传感器习题

第1页共2页传感器原理习题（所有试题答案均作答在答题纸上）一、单选题(共18分，每题3分)1．下列传感器中最适合作角度检测的是（D）。A超声波传感器B应变式传感器C电涡流传感器D变面积型电容传感器2．下列器件是基于外光电效应工作的是（D）。A光电池B光敏电阻C光敏二极管D光电管3．MOS二极管气敏元件对氢气的检测是利用MOS管的（C）特性的变化。A电容—电压B电阻—电压C阈值电压D电阻—电流4．下列器件中可以作1000oC以上的温度检测的是（D）。AAD590BPt100铂热电阻CCu50铜热电阻D热电偶5．用一光电式编码器测角位移，若采用6位二进制码盘其最小分辨的角度是（C）。A10.2oB11.2oC5.6oD2.8o6．下列是热探测器工作原理的是（D）。A压电效应B应变效应C霍尔效应D热释电效应二、填空题(共12分，每空1分)1.光栅传感器由___光栅读数头______和__光栅数显表________组成。2.误差的表示方法有多种，能够表示测量质量好坏的是____实际相对_____误差，仪表的精度等级是根据_____最大引用_____误差确定的。3.一位移传感器每位移1mm时，输出变化3mv,此传感器的灵敏度=___3mv/mm_______。4.电涡流式传感器可分为___高频反射式_____和___低频透射式_______两大类。5.为提高压电式传感器输出灵敏度压电元件的连接形式有___串联接法____和_____并联接法____两种。6.根据微波传感器的原理微波传感器分为___反射式______、____遮断式_____两大类。7.光敏二极管是基于___内光电______效应工作的。三、简答题(共25分，每题5分)1．传感器由哪几部分组成？它们的作用及相互关系如何？答：敏感元件：感受或响应被测量和转换元件：将敏感元件感受或响应的被测量量转换成适合传输或测量的电信号部分。2．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：原因：（1）电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称（2）传感器导磁材料磁化曲线的非线性措施：（1）设计工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀（2）在电路上第2页共2页进行补偿3．简述具有负特性的湿敏电阻的工作机理。答：由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸附时，有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。所以，不论是n型还是p型半导瓷，其电阻值都会随湿度增加而下降。4．什么是霍尔元件的不等位电势？不等位电势产生的原因是什么？答：概念：当霍尔元件的激励电流为I时，当原件所处位置磁感应强度为零时，霍尔电势不为零的现象原因：（1）霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电面上（2）半导体材料不均匀（3）激励电极接触不良或激励电流分布不均匀5．热电偶为什么进行冷端温度补偿？常用的冷端温度补偿方法有哪几种？答：原因：因为只有冷端温度恒定时，热电偶的热电势和热电温度才有单值的函数关系。措施：（1）热电偶补偿导线（2）冷端温度修正法（3）冷端零摄氏度恒温法四、计算题(共20分，每题10分)1.现用一变极距式电容式传感器测量位移，电容量为CX=εs/d，若采用运算放大器式测量电路①画出测量电路图。（5分）答：P935.4.2②求输出电压与极距d的关系。（5分）oiCUUdA2.若某光栅传感器的光栅密度为100条/mm,标尺光栅和指示光栅之间的夹角θ=0.01rad.①求其形成的莫尔条纹间距BH是多少？（5分）W=1/100=0.01BH=W/θ=1mm②若采用四只光敏二极管接受莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为10-6s，问此光栅允许最快的运动速度v是多少？（5分）64*10BH五、分析设计题(共25分)现需用金属应变式传感器设计一数字电子秤1．简述应变式传感器的工作原理。（10分）答：基于电阻应变效应，即导体在外界作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化。2．试给出设计方案，并画出数字电子秤系统组成框图。（15分）被测量传感器预处理及接口微型机输出接口显示和记录