传感器题库及答案文档格式.docx
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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。
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。
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。
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—2000C，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，另一只为1.0级，测量范围为0—500N，问选哪一只仪表好，为什么。
1）分辨力
2）可能产生的最大满度相对误差和绝对误差
3）被测温度的示值
4）示值相对误差
5）被测温度的实际值上、下限
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误差。
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
1、电位移传感器是将1、电位器式传感器是一种将转换成的传感器。
2、金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这一效应称为
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___、___、
_。
13、在下图控制电路中Rt应选用________（PTC/NTC）。
二、选择题
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应变电阻弹性元件D机器组件
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3、电阻应变片的标称电阻有几种，应用3、、
A60A60B100C120D200D200
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。
AA电阻B电容C电压电压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。
A.金属丝式B.金属箔式
C.电阻应变仪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。
AA单臂半桥B双臂半桥C全桥四臂全桥
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
A提高测量灵敏度B减小非线性误差
C提高电磁兼容性D减小引线电阻影响
9、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。
11、湿敏电阻使用时一般随周围环境湿度增加，电阻。
12、MQN型气敏电阻可测量的浓度，TiO2型气敏电阻的浓度。
A.CO2B.N2C.气体打火机间的有害气体
D锅炉烟道中剩余的氧气。
13、湿敏电阻利用交流电作为激励源是为了。
A提高灵敏度B防止产生极化、电解作用C减小交流电桥平衡难度
14、使用测谎器时，被测人员由于说谎、紧张而手心出汗，可用传感器来测量
A应变片B热敏电阻C气敏电阻D湿敏电阻
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（25℃）时的阻值为_____Ω，在150℃时的阻值为_____Ω。
（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150℃（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。
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
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
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？
及对应变片阻值的影响？
R1与R2为压应变，R3与R4为拉应变
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120Ω，桥路电压3V，物重m引起R1、
R2的变化增量为1.2Ω。
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Pt100，采用三线制电桥，R2=R3=R4=100Ω，Ui=5V求：
（1）该电阻的材料
（2）测温范围
（3）0℃的电阻值
（4）查分度表－40℃—+40℃的电阻值
（5）计算t=40℃时电桥的开路输出电压。
r1、r4rir7都不计，不考虑RP1RP2的影响
第三章电感传感器
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δ成______比，δ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。
1、适当提高励磁电压，能提高灵敏度。
以______为宜。
电源频率以______为宜。
A．220V（发热）B．1V（励磁电流太小）C．10VD．10mV
A．4kHzB．50Hz（工频）C．直流电D．100Hz（磁滞损耗）。
2、欲测量极微小的位移，应选择_______自感传感器。
希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1μm左右，应选择______自感传感器为宜。
A.变隙式B.变面积式C.螺线管式
3、希望线性范围为±
1mm，应选择线圈骨架长度为_____左右的螺线管式自
感传感器或差动变压器。
A.2mmB.20mmC.400mmD.1mm
4、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了_____。
A.加长线圈的长度从而增加线性范围B.提高灵敏度，减小温漂
C.降低成本D.增加线圈对衔铁的吸引力
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∅10mm±
1mm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∅10mm±
0.0mm
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？
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？
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？
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。
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。
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。
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
一、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________。
A.不变B.增大C.减小
4、欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为________左右的电涡流探头。
A.0.1mmB.5mmC.50mmD.500mm
二、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
1、轴向振动amsinωt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l为多少毫米为佳？
第五章电容传感器习题
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
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。
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？
变介电常数
2）、被测液体应该是导电液体还是绝缘体？
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。
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，则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？
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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？
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
1）使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量___C___。
A.人的体重B.车刀的压紧力
C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量D.自来水管中的水的压力
2）动态力传感器中，两片压电片多采用___B___接法，可增大输出电荷量；
在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用__A____接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
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____的PVDF压电传感器；
在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国标准时，应采用灵敏度K为___B___的压电传感器。
A.10V/gB.100mV/gC.0.001mV/g
4）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用___D__压电材料；
能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用___C___；
用在压电加速度传感器中测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？
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（ω=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？
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200×
10-12C/N，电荷放大器的反馈电容Cf=2000pF,测得输出电压uo=5sinωt（V）。
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？
习题答案：
解：
1）由
得Q=UO·
CF=5sinωt×
2000pf=10-8sinωt（C）
2）F=Q/d=200×
10-12/10-8sinωt=0.02sinωt（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。
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
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