传感器技术与测量期末复习题及答案详解

传感技术期末试题及答案一、选择题1. 下列选项中，不属于传感器常见分类的是：A) 温度传感器B) 湿度传感器C) 压力传感器D) 电视遥控器答案：D) 电视遥控器2. 以下哪种传感器常用于汽车制动系统中，用于测量制动片与刹车盘的接触状态？A) 光电传感器B) 压力传感器C) 加速度传感器D) 接近开关传感器答案：B) 压力传感器3. 以下哪种传感器常用于智能手机中，用于检测设备的倾斜角度？A) 光敏传感器B) 声音传感器C) 加速度传感器D) 温度传感器答案：C) 加速度传感器4. MEMS传感器是指：A) 微型电机驱动的传感器B) 基于微机电系统技术的传感器C) 基于微小声波的传感器D) 基于纳米技术的传感器答案：B) 基于微机电系统技术的传感器5. 传感器的分辨率是指：A) 传感器测量量的精度B) 传感器输出信号的最小变化量C) 传感器的尺寸大小D) 传感器的工作温度范围答案：B) 传感器输出信号的最小变化量二、简答题1. 请简要介绍传感器的基本工作原理。

答案：传感器通过感受外部物理量的变化，并将其转化为与之相关的电信号输出。

传感器的基本工作原理可以分为以下几种类型：电阻式传感器利用材料阻值随物理量变化的特性，如电压、电流或阻值的变化，来测量和监测被测量物的变化；电容式传感器利用电容值随物理量变化的特性，如两个电极之间的距离或电极间的介质介电常数的变化，来测量和监测被测量物的变化；磁敏传感器利用材料磁导率随物理量变化的特性，如磁场的变化，来测量和监测被测量物的磁场强度；压电传感器利用某些压电材料在受力或变形作用下产生电荷或电势变化的特性，来测量和监测被测量物的压力、力或位移等。

2. 请简要说明MEMS传感器相较于传统传感器的优势。

答案：MEMS传感器相较于传统传感器具有以下优势：体积小，重量轻，便于集成在微型设备中；功耗低，延长了电池寿命；成本低，适用于大规模生产；响应时间快，可实现实时控制和反馈；稳定性好，不易受外界噪声干扰；可靠性高，寿命长。

精选全文完整版（可编辑修改）湖州职业技术学院、湖州广播电视大学 2 0 0 4--2005 学年 二 学期 《传感器与检测技术》期末考试试卷(B 卷)一、填空（25%） 1, 系统误差的消除方法有 、 、 和 、 等四种。

2, 电容式传感器的测量电路有 、 、 和 等多种。

3, 测量位移的方法有 、 、 及 和 等多种。

4, 常用的抗干扰技术有 、 、 和 等多种。

5, 传感器的静态特性有 、 、 、 和 五种。

6, 电感式传感器的主要类型有 、 、 等三种。

二、名词解释（15%） 1, 线性度2, 系统误差3,霍尔效应4, 引用相对误差5, 内光电效应三、判断题(10%)1, 由于直接测量精度较低, 因此在高精度检测中不常使用。

( )2, 传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。

( )3, 有一个电阻式传感器, 它在量程为50mV 范围内的最大绝对误差是0.1mV , 则其非线性误差应该是2%。

( ) 4, 直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。

( )5, 热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。

( )装订线四、问答题（30%）1, 画图说明电位器式电阻传感器的工作原理, 导出电阻、电压灵敏度的表达式。

（10%）2, 测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？（10%）3, 说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。

（10%）五、计算题（20%）1, 有一个温度传感器, 其微分方程为: , 其中y----输出电压(mV), x----输入温度(℃), 求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。

（10%）2, 有一受拉轴, 它的弹性模量 E=2×10 11 （N/M）, u=0.4, 四个电阻的标准值均为200（Ω）, 电阻灵敏度K=2, 桥路电压为2伏, 测得输出电压为 5.2（mV）。

要求: 1, 画出由四个电阻组成的全桥电路图；2, 求出轴上的纵向及横向应变。

传感器与自动检测技术一、填空题（每题3分）1、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。

2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。

4、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。

5、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。

6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

11、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，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

12、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，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

13、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，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。

《传感器与检测技术》期末试卷与答案一、单项选择题（每题1分，共15分）1、镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04 mV/℃，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50℃，则热电势大小（）mV。

A、60B、46C、56D、662、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（）mV。

A、5.622B、6.622C、7.622D、8.6223、利用物质的光电效应制成的传感器称为（）A、压电传感器B、光电传感器C、磁电传感器D、温度传感器4、将力学量转换成电压、电流等电信号形式的传感器称为（）A、力敏传感器B、光电传感器C、智能传感器D、电阻传感器5、磁敏传感器中将被测物理量转换为电势的霍尔传感器是利用（）A、压电效应原理B、力学效应原理C、光电效应原理D、霍尔效应原理6、超声波传感器的声波频率（）A、低于16HzB、低于10kHzC、高于10kHzD、高于20kHz7、热电偶在温度测量中应用非常广泛，其工作原理是（）A、热电效应B、光电效应C、磁电效应D、热敏效应8、能够测量大气湿度的传感器称为（）A、温度传感器B、湿度传感器C、光电器件D、热敏元件9、为了检测我们生活环境周围的有害的气体的浓度，常采用（）A、湿度传感器B、温度传感器C、气敏传感器D、力敏传感器10. 以下属于无源型传感器是（）A、发电型B、热电偶C、气敏传感器D、电阻式传感器11. 光电传感器的基本原理是物质的（）A、压电效应B、光电效应C、磁电效应D、热电效应12. 传感器的输出对随时间变化的输入量的响应称为传感器的（）A、动态响应B、线性度C、重复性D、稳定性13. 压磁式传感器的原理是利用铁磁材料的（）A、压电效应B、压磁效应C、光电效应D、霍尔效应14. 超声波在以下介质中传播时强度会发生衰减，其中衰减最大的是（）A、半导体B、石油C、空气D、水15. 下列可实现非接触测量的温度传感器是（）A热膨胀式B、压力式C、热电偶D、比色高温计二、不定项选择题（每题2分，共10分）1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。

中国石油大学（北京）远程教育学院《检测传感技术》期末复习题参考答案一、填空题（本题共计40分，每一填空计2分）1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。

2. 在测试系统中，激励装置的功能是激发隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息转换成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析；显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。

3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。

为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为常数；相频特性呈线性。

对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差小；调整时间短。

4. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。

5. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况；信号的均方值反映随机信号的强度。

6. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。

7. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。

一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。

8. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值；谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。

9. 瞬态信号是在有限时间段存在，属于能量有限信号。

10. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。

11. 一阶测试系统的基本参数是时间常数。

根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和单位阶跃响应，一阶测试系统的基本参数的选取原则是时间常数小。

12. 二阶测试系统的基本参数是固有频率和阻尼比。

13. 金属丝应变片依据应变效应工作；半导体应变片依据压阻效应工作。

14. 压力传感器由弹性敏感元件和机电转换元件两部分组成。

《传感器原理与应用》试题及答案一、名词解释1．传感器2．传感器的线性度3．传感器的灵敏度4．传感器的迟滞5．绝对误差6．系统误差7．弹性滞后8．弹性后效9．应变效应10．压电效应11．霍尔效应12．热电效应13．光电效应14．莫尔条纹15．细分二、填空题1．传感器通常由、、三部分组成。

2．按工作原理可以分为、、、。

3．按输出量形类可分为、、。

4．误差按出现的规律分、、。

5．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

6．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。

7．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。

8．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。

9．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。

10．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩。

11．电容式压力传感器是变型的。

12．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。

13．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。

14．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。

15．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。

16．目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。

17．根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有、、三种基本类型18．热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。

19．光电效应根据产生结果的不同，通常可分为、、三种类型。

20．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。

对线性传感器来说，其灵敏度是。

21．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式传感器、应变式传感器等（任填两个）。

22．采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。

传感器与测试技术习题及答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？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？4．某位移传感器，在输入量变化5 mm 时，输出电压变化为300 mV ，求其灵敏度。

5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ，求系统的总的灵敏度。

6．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。

8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm 2。

试求 10、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受力F 时，应变片承受平均应变4108-⨯=ε，求（1）应变片电阻变化量1R ∆和电阻相对变化量11/R R ∆。

（2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压是多少。

（a ）（b ） 图等强度梁测力系统11、单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。

12、某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t →∞时，输出为100mV;在t=5s 时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。

13. 交流电桥的平衡条件是什么？14．涡流的形成围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响?15．涡流式传感器的主要优点是什么?16．电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？17．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。

问：（1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆，电容的变化量C ∆是多少？（2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=∆时，读数仪表的变化量为多少？18．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。

《传感器与检测技术》期末试题姓名： 班级： 成绩：一、填空：（20分）1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。

（2分）2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。

4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A TT BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-。

在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。

5.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，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。

相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。

（2分）6. 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（①增加②减小③不变）（2分）7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分）8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。

（2分）1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。

2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。

4、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和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。

- 1 -《典型传感器应用》期末试卷(A)1.静态特性是指被测量不随时间变化或随时间缓慢变化的一种输入与输出间的关系。

2.传感器的作用是将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的非电量。

3.实际的弹性元件在加载卸载的正反行程中变形曲线是重合的。

4.传感器特性曲线实际上是十分平滑的曲线。

5.石英晶体的压电效应中，沿着z 轴施加压力，将在x 轴向产生电压。

6.双臂电桥输出的灵敏度是单臂电桥的两倍，全桥输出是双臂电桥的两倍。

7.电荷放大器的一个突出优点是其输出电压与电缆电容无关，电缆可以很长，可以长达数百米，上千米，但其输出灵敏度无明显损失。

8.压电元件的串联与并联两种方式中，并联接法输出电荷量较大。

9.四线制恒流源测量电路中，无论三线制或四线制测量电路，都必须从热电阻感温体的根部引出导线，而不能从热电阻的接线端子上分出。

10.金属热电阻传感器中，铜电阻只能用于高温及无腐蚀的介质中。

11.当热电偶两个接点的温度相同时，不论电极材料相同与否，回路总热电动势均为零。

12.热电动势取决于冷、热接点的温度，还与热电极上的温度分布有关。

13.热电偶冷端温度补偿导线补偿法中，补偿导线起延长热电极的作用，还能消除冷端温度变化对测温的影响。

14.回路中热电动势的方向取决于热端的接触电动势方向或回路电流流过冷端的方向。

15.莫奈条纹有位移的放大作用，当主光栅沿着与刻线垂直的方向移动一个栅距W 时，莫奈条纹移动2个条纹间距B 。

16.磁敏二极管的PN 结有很长的基区，大于载流子的扩散长度。

17.霍尔电动势的大小与霍尔元件的尺寸有关，厚度越厚越适合。

18.霍尔电动势U 的大小与材料的性质有关，金属材料载流子浓度n 越大越合适做霍尔元件。

19.中间温度定律的意义说明可以采取任何方式焊接导线，将热电动势通过导线接至测量仪表进行测量，且不影响测量准确度。

20.霍尔电动势的大小与控制电流及磁场强度有关。

和控制电流及磁场强度成正比，但控制电流不宜过大，否则会烧坏霍尔元件。

传感器与测试技术期末复习题1、什么是测试、信息、信号、传感器？答：测试是具有试验性质的测量。

测试是⼈类认识⾃然、掌握⾃然规律的实践途径之⼀，是科学研究中获得感性材料、接受⾃然信息的途径，是形成、发展和检验⾃然科学理论的实践基础。

信息⼀般理解为消息、情报或知识。

信号是信息的载体。

信息总是通过某种物理量的形式表现出来，这些物理量就是信号。

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、便于应⽤的另⼀种量的测量装置。

2、简述测试⼯作的任务。

答：测试⼯作是为了获取有关研究对象的状态、运动和特征等⽅⾯的信息。

测试⼯作总是根据⼀定的⽬的和要求，获取有限的、观察着感兴趣的某些特定的信息。

测试⼯作总是要⽤最简捷的⽅法获得和研究任务相联系的、最有⽤的、表征特征的有关信息，⽽不是企图获得该事物的全部信息。

3、画出测试系统（不含信号处理功能）的组成框图，并说明各组成部分的作⽤。

答：Array4、传感器是由哪⼏部分组成的？答：传感器⼀般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

5、按传感器的⼯作机理、能量转化⽅式、输⼊量及物理原理四种⽅法，传感器分别是如何分类的？答：按照传感器的⼯作机理，可分为结构型与物性型两⼤类。

按照传感器的能量转化情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器。

按照物理原理分类，可分为：电路参量式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式传感器、波式传感器、热点式传感器、射线式传感器、半导体式传感器、其他原理的传感器等。

按照传感器的输⼊量分类：⼏何量、⼒学、温度、湿度、实践、电量、磁性、光学、声学、射线、化学、⽣理。

6、为满⾜测试要求，对传感器的⼀般要求有哪些？答：1）灵敏度⾼、线性度好；2）输出信号信噪⽐⾼，这要求其内噪声低，同时不应引⼊外噪声；3）滞后、漂移⼩；4）特性的复现性好，具有互换性；5）动态性能好；6）对测量对象的影响⼩，即“负载效应”较低。

作业题：1.测试技术包含测量和试验两⽅⾯，凡需要考查⾷物的状态变化和特征等并对他进⾏定量的描述时，都离不开测试⼯作。