CH9光电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答

附录B 《传感器与自动检测》部分课外作业答案项目19．（1）最大绝对误差为1 ℃（2）示值相对误差分别是5%、1%10．同上题11．由于γx1 = 1.875%、γx2 = 2.5%，因此γx1＜γx2所以选择0～500℃、精度1.5级的温度仪表12．测量结果x =1.099 ± 0.015 MPa（P = 99.73%）13．迟滞误差γH =－0.16%重复性误差γR = 0.13%（需参考相关资料求解）项目22．热端温度t =1192 ℃3．不正确，因为热电势与温度之间的关系为非线性。

正确值应为321℃4．炉子的实际温度t =270 ℃7．温度系数α约为3.88×10-3/℃温度为50℃时的电阻值是119.40项目35．（1）略（2）应变ε=1.52×10-4 m/m、ΔR = 0.04 Ω应变片阻值分别是R1= R4=120.04 Ω、R2= R3=119.96 Ω（3）输出电压U0 = 7.5mV、此时的应变εx=1.25×10-3 m/m在Q点的作用力F =1.46×107 s·h /（l－x）（N）（上式中s为悬臂梁的横截面积、l为悬臂梁的长度、x为应变片到固定端的距离、h为梁的厚度。

此题需参考相关资料求解）项目44．差压ΔP= 7500 Pa、流量q v = 277.49 m3/h项目57．乘积灵敏度K H = 5mv/mA·T8. 转速n = 300 r/min9. 被测电流I x =U H / K H·I c·K B项目67．（1）电容变化量ΔC = 9.87×10-15 F（2）示值变化4.9格8．输出电容值分别为3.54×10-10 F、8.85×10-11 F9．（1）圆筒电容值C = 2.934×10-11 F（2）液位升高后电容变化量ΔC = 1.012×10-12 F。

模块二习题一、填空题1、热敏电阻按其特性来说可分为和。

2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为。

3、热敏电阻的温度特性曲线是的。

4、热敏电阻为传感器温度仪表一般需要校验一次。

5、当焊件加热到的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。

6、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致的方向。

7、可直接用半导体二极管或将半导体三极管接成二极管做成。

8、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性。

9、检测温敏二极管的极性，可以通过进行判断，长脚为正极，短脚为负极。

10、两种不同材料的导体(或半导体)A与B的两端分别相接形成闭合回路，就构成了。

11、当两接点分别放置在不同的温度T和T时，则在电路中就会产生热电动势，形成回路电流，这种现象称为，或称为热电效应。

12、热电偶的三个基本定律为、和。

13、晶体管的与热力学温度T和通过发射极电流存在一定的关系。

14、集成温度传感器则是将晶体管的作为温度敏感元件。

15、电流输出式集成温度传感器的特点是 (或摄氏温度)成正比。

二、选择题1、热敏电阻按其特性来说可分为( )。

A 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻NTCB 正温度系数热敏电阻NTC和负温度系数热敏电阻PTCC 正温度系数热敏电阻ETC和负温度系数热敏电阻NTCD 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻ETC2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为( )。

A -50℃—+300℃B -50℃—+300℃C -50℃—+300℃D -50℃—+300℃3、热敏电阻为传感器温度仪表一般（）需要校验一次。

A 每1—3年B 每2—2.5年C 每1—0.5年D 每2—3年4、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致（）的方向。

A 45°B 45°C 45°D 45°5、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性（）。

传感器与检测技术（第二版）参考答案第1章 检测技术基本知识1.1单项选择:1.B2.D3. A4.B1.2见P1；1.3见P1-P3；1.4见P3-P4；1.5 见P5；1.6 （1）1℃（2）5﹪，1﹪ ；1.7 0.5级、0.2级、0.2级；1.8 选1.0级的表好。

0.5级表相对误差为25/70=3.57﹪, 1.0级表相对误差为1/70=1.43﹪；1.9见P10-P11；1.10见P11- P12；1.11 见P13-P14第2章 电阻式传感器及应用2.1 填空1.气体接触，电阻值变化；2.烧结型、厚膜型；3.加热器，加速气体氧化还原反应；4.吸湿性盐类潮解，发生变化2.2 单项选择1.B 2. C 3 B 4.B 5.B 6. A2.3 P17；2.4 P17；2.5P24；2.6 P24；2.7 P24-P25；2.8 P25；2.9 P26；2.10 P30-312.11 应变片阻值较小；2.12P28，注意应变片应变极性，保证其工作在差动方式；2.16 Uo=4m V ；2.17 P34；2.18 P34；2.19 (1) 桥式测温电路，结构简单。

（2）指示仪表 内阻大些好。

（3）RB:电桥平衡调零电阻。

2.20 2.21 线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好；传感器的延迟时间越短越好；传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。

2.23 P44；2.33 P45第3章 电容式传感器及应用3.1 P53-P56；3.2 变面积传感器输出特性是线性的。

3.3 P58-P59；3.4 P59-P613.5 当环境相对湿度变化时，亲水性高分子介质介电常数发生改变，引起电容器电容值的变化。

属于变介电常数式。

3.6 参考变面积差动电容传感器工作原理。

参考电容式接近开关原理。

3.8 （1）变介电常数式；（2）参P62 电容油料表原理第4章 电感式传感器及应用4.1 单项选择1.B；2.A4.2 P65；4.3 P68；4.4 螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器的自由行程大。

《传感器与检测技术（第2版）》模拟试卷⼆参考答案传感器与⾃动检测技术模拟试卷⼆参考答案试卷⼀⼀、单项选择题（本⼤题共10⼩题，每⼩题2分，共20分）在每⼩题列出的四个选项中只有⼀个选项是符合题⽬要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、C2、D3、A4、C5、C6、A7、A8、D9、B 10、A⼆、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题6分，共30分）1、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？答：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。

传感器的基本组成包括敏感元件和转换元件两部分。

敏感元件是传感器中能直接感受（或响应）被测信息（⾮电量）的元件，起检测作⽤。

转换元件则是指传感器中能将敏感元件的感受（或响应）信息转换为电信号的部分，起转换作⽤。

2、试对下图利⽤霍尔式传感器实现转速测量进⾏解释。

答：转盘的输⼊轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动；固定在转盘附近的霍尔式传感器便可在每⼀个⼩磁铁通过时产⽣⼀个相应的脉冲；检测出单位时间的脉冲数，就可确定被测转速。

3、简述什么是光电导效应？光⽣伏特效应？外光电效应？这些光电效应的典型光电器件各⾃有哪些？答：光电导效应是指在光线作⽤下，半导体材料吸收⼊射光⼦的能量，如果⼊射光⼦的能量⼤于或等于半导体材料的禁带宽度，将激发出电⼦－空⽳对，使载流⼦浓度增加，导电性增加，阻值降低的现象，如光敏电阻。

光⽣伏特效应是指在光线作⽤下，能使物体产⽣⼀定⽅向的电动势的现象，如光电池。

外光电效应是指在光线作⽤下，能使电⼦逸出物体表⾯的现象，如光电管（光电⼆极管、光电晶体管）、倍增管。

4、简述光栅莫尔条纹测量位移的三个主要特点。

答：光栅莫尔条纹测位移的三个主要特点：（1）位移的放⼤作⽤光栅每移动⼀个栅距W 时，莫尔条纹移动⼀个宽度H B ，莫尔条纹的间距H B 与两光栅夹⾓θ的关系为：2sin 2H WW B θθ==≈由此可见，θ越⼩，H B 越⼤，H B 相当于把W 放⼤了1/θ倍。

传感器与自动检测技术仿真试题二参考答案试卷一一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、B2、C3、A4、D5、D6、D7、A8、D9、A 10、D二、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1、什么是直接测量、间接测量和组合测量？答：直接测量：首先对与被测量有确切函数关系的物理量进行直接测量，然后通过已知的函数关系求出该未知量，即需要将被测量值经过某种函数关系变换才能确定被测量值的测量方法。

间接测量：测量过程复杂，测量所需时间较长，需要进行计算才能得出最终的测量结果。

组合测量：在测量中，使各个待求未知量和被测量经不同的组合形式出现，根据直接测量或间接测量所得到的被测量数据，通过解一组联立方程求出未知量的数据的测量方法，即这种测量方法必须经过求解联立方程组才能得出最后结果。

2、画出压电式元件的并联接法，试述其输出电压、输出电荷和输出电容的关系，并说明它的适用场合？答：从作用力看，压电元件是串接的，因而每片受到的作用力相同、产生的变形和电荷数量大小都与单片时相同。

并联接法如图与单片相比，外力作用下正负电极上的电荷量增加了1倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相同。

并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的场合。

3、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响？为消除冷端温度影响可采用哪些措施？答：由热电偶的测温原理可以知道，热电偶产生的热电动势大小与两端温度有关，热电偶的输出电动势只有在冷端温度不变的条件下，才与工作温度成单值函数关系。

实际应用时，由于热电偶冷端离工作端很近，且又处于大气中，其温度受到测量对象和周围环境温度波动的影响，因而冷端温度难以保持恒定，这样会带来测量误差。

为消除冷端温度影响，常用的措施有：①补偿导线法：将热电偶配接与其具有相同热电特性的补偿导线，使自由端远离工作端，放置到恒温或温度波动较小的地方。

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第8章热电式传感器一、单项选择题1、热电偶的基本组成部分是（ )。

A。

热电极 B。

保护管C。

绝缘管 D. 接线盒2、在实际应用中，用作热电极的材料一般应具备的条件不包括( ）。

A. 物理化学性能稳定B. 温度测量范围广C。

电阻温度系数要大 D. 材料的机械强度要高3、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4、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. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D。

减小桥路中电源对热电阻的影响5、目前，我国生产的铂热电阻，其初始电阻值有（ )。

A．30 B．50C．100 D．406、我国生产的铜热电阻，其初始电阻R0为（ ).A．50Ω B．100ΩC．10Ω D．40Ω7、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（）A．－200～850℃ B．－50~850℃C．－200～150℃ D．－200～650℃8、我国目前使用的铜热电阻，其测量范围是（）.A．－200～150℃ B．0~150℃C．－50～150℃ D．－50～650℃9、热电偶测量温度时（）A。

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另外还需要信号调理与转换电路，辅助电源特征等分类，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。

设压力为OHPa时输出为OmV,压力为0. 12MPa时输出最大且为16. 50mV。

解：①求非线性误差，首先要求实际特性曲线与拟合直线之间的最大误差，拟合直线在输入量变化不大的条件下，可以用切线或割线拟合、过零旋转拟合、端点平移拟合等来近似地代表实际曲线的一段(多数情况下是用最小二乘法来求出拟合直线)。

0.1答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。

0.2答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。

②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,通常由敏感元件和转换元件组成。

③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。

④变送器：能输出标准信号的传感器。

1.1解： 1.2解：601051030033=⨯⨯=∆∆=-X U k Cmm S S S S ︒=⨯⨯=⨯⨯=/20.50.22.03211.3解：带入数据得：b kx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=68.0=k 25.0=b1.3拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆1.4解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R 的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)())1(3/t e R t y --=当()3R t y =时⇒22.132ln 3=-=t 当()2R t y =时⇒08.221ln 3=-=t1.5解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似: 1.6解：())1(9010/T t e t y --+=由()505=y ⇒51.895ln 5=-=T ()⎩⎨⎧=--=-5.0)1(2025/T e t y T t ()68.71=y ()36.52=y1.7解：所求幅值误差为1.109,相位滞后n n j s n n n j s s j G ωωξωωωξωωωω21122222+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++==）（()109.110005005.021********211222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n j G ωωξωωω'42331000500110005005.02122121︒-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--tg tg n n ωωωωξϕ'4233︒1.8答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。

综合测试题及参考答案（4套）综合试题一一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、传感器的主要功能是（）。

A. 检测和转换B. 滤波和放大C. 调制和解调D. 传输和显示2、在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（）。

A. 直接测量B. 间接测量C. 组合测量D. 等精度测量3、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( )。

A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥 D．交流不平衡电桥4、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。

A．直流电桥 B．变压器式交流电桥C．相敏检波电路 D．运算放大电路5、实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（）。

A．纯金属 B．非金属C．半导体 D．合金6、光电管和光电倍增管的特性主要取决于（）。

A．阴极材料 B．阳极材料C．纯金属阴极材料 D．玻璃壳材料7、用光敏二极管或三级管测量某光源的光通量时，是根据它们的什么特性实现的( )。

A．光谱特性 B．伏安特性C．频率特性 D．光电特性8、超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的什么特性而工作的（）。

A. 反射B. 折射C. 衍射D. 散射9、下列关于微波传感器的说法中错误的是（）。

A. 可用普通电子管与晶体管构成微波振荡器B. 天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性C. 用电流—电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头D. 可分为反射式和遮断式两类10、用N 型材料SnO 2制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与NO 2接触后（ ）。

A ．电阻值变小B ．电阻值变大C ．电阻值不变D ．不确定二、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1、什么是传感器动态特性和静态特性？简述在什么条件下只研究静态特就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？实现不失真测量的条件是什么？2、分析如图6.1所示自感式传感器当动铁心左右移动时自感L 变化情况（已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S ，磁导率为μ，线圈匝数W 不变）。

第4章电感式传感器四、简答题 1、 答：工作原理：假设：初级绕组W 1a =W 1b =W 1，次级绕组和W 2a =W 2b =W 2。

两个初级绕组的同名端顺向串联，两个次级绕组的同名端则反相串联。

当没有位移时，衔铁C 处于初始平衡位置，它与两个铁芯的间隙有δa 0=δb 0=δ0，则绕组W 1a 和W 2a 间的互感M a 与绕组W 1b 和W 2b 的互感M b 相等，致使两个次级绕组的互感电势相等，即e 2a =e 2b 。

由于次级绕组反相串联，因此，差动变压器输出电压U o =e 2a -e 2b =0。

当被测体有位移时，与被测体相连的衔铁的位置将发生相应的变化，使δa ≠δb ，互感Ma≠M b ，两次级绕组的互感电势e 2a ≠e 2b ，输出电压U o =e 2a -e 2b ≠0，即差动变压器有电压输出， 此电压的大小与极性反映被测体位移的大小和方向。

知识点：差动变隙式电感传感器2、答：变隙式电感传感器的输出特性与衔铁的活动位置、供电电源、线圈匝数、铁芯间隙iU Bo变隙式差动变压器结构有关。

知识点：变隙式电感传感器3、答：为改善变隙式电感传感器的非线性可采用差动结构。

如果变压器的供电电源稳定，则传感器具有稳定的输出特性；另外，电源幅值的适当提高可以提高灵敏度，但要以变压器铁芯不饱和以及允许温升为条件。

增加次级线圈和初级线圈的匝数比值和减小铁芯间隙都能使灵敏度提高。

知识点：变隙式电感传感器4、答：差动变压器式传感器主要有变隙式差动传感器和螺线管式差动变压器两种结构形式。

差动变压器式传感器根据输出电压的大小和极性可以反映出被测物体位移的大小和方向。

螺线管式差动变压器如采用差动整流电路，可消除零点残余电压，根据输出电压的符号可判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向；如配用相敏检波电路，可判断位移的大小和方向。

知识点：差动变压器式传感器5、答：零点残余电压的产生原因：传感器的两次极绕组的电气参数与几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电势幅值不等、相位不同，构成了零点残余电压的基波；由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和，磁滞），产生了零点残余电压的高次谐波（主要是三次谐波）。

一、单选题1.在质量控制中，常用的传感器有（）。

A. 压力传感器B. 温度传感器C. 湿度传感器D. 流量传感器答案：A、B、D2.传感器的工作原理是（）。

A. 变换物理量为电信号B. 变换电信号为物理量C. 变换物理量为光信号D. 变换光信号为物理量答案：A、B3.以下哪种传感器不属于电控传感器（）。

A. 电位器B. 电容器C. 电磁传感器D. 温度传感器答案：B4.常用的检测技术有（）。

A. 激光检测B. 振动检测C. 放射检测D. 声学检测答案：A、B、C、D二、多选题1.激光检测的优点有（）。

A. 精度高B. 快速检测C. 无损检测D. 检测范围广答案：A、B、C、D2.声学检测的优点有（）。

A. 快速检测B. 无损检测C. 检测范围广D. 成本低答案：A、B、D3.放射检测的优点有（）。

A. 精度高B. 快速检测C. 无损检测D. 检测范围广答案：A、B、C、D4.振动检测的优点有（）。

A. 精度高B. 快速检测C. 无损检测D. 检测范围广答案：A、B、C、D三、简答题1.请简要介绍传感器的分类及其工作原理？传感器可以分为电控传感器和非电控传感器两类。

电控传感器是指以电信号为输出的传感器，包括电位器、电容器、电磁传感器等；非电控传感器是指以非电信号为输出的传感器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

传感器的工作原理是将物理量变换为电信号或其他信号，以便检测、测量物理量的变化。

具体而言，传感器的工作原理是将物理量变换为电信号或光信号，从而检测物理量的变化。

2.请简要介绍激光检测的优点？激光检测的优点有：（1）精度高：激光检测的精度高于其他检测技术，可以检测到几微米量级的细微变化；（2）快速检测：激光检测可以快速完成检测任务，可以在几秒钟内完成检测；（3）无损检测：激光检测是一种无损检测技术，可以对物体表面进行检测而不损坏物体；（4）检测范围广：激光检测可以检测到较远距离的物体，检测范围比其他检测技术更广。

CH9光电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答第9章光电式传感器⼀、单项选择题1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏⼆极管3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压⼀定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏⼆极管5、光敏电阻的相对灵敏度与⼊射波长的关系称为（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性6、下列关于光敏⼆极管和光敏三极管的对⽐不正确的是（）。

A. 光敏⼆极管的光电流很⼩，光敏三极管的光电流则较⼤B. 光敏⼆极管与光敏三极管的暗点流相差不⼤C. ⼯作频率较⾼时，应选⽤光敏⼆极管；⼯作频率较低时，应选⽤光敏三极管D. 光敏⼆极管的线性特性较差，⽽光敏三极管有很好的线性特性7、光电式传感器是利⽤（）把光信号转换成电信号。

A. 被测量B. 光电效应C. 光电管D. 光电器件8、光敏电阻的特性是（）A．有光照时亮电阻很⼤ B．⽆光照时暗电阻很⼩C．⽆光照时暗电流很⼤ D．受⼀定波长范围的光照时亮电流很⼤9、基于光⽣伏特效应⼯作的光电器件是（）A．光电管 B.光敏电阻C．光电池 D.光电倍增管10、CCD以（）为信号A. 电压B.电流C．电荷 D.电压或者电流11、构成CCD的基本单元是（）A. P型硅结C. 光电⼆极管电容器12、基于全反射被破坏⽽导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，⽤于探测位移、压⼒、温度等变化。

A.位移B.压⼒C.温度D.光电13、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( )两个重要部件。

A.反射镜B.透镜C.光栅D.光探测器14、按照调制⽅式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将⼀个携带信息的信号叠加到载波光波上。

传感器与自动检测技术作业电信10-1杨文军1006110124第三章3.3 金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻也会相应地变化，其电导率P 并未发生变化。

而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。

压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。

3.5 某一直流电桥，供电电源电动势V E 3=,Ω==10043R R ，1R 和2R 为相同型号的电阻应变片，其电阻均为Ω100，灵敏度系数0.2=K 。

两只应变片分别黏贴于等强度梁同一截面的正、反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000µɛ，试求此时电桥输出端电压O U 。

解：由题意知：分析得差动电桥 因为：)(433221111R R R R R R R R R E U O +-∆-+∆+∆+= 又432121,,R R R R R R ==∆=∆， 所以1121R R E U O ∆=又有11R R ∆=X S K ε；因此：V EK U x S O 015.010*******1216=⨯⨯⨯⨯==-ε 所以：此时电桥输出电压U0=0.015V 。

3.6 哪些因素引起应变片的温度误差，写出相对的误差表达式，并说明电路补偿法的原理。

答：第一，由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。

产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 Δ Rt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。

当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。

第9章光电式传感器一、单项选择题1、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管6、光电式传感器是利用（）把光信号转换成电信号。

A. 被测量B. 光电效应C. 光电管D. 光电器件9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（）A．光电管 B.光敏电阻C．光电池 D.光电倍增管13、现有一个采用4位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是0011，终止位置对应的编码是0101，则该码盘转动的角度可能会是（）A．45° B.60° C.90° D.120°14、一个6位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（）A．5.6° B. 0.17°C．0.016° D. 60°15、采用50线/mm的计量光栅测量线位移,若指示光栅上的莫尔条纹移动了12条,则被测线位移为（）mmA．0.02 B. 0.12 C． 0.24 D. 0.48三、填空题1、光电式传感器由光路及电路两大部分组成。

4、光电传感器的理论基础是光电效应。

通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。

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、光电倍增管；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。

5、计量光栅是利用光栅的光栅栅距现象进行测量的。

6、莫尔条纹有位移放大、辨别运动方向（辨向）和误差平均效应这三个重要特点。

四、简答题1、什么是光电式传感器？答：光电式传感器（或称光敏传感器）：利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。

2、CCD的电荷转移原理是什么？答：如果MOS电容器中的半导体是P型硅，当在金属电极上施加一个正电压U g时，P型硅中的多数载流子（空穴）受到排斥，半导体内的少数载流子（电子）吸引到P-Si界面处来，从而在界面附近形成一个带负电荷的耗尽区，也称CCD势阱。