传感器原理与工程应用考试题库

1 传感器原理及应用试题库 一：填空题（每空1分） 1. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 2. 反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 3. 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

4. 画出达林顿光电三极管内部接线方式：＋UCERL 5. 灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。 6. 线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为 理论线性度 、 端基线性度 、 独立线性度 、 最小二乘法线性度 等。最常用的是 最小二乘法线性度。 7. 根据敏感元件材料的不同，将应变计分为 金属式 和 半导体 式两大类。 8. 利用热效应的光电传感器包含 光---热、 热---电 两个阶段的信息变换过程。 9. 应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 10. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。 11. 传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。 12. 在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 ，入 2

射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 。 13. 光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管。 14. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π²f²τ²) 15. 内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 16. 国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的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。 17. 传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 18. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x 19. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。 20. 根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器 ，化学传感器 ，生物传感器。 P3 21. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器 22. 大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程

传感器原理与应用的试卷一、选择题1.下列属于主动传感器的是：– A. 温度传感器– B. 压力传感器– C. 光敏传感器– D. 雷达传感器2.以下传感器中，能够感知光线强弱的是：– A. 光敏传感器– B. 声音传感器– C. 压力传感器– D. 温度传感器3.按照传感器的原理分类，以下属于电感式传感器的是：– A. 温度传感器– B. 光敏传感器– C. 声音传感器– D. 位移传感器4.以下传感器中，能够测量温度的是：– A. 光敏传感器– B. 压力传感器– C. 温度传感器– D. 位移传感器5.按照传感器测量的物理量分类，以下属于化学传感器的是：– A. 温度传感器– B. 光敏传感器– C. 压力传感器– D. pH传感器二、填空题1.按照传感器的工作原理，传感器可以分为主动传感器和被动传感器两类。

2.按照传感器的测量物理量，传感器可以分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器等多种类型。

3.传感器通过感知环境中的物理量，并将其转换为电信号来实现测量。

4.光敏传感器是一种能够感知光线强弱的传感器。

5.传感器在自动化控制、医疗设备、环境监测等领域有广泛的应用。

三、简答题1.传感器的作用是什么？传感器的作用是感知环境中的物理量，并将其转换为电信号，以供其他设备或系统进行处理和使用。

传感器在自动化控制、医疗设备、环境监测等领域有广泛的应用。

2.请说明主动传感器和被动传感器的区别。

主动传感器是能够主动向外界发射无线电波、声波或电磁波，感知目标物体的特征，并通过接收回波等方式来检测目标物体的存在或某种物理量。

被动传感器则是通过感知环境中的物理量，将其转换为电信号进行测量，但无法主动发射波。

3.请列举三种常见的传感器类型及其应用领域。

–温度传感器：常用于气象观测、工业控制系统等领域。

–压力传感器：常用于汽车、压力容器等领域。

–光敏传感器：常用于照相机、光电开关等领域。

4.请简要说明传感器的工作原理。

《传感器原理与应用》试题整理一、填空：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。

通常用 输入量与输出量的对应关系来表征。

2、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。

3、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的大小。

4W=0.02mm ，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.43㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。

5三类。

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（材料中电子溢出表面的_现象，即 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。

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 T T 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。

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） 磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的。

而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。

霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。

（6分）9. 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）10. 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的。

《第一章传感器的一般特性》1试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定：1）该测速发电机的灵敏度。

2）该测速发电机的线性度。

2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求该热电偶输出的最大值和最小值，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。

6．某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。

《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%，试确定该应变计的灵敏系数。

又若在使用该应变计的过程中，采用的灵敏系数为 1.9，试确定由此而产生的测量误差的正负和大小。

2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时，R l＝R2＝R3＝R4，及U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0，且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样。

在时间t＝0时，在梁的自由端加上一向上的力，然后维持不变，在振荡消失之后，在一稍后的时间t1打开辐射源，然后就一直开着，试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状，并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由。

3．一材料为钢的实心圆柱形试件，直径d＝10 mm，材料的弹性模量E＝2 ×1011N／m2，泊松比μ＝0.285，试件上贴有一片金属电阻应变片，其主轴线与试件加工方向垂直，如图1所示，若已知应变片的轴向灵敏度k x ＝2，横向灵敏度C=4%，当试件受到压缩力F＝3×104N作用时。