试卷集锦(传感器)

第一章

1、 衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。

2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成， 是能把外界＿非电量＿＿＿＿＿转换成＿＿＿电量＿＿＿器件和装置。

3、仪表的精度等级是用仪表的＿＿＿引用误差＿＿＿＿来表示的。

4.传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。

5．测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为   粗大           、     系统         和随机误差三类，其中      随机误差         可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。

第二章

1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。

2、在压阻式传感器的测量桥路中，补偿灵敏度温漂可以利用在电源回路__串并联电阻______的方法实现。

3、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。

4.应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法＿。

5. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。

6．半导体应变片工作原理是基于   压阻           效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数  大十倍                          。

7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除  线性误差                          同时还能起到       温度补偿              的作用。

第三章

1.变间隙式自感传感器的＿测量范围＿和＿灵敏度及线性度＿是相互矛盾的，因此在实际测量中广泛采用＿差动＿结构的变隙电感传感器。

2.电感式传感器是利用被测量改变磁路的＿磁阻＿，导致＿线圈电感量＿变化的。 磁电式传感器是利用＿电磁感应现象＿产生感应电势的。而霍尔式传感器是利用＿＿半导体＿在磁场中的电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。

3. 电感式传感器种类很多。虽然结构形式多种多样，可分为＿＿变气隙式＿、＿变面积式＿、＿螺线管式＿三种结构。

4.电涡流传感器根据激励电流频率的高低，可以分为＿高频反射式＿、＿低频透射式＿两种。

5、螺线管式差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为＿__零点残余______________电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向（或正负）可采用__相敏检波____电路。

6、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除＿变极距型＿＿＿＿＿外是线性的。

7、产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈的等效机械品质因数    下降            。

8、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 反向串联     形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

9、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与         测量范围                  的矛盾。这点了它的使用，仅适用于    微小位移             的测量。

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     增加  （①增加，②减少）。

11．差动脉冲宽度调制电路适用于            变极距       型和        变面积型           差动电容传感器，且为线性特性。

第四章

1、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称___外光电_________效应；入射光强改变物质导电率的现象称__光电导__________效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应称____光生伏特______效应。

2、光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=__11.46 mm______。

3、电荷耦合器件的基本功能__实现信号电荷的转换存储与转移信息电荷_____。

4.有一直线光栅，每毫米刻线数为 100 线，主光栅与指示光栅的夹角θ=1.8 °列式计算：栅距 W =__0.01____mm ； 莫尔条纹的宽度 L =_0.32  mm。 

5.光纤是由折射率n1高的___纤芯_______和折射率n2低 的_包层________构成的双层同心圆结构。某光纤n1＝1.，n2＝1.45，其数值孔径NA为__arcsin(1.45/1.)_____。

其它

1、用磁电式传感器进行齿轮转速测量。已知齿数Z =48，测得频率 F =120Hz，则该齿轮的转速为____150r/min______。

2、热电偶在实际中测量温度时，需要几个定律来提供理论上的依据，这些定律分别是：____匀质导体定律__，___中间导体定律___，____连接导体定律___。

3、用于制作压电传感器的常用压电材料是_____石英晶体_________ 和__压电陶瓷____________，其中，为了使其具有压电效应，＿压电陶瓷＿＿＿＿＿使用前需要做＿极化＿＿＿处理。

4、热电偶传感器的工作基础是__闭合回路________，产生的热电势包括_____接触_____电势和__温差___         电势两部分。热电偶的 连接导体____定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；根据_中间导体___定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。

5、压电陶瓷需要有        极化         和     外力        的共同作用才会具有压电效应。

6．石英晶体沿    Y轴             方向施加作用力会产生压电效应，没有电荷产生。

7、压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度会影响系统    测量精度                ；而使用电荷放大器时，其输出电压与传感器的    输入电荷            成正比。

8、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有     电压放大器            和  电荷放大器       两种形式。

第二部分 单项选择题

第一章

1、下列不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、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  

5. 属于传感器静态特性指标的是（D   ）

  A.固有频率         B.临界频率       C.阻尼比       D.重复性

6．、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

7．迟滞误差表明的是在(  C    )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 

A.多次测量  B.同次测量  C.正反行程  D.不同测量

第二章

1、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

2.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

   D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

3、产生应变片温度误差的主要原因有（　AB　）

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

4.利用电桥进行温度补偿，补偿片的选择是（A）

   A．与应变片相邻，且同质的工作片

   B．与应变片相邻，且异质的工作片   

C．与应变片相对，且同质的工作片

   D．与应变片相对，且异质的工作片   

5．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

6．影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（    B  ）。

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

7．电阻应变片的线路温度补偿方法有（  A  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

第三章

1、极距变化型电容传感器的灵敏度与（　B）。

 Ａ、极距成正比　      Ｂ、极距成反比

 Ｃ、极距的平方成正比　Ｄ、极距的平方成反比

2、电感式传感器的常用测量电路不包括（   C    ）。

A. 交流电桥                  B. 变压器式交流电桥

C. 脉冲宽度调制电路          D. 谐振式测量电路

3、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（ C     ）。

A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反

B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化

C. 根据输出的指示可以判断位移的方向

D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态

4、下列说法正确的是（  D    ）。

A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。

B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。

C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。

D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。

5、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（  D   ）。

A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向

B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压

C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向

D. 既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压

6．当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（   D  ）

A．灵敏度K0增加            B．灵敏度K0不变

C．非线性误差增加          D．非线性误差减小

7．用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（  C ）。

A．变间隙式             B．变面积式

C．变介电常数式         D．空气介质变间隙式

8．下列不属于电容式传感器测量电路的是（  D  ）

A．调频测量电路                  B．运算放大器电路

C．脉冲宽度调制电路              D．相敏检波电路   

第四章

1、光敏二极管在电路中一般是处于（  B ）工作状态

A.零向    B.反向     C.正向

2.某6码道的循环码光电码盘，光线照射时得到的编码是001100，则转角为（C）。

A.        B.     C.     D. 

3.光电管属于（ A ），光电池属于（  C ）。 

A.外光电效应     B.内光电效应    C.光生伏特效应 

4.压电传感器的测量电路有两种，其中（ C）输出与电缆电容无关

A.电压源放大电路        B.运算放大电路 

C.电荷源放大电路         D. 双T型电桥电路

5、莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是（  B ）

　　A、调制　　　　　　B、放大

　　C、细分　　　　　　D、降噪

6、基于物质的内光电效应的器件有（BCD  ）

A、光电管  B、光电池  C、光敏电阻   D、光敏晶体管

7、光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=（C ）。

A、10.37mm  B、5mm  C、11.46mm    D、25.11mm

8、电荷耦合器件的基本功能（A）。

A、实现信号电荷的转换存储与转移信息电荷

B、改变磁场强度

C、实现多数载流子转移

D、实现能量转移  

9. 光电管的光电特性是指光电管上阳极电压和入射光频谱不变条件下（　　B）

A．入射光的频谱与光电流的关系　　　B．入射光的光通量与光电流的关系

C．入射光的频谱与光通量的关系　　　D．入射光的光通量与光强的关系

10．光敏电阻的特性是（ D     ）

A．有光照时亮电阻很大         B．无光照时暗电阻很小  

C．无光照时暗电流很大         D．受一定波长范围的光照时亮电流很大 

11．数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（ B  ）       

A．数值孔径反映了光纤的集光能力    

B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关

C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易 　

D．数值孔径越大，光信号的畸变也越大

其它

1、热电偶的冷端处理方法有：（ AB  ）

A、补偿导线法    B、冷端温度恒温法   

C、相敏检波      D、串联二极管

2. 某些物质在沿着一定方向受到力作用而发生改变时，其表面会电荷，若去掉外力就恢复到不带电的状态，这种现象称为（ A ）效应。

A．压电效应   B．磁致伸缩    C．霍尔效应   D．压磁效应

3.热电偶中产生热电势的条件是（　BC　）

A．两热电极材料相同　　　    B．两热电极材料不同

C．两热电极的两端温度不同　　　D．两热电极的两端温度相同

4．霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ AB   ）                   

A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上

B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀

C．周围环境温度变化

D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配     

5、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（ D    ）。

A. 补偿导线法              B. 电桥补偿法

C. 冷端恒温法              D. 差动放大法

6．对于热电偶冷端温度不等于(  B    )，但能保持恒定不变的情况，可采用修正法。 

A.20℃      B.0℃      C.10℃      D.5℃

7．热电偶中产生热电势的条件有（   B  ）。

A．两热电极材料相同          B．两热电板材料不同

C．两热电极的几何尺寸不同    D．两热电极的两端点温度相同

8．对石英晶体，下列说法正确的是（ A     ）。

A. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。

B. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。

C. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。

D. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。

9、压电式传感器目前多用于测量（  B  ）。

A．静态的力或压力                 B．动态的力或压力

C．位移                           D．温度

第三部分 计算题

1.计算n1=1.6, n2=1.4阶跃折射率光纤的数值孔径值。如果外部媒质为空气，n0=1，求该种光纤的最大入射角。

2. 图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?。②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同其余为电阻，电压输出U0=?。③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，感受应变大小相同，电压输出U0=?。

3.采用四片相同的金属丝应变片(K=3），将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上。如下图所示，力。圆柱断面半径=1cm，弹性模量,泊松比0.2。求（1）画出相应全桥电路进行测量，画出原理图；（2）各应变片的应变ε=？电阻相对变化量△R/R=？（，）；（3）若电桥电压U = 8V，求电桥输出电压U0 =?（4）此种测量方式能否补偿环境温度对测量的影响？说明原因。（15分）

F

F

Ｒ4

Ｒ3

Ｒ2

Ｒ1

U

Ｒ4

Ｒ3

Ｒ2

Ｒ１

U0

解：

⑴按题意采用四个相同应变片测力单性元件。四个应变电阻接入桥路位置如图所示。从而组成全桥测量电路可以提高输出电压灵敏度。（2分）

⑵（1分）

  （1分）

  （2分）

  （2分）

⑶（2分）

    （1分）

⑷此种测量方式可以补偿环境温度变化的影响。为四个相同电阻应变环境条件下，感受温度变化产生电阻相对变化量相同，在全桥电路中不影响输出电压值，即

故                 （4分）

4. 测量某电路电流共5次，测得数据（单位mA）分别为168.41，168.54，168.59，168.40，168.50。试求算术平均值和标准差。

5.现用一只镍铬—镍硅热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30°C，而显示仪表机械零位为0°C，这时指示值为400°C，若认为换热器内的温度为430°C，对不对？为什么？正确值为多少？  E（30，0）=1.203mV

镍铬-镍硅热电偶分度表