 光电传感器主要利用的物理效应是______。
A. 霍尔效应B. 光电效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:B3. 热电偶传感器的工作原理是利用了______。
A. 热电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 压电效应答案:A4. 下列哪种传感器不适合用于测量温度?A. 热电偶B. 热敏电阻C. 光电传感器D. 热敏二极管5. 光纤传感器主要利用的是______。
A. 光纤的传导特性B. 光纤的折射特性C. 光纤的反射特性D. 光纤的散射特性答案:A6. 应变片传感器的工作原理是利用了材料的______。
A. 弹性B. 塑性C. 刚性D. 脆性答案:A7. 磁电式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电磁感应B. 磁阻效应C. 霍尔效应D. 压电效应答案:A8. 电容式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电感变化B. 电容变化C. 电阻变化D. 电流变化答案:B9. 压电式传感器的工作原理是利用了材料的______。
B. 压电效应C. 磁阻效应D. 热电效应答案:B10. 光电传感器的输出信号通常为______。
A. 模拟信号B. 数字信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 传感器的灵敏度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:比例2. 传感器的稳定性是指传感器在一定时间内输出信号的______。
答案:不变性3. 传感器的线性度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:线性关系4. 传感器的响应时间是指传感器从输入信号变化到输出信号达到稳定值所需的______。
答案:时间5. 传感器的测量范围是指传感器能够准确测量的输入信号的______。
答案:最大和最小值6. 传感器的分辨率是指传感器能够检测到的最小信号变化量,即输出信号的最小______。
第1章 传感器技术基础
1.1衡量传感器的静态特性主要有那些?说明它们的含义。
答:衡量传感器的静态特性主要有:线性度、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移、静态误差等。
线性度是表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。
回差是反映传感器在正反行程过程中输出-输入取下的不重合程度的指标。
重复性是衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致程度的指标。
灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
阈值是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。
稳定性是指传感器在相当长时间内保持其性能的能力。
漂移是指在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
精度是指传感器在满量程内任一点的输入值相对其理论值的可能偏离程度。
1.2某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下: 铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃;电桥: 0.02V/Ω 放大器: 100(放大倍数) ;笔式记录仪: 0.2cm/V
求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值。
解:(1)测温系统的总灵敏度为0.450.021000.20.18/K cm C =⨯⨯⨯=︒
(2)L
K t
∆=
∆ 记录仪笔尖位移4L cm ∆=时,所对应的温度变化值为:
4
22.220.18
L t C K ∆∆=
==︒
1.3有一只压力传感器的校准数据如下表:
(1)端点法平移直线法线性度; (2)最小二乘法线性度; (3)重复性; (
4)回差; (5)总精度。
解:(1)求端点法平移直线法线性度
如下表所示,求出各个校准点正反行程6个输出电压的算术平均值(最后一个校准点只有3个输出电压的平均值)。
由两个端点的数据,可求出端点直线截距为b =0.0031V ,斜率为
50.99950.0031
0.3985610/2.50
y k V Pa x -∆-=
==⨯∆- ti 出电压的平均值与理论值的差值△y i ,在上表中同时给出。
端点平移直线法是将端点直线平移,让平移后的最大正误差与最大负误差的绝对值相等,即让截距改变为
0.00030
0.00310.002952
b V -+'=+
= 端点平移直线方程即为y kx b '=+,按照该方程重新求实际输出电压平均值与理论值之间的误差,结果如上表所示。
端点平移直线法线性度为
max max ....0.00019
100%100%0.02%0.39856 2.5
L F S F S y y e y kx ∆∆=
⨯=⨯==⨯
(2)求最小二乘法线性度
求出各个校准点正反行程输出电压的算术平均值,将其作为y i ,见下表。
7.5i x =∑, 3.0069i y =∑, 5.5022i i x y =∑,2
13.75i x =∑
522
2
6 5.50227.5 3.0069
0.3985310/()613.757.5
i i i i i i n x y x y k V Pa n x x --⨯-⨯=
=
=⨯-⨯-∑∑∑∑∑ 22
2
2
13.75 3.00697.5 5.5022
0.002986()
613.757.5i
i i
i i
i
i
x y x x y b V n x x -⨯-⨯=
=
=-⨯-∑∑∑∑∑∑
按照y=kx+b 求出各个校准点输出电压的理论值y ti ,并求出实际输出电压的平均值与理论值的差值△y i ,在上表中同时给出。
最小二乘法线性度为
max max ....0.0002
100%100%0.02%0.39853 2.5
L F S F S y y e y kx ∆∆=
⨯=⨯==⨯
(3)求重复性
对于每个校准点,按照贝塞尔公式求得3个正行程数据的标准偏差和3个反行程数据的标准偏差(最后一个校准点是根据3次测量结果按照贝塞尔公式求),如下表所示。
max 计算满量程输出,可得重复性为
max
..
20.0008
100%100%0.16%0.39853 2.5
R F S e y ασ⨯=
⨯=
⨯=⨯
(4)求回差
求出各校准点正行程和反行程输出电压的平均值,见下表。
max 据计算满量程输出,可得回差为
max ..0.0012
100%100%0.12%0.39853 2.5
H F S H e y ∆=
⨯=⨯=⨯
(5)求总精度
0.0020.2%s e ====
1.4有一只温度传感器,其微分方程为
30
30.15+=dy
y x dt
式中,y 为输出电压,mV ;x 为输入温度,℃。
试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。
解:将温度传感器微分方程两边同除以3,得
10
0.05dy
y x dt
+=
与一阶传感器的微分方程dy
y kx dt
τ
+=相比较,可知该传感器的时间常数10s τ=,静态灵敏度0.05/k mV C =︒。
1.5设一力传感器可作为二阶系统来处理。
已知传感器的固有频率为1000Hz ,阻尼比ξ=0.4,问在使用该传感器测量频率为600Hz 正弦变化的外力时会产生多大的振幅相对误差和相位误差?
解:二阶传感器的幅频特性和相频特性分别为
()A ω=
,()
2
2/()arctan
1/n n ξωωϕωωω=--
式中,2n n f ωπ=为固有角频率,2f ωπ=为被测信号角频率。
代入数据,求得()0.947A ω=,()52.7ϕω=-︒
所以,振幅相对误差为()1 5.3%A ω-=-(负值说明实际振幅小于理想振幅),相位误差为52.7-︒(负值说明输出信号的相位落后于输入信号)。
1.6设有两只力传感器均可作为二阶系统处理,固有频率分别为25KHz 和35KHz ,阻尼比均为0.3,今欲测量频率为10KHz 正弦变化的外力,应选用哪一只?并计算所产生的振幅相对误差和相位误差。
解:根据二阶传感器的幅频特性
()A ω=
代入数据,求得用固有频率为25KHz 的传感器测量10KHz 正弦变化的外力时,
1()A ω=1.14;用固有频率为35KHz 的传感器测量10KH z 正弦变化的外力时,2()A ω=1.07。
振幅相对误差:
11()114%A δω=-=,22()17%A δω=-=
所以,应该选用固有频率为35KHz 的传感器。
此时的相位误差为
()
2
2/()arctan
10.21/n n ξωωϕωωω=-=-︒-。