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传感器期末考试题一、填空题（15分）1、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。2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。4、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。5、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。6、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。7、金属应变片的工作原理是基于金属的应变效应。8、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。9、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。10、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。11、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。12、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工业测量，一般精度要求场合；二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测量，精度要求高的场合。13霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差的现象。14、霍尔电势与半导体薄片的厚度成正比。15、热敏电阻按温度系数可分为PTC（或正温度系数型）NTC或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR的传感器。16、热电阻传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。17．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。18、在传感器领域，应用比较广泛的基本电量传感器有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。19、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。20、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单、适应性强。二、选择题（将正确的选择项填入括号内，每题2分，15题共30分）1、通常所说的传感器核心组成部分是指：（B）A、敏感元件和传感元件B、敏感元件和转换元件C、转换元件和调理电路D、敏感元件、调理电路和电源2、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3、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4、石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是(B)。A、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好B、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好C、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好D、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好5、石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会(D)。A、不产生压电效应B、产生逆向压电效应C、产生横向压电效应D、产生纵向压电效应6.磁敏传感器中将被测物理量转换为电势的霍尔传感器是利用（D）A．压电效应原理Ｂ．力学效应原理Ｃ．光电效应原理Ｄ．霍尔效应原理7.热电偶在温度测量中应用非常广泛，其工作原理是（A）A．热电效应Ｂ．光电效应Ｃ．磁电效应Ｄ．热敏效应8.利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件是（B）A．光敏电阻Ｂ．热敏电阻Ｃ．磁敏电阻Ｄ．力敏电阻9.电容式湿度传感器主要包括陶瓷电容式和（B）A．金属电容式Ｂ．高分子电容式Ｃ．半导体电容式Ｄ．单晶电容式10、镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/°C，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50°C，则热电势大小（B）mV。A、60；B、46；C、56；D、66。11.（B）是指传感器中能有直接感受被测量的部分。A．传感元件B。敏感元件C。测量转换电路12.由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式，这一部分称为（c）。A．传感元件B。敏感元件C。测量转换电路13.（A）是之传感器在稳态工作情况下，传感器输出量增量△y与被测量增量△x的比值。A．灵敏度B。分辨率C。线性度14.被测量本身所具有的真正值称之为（B）A．实际值B。真值C。约定真值15.(C)可以通过实验方法或引人修正值方法予以修正。A．随机误差B。系统误差C。粗大误差16.（A）在同一条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号随机变化，没有一定规律，时大时小，时正时负，不能预定。A．随机误差B。系统误差C。粗大误差17、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18、电桥车辆电路的作用是吧传感器的参数变化转化为（C）的输出。A．电阻B。电容C。电压19、根据工作桥臂不同，电桥可分为（D）A．半桥单臂B。半桥双臂C。全桥输入D。全选20、.压电材料的绝对零度是（A）消失的温度转变点。A．压电效应B。逆压电效应C。横向压电效应21、在电介质的极化方向上施加交变电场时，他会产生机械变化，当去掉外加电场时，电介质形变随之消失，这种现象称为（A）。A．逆压电效应B。压电效应C。正压电效应二、判断题（在你认为对的判断后打，错的判断后打，每题1分，10题共10分）1，真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。（×）2应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。（×）3.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。（√）4、按电桥电源性质不同，桥式电路可分为交流电桥和直流电桥电路。、压电传感器是一种力敏传感器（√）。5、霍尔开关能在各类恶劣环境下可靠地工作。（√）6.石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。（√）7、石英晶体在光抽方向上有压电效应（×）。8.时间响应特性为传感器的静态特性之一。（×）9、传感器是利用各种物料、化学效应以及生物效应实现非电量到电量转换或器件。（×）10.电容式传感器不可实现非接触测量。（×）11.智能传感比普通传感器性能优越，它输出的信号一定为数字信号。（×）12、光的波长越短，光子的能量就越大。（√）13、.电阻传感器和电容传感器都可以用于湿度的测量。（√）四、简答题（4题，共20分）1、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。2①传感器的定义：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；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。3、热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方法有哪些？答（1）因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数，而热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的，为了使热电势能反映所测量的真实温度，所以要进行冷端补偿。（2）A：补偿导线法B：冷端温度计算校正法C：冰浴法D：补偿电桥法。4.热电效应热电效应是两种不同的导体组成闭合回路时(1分)，若两接点温度不同1分)在该电路中产生电动势的现象.(1分)5.霍尔效应当置于磁场中的半导体薄片的电流方向与磁场方向不一致时(1分)，在半导体薄片上平行于电流和磁场方向(1分)的两个面之间产生电动势的现象.（1分）6、什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电效应?答：正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为纵向压电效应。沿石英晶体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为横向压电效应。五、计算综合题（3题，共25分）1、一台精度等级为0.5级、量程范围600~1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？解：根据精度定义表达式A=△A/YF.S×100%，并由题意已知：A=0.5%，YF.S=（1200—600）℃，得最大允许绝对误差△A=A.YF.S=0.5%×（1200—600）=3℃此温度传感器最大允许绝对误差为3℃。检验某点的最大绝对误差为4℃，大于3℃，故此传感器不合格。2、检定一台1.5级刻度0~100Pa压力传感器，现发现50Pa处误差最大为1.4Pa，问这台压力传感器是否合格？解：根据精度定义表达式：A＝ΔA/AyFS*100%,由题意可知：A＝1.5％，YFS＝100所以ΔA＝AYFS＝1.5因为1.4＜1.5所以合格。计算题以课本和作业为准