传感器原理与应用试题及答案

传感器原理与应用试题及答案一、填空题1、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择（NTC突变）型热敏电阻。2、传感器按输出量形类可分为（模拟式、数字式和开关式）。3、热敏电阻常数B大于零的是（负）温度系数的热敏电阻。4、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）。5、振筒式传感器是以均匀（薄壁圆筒）作为敏感元件，将（被测气体压力）或密度的变化转换成（频率）。6、我们学过的参量式传感器有、、等。7、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。8、误差按出现的规律分、、。9、若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。10、用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式传感器、应变式传感器等（任填两个）。参考答案：6.电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器7.CU50，镍铬8.系统误差、随机误差、粗大误差9.对地低阻抗端(或接地端)10.力、压力（加速度）11.由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用不同的光电管，以便利用光谱特性的区段。12.可以测量加速度的传感器有、、等。13.霍尔元件采用恒流源激励是为了。14.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。15.目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。参考答案：11.光电阴极材料、灵敏度较高12.电容式传感器、压电式传感器、差分变压器式传感器13.减小温漂14.标定(或校准或测试)15.压电晶体、压电陶瓷、有机压电材料16.采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。17.按热电偶本身结构划分，有热电偶、热电偶、热电偶。18.形成干扰的三因素是、、。19.用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。20.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。参考答案：16.温度、电阻17.普通、铠装、薄膜18.干扰源、干扰途径、接收电路19.偏位式20.测量范围21.根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有、、三种基本类型22.空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用式电容传感器23.热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的敏感元件。24.传感器通常由、、三部分组成。25.传感检测系统目前正迅速地由、数字式，向方向发展。参考答案：21.变间隙型、变面积型、变介电常数型22.差动23.载流子、温度24.敏感元件、传感元件、测量转换电路25.模拟式、智能化二、选择题1.差动变压器传感器的配用测量电路主要有[]A.差动相敏检波电路B.差动整流电路C.直流电桥D.差动电桥2.目前我国使用的铂热电阻的测量范围是[]A.-200～850℃B.-50～850℃C.-200～150℃D.-200～650℃3.测量范围大的电容式位移传感器的类型为[]A.变极板面积型B.变极距型C.变介质型D.容栅型4.应变式压力传感器主要用于液体、气体压力的测量，测量范围是[]A.102～106paB.105～107paC.104～107paD.106～109pa5.在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入什么，可测得最大的容量[]A.塑料薄膜B.干的纸C.湿的纸D.玻璃薄片6.测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏，则此时的信噪比为[]A.20dBB.1dBC.0dB参考答案：1、AB2、AD3、D4、C5、D7.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于[]A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器8.热电偶可以测量[]A.压力B.电压C.温度D.热电势9.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[]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D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片10.变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量[]A.增加B.减小C.不变D.不确定参考答案：6.C7．A8.C9．C10.A11.热电阻测量转换电路采用三线制是为了[]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.减小引线电阻的影响12.发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取什么措施[]A.接地保护环B.将机箱接大地C.抗电磁干扰13.电涡流式传感器激磁线圈的电源是[]A.直流B.工频交流C.高频交流D.低频交流14.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是[]A.压力B.力矩C.温度D.厚度15.固体半导体摄像元件CCD是一种[]A.PN结光电二极管电路B.PNP型晶体管集成电路C.MOS型晶体管开关集成电路D.NPN型晶体管集成电路参考答案：11.D12.B13．C14.C15．C16.在以下几种传感器当中()属于自发电型传感器[]A.电容式B.电阻式C.压电式D.电感式17.当石英晶体受压时，电荷产生在[]A.Z面上B.X面上C.Y面上D.X、Y、Z面上18.在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了什么测量方法？[]A.微差式B.零位式C.偏差式19.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是[]A.正比关系B.反比关系C.无关系D.不确定20.光敏电阻适于作为[]A.光的测量元件B.光电导开关元件C.加热元件D.发光元件参考答案：16.C17.B18.B19、B20.B21.已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为[]A.2X()B.X()C.X(f)D.2X(f)22.（）的数值越大,热电偶的输出热电势就越大[]A.热端直径B.热端和冷端的温度C.热端和冷端的温差D.热电极的电导率23.汽车衡所用的测力弹性敏感元件是[]A.悬臂梁B.弹簧管C.实心轴D.圆环24.在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用[]A.计算修正法B.仪表机械零点调整法C.冰浴法参考答案：21．B22.C23.C24.C三、名词解释1.传感器能感受规定的被测量并按照一定规律转化成可用输出信号的器件和装置。2.传感器的迟滞表明传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出、输入曲线不重合的程度。3.传感器的线性度是指传感器输出、输入的实际特性曲线和拟合直线之间的最大偏差与输出量程范围之百分比。4.光电效应光电效应是物体吸收到光子能量后产生相应电效应的一种物理现象。5.传感器的分辨力传感器分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。6.接地技术：导线接地起源于强电技术，它的本意是接大地，主要着眼于安全。检测装置电路接地的目的是为了安全、对信号电压有一个基准电位、静电屏蔽等。7.光栅尺又称长光栅，用于长度或直线位移的测量。8.霍尔效应金属或半导体薄片置于磁感应强度为的磁场中，当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。9.绝对误差是示值与被测量真值之间的差值。10.应变效应导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值也随之发生相应的变化。11.开关传感器当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。12.光电耦合技术:光电耦合器是一种电—光—电耦合器件,它的输入、输出都是电流,两者之间是绝缘的。四、简答题1.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。2.传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。3.传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。4.变气隙式传感器主要由哪几部分组成？有什么特点？答：变气隙式自感式传感器由铁心线圈、衔铁、测杆及弹簧等组成。变气隙式传感器的线性度差、示值范围窄、自由行程小，但在小位移下灵敏度很高，常用于小位移的测量。5.什么是电阻应变效应？答：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值也随之发生相应的变化，这种现象即为电阻应变效应。6.感应同步器有哪几种？直线感应同步器主要由哪几部分组成？答：感应同步器按其用途不同，可分为测量直线位移的直线感应同步器和测量角位移的圆感应同步器两大类。直线感应同步器由定尺与滑尺组成。在定尺和滑尺上制作有印刷电路绕组，定尺上是连续绕组，节距(周期)W为2mm；滑尺上的绕组分两组，在空间差90°相角(即1／4节距)，分别称正弦和余弦绕组，两组节距相等，W1为1.5mm。定尺一般安装在设备的固定部件上(如机床床身)，滑尺则安装在移动部件上。7.根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？各自用途是什么？答：根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有三种基本类型，即变极距(d)型（又称变间隙型）、变面积(A)型和变介电常数(ε)型。变间隙型可测量位移，变面积型可测量直线位移、角位移、尺寸，变介电常数型可测量液体液位、材料厚度。8.电感式传感器的工作原理是什么？能够测量哪些物理量？答：电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感（或互感）变化的一种机电转换装置。利用电感式传感器可以把连续变化的线位移或角位移转换成线圈的自感或互感的连续变化，经过一定的转换电路再变成电压或电流信号以供显示。它除了可以对直线位移或角位移进行直接测量外，还可以通过9.光电效应有哪几种类型？与之对应的光电元件各有哪些？简述各光电元件的优缺点。答：光电效应根据产生结果的不同，通常可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。光电管和光电流倍增管是属于外光电效应的典型光电元件。光电倍增管的优点是灵敏度高，比光电管高出几万倍以上，输出线性度好，频率特性好；缺点是体积大、易破碎，工作电压高达上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光测量和要求反应速度很快的场合。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管。光敏电阻具有很高的灵敏度，光谱响应的范围可以从紫外线区域到红外线区域，而且体积小，性能稳定，价格较低，所以被广泛应用在自动监测系统中。在使用光敏电阻时，光电流并不是随光强改变而立刻做出相应的变化，而是具有一定的滞后，这也是光敏电阻的缺点之一。光敏三极管的灵敏度比二极管高，但频率特性较差，暗电流较大。光敏晶闸管输出功率比它们都大，主要用于光控开关电路及光耦合器中。基于光生伏特效应的光电元件主要是光电池。应用最广泛的是硅光电池，它具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高、能耐高温辐射等优点。10.试说明热电偶的测温原理。答：两种不同材料构成的热电变换元件称为热电偶，导体称为热电极，通常把两热电极的一个端点固定焊接，用于对被测介质进行温度测量，这一接点称为测量端或工作端，俗称热端；两热电