传感器题库及答案.docx
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传感器题库及答案
第一章检测技术的基本概念
一、填空题：
1、传感器有、、组成
2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。
Amax
4、下面公式是计算传感器的。
ymaxymin
5、某位移传感器的输入变化量为5mm，输出变化量为800mv,其灵敏度为。
、选择题:
1、标准表的指示值100KPa，甲乙两表的读书各为101.0KPa和99.5KPa。
它们的绝对误差
为。
A1.0KPa禾口-0.5KPaB1.0KPa禾口0.5KPaC1.00KPa禾口0.5KPa
2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。
A绝对误差B相对误差C随机误差D引用误差
3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500KPa，已知绝对误差最大值
Pmax=4KPa，则该仪表的精度等级。
A0.5级B0.8级C1级D1.5级
4、选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
应选购的仪表量程为测量
值的倍。
A3倍B10倍C1.5倍D0.75倍
5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于测量，
而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于测量。
A偏位式B零位式C微差式
6、因精神不集中写错数据属于。
系统误差B随机误差C粗大误差
7、有一台精度2.5级，测量范围0—100KPa,则仪表的最小分格。
A45B40C30D20
8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为了。
9、传感器能感知的输入量越小，说明越高。
三、判断题
1、回差在数值上等于不灵敏度（）
2、灵敏度越大，仪表越灵敏（
3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（）
4、灵敏度其实就是放大倍数（）
5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（）
6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（）
7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）
四、问答题
1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。
答：
指传感器的静态输入、输出特性。
有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么，如何减小随机误差对测量结果的影响。
答：
是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。
既不能用实验的方法消除，也不能修正。
可以通过增加测量次数，利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理，服从正态分布。
3、系统误差分几类，怎样减小系统误差。
答：
分为恒值误差，例如刻度盘分度差错。
变值误差，环境温度的影响、零点漂移等。
系统误差有规律。
可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答：
粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的，粗大误差明显超过正常条件下的误差。
五、分析与计算题
1有一温度计，它的测量范围为0—200°C，精度为0.5级，求
1）该表可能出现的最大绝对误差。
2）当示值分别为200C、1000C的示值相对误差。
2、预测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
1）若选用量程250V的电压表，精度选哪一级。
2）若选用量程300V、500V的电压表，精度各选哪一级。
3、已知预测拉力约为70N。
有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0—500N,另只为1.0级，测量范围为0—500N，问选哪一只仪表好，为什么。
4、某测温环节，各环节的灵敏度如下：
放大器的输出电压为0—2V
铂电阻温度传感器
.0.45/0C
精度为0.01%
电桥
0.2V/
精度为0.07%
放大器
100（放大倍数）
精度为0.08
笔试记录仪
0.2cm/V
精度为0.05%
求：
分别利用绝对值合成法、方均根法计算测温系统的总灵敏度以及总的最大满度相对
5、用仪器测同一电路输出电压Uo大小，在同条件下测了160次，结果分别是：
20个
12.01mV、15个12.03mV、60个12.00mV、20个11.99mV、11个12.05mV、10个11.95mV、
1个15.83mV、1个17.0mV、3个12.15mV、3个11.86mV、16个11.97mV。
问：
1）从产生的来源看，这些结果含有的误差都属于哪些类型？
2）在整理计算时，哪些结果不予考虑？
原因？
3）被测电压的大小为多少？
4）若又知此仪器的固定量程为50mV，求其精度等级S?
第二章电阻传感器
一、填空题：
1电位移传感器是将转换成的传感器。
2、常用弹性敏感元件一般用制成。
3、电阻应变式传感器可直接测量的物理量是，电阻应变片的制作材料分为
和两种。
它们收到外力电阻发生变化，第一种是由形成的，第二
种是由造成的。
的灵敏度较大。
4、电阻应变片配有桥式测量转换电路的作用是。
5、应变测量电桥的三种接法是输出电压
分别为电桥转换电路，因接法不
同，灵敏度也不同，的灵敏度最大，实验证明输出电压与应变或受力成
（线性/非线性）关系。
6、要使直流电桥平衡，必须使相对桥臂的电阻值的相等。
7、电阻应变效应做成的传感器可以测量、、。
8测温热电阻分为和。
9、MQN气敏电阻可测量TiO2气敏电阻可
测量。
10、带有调零、调满度的热电阻测量转换电路调试过程的步骤是。
若发现毫伏表的满
度值偏大，应将RP2往调。
11、测温热电阻分按结构分为、__、热敏电阻按温度系数
又可分—、__。
12、湿敏电阻传感器按结构形式分为、、
1、将应变片贴在上，可以分别做成测量位移、力、加速度传感器。
A试件B质量块C应变电阻
2、产生应变片误差的主要原因。
A电阻有温度系数B试件与电阻丝的线膨胀系数相同C电阻丝承受应变力方向
不同
3、应变片的标称电阻
A60B100C120D200
4、通常用应变式传感器测量。
A温度B密度C加速度D电阻
5、电桥测量转换电路的作用是将传感器的参量变化为的输出。
A电阻B电容C电压D电荷
6、电子秤中所使用的应变片应选择应变片；为提高集成度，测量气体压力应选
择;一次性、几百个应力试验测点应选择应变片。
B.
A.金属丝式
C.电阻应变仪
金属箔式
D.固态压阻式传感器
7、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，选择
的测量转换电路。
A单臂半桥B双臂半桥C全桥
8、测量温度不可用传感器。
A.热电阻B.热电偶C.电阻应变片D.热敏电阻
、MQN型气敏电阻使用时一般随氧气浓度增加，电阻。
灵敏度。
A.减小B.增大C.不变
10、TiO2型气敏电阻使用时一般随气体浓度增加，电阻。
A.减小B.增大C.不变
11、湿敏电阻使用时一般随周围环境湿度增加，电阻。
A.减小B.增大C.不变
13、湿敏电阻利用交流电作为激励源是为了。
15、某NTC的特性如图曲线1所示。
将它与电视机的显像管的灯丝串连，求:
（1）指出各曲线代表的电阻。
（2）在室温（25C）时的阻值为Q,在150C时的阻值为Qo
（3）电视机上电的瞬间，流过显像管灯丝的电流接近于。
当该PTC的温
度上升到150C（PTC与一个专用加热电阻封装在一个壳体内），显像管的
灯丝电流显著（增大/减小）。
采用该电路，可以达到使显像管
（快/慢）启动的目的。
三、问答题
1、解释应变效应、压阻效应。
答：
导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。
半导体受力后，电阻会改变，成为压阻效应。
2、电阻应变传感器在单臂电桥测量转换电路在测量时由于温度变化产生误差的过程。
电阻
应变式传感器进行温度补偿的方法是什么
答：
因门UiRRit
Uo
4R
输出电压受温度的影响。
因应变电阻R1与R2完全相同，从下式看出输出电压与温度无关
,Ui/RiRitR2R%UiR
Uo（--）-
4RR22R
补偿的方法是采用双臂半桥或全臂全桥。
四、分析与计算题
1、有一等截面圆环受力如图所示，为测压力在环内表面贴有四个同类型的应变片，请在图上随意画出环上四应变片的位置编号，并说明各自产生的应变类型？
及对应变片阻值的
2、采用阻值R=120灵敏度系数K=2.0的电阻金属应变片与阻值R=120的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。
当应变片应变=1000um/m时，若要使输出电压大于10mV则
可采用何种工作方式。
（设输出阻抗为无穷大）
3、有一吊车的拉力传感器如图，电阻应变片R1、R2、R3、R4的位置如图所示。
已知R1、R2、R3、R4的标称电阻均为120Q,桥路电压3V,物重m引起R1、
R2的变化增量为1.2Q。
画出应变电桥电路，计算测得的输出电压，并说出R3、R4的作
用。
4、有一个金属热电阻，分度号为P-100，采用三线制电桥，R2=R3=R4=100Q,Ui=5V求:
（1）该电阻的材料
（2）测温范围
（3）0C的电阻值
（4）查分度表一40C—+40C的电阻值
第三章电感传感器
一、填空题：
1、根据参数的变换，电感式传感器按原理可分为、式和。
2、对于变隙式电感传感器，电感L与气隙厚度S成比，S小，灵敏度就。
为了保证一定的线性度，变隙式电感传感器只能用于位移的测量。
3、变截面式电感传感器理的电感量L与气隙截面积A是（线性/非线性）关系。
，灵
敏度为。
4、单线圈电感传感器与差动式电感传感器的特性比较可以看出，差动式电感传感器的线性
较，灵敏度较。
5、差动电感和变压器线性范围约为线圈骨架长度的左右。
二、选择题
为宜。
电源频率以为宜。
C．10VD．10mV
D.100Hz（磁滞损耗）。
自感传感器。
希望线性好、灵敏度高、量程为1mm
5、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。
A.提高灵敏度B.将输出的交流信号转换成直流信号
C.使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度
6、某车间用电感测微仪的装置来测量直径范围为10mm1mm轴的直径误差，应选择线
性范围为的电感传感器为宜（当轴的直径为10mm0.0mm
时，预先调整电感传感器的安装高度，使衔铁正好处于电感传感器中间位置）。
A.10mmB.3mmC.1mmD.12mm
7、希望远距离传送信号，应选用具有输出的标准变送器。
A.0~2VB.1~5VC.0~10mAD.4~20mA
三、问答题：
1某些传感器在工作时采用差动结构，这种结构相对于基本结构有什么优点？
答：
差动形式误差小、线性范围宽、灵敏度大
2、试分析差动变压器式电感传感器的相敏整流测量电路的工作过程。
带相敏整流的电桥电
路具有哪些优点？
答：
优点：
可以消除零点残余电压输出；线性范围大；可以判断衔铁移动的方向。
3、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？
怎样减小和消除它的影响？
答：
衔铁处于零点附近存在的微小误差电压称为零点残余电压。
它一方面限制了系统的分辨
力，另一方面造成非线性。
消除的方法：
提高框架和线圈的对称性；尽量采用正弦波作为激
励源；正确选择磁路材料，适当减小线圈的励磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性区；在线圈上并联阻容移向网络，补偿相位误差；采用相敏检波电路。
四、分析与计算题
1、差动变压器式压力传感器，其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔铁的位移与输出电
压的关系如下图所示。
求：
1）当输出电压为50mV时，压力p为多少千帕？
2）在图a、b上分别标出线性区，综合判断整个压力传感器的压力测量范围是（线性误差小于2.5%）。
A.0~50B.-60~60VC.-55~55D.-70~70
差动变压器式压力变送器特性曲线
2、有一台两线制压力变送器，量程范围为0~1MPa，对应的输出电流为4~20mA。
求：
1）压力p与输出电流I的关系表达式（输入/输出方程）。
当p为0MPa和0.5MPa时变送器的输出电流。
2）如果希望在信号传输终端将电流信号转换为1~5V电压，求负载电阻RL的阻值。
3）请将图中的各元器件及仪表正确地连接起来。
第四章电涡流传感器习题
、选择题
1、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出的靠近程度。
A.人体B.水C.黑色金属零件D.塑料零件
2、电涡流探头的外壳用制作较为恰当。
A.不锈钢B.塑料C.黄铜D.玻璃
3、当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L，调频转
换电路的输出频率f。
C.减小
左右的电涡流探头。
D.500mm
A.不变B.增大
4、欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为
A.0.1mmB.5mmC.50mm
、填空题：
1、欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为。
2、用于测量小位移的螺线管式自感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为
3、欲测量油管表面和细小裂纹，应选择直径为左右的探头。
三、问答题
用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敏度为2.5mV/mm。
最大
线性范围（优于1%）为5mm。
现将传感器安装在主轴的右侧，使用高速记录仪记录下的振
动波形如下图所示。
图电涡流式测振仪测量示意图
问：
1、轴向振动amsint的振幅am为多少？
2、主轴振动的基频f是多少？
3、为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离I为多少毫米为佳？
第五章电容传感器习题
、选择题
1、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的电容量。
A.塑料薄膜B.干的纸C.湿的纸D.玻璃薄片
2、电子卡尺的分辨率可达0.01mm,行程可达200mm它的内部所采用的电容传感器型
式是。
A.变极距式B.变面积式C.变介电常数式
3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A.电容和电感均为变量B.电容是变量，电感保持不变
C.电容保持常数，电感为变量D.电容和电感均保持不变
4、电容式接近开关对的灵敏度最高。
A.玻璃B.塑料C.纸D.鸡饲料
5、自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是。
A.瞬时流量，单位为t/hB.累积流量，单位为t或m3
C.瞬时流量，单位为k/gD.累积流量，单位为kg
二、填空题：
1、管道中流体的流速越快，压力就越。
2、电容传感器的测量转换电路有三种，分别是、、。
3、电容传感器的测量转换电路。
4、电容传感器的最大特点是测量。
三、问答题
1、下图是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。
玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地
套着N个不锈钢圆环，显示器采用101线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）。
图光柱显示编码式液位计原理示意图
1—储液罐2—液面3—玻璃连通器5—不锈钢圆环6—101段LED光柱
1）、该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？
答：
变介电常数
2）、被测液体应该是导电液体还是绝缘体？
答：
导电液体
3）、分别写出该液位计的分辨率（%及分辨力（几分之一米）的计算公式，并明如何提高
此类液位计的分辨率。
答:
1/11
4）、设当液体上升到第个N不锈钢圆环的高度时,101线LED光柱全亮。
若N=32,贝U当液体上升到第八个不锈钢圆环的高度时，共有多少线LED亮？
答:
25
2、加速电容传感器安装在轿车上，可以做保护装置，解释工作原理？
答：
2、加速度传感器安装在轿车上，可以作为碰撞传感器，当正常刹车和轻微碰擦时，传感器输出信号较小，当其测得的负加速度值超过设定值时，CPU判断发生碰撞，启动轿车
前部的折叠式安全气囊迅速充气而膨胀，托住驾驶员及前排乘员的胸部和头部。
第六章压电传感器
一、填空
1）自发电式传感器是指只有在工作时才会产生电量。
2）压电传感器里常见的压电元件有石英晶片、压电陶瓷和分子材料三种。
二、单项选择题
生电火花。
的PVDF压电传感器；在家用电器（已K为_B_的压电传感器。
C.0.001mV/g
—D_压电材料；能制成薄膜，粘贴在一
—C—;用在压电加速度传感器中测
A.串联B.并联C.既串联又并联
3）测量人的脉搏应采用灵敏度K约为__A
包装）做跌落试验，以检查是否符合国标准时，应采用灵敏度
A.10V/gB.100mV/g
4）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用量振动的压电材料应采用B。
A.PTCB.PZTC.PVDFD.SiO2
三、分析问答题
1、什么是压电效应？
用压电效应传感器能否测量静态和变化缓慢的信号？
为什么？
答：
某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，其内部就产生极化现
象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，其又重新
恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。
不能。
因为当作用于压电元件力为
静态力（3=0）时，则前置放大器的输入电压等于零，因为电荷会通过放大器输入电阻和传感器本身漏电阻漏掉，所以压电传感器不能用于静态力测
2、常用的压电元件有哪几种？
哪种测量精度最高？
答：
压电传感器里常见的压电元件有石英晶片、压电陶瓷和分子材料三种。
3、根据下图所示石英晶体切片上第一次受力情况下产生的电荷极性，试标出其余三种受力情况下的产生的电荷极性？
四、计算题
3、现有一测单向脉动力的压电传感器如图所示，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数
为200X10-12C/N,电荷放大器的反馈电容G=2000pF,测得输出电压u°=5sin3t（V）。
求:
1）该传感器产生的电荷为多少？
2）此被测脉动力大小是多少？
T7英昴片n上盖
习题答案：
解：
1）由
-8
得Q=Uo-CF=5sin31X2000pf=10-sin31（C）
2）F=Q/d=200X10-12/10-8sin3t=0.02sin3t（N）
第七章超声波传感器
一、填空题
1）超声波的频率大于_40KHz。
2）超声波从水中向空气传播，在交界面其能量反射率较_大_。
二、单项选择题
1）人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传播，则沿传播方向的空气分子__D。
A.从口腔附近通过振动，移动到听者的耳朵
B.在原来的平衡位置前后振动而产生横波
C.在原来的平衡位置上下振动而产生横波
D.在原来的平衡位置前后振动而产生纵波
2）一束频率为1MHz的超声波（纵波）在钢板中传播时，它的波长约为__C___，声速约为—E___。
A.5.9mB.340mC.5.9mmD.1.2mm
E.5.9km/sF.340m/s
3）超声波频率越高，A。
A.波长越短，指向角越小，方向性越好
B.波长越长，指向角越大，方向性越好
C.波长越短，指向角越大，方向性越好
D.波长越短，指向角越小，方向性越差
4）超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速A，比在钢中的声速___B__。
A.大B.小C.相等
5）超声波从水（密度小的介质），以45倾斜角入射到钢（密度大的介质）中时，折射角A于入射角。
A.大于B•小于C.等于
三、分析问答
1、超声波传感器的发射探头和接收探头各自的工作原理分别是基于那些电学效应？
答：
发射探头：
基于逆压电效应
接收探头：
基于压电效应
2、什么是耦合剂？
其在超声波传感器的工作过程中起到的作用是什么？
答：
减小探头与被测物表面间的薄气层造成的超声波能量衰减。
四、计算题
用超声波传感器对一器件进行探伤，采用如图所示的反射法，探头包括发射、接收两部分，
已知tdi=3.0x10uS,td2=2xiOuS,tf=1.2XOuS,h=3.2cm。
问：
1）b）、c）两图中哪一个是对应此种情形的荧光屏所示信号波形？
2）其中各脉冲电压各对应什么信号？
3）由荧光屏上的结果可知此器件中的缺陷在何位置？
a）b）c）
解：
1）是图b）
2）F是发射信号，T是缺陷处的反射脉冲，B是底面反射信号3）经计算得H=1.96cm即在表面向下1.96cm深处。
第八章霍尔传感器习题
、选择题
1、属于四端元件的C。
A.应变片B.压电晶片C.霍尔元件D.热敏电阻
2、公式Eh=KhIBcos中的角是指__C。
A.磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B.磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角
C.磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角
3、电流互感器时，其二次侧电流多为D。
A.1AB.7AC.3AD.5A
4、霍尔元件采用恒流源激励是为了B。
A.提高灵敏度B.克服温漂C.减小不等位电势
5、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是C。
A.减小激励电流B.减小磁感应强度C.使用电桥调零电位器
、填空题:
1多将开关型霍尔IC制作成具有史密特特性是为了抗机械振动干扰，其回差（迟滞）
越大，它的抗机械振动干扰能力就越强。
2、0C门的基极输入为低电平、其集电极不接上拉电阻时，集电极的输出为高阻态。
3、电流互感器的工作原理和变压器相似，其二次侧电流多为5A;电
流互感器的二次回路不允许开路。
4、霍尔集成电路可分为线性型和开关型。
5、霍尔电流变送器的输出有电压型和电流型。
三、问答题
1、解释霍尔交直流钳形表的工作原理？
答：
霍尔交直流钳形表是利用霍尔电流变送器的工作原理工作的，它的结构是用一环形（有时也可以是方形）导磁材料作成铁心，包围在被测电流流过的导线（也称电流母线）上，导线电流感生的磁场聚集在铁心中。
利用变压器的原副线圈的电流与线圈匝数的关系，可以求出被测线圈的电流值。
四、计算题
某霍尔电流变送器的额定匝数比为1/1000，额定电流值为100A，被测电流母线直接穿
过铁心，测得二次侧电流为0.05A，则被测电流为多少？
（50A）
第九章热电偶传感器
一、单项选择题
升级会员 