当前位置：文档之家 › 电力学院传感器习题卷及答案

电力学院传感器习题卷及答案

  • 格式：doc
  • 大小：424.19 KB
  • 文档页数：9

1 4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V，求该仪器的灵敏度。 解：该仪器的灵敏度为

25.40.55.35.2SmV/mm

5.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 18.02.010002.045.0S cm/℃

（2）记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值为

22.2218.04t℃

6.有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理? 解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。因此，应该选用1.5级的测温仪器。

2. 为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？ 答：因为导体材料的μ虽然很大，但ρ很小，故不宜做成元件，而绝缘材料的ρ虽然很大，但μ很小，故也不宜做成元件。 3. 为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料？ 答：因为在N型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的大，且μn>μp，所以霍尔元件一般采用N型半导体材料。 2

例： 实验室两个组测量两袋米的重量，这两袋米的重量（真值）分别为 10Kg，100Kg；1、2组测量的数据分别为10.1Kg，100.5Kg ①计算两组的绝对误差和相对误差。绝对误差：A=10.1-10;B=100.5-100;相对误差;A/10;B/100 ②评判两个组的测量准确性？（高低）A1.有一温度计，它的测量范围为0~200 ℃ ，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为__ __ __。 A. 1℃ B.0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2.欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%。问：若选用量程为250V电压表，其精度应选用哪一级？若选用量程为300V和500V的电压表，其精度应分别选用哪一级？ 0.5 ;0.2 ;0.2 3.已知待测力约为70N,现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0~500N,另一只为1.0级，测量范围为0~100N。问：选用哪一只测力仪表标好？为什么？ 4.有一温度计，它的测量范围为0~200℃ ，精度为0.5级，求： 5.（1）该表可能出现的最大绝对误差。1℃ 6.（2）当示值分别为20℃ 、100℃时的示值相对误差。5％ ; 1％ 案例1： 某数控机床的主刀头行程范围：0~250cm，试在电阻式、电容式、电感式三类位移传感器中选用适合的一种来测量其行程距离。

案例2： 电子显微镜上下微调移动距离如何测量？试在电阻式、电容式、电感式三类位移传感器中选用适合的一种来测量其行程距离。

例1：用压电加速度传感器和电荷放大器测量振动加速度，如果加速度传感器的灵敏度为80PC/g （g为标准重力加速度=9.8m/s²），电荷放大器的灵敏度为20mv/PC，当振动加速度为5g时，求：S1=80PC/g :S2=20mv/PC:若输入X=5g时y=s1*s2*x=8000mv=8v 电荷放大器的输出电压为多少？ 此电荷放大器的反馈电容为多少？U0=q/Cf—Cf=U0/q=10^-12/20*10^-3=50*10^-12F=50pF

例2：用石英晶体加速度计测量机器的振动，已知加速度计的灵敏度SQ为5PC/g，电荷放大器的灵敏度SU为50mv/PC，当机器的振动达到最大加速度值时，相应的输出电压幅值为2V，试求该机器的振动加速度。U=q*su由u=2v可知q=40pc,而q=a*5PC/g可得a=8g *案例分析： 1.日用的电子秤重计运用什么力传感器？电阻应变式力传感器 2.车床测量车刀切削力运用的是什么力传感器?压电传感器 结露传感器 ：近年来，结露传感器的应用使磁带录像机(VTR)转轴、汽车的车窗玻璃、建材及其它精密机器等的结露问题得到解决。由树脂和导电粒子组成的膜状结构的结露传感器，其原理基于吸收水份后，导电粒子的间隔扩大，电阻增大，并且结露传感器的电路具有开关特性。这种传感器能在结露等恶劣环境下长期使用。 *问题分析： 1.氯化锂湿度传感器把湿度转化成什么电信号？电阻 2.哪一种半导体陶瓷型湿度传感器性能最好？Mgcr20‘一sn02半导体陶二瓷型湿敏元件 3.用于检测录像机和照相机结露的湿度传感器 ？A.电解质型湿度传感器 B.半导体陶瓷型 3

湿度传感器 C.有机高分子湿度传感器 1.什么叫N型半导体，特征是什么？什么叫P型半导体，特征是什么？ 2.什么什么叫做还原性气体？都有哪些？ 叫做氧化性气体？都有哪些？ 3.当N型气敏元件遇到氧化性气体时电阻上升或下降？当N型气敏元件遇到还原性气体时电阻上升或下降？P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。 N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。 特征：N渗入微量的五价元素：主要靠电子导电；自由电子是多数载流子，空穴是少数载子子。P渗入微量的三价元素：主要靠空穴导电；自由电子是少数载流子，空穴是多数载子。

1.在光线作用下能使物体的 电阻率 的现象称为内光电效应，基于内光电效应的光电元件有 半导体光敏电阻 、光敏电阻、光敏三极管、光敏晶闸管等。 2.光敏电阻的工作原理是基于 。 A外光电效应 B内光电效应 C压电效应 D光生伏特效应 3.在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于 。 A外光电效应 B内光电效应 C光电发射 D光导效应 4.当一定波长入射光照射物体时，反应该物体光电灵敏度的物理量是 。 A红限 B量子效率 C逸出功 D普朗克常数 5.光敏三极管的结构，可以看成普通三极管的 用光敏二极管替代的结果。 A集电极 B发射极 C集电结 D发射结 7.用光敏二极管或光敏三极管测量某光源的光通量时，是根据它 们的 实现的。 A光谱特性 B伏安特性 C频率特性 D光电特性 4

红外线传感器 1.室温环境下 D 是使用最广泛的红外线传感器 A热敏电阻红外线传感器 B热电偶红外线传感器 C热电堆红外线传感器 D热释电红外线传感器 2.菲涅耳透镜可以提高 D 的接收灵敏度 A热敏电阻红外线传感器 B热电偶红外线传感器 C热电堆红外线传感器 D热释电红外线传感器 3.上题提高的灵敏度可达到 10倍 。：练习 1.电阻应变式力学传感器的原理：它是由 弹性敏感元件与电阻应变片构成。弹性元件在感受被测力时将产生变形，其表面产生应变。粘贴在其表面的电阻应变片将随着变形，因此电阻值也产生相应的变化，测量出电阻变化值就可以推算出被测力的大小。 2.通常用应变式传感器来测量（ D ） A.温度 B.密度 C.加速度 D.电阻 3.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转化为（D）的输出。 A. 电阻 b.电容 C.电感 D.电压 4.应变片为什么要进行温度补偿？因为被测定物都有自己的热膨胀系数，所

以会随着温度的变化伸长或缩短。因此如果温度发生变化，即使不施加外力贴在被测定物上的应变片也会测到应变。

5．什么叫压电效应？压电材料有哪些？压电效应：某些电介质在沿一定的

方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其皮相上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。 无机压电材料：压电晶体和压电陶瓷 石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。 5

有机压电材料：聚偏氟乙烯（PVDF）

7.为什么压电压力传感器是预测动态压力，不适合侧静态压力。因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

R1ＥＵ０R2

R3R4

R1

R2

Ｆ

6.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=4V， 试求：（1）输出U0 =0的条件是什么？ 当R1=R2=R3=R4=120Ω， （2）R1为电阻应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为⊿R1=1.2Ω时，电桥输出电压U0=? (3) R1和R2都为电阻应变片，两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后，R1,、R2

感受应变的极性相反，且⊿R1=⊿R2的绝对值=1.2Ω，试求

此时电桥输出端电压U0 。 6

R1ＥＵ０R2

R3R4

R1

R2

Ｆ

练习： 9.霍尔电势UH与磁感应强度B、控制电流I、霍尔元件灵敏度KH的关系是UH=__BIKH__。 A. 霍尔电势UH正比于磁感应强度B B. 霍尔电势UH正比于控制电流I C. 霍尔电势UH正比于灵敏度KH D. 霍尔电势UH=KH B I 10.为什么有些导体材料和绝缘材料均不宜做成霍尔元件？ 因为导体材料的U大，p小；绝缘体的则反，所以不适合。 8.常用的半导体光电元件有哪些？他们的电路符号是如何？

光敏二极管，光敏三极管，光电池。

合集下载

传感器期末考试试题及答案

传感器期末考试试题及答案


有 InSb,Hg0.8Cd0.2Te 等材料。
3．在用光开关检测物体的系统中，指出输出电压的时间波形。（5 分） 答：光进入受光器输出电压为 0V，光不进入，输出 6V，所以右图为所示波形。 4．由光电二极管二维阵列组成面型传感器进行图像检测，对图像的分辨率由光电二极 管的个数决定，试说明理由。（5 分） 答：面型传感器由许多销的单元构成二维平面，其中每一个小单元都是一个光电二极 管，称为像素。用面型传感器测量物体的形状所得的图像的分辨率最高只能是一个像 素。如果所测得图像长为 l ，对应 N 个像素，分辨率为 l/N。假设 N 为 200，则分辨 率最高只能使 1/200。 5．高温加热的钢板为红色，当温度继续升高时变为白色，试说明原因。（5 分） 答：与温度相对应，物体放射出具有一定波长分布的光，高温时，所有波长的能量增 大，波长分布的峰值向短波长方向移动。对应于黑体的波长分布可由普朗克分布规则 求得。1000。C 的钢板，波长分布的峰值在近红外区域，发出的光波长在 0.6μm 以 上，属于可视光的红光区域，因此看到的光呈现红色。温度升高使得波长分布的峰值 向短波方向移动。可视光的短波成分增加，可视光所有波长成分混合使钢板颜色接近 白色。 6．试举坑内甲烷气体量传感器的例子。（5 分）试举工厂排水污浊监视用传感器的例 子。试举汽车排气成分调整用传感器的例子。 答：接触燃烧式气体传感器。氧气传感器。氧气气体传感器。 7．已知某压力传感器的测定范围为 0～10000Pa，输入特性表示为 y=10(x0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗？（5 分） 答：dy/dx=1-0.00014x。微分值在 x<7143Pa 时为正，x>7143Pa 时为负，故不能使 用。 8．某 CO2 气体传感器在 20。C，浓度范围为 0～100ppm 时的输入特性表示为 Rx=x+250(kΩ), 用差动法回答以下问题（其中 R1=10MΩ,E=2V）: （15 分）
《传感器与检测技术》复习题库-简答计算

《传感器与检测技术》复习题库-简答计算

1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。

2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答：它们的区别主要是直流电桥用直流电源，只适用于直流元件，交流电桥用交流电源，适用于所有电路元件。

3.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。

答：通常采用电桥电路作为测量电路。

为了克服环境温度的影响常采用下图所示的三导线四分之一电桥电路。

由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果tt R R 21=，则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消。

R 1R 2R 3R 4R tR 1ˊˊR 2热电阻的测量电路4.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。

解：单臂时40U K U ε=，所以应变为1时66010*******--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；双臂时20U K U ε=，所以应变为1时660104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；全桥时U K U ε=0，所以应变为1时60108-⨯=U /V ，应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。

从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。

5.采用阻值R =120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片与阻值R =120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。

《传感器原理》练习题及答案解析

《传感器原理》练习题及答案解析

《传感器原理》练习题及答案解析1.测得某检测装置的一组输入输出数据如下表，试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度。

带入数据得：68.0=k 25.0=bbkx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i ii 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 ∑-∑∑∑-∑∑=∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%2.被测电压的实际值为10V ，现有150V,0.5级和15V, 2.5级两只电压表，选择哪一只表误差较小？ 150V 表的最大误差为：15V 表的最大误差为：故选择15V 表误差较小3.用MF-30型普通万用表的DC.5V挡及25V挡分别测量高内阻等效电路（25kΩ与5V电压源串联）的输出电压。

已知DC.V.挡的电压灵敏度20kΩ /V,精度为2.5级，试计算：a)由于仪表本身精度造成的相对误差；b)由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差；c)综合最大相对误差；d)分析误差因素的影响。

①仪表本身精度造成的相对误差：5V档：25V档：②由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差：5V档：25V档：③综合最大相对误差：5V档：25V档：④仪表的精度和仪器的内阻都会在测量时产生系统误差。

4.设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2厘米，若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73％的置信概率下（±3 ），对被测物体的最小估计区间。

105)2.109.91.100.108.9(11=++++==∑=n i i x n xx x v i -=1 分别为-0.2 0 0.1 -0.1 0.2 051=∑=i i υ 16.011ˆ12=-=∑=n i iv n σ48.0ˆ3=σ没有坏值072.05ˆˆˆ===σσσn x x =10±3x σˆ=10±0.216 ( cm )5.今有一种电涡流式位移传感器。

传感器分析题及答案

传感器分析题及答案

传感器分析题及答案⼀、填空题1. 传感器的特性⼀般指输⼊、输出特性，有动、静之分。

静态特性指标的有、、、等。

（灵敏度、分辨⼒、线性度、迟滞误差、稳定性）2. 对于测量⽅法，从不同的⾓度有不同的分类，按照测量结果的显⽰⽅式，可以分为模拟式测量和数字式测量。

3. 对于测量⽅法，从不同的⾓度有不同的分类，按照是否在⼯位上测量可以分为在线测量和离线式测量。

4. 对于测量⽅法，从不同的⾓度有不同的分类，按照测量的具体⼿段，可以分为偏位式测量、微差式测量和零位式测量。

5.某0.1级电流表满度值100m x mA ，测量60mA 的绝对误差为 ±0.1mA 。

6、服从正态分布的随机误差具有如下性质集中性、对称性、有界性。

7. 硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光电流在很⼤范围内与照度与呈线性关系。

8. 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，其次级绕组都⽤差动形式连接，所以⼜叫差动变压器式传感器。

9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。

10、电容式传感器中，变极距式⼀般⽤来测量微⼩的位移。

11. 压电式传感器具有体积⼩、结构简单等优点，但不适宜测量频率太低的被测量，特别是不能测量静态值。

12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相⽐,线性得到改善灵感度提⾼⼀倍、测量精度⾼。

（温度，频率变化相互抵消）13、热电偶冷端温度有如下补偿⽅法：冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥补偿法和仪表机械零点调整法。

14．空⽓介质变间隙式电容传感器中，提⾼其灵敏度和减少⾮线性误差是⽭盾的，为此实际中⼤都采⽤差动式电容传感器。

15.从原理来分，电容式传感器结构类型有：变⾯积式、变极距式、变介电常数式。

16.变极距式电容传感器的电容变化与极板间距之间的关系是成⾮线性关系，为了减⼩这种关系带来的测量误差，常采⽤差动结构来解决。

17. 电涡流式传感器分反射式和透射式两种，透射式是采⽤低频（选“⾼频”或“低频”）的激励⽅式。