传感器总复习答案.docx
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传感器总复习答案
考试形式：
闭卷笔试
考试时间：
90分钟
考试题型：
单项选择题（20分）；填空（20分）；简答（30分）；计算（30分）
一、单项选择
l、压电式传感器目前主要用于测量（B）
A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度
2、铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为（C）
A.-50~50B.0~100C.-50~150D.-100~100
3、应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的（B）之间的电阻值。
A、覆盖片与被测试件B.引线与被测试件
C.基片与被测试件D.敏感栅与被测试件
4、变间隙式电容传感器的在工作范围内，电容变化量与极板间距离变化量之间的关系是（B）
A.近似正比关系B.反比关系C.无法确定D.二阶关系
5、通常用热敏电阻测量（C）
A.电阻B.扭矩C.温度D:
压力
6、在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫（D）。
A.声光效应B.压电效应
C.磁电效应D.外光电效应
7、固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的（A）
A.电阻率B.几何尺寸c.晶面上电荷D.极化电荷
8、Xl、X2..............Xn为测量值，指出下列哪个式子表示残差（B）
A、Vi=Xi-真值B、Vi=Xi一算术平均值C、Vi=Xj一指示值
9、转子流量计锥形管必须（B）
A.上小下大B.上大下小C.上下一致
10、压电传感器的信号处理有电荷放大器、电压放大器，二者在应用方面最主要区别是（B）
A.阻抗变换能力B.电缆线长度变化影响记入与否
C.输出电压与输入电压D.以上讲法都不对
11、电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是（B）
A.60ΩB.120ΩC.200ΩD.240Ω
12、差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（C）
A.变间隙式B.变面积式C.螺线管式
13、霍尔效应中，霍尔电势与（A）
A.霍尔常数成正比B.霍尔常数成反比C.霍尔元件的厚度成正比
14、在工程技术中，通常用电容式传感器测量（C）
A.电压B.磁场强度C.位移D.温度
15、转子流量计安装时，必须（A）安装
A.垂直B.水平C.30°倾斜D.45°倾斜
17、把光电池当作传感器时，应把它看作（B）。
A.电压源B.电流源C.电阻器
18、压电式传感器的工作原理是基于（D）。
A.应变效应B.电磁效应C.光电效应D.压电效应
19、对于一个线性仪表，其线性度为（C）
A.100%B.等于零C.不等于零的常数D.与输入量呈线性关系
20、热电偶中产生热电势的条件是（B）
A.两热电极材料相同B.两热电极材料不同
C.两热电极的两端尺寸相同D.两热电极的两端尺寸不同
21、转子流量计使用时，流体流入方向为（C）
A.自上而下B.水平流入c.自下而上
22、电涡流传感器的工作原理是基于（B）。
A.应变效应B.电磁效应C.光电效应D.压电效应
23、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（B）
A.接线方便
B.减小引线电阻变化产生的测量误差
C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响
D.减小桥路中电源对热电阻的影响
.
24、光敏电阻的性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下（A）
A.暗电阻与亮电阻差值大B.亮电阻大
C.暗电阻与亮电阻差值小D.暗电阻大
25、电阻应变片的线路温度补偿方法中有（A）
A.差动电桥补偿法
B.补偿线圈补偿法
C.恒流源温度补偿电路法
D.无法进行温度补偿
26、反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是（C）
A.直流B.工频交流
C.高频交流D.以上都不对
27、单线圈螺线管式电感传感器广泛应用于测量（C）
A.大量程角位移B.小量程角位移
C.大量程直线位移D.小量程直线位移
二、填空
1、检测仪表中常用测试方法有直接比较测量法、微差法和零位法。
2、霍尔传感器的霍尔电势UH为KHIB若改变I或B就能得到变化的霍尔电势。
3、光电式传感器主要用于测量转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量。
4、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。
5、传感器静态特性主要技术指标有：
灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度。
6、正态分布随机误差具有如下性质单峰性、对称性、有界性和抵偿性。
7、电容式传感器的三种工作方式是变间隙式、变面积式、和变介电常数式。
8、常见的旋转式变阻器和滑线式变阻器，可作为线位移和角位移测量的电阻式
感器。
9、绝对误差是测量值减约定真值，某次残差是某次测量值减算术平均值。
10、引用误差的定义为最大绝对误差除以测量范围的百分数
11、传感器变换的被测量的数值处在恒定或缓慢变化时，传感器输出与输入的关系称传感器的静特性，其主要技术指标有：
灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度等。
12、硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
13、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。
14、金属丝电阻应变片与半导体应变片其工作原理主要区别在于前者利用导体形变引起电阻变化、后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
15、霍尔效应的定义是霍尔元件置于磁场中，元件二端通以电流，其垂直方向二端有霍尔电势输出。
16、传感器的基本特性通常用其静态特性和动态特性来描述。
。
17、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。
18、电容式传感器可广泛应用于测量位移、角度、振动、压力、力、液位等参数。
19、光纤传感器具有那些优点灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。
20、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好灵感度提高一倍、测量精度高。
21、光纤传感器可广泛应用于测量位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量。
22、热电偶冷端温度有那些补偿方法补偿导线法、计算修正法、冷端恒温法（冰浴法）和补偿电桥法。
23．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。
24．硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的最大灵敏度波长与人类正常视觉也相近，因而应用较广。
25．霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
26.光敏二极管的结构与普通二级管类似。
它是在反向电压下工作的。
27.气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是金属氧化物材料。
28．压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的压电效应。
它是典型的有源传感器。
29．自感式电感传感器是将被测量的变化转换为自感量L的变化。
差动变压器是将被测量的变化转换为互感量M的变化。
差动变压器主要优点是输出幅度大、线性好。
30．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是常数。
31．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。
工业测量中通常采用三线制接法。
32．对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的灵敏度度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的厚度。
33．电容式传感器中，变介电常数式多用于液位或片状材料厚度的测量。
三、简答题
1、图示为四种电容式传感器结构示意图，a，b动片上下移动，c，d动片旋转移动，
试分别写出其名称：
a变间隙式
b差动变间隙式
c变面积式
d差动变面积式
2.简述电涡流传感器工作原理及其主要用途
解:
利用金属置于变化的磁场或在磁场中运动,金属表面会产生电涡流,从而检测被测参数变化。
主要用途——可测位移、振幅、厚度、转速、金属探伤等。
3、图示为霍尔式压力传感器原理，试分析其工作原理，霍尔电势（UH=KHIB）与压力P的关系。
（P136）
答：
弹簧管将输入压力P转变为位移X=KP·P,,而霍尔元件在均匀梯度磁场中移动B=KBX,,这样测出霍尔电势UH与被测压力P之间的关系就可表示为UH=KHIB=KHIKBX=KHIKBKP·P=KP
4.热电偶测温时，为什么冷端温度要补偿，常用有哪几种冷端温度补偿方法。
答：
热电偶测温时，之所以冷端温度要补偿,是为了消除冷端温度变化和不为零度给测量带来的误差；常用补偿办法主要有四种，分别是：
补偿导线（延长导线）、恒温法、计算修正法、补偿电桥法。
5、图示为热电偶冷端补偿电桥，试分析其工作原理（冷端温度变化时，桥路怎么实现补偿）
6.热电阻传感器在工业生产应用时，常用几线制接线方式，这是什么原因？
答：
常用三线制接线方式，主要原因是两根引线电阻分别接入测量电桥相邻两臂可避免引线电阻r受环境影响而引起输出变化（引入测量误差）
7.光电传感器可以测量哪些物理量？
（写出五种以上）
答：
转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量、检测溶液浓度等
8.简述霍尔传感器的工作原理及其四种主要用途。
P129
答：
在霍尔元件的平面法线方向施加磁感应强度B，经有控制电流引线通入控制电流I，则由于洛仑兹力的作用，两个霍尔电极上出现相反极性载流子的积累，从而在霍尔电势输出引线之间产生霍尔电势UH，UH=KHIB。
主要用途可以测量位移、角度、振动、压力、速度、转速等。
9、试问光纤传感器具有哪些优点？
（写出四个以上），可广泛应用检测哪些物理参数（写出四个以上）。
答：
光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、体积小、质量轻等优点。
它可用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电流、磁场、放射性射线等物理量的测量。
10.图示为传感器流量计示意图，试分析其工作原理。
答：
流体由下而上通过锥形管时，若作用于浮子上升力大于浸没在浮子的质量，浮子便会上升，浮子与锥形器的间隙会增大，介质流速会下降，作用于浮子的上升力会逐渐减少，直到上升力与浸在介质中浮子的质量相同时，浮子稳定在某一高度，读出相应刻度，便可知流量值。
11、图示为双金属电接点传感器，图（a）为正常工作，图（b）为过电流时融点断开，试分析该传感器工作原理及如何应用。
答：
该传感器可用作冰箱过电流保护。
其工作原理为：
电热丝与被保护的冰箱压缩机相连，当压缩机电流过大，电热丝对双金属片加热，若大电流维持，热量使双金属片由中央凸起变为中央凹陷状，触点断开，保护压缩机。
12、图示为气敏传感器的原理图，试分析其工作原理。
（在清洁空气和有害气体中气敏传感器阻值怎么变化，输出又怎么变化）
答：
清洁空气中，气敏传感器阻值较高则RAB+R1与R2分压输出低电平。
当有害气体进入气敏传感器，使其阻值迅速下降，则输出变为高电平。
输出电压由低电平变为高电平就可控制排风扇打开，并发出声光报警等相应控制与操作。
13、如图，是带有等位环的平板电容器结构原理图，请问等位环的作用是什么？
（P42）
答：
平板电容器的极板间存在边缘效应，边缘效应不仅是电容传感器的灵敏度降低，而且产生非线性，增加等位环后，使电极板的边缘电力线平直，保持边缘部分两极板间的电场均匀，消除和减少边缘效应，提高传感器的灵敏度和线性度。
传感器技术绪论习题
一、单项选择题
1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B）。
A.应变式传感器B.化学型传感器
C.压电式传感器D.热电式传感器
2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C）两个组成部分。
A.放大电路B.数据采集电路C.转换元件D.滤波元件
3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（C），构成信息技术的完整信息链。
A.汽车制造技术B.建筑技术C.传感技术D.监测技术
4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（A）三大类。
A.生物型B.电子型C.材料型D.薄膜型
5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（B）。
A.传感器＋通信技术B.传感器＋微处理器
C.传感器＋多媒体技术D.传感器＋计算机
6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（D）的传感器。
A.视觉器官B.听觉器官C.嗅觉器官D.感觉器官
7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为（B）。
A．眼睛B.感觉器官C.手D.皮肤
8、传感器主要完成两个方面的功能：
检测和（D）。
A.测量B.感知C.信号调节D.转换
9、传感技术与信息学科紧密相连，是（C）和自动转换技术的总称。
A.自动调节B.自动测量C.自动检测D.信息获取
10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（A）
A．应变式传感器 B．速度传感器
C．化学型传感器D．能量控制型传感器
二、多项选择题
1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。
A.能量守恒定律B.电磁场感应定律C.欧姆定律D.胡克定律
2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC）等多方面的综合技术。
A.传感检测原理B.传感器件设计
C.传感器的开发和应用D.传感器的销售和售后服务
3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：
（ABCD）。
A.工业领域B.海洋开发领域C.航天技术领域D.医疗诊断技术领域
4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ABC）？
A.自源型B.带激励型C.外源型D.自组装型
5、下列属于传感器的分类方法的是：
（ABCD）
A.按输入量分B.按工作原理分C.按输出量分D.按能量变换关系分
6、下列属于传感器的分类方法的是：
（ABCD）
A.按输入量分B.按工作原理分C.按构成分D.按输出量分
7、下列属于传感器的分类方法的是：
（ABCD）
A.按基本效应分B.按工作原理分C.按构成分D.按输出量分
8、传感技术的作用主要体现在：
（ABCD）
A．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段
B.传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用
C．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分
D.传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
9、传感技术的研究内容主要包括：
（ABC）
A．信息获取B．信息转换
C．信息处理D．信息传输
10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面：
（ABCD）
A．提高与改善传感器的技术性能B．开展基础理论研究
C．传感器的集成化D．传感器的智能化
三、填空题
1、传感技术与信息学科紧密相关，是自动检测和自动转换技术的总称。
2、传感技术是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术性学科。
3、传感器要完成的两个方面的功能是检测和转换。
4、传感器按构成原理，可分为物性型和结构型两大类。
5、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路
等三部分组成。
6、传感器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。
7、按输入量分类，传感器包括位移传感器、速度传感器、温度传感器压力传感器、等。
8、传感器的输出量有模拟量和数字量两种。
9、根据传感技术涵盖的基本效应，传感器可分为物理型、化学型和生物型。
10、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、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。
11、传感器是能感受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。
是实现传感功能的基本器件。
12、传感器技术的共性，就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物，将非电量输入转换成电量输出。
13、由传感器的定义可知，传感器要完成两个方面的功能：
检测和转换。
因此传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
14、传感技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。
15、根据传感器的构成，可以将传感器分为物性型和结构型。
四、简答题
1、什么是传感器？
传感器的共性是什么？
2、解释什么是传感器？
传感器的基本组成包括哪两大部分？
这两大部分各自起什么作用？
3、请简述传感器技术的分类方法。
4、请谈谈你对传感技术的发展趋势的一些看法。
5、试述传感器的定义、共性及组成。
传感器的特性习题
一、单项选择题
1、衡量传感器静态特性的指标不包括（C）。
A.线性度B.灵敏度
C.频域响应D.重复性
2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（A）。
A.时域响应B.线性度
C.零点漂移D.灵敏度
3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是（A）。
A.延迟时间B.上升时间
C.峰值时间D.响应时间
4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（B）。
A.延迟时间B.上升时间
C.峰值时间D.响应时间
5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（C）
A．线性度、灵敏度、阻尼系数
B．幅频特性、相频特性、稳态误差
C．迟滞、重复性、漂移
D．精度、时间常数、重复性
6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（B）
A．迟滞、灵敏度、阻尼系数
B．幅频特性、相频特性
C．重复性、漂移
D．精度、时间常数、重复性
7、不属于传感器静态特性指标的是（B）
A．重复性B．固有频率C．灵敏度D．漂移
8、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随（A）变化时，其输出-输入的特性。
A
9、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持（C）关系的一种度量。
10、回程误差表明的是在（C）期间输出-输入特性曲线不重合的程度。
二、多项选择题
1．阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些？
（ABC）
2．动态响应可以采取多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是：
（BCD）
3.传感器静态特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有（ABCD）。
4.传感器静态特性指标表征的重要指标有：
（ABCD）
5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:
ABD）
三、填空题
1、灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值。
2、系统灵敏度越高，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越差。
3、漂移是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。
4、传感器的灵敏度是指在稳态信号下输出量变化对输入量变化的比值。
6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移。
7、一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和__动态特性__，才能完成信号无失真的转换。
9、阶跃响应特性是指在输入为阶越函数时，传感器的输出随时间的变化特性。
常用响应曲线的上升时间、响应时间、超调量作为评定指标。
11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为60mv/mm。
四、简答题
1、什么是传感器的静态特性？
它有哪些性能指标？
如何用公式表征这些性能指标？
2、什么是传感器的动态特性？
其分析方法有哪几种？
3、什么是传感器的静特性？
主要指标有哪些？
有何实际意义？
4、什么是传感器的基本特性?
传感器的基本特性主要包括哪两大类？
解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。
（要求每种特性至少列出2种常用指标）
五、计算题
1、试求下列一组数据的端点线性度：
2、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差（一组测试数据如下表示）。
电阻式传感器习题
一、单项选择题
1、为减小或消除非线性误差的方法可采用（B）。
A.提高供电电压B.提高桥臂比
C.提高桥臂电阻值D.提高电压灵敏度
2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（C）。
A.不变B.2倍C.4倍D.6倍
3、通常用应变式传感器测量（C）。
A.温度B．密度
C．加速度D．电阻
4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（ A ）。
A．导电材料电阻率的变化B．导电材料几何尺寸的变化
C．导电材料物理性质的变化D．导电材料化学性质的变化
5、产生应变片温度误差的主要原因有（ A ）。
A．电阻丝有温度系数B．试件与电阻丝的线膨胀系数相同
C．电阻丝承受应力方向不同D．电阻丝与试件材料不同
6、电阻应变片的线路温度补偿方法有（ B）。
A．差动电桥补偿法B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法
C．补偿线圈补偿法D．恒流源温度补偿电路法
7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C）。
A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片
B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片
8、关于电阻应变片，下列说法中正确的是（D）
A．应变片的轴向应变小于径向应变
B．金属电阻应变片以压阻效应为主
C．半导体应变片以应变效应为主
D．金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化
9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（B）。
10、（D）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。
11、由（A）和应变片．以及一些附件（补偿元件、保护罩等）组成的装
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