传感器与检测技术汇总.docx

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传感器与检测技术汇总

（一）填空题

1.传感器一般由（）、（）和（）组成。

2.测试装置的静态特性指标有（）、（）和（）等。

3.将被测量转换成与之相对应的、容易传输和处理的装置，称为（）。

4.如果所测的信号不随时间变化，这种测试称为（）测试。

如果所测试的信号随时间变化很快，这种测试称为（）测试。

5.非线性度是表示传感器的校准曲线（）的程度。

6.一个理想的传感器，应具有（）、（）输入-输出关系。

7.传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的（）越小。

8.按输出信号的性质，可将传感器分为（）型、（）型和（）型。

9.传感器的测量范围，指在允许的误差限内，其（）值的范围。

10.传感器的响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持（）条件。

11.动态测量中，传感器的（）特性对测量结果有直接影响。

选用传感器时，应充分考虑到（）特点。

12.在机电一体化系统中，运动部件的被测参数，如位移、速度等，往往需要（）测量。

13.对传感器进行静态标定的目的，是给出（）、（）和（），计算传感器的（）。

14.静态标定系统的关键，是（）器及（）系统。

15.动态标定的目的，是检验测试传感器的（）指标。

16.在机电一体化系统中，外部信息传感器主要检测系统的（）状态。

它与（）的作用相对应。

（二）选择题（含单项选择及多项选择）

1.测试工作的任务是从复杂的信号中提取（）。

A.正弦信号B.频域信号C.有用信息D.干扰噪声信号

2.传感器的静态指标有（）等。

A.线性度B.灵敏度C.固有频率D.滞差

3.传感器的灵敏度高，表示该传感器（）。

A.工作频带宽B.线性范围宽

C.单位输入量引起的输出量大D.允许的输入量大

4.（）传感器属于有源型传感器。

A.压电式B.热点式C.电感式D.电容式

5.二阶系统的动态参数是（）。

A.线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数

5-6

（一）填空题

1.发电型（能量转换型）传感器是将被测非电量直接转换为（）的传感器，如（）、（）传感器。

2.若电位计式线位移传感器的有效总长度为L，对应的总电阻为R，则该传感器的电阻灵敏度K

=（）。

若该线性绕电位计的线间间隔为50（圈/mm），则分辨力为（）。

3.莫尔条纹移动一个间距B

光栅尺相对移动一个（）。

它们之间的关系是（）。

4.若铁磁材料组成的磁路长度为ι，截面积为A，导磁率为μ，则磁路磁阻为（）。

铁磁材料的磁导率与（）有关。

5.某线圈的匝数为N，则电感L=（）。

6.变间距δ型电容传感器的灵敏度K=（），采用差动结构的目的是（）。

7.直线式感应同步器有关系式θ

=（2π/W）x,式中，W是（），θ

（），x是（）。

8.涡流传感器的线圈与被测金属体的距离减小时，互感系数M将（），等效电阻R将变（）。

9.当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是（）磁头，且输出电势的幅值由（）所决定。

10.差动变压器式位移传感器的输出电压是一个调幅波，其幅值取决于（），频率取决于（），相位与（）有关。

（二）选择题（含单项选择及多项选择）

1.线绕电位计传感器测量位移的分辨力与（）有关，其电阻灵敏度与（）有关，电压灵敏度与（）有关。

A.总电阻B.外加电源UiC.有效长度LD.电阻丝直径

2.电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，电路处于（）状态，输出电压（）。

A.并联谐振B.串联谐振C.最小D.最大

3.差动变压器式位移传感器的输出电压是（）。

A.调频波B.脉冲波C.调幅波D.两个次级绕组输出电势的差值

4.在尘埃、油污、温度变化较大，并伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时，传感器选用必须首先考虑（）因素。

A.响应特性B.灵敏度C.稳定性D.精确度

5.在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是（）传感器。

A.压电式B.电阻式C.电涡流式D.电容式

6.电感式和电容式传感器采用差动联接的目的是（）。

A.改善线性度B.提高固有频率C.提高精度D.提高灵敏度

7.在光栅式位移传感器中，为了分辨小于栅距W的位移量，必须采用（）电路。

A.放大B.辨向C.微分D.细分

8.常用于测量大位移的传感器有（）。

A.光栅式B.应变电阻式C.磁栅式D.感应同步器

9.涡流式传感器可以作为位移、振动测量，还可以作为（）等。

A.测厚仪B.材质鉴别C.速度测量D.无损探伤E..面积测量

（三）简明回答下列问题

1.哪些传感器可选作小位移传感器？

2.哪些位移传感器常以数字量输出，因而称为数字式位移传感器。

3.试比较光栅传感器、磁栅传感器、感应同步器在工作原理上、输出信号上、处理电路上的相似性。

4.电位计式位移传感器的线性度与什么有关？

5.差动变压器式位移传感器的：

①输出信号是什么波形？

②灵敏度与什么有关？

电压灵敏度的量纲是什么？

③被测位移量的方向由教材图2-18中什么环节反映？

④对初级绕组的励磁电压有什么要求？

6.涡流传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？

涡流传感器能否测量大位移量？

为什么？

7.电涡流传感器除了能测量量位移外，还能测量哪些非电量？

8.什么是差动式电感传感器和差动变压器式传感器的零点残余电压？

可采用哪些办法减少和消除？

15-17

（一）填空题

1.直流测速发电机的电枢感应电动势

正比于（）。

空载时，输出电压与（）相等。

负载时，输出电压与（）有关。

2.直流测速发电机的输出特性值（）与（）的关系。

对一定的测速发电机，不同的（），输出特性的斜率亦不同。

在电压式加速度传感器中，质量块的作用是（）。

在教材图3-6所示的转速传感器中，齿盘的作用是（）。

利用点涡流位移传感器测量转速时（教材图3-8），被测轴上的齿盘的材料必须是（）。

选择题（含单项选择及多项选择）

为了提高测速发电机的灵敏度，应该（）。

﹥﹥

B.

=

C.

﹤﹤

D.尽量减少

对电压式加速度传感器，希望其固有频率（）。

尽量低些B.在120（Hz）左右C.在400（Hz）左右D.尽量高些

为是电缆的长度不影响电压式传感器的灵敏度，应选用（）放大器。

电压B.电荷C.微分D.积分

压电式传感器前置放大器的主要作用是（）。

把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出

把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出

放大传感器的输出信号

调制传感器的输出信号

对传感器的输出信号进行检波

变磁通感应式转速传感器在测量轴的转速时，其齿盘应该用（）材料制成。

金属B.导磁C.塑料D.导电

压电式加速度传感器是（）传感器。

发电型B能量转换型C.参量型D.适宜测量静态金浩的

E.适宜测量动态信号的

计算与思考题

用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动，若传感器灵敏度为7（pC/g）（g为重力加速度），电荷放大器灵敏度为100（mV/pC），试确定输入a=3g是系统的输出电压。

某他励直流测速发电机电枢绕组的电阻

=5（Ω），在n=500（r/min），负载电阻R=100（Ω）时，测得输出电压为5（V）。

①求该电动机的

、C与电枢电流

。

②n=1000（r/min）时的输出电压、电枢电流计输出转矩、功率（不考虑机械效率）。

利用电涡流位移传感器的电荷放大器测量机器的振动。

已知传感器的灵敏度为200（pC/g），电荷放大器的灵敏度为10（mV/pC）,测得输出电压的峰值

=0.6（V）。

①求机器振动加速度的最大值

。

②电荷放大器的反馈电容

为多少？

③假定振动为正弦波，并已知频率为50HZ，求振动速度v（t）。

根据励磁电流的种类，测速发电机分为几类？

机电一体化系统对测速发电机有哪些要求？

直流测速发电机在转速不变的条件下，电枢电势

与哪些因素有关？

输出电压又与哪些因素有关？

试比较教材图3-6变阻式转速传感器与教材图3-8利用电涡流式位移传感器测转速在原理上的异同点。

在教材图3-2中，当转速超过一定值时，直流测速发电机的输出特性有下垂现象（图中虚线部分），其主要原因是什么？

10.压电式加速传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什么

23-25

习题

1.半导体应变片以（）效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的（）倍。

2.电阻应变片的电阻相对变化率与（）成正比。

3.半导体应变片的电阻变化基于半导体（）的变化。

4.应变ε=（）

5.直流电桥的平衡条件是（）。

6.柱形弹性元件受力后的应变值ε=F/（SE），式中E是（）。

7.在dR/R=（1+2μ）ε+πEε中，μ是（），π是（）。

8.当转轴的尺寸、材料确定后，转轴两端面的相对转角只与（）有关，且成（）关系。

9.在应变式力传感器中，弹性元件的作用是（）。

10.压电式传感器的上限工作频率应（），下限工作频率与（）有关。

压电式传感器不能测量（）量。

选择题（含单项选择及多项选择）

1.将被测压力转换为电量的有（）传感器，其中（）传感器先通过金属弹性元件将压力转换为位移，再通过位移传感器转换为电参数的变化。

电容式B.电感式C.电压式D.固态压阻式E涡流式

2.将机械能转换为电能的压电效应是（），利用此效应可做成测量（）的传感器。

正压电效应B.逆压电效应C.转速D.流量

E.压力F.加速度G.力

3.电压元件的联接方式有（）,其中（）方式输出电荷量大。

多片串联B.多片并联

4.压电式传感器测量电路有（）,其中能排除电缆电容影响的是（）。

电压放大器B.相敏整流电路C.电荷放大器

D.交流电桥E.RC滤波器

5.测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗（）

（Ω）。

高于B.低于C.等于

6.通常采用的压力敏感元件有（）。

其中，（）常用在电容式、应变式及电压式压力传感器中。

模片B.柱形弹性元件C.波登管

D.波纹管E.梁形弹性元件F.环形弹性元件

7.半导体应变片具有（）等优点。

灵敏度高B.机械滞后小C.线性好

D.横向效应小E.温度稳定性好

压电传感器是高内阻传感器。

因此，要求前置放大器的输入阻抗（）。

8.很低B.很高C.较低D.较高

9.压电晶片的两个工作面上积聚的电荷量与（）成正比。

A.工作面的面积B.作用在晶片上的压强

C.作用在晶片上的力D.晶片厚度

10.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化为（）输出。

A.电阻B.导体C弹性元件D.机器构件

11.将电阻应变片贴在分别不同的（）上，就可以分别做成测力、位移、压力、加速度等物理参数的传感器。

A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器构造

12.电阻片的输入为（）

A力B应变C.速度D加速度

13.应变式扭矩传感器用四个应变片测量扭矩。

四个应变片中的两个粘贴在与轴线成（）的方向上，另外两个粘贴在与轴线成（）的方向。

A.75°B.90°C.45°D.135°

14.将受扭转轴上的电信号与固定测量电路装置相连的专用部件是（）。

A集流环B.整流器C.滤波器

15.通过测扭力轴两端的相对转角测扭矩，有（）扭矩传感器。

A.光电式B.磁电式C.应变式D.电容式

16.将应变片贴在不同的弹性元件上，可以实现对（）等物理参数的测量。

A.位移B.力C.加速度D.压力E.速度

17.霍尔元件所产生的霍尔电势EW取决于（）.

A.霍尔元件的材质B.元件的尺寸C.控制电流i

D.元件所在磁场的磁感应强度E.电流i与磁场方向的夹角

18.在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等价质影响的是（）传感器。

A.电容式B.电压式C.电阻式D.点涡流式

计算题

1.某压电式压力传感器的灵敏度为8×

（

/

），设输入压力为3×

时的输出电压是1（V）。

试确定传感器的总电容量。

2.电阻应变片阻值为120（Ω），灵敏度系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05（m）的圆形钢柱表面。

钢材的

，

。

求钢柱受10（t）拉力作用时，应变片电阻的相对变化量是多少？

36-38

练习题

1.视觉传感器以（）变换为基础，一般由（）、（）、（）和（）四部分组成。

2.在机器人系统中，常采用（）作为视觉传感器。

3.光导摄像管是一种兼有（）功能和（）功能的真空管。

4.固体半导体摄像机由（），作为摄像机的感光部分代替光导摄像管。

其中，CCD摄像元件是一种（）型晶体管开关集成电路。

5.红外图像传感器由（）元件和（）电路组成。

热电型红外敏感元件将被测物体发出的（）作为热源，接收其热能后产生（）效应而变成电信号。

6.由于热电型光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，因此，必须采用（）良好的前置放大器。

7.人工视觉系统的硬件由（）、（）、（）和（）四个子系统构成。

8.如果仅仅检测是否与物体对象接触，可使用（）作为传感器。

采用硅橡胶制成的矩阵式视觉传感器，可检测对象物体的（）。

9.硅橡胶受压时，其（）值将改变，可通过电路转变为（）输出。

10.在人工视觉系统中，图像输入通道通过（），将对象物体变为二维或三维图像，通过（）将光信号变为电信号，再通过（）将图像分解成许多像素，把表示（）的数据输入计算机进行处理。

11.图像处理的主要目的是（）。

12.图像输出装置大致分为（）和（）两类。

若长期保存处理结果，应采用（）。

13.物体识别不单是测量三维空间的几何参数，还必须了解（）。

14.为了获取关于物体形状的信息，可高密度配置（）传感器。

15.在工业机器人中，利用（）传感器检测指部与操作物体在切向的相对位移，从而实现实时控制指部的夹紧力。

38-39

第六章

习题

填空题

1.测量温度的方法（）式与（）式两大类。

2.热电偶式温度传感器的工作原理是物体的（）效应。

3.热电动势由（）电动势和（）电动势两部分组成。

4.导体a、b组成热电偶，当引入第三导体时，只要保持两端温度相同，对总电动势无影响，此结论成为（）定律。

5.热电偶通常由（）、（）、（）和（）组成。

6.普通热电偶主要用于测量（）的温度，薄膜型热电偶的特点是（）。

7.热电偶的输出电动势仅仅反映两个结点之间的（）

8.金属导体电阻随温度的升高而（），可通过测量（）的大小得到所测温度值。

9必须由（）材料才能构成热电偶。

10.为了避免通过交流电时产生感抗，或有交变磁场时产生感应电动势，金属热电阻在饶制时，应采用（）法。

11.电位补偿法是在热电偶回路中（）。

12.半导体温度传感器以（）的温度特性为理论基础，二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下，其（）与温度之间的近似线性关系实现。

（二）选择题（含单项选择及多项选择）

1.在金属热电阻中，其测温特性最好的是（）；在精度要求不高的场合和测温范围较小时，普遍使用（）。

铜电阻B、镍电阻C、铂电阻D、锰电阻

2，串联两个热电偶的输出电势是（），因而可以用于测量（）。

各热电势的平均值B、各热电势的代数和

C、两点温度之和D、两点的平均温度

3.热电动势的大小与（）有关。

两电极的材料B、热端温度C、冷端温度D、电极的尺寸与形状

4.选用不同导体材料做热电极，会影响热电偶温度传感器的（）

灵敏度B、精度C测量范围D、稳定性

5.若热电偶的两极材料相同，且

，则热电偶（）

仅接触电势为零B、总的热电动势为零C、仅单一导体的温差电势为零

6.测量小空间动态温度时，最好采用（）温度传感器

热电偶B、热敏电阻C、金属热电阻

7.测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（）温度传感器。

（）传感器可用于医疗上-50℃~200℃之间的温度测量

全辐射式B、热点偶C、热敏电阻D、亮度式E、比色F、半导体（二极管）G、半导体（三极管）

8.将温度差转换为电势输出的是（）温度传感器。

热电阻B、热电偶

简答题

1.什么是热电效应。

2.什么是接触电势？

其大小与什么有关？

3.热电偶输出热电动势的极性主要有其中哪个电势决定？

4.为什么对热电偶的参考温度应采取一定的方法进行处理？

43-44

第七章

四.习题

1,气敏传感器是一种将检测到的（）转换为电信号的传感器.

2,气敏元件表面吸附被测气体时,它的（）将发生变化.

3半导瓷器敏电阻的阻值将随（）的数量和种类而变化.

4,常用气敏元件按结构分有（）型,（）型和（）型.以上三种元件都附有（）器.

5湿敏元件利用湿敏材料吸收空气中的水份而导致（）发生变化的原理而制成.

6,氧化型气体吸附到N型半导体上,将使载流子数目（）,从而使材料的电阻率（

）．

7，SnO2型半导体气敏器件在（）下灵敏度高，而在（）下趋于稳定值。

此特点非常适宜检测（）微量气体。

8，湿度是指大气中所含的（）量。

最常用的有（）

湿度和（）——湿度两种表示方法。

9，绝对湿度给出了水份在空间的（），相对湿度则给出了大气的（

）程度，（）者使用更广泛。

10，高分子膜湿度传感器是随着高分子膜（）二引起电导率或电容变化，测量环境（）湿度的装置。

11，电容式湿度传感器的湿度敏感元件是（）。

12，以热敏电阻作为湿度敏感元件，所测量的是（）湿度。

教材图7-23所示电桥输出的不平衡电压为（）的函数。

13，由树脂和导电粒子组成的膜状结构露传感器，其原理是吸收水分后，导电粒子的间隔（），电阻（），且其电阻具有（）特性。

14，物质中的（）量是掌握物质保存状态和管理的指标。

45-46

第八章

填空题

1.检测是为了获取有用信息，信息以（）形式表现出来。

2.传感器处于被测对象与检测系统的界面位置，构成了（）的主要窗口，为检测系统提供必须的（）信号。

3.中间转换电路是将传感器的输出信号转换成（）的电压或电流信号。

转换电路的种类和构成由（）所决定。

4.常用的显示方式有（）显示、（）显示和（）显示。

5.电桥是把（）、（）和（）等原件参数的变化转换成电压或电流的一种测量电路。

6.采用（）电源供电的电桥称为交流电桥。

7.若信号x（t）为正时，调幅波与载波相位相同；则信号为x（t）为负时，调幅波的相位应与载波（）。

调幅波的幅值取决于（），调幅波的频率与（）相等。

8.滤波器是一种（）的装置。

9.无缘滤波器电路简单，缺点是（）。

10.有源滤波器由（）和（）组成。

11.无源RC低通滤波器的截止角频率ω0=（）当输入信号的角频率ω=ω0时，A（ω）=（），φ（ω）=（）。

12.无源RC低通滤波器的中心频率f0=（），品质因素Q=（）。

上、下限截止频率定义在（）时对应的频率。

13.RLC无源带通滤波器由（）组成，并由（）两端输出电压。

14.一阶有源低通滤波器的主要优点是（），主要缺点是（）。

为了克服该缺点，可采用（）低通滤波器。

15.为了保证有源二阶低通滤波器的稳定工作，要求（）>0。

它的固有角频率=（）。

16.RC有源带通滤波器的中心频率f0=（），改变Rf或RF可以改变（），但不影响（）。

17.RC低通滤波器的（）值越大，则截止频率越低。

18.调幅波可以看作是（）波与（）波的乘积。

19.调频是利用信号电压的（）控制振荡器，使输出为等幅波，该等幅波的（）取决于信号电压。

20.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，（）接法可以得到最大输出。

21.滤波器分离信号中相邻频率成份的能力称为（），它取决于滤波器的（）。

22.A/D转换器是将（）信号转换为（）信号的装置。

N位D/A转换器分辨力为（）。

23.T形电阻网络中运算放大器的作用是（）和（）。

24.数字滤波是用（）方法增强信号，降低干扰，提取有用信息。

常用的数字滤波方法有（）、（）和（）。

25.D/A转换器的精度是指（）。

26.采样保持器的作用是在采样期间的（），在保持状态是指（）。

27.当多个信号的采样共同使用一个A/D转换器时，必须采用（）法切换，完成此切换的器件是（）。

28.多路模拟开关由（）和（）组成。

29.在设计数据采集系统时，选择A/D转换器所依据的主要技术指标是（）

30.对于采样保持器，通常，希望采样时间（），保持下降速度。

31.A/D转换器的转换速率指转换器（）。

32.信噪比S/N=（）。

33.噪声定义为（）的信号。

34.当ADC的位数大于CPU数据的位数时，应通过外加（）器件，以适应高、低字节分别传送信息的要求。

35.A/D的转换与传送必须通过（）控制，其控制方式有（）、（）和（）。

36.LED是（）器，LED与微机的接口电路中必须有（）器和（）器。

37.LCD是（）器，是一种（）功耗器件。

38.为了提高监测系统的（）。

需要对（）、（）和（）等传感器的输出信号进行细分。

39.在光栅式数字监测系统中，为了辨别位移的方向，需要（）的测量信号。

40.光栅式位移传感器没有细分时，其分辨力为0.01mm/脉冲，当采用四个光电元件接收摩尔条纹的光强信号时，其分辨力为（）。

此时，相邻两光电元件的距离为（），光栅传感器的栅距W=（）。

（二）选择题（含单项选择与多项选择）

1.电桥的分类方法有多种，按（）可分为直流电桥与交流电桥；按（）可分为平衡电桥和不平衡电桥；按（）可分为单臂电桥、差动电桥、全臂电桥。

A被测电阻的输入方式B.工作方式

C.不同的电桥电源D.不同种类的桥臂阻抗

2.用电桥进行测量时，可采用零测法和偏差测量法，其中零测法具有（）的特点。

A测量精度较高B.测量速度较快

C.测量速度较慢D.适于测量动态值E.适于测量静态值

3.单臂电桥的非线性误差=（），差动电桥的非线性误差=（）。

A.

B.

C.

D.0

4.电桥调零通常采用串联调零和并联调零两种方法。

其中，并联调零多用于桥臂参数R值较（）的场合，并要求调零电位器阻值RW（）。

A.大B.>>RC.小D.<

5,.载波频率为f0,调制信号的最高频率为fm，两者的关系为（）。

A.f0=fmB.f0>>f0C.f0>>fm

6.相敏整流（检波）和普通整流的主要不同点是（）。

A.能识别相位大小的整流B.波形良好的整流

C.能识别两种相位相反的输入波形的整流

7.无源RC低通滤波器从（）两端引出输出电压。