传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案
1 •属于传感器动态特性指标的是（D ）A重复性B线性度C灵敏度D固有频率2 误差分类，下列不属于的是（B）A系统误差B绝对误差C随机误差D粗大误差3、非线性度是表示校准（B ）的程度。
A、接近真值B偏离拟合直线C、正反行程不重合D、重复性4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B）A、转换元件B敏感元件C转换电路D、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）A工作频率宽B线性范围宽C单位输入量引起的输出量大D允许输入量大6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7传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D）A测量B感知C信号调节D转换8回程误差表明的是在（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9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。
A相对误差B绝对误差C引用误差D粗大误差二、判断1•在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
（V）2系统误差可消除，那么随机误差也可消除。
（X）3对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（X）4平均值就是真值。
（X）5在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。
（X）6•线性度就是非线性误差.（X）7•传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（V）8•传感器的被测量一定就是非电量（X）9•测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。
（V）10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（V）二、简答题：（50分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入一输出特性。
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传感器与检测技术试卷及答案传感器与检测技术试卷及答案第⼀部分选择题（共24 分）第⼆部分⾮选择题（共76分）⼆、填空题13．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。
14．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。
15．传感检测系统⽬前正迅速地由模拟式、数字式，向⽅向发展。
16．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。
17．为了测得⽐栅距W更⼩的位移量，光栅传感器要采⽤技术。
18．在⽤带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利⽤孔的透光⾯积表⽰扭矩⼤⼩，透光⾯积减⼩，则表明扭矩。
19．电容式压⼒传感器是变型的。
20．⼀个半导体应变⽚的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。
21．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理⽅法称为。
22．热敏电阻常数B ⼤于零的是温度系数的热敏电阻。
23．若测量系统⽆接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
24．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位⾓分别为?1? 2?34，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为。
三、问答题（本⼤题共6⼩题，每⼩题4分，共24分）25．简述压电式传感器分别与电压放⼤器和电荷放⼤器相连时各⾃的特点。
26．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：（1）它由哪两个绕组组成？（2）鉴相式测量电路的作⽤是什么？27．简述压磁式扭矩仪的⼯作原理。
28．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。
29．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的⼯作过程。
30．采⽤逐次逼近法的模/数转换器主要由哪⼏部分组成？四、计算题（本⼤题共3⼩题，每⼩题8分，共24分）31．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：（1）被测轴的转速是每分钟多少转？（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最⼤转速误差是多少？32．⼀热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案（（（（试卷一试卷一试卷一试卷一））））第一部分选择题（共24 分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2 分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（ D ）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A ）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4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（D ）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．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8．将电阻R 和电容C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．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（）第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
传感器和检测技术试题(卷)与答案解析
1．属于传感器动态特性指标的是（D ）A 重复性B 线性度C 灵敏度D 固有频率2 误差分类，下列不属于的是（B ）A 系统误差B 绝对误差C 随机误差D粗大误差3、非线性度是表示校准（B ）的程度。
A、接近真值B、偏离拟合直线C、正反行程不重合D、重复性4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ）A、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）A 工作频率宽B 线性范围宽C 单位输入量引起的输出量大D 允许输入量大6 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7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D）A 测量B感知 C 信号调节 D 转换8 回程误差表明的是在（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9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。
A 相对误差B 绝对误差C 引用误差D粗大误差二、判断1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
（√）2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。
（×）3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×）4 平均值就是真值。
（×）5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。
（×）6.线性度就是非线性误差.（×）7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√）8.传感器的被测量一定就是非电量（×）9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。
（√）10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（50分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。
传感器与检测技术试题及答案(212题)
传感器与检测技术试题及答案（212题）1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容：C；2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
B、线绕电位器式传感器。
C、应变片式压力传感器。
D、金属丝式传感器。
答案内容：A；3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。
A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容：B；4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。
其中，典型的传感器智能化结构模式是()。
A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容：B；5、（本题为多选题）传感技术的研究内容主要包括：()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容：ABC；6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。
A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容：B；7、传感器的下列指标全部属于静态特性的是()。
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、重复性答案内容：C；8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。
A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：B；9、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（）。
A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。
答案内容：ABCD；10、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为()。
A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容：C；11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案( ( ( (试卷一试卷一试卷一试卷一) ) ) )第一部分选择题(共 24 分)一、单项选择题(本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1 ．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( C )A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是( D )A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于( A )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4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为( D )A．变极板面积型 B．变极距型C．变介质型 D．容栅型5．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是( D )A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件 CCD 是一种( C )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8．将电阻 R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC 吸收电路，其作用是( D )A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声C．克服串扰 D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为 0.315，上次采样值为 0.301，则本次采样值 Yn 应选为 ( A )A． 0.301 B． 0.303 C． 0.308 D． 0.315 10．若模/数转换器输出二进制数的位数为 10，最大输入信号为 2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为( B )A． 1.22mV B． 2.44mV C． 3.66mV D． 4.88mV 11 ．周期信号的自相关函数必为( A )A．周期偶函数 B．非周期偶函数C．周期奇函数 D．非周期奇函数12．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( B ) 术。
传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)讲解
（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1．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2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．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4．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5．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．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8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．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(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
传感器与检测技术试题及答案
传感器与检测技术试题一、填空：20分1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等;2分2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小;3、光电传感器的理论基础是光电效应;通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类;第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应,这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表;4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为EabT,To=T B A TT BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响;5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应;相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应;2分6. 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①增加②减小③不变2分7. 仪表的精度等级是用仪表的① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差来表示的2分8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型外是线性的;2分9. 电位器传器的线性,假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx = ① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax 来计算,其中电阻灵敏度Rr=① 2pb+h/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2Ab+b/pt, ④ 2Atpb+h1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量①增大,②减小,③不变;2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,①变面积型,②变极距型,③变介电常数型是线性的关系;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成①正比,②反比,③不成比例,与副方线圈的匝数成①正比,②反比,③不成比例,与回路中磁阻成①正比,②反比,③不成比例;4、传感器是能感受规定的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,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和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;5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成;2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材料;它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的; 半导体 材料传感器的灵敏度较大;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示;1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为E ab T,T o =T B A T T BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-;在热电偶温度补偿中,补偿导线法即冷端延长线法是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响;7分3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器;线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的线性关系;假定电位器全长为Xmax,其总电阻为Rmax,它的滑臂间的阻值可以用Rx=max R maxX X ⋅来计算;假定加在电位器A 、B 之间的电压为Vmax,则输出电压为Vx=max V max X X ⋅;其电阻灵敏度R I =At)h b (2+ρ;电压灵敏度R U =At )h b (2I +ρ⋅;7分 5.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应电势的;而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应霍尔效应而输出电势的;霍尔式传感器可用来测量电流,磁场,位移,压力;6分8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征5分1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量①增大②减小③不变;2、平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,①变面积型②变极距型③变介电常数型是线性的关系;3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成①正比②反比③不成比例简答题二、用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接;在某时刻,从电位差计测得热电势为,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度是多少度20分2 简述热电偶的工作原理;6分答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;3 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理;6分答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比;这种现象称为正压电效应;反之,如对石英晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应;石英晶体整个晶体是中性的,受外力作用而变形时,没有体积变形压电效应,但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应;4 简述电阻应变片式传感器的工作原理6分答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化;1、什么是传感器动态特性和静态特性,简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通常的需要,而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性10分答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称;而传感器的输入输出特性是其基本特性,一般把传感器作为二端网络研究时,输入输出特性是二端网络的外部特性,即输入量和输出量的对应关系;由于输入量的状态静态、动态不同分静态特性和动态特性;静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入-输出特性;动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性;可以从时域和频域来研究动态特性2、简述霍尔电动势产生的原理;5分答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场磁场方向垂直于薄片中,当有电流I 流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转;结果在半导体的后端面上电子有所积累;而前端面缺少电子,因此后端面带负电,前端面带正电,在前后端面形成电场,该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场,相应的电势称为霍尔电势U H ;3、分析应变片式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差的过程;10分答：在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;二、寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度,它的变化为虚假信号影响传感器的精度;试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理;15分三、在生产过程中测量金属板的厚度,非金属板材的镀层厚度时常用涡流传感器;试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理及实现工艺;151 光纤传感器的工作原理;4分答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;光纤传感器利用光导纤维,按其工作原理来分有功能型或称物性型、传感型与非功能型或称结构型、传光型两大类;功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的的波导,而且具有测量的功能;非功能型光纤传感器其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其他敏感元件才能组成传感器;5、什么是传感器静态特性;4分答：传感器的静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性;三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势 说明势电偶测温原理及其工作定律的应用;分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法10分答：①热电动势：两种不同材料的导体或半导体A 、B 串接成一个闭合回路,并使两个结点处于不同的温度下,那么回路中就会存在热电势;因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势,通称热电势;②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子,其密度不同而在接触处形成的热电势;它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关;③温差电动势：是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势;④热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”;所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象;两点间的温差越大,产生的电动势就越大;引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小;⑤热电偶三定律a 中间导体定律热电偶测温时,若在回路中插入中间导体,只要中间导体两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响;在用热电偶测温时,连接导线及显示一起等均可看成中间导体;b 中间温度定律任何两种均匀材料组成的热电偶,热端为T,冷端为0T 时的热电势等于该热电偶热端为T 冷端为n T 时的热电势与同一热电偶热端为n T ,冷端为0T 时热电势的代数和;应用：对热电偶冷端不为C 00时,可用中间温度定律加以修正;热电偶的长度不够时,可根据中间温度定律选用适当的补偿线路;c 参考电极定律如果A 、B 两种导体热电极分别与第三种导体C 参考电极组成的热电偶在结点温度为T,0T 时分别为()0,T T E AC ,()0,T T E BC ,那么爱相同温度下,又A 、B 两热电极配对后的热电势为 ()()()000,,,T T E T T E T T E BC AC AB -=实用价值：可大大简化热电偶的选配工作;在实际工作中,只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势,那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得,而不需逐个进行测定;⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a C 00恒温法 b 计算修正法冷端温度修正法c 仪表机械零点调整法d 热电偶补偿法e 电桥补偿法f 冷端延长线法四、霍尔元件能够测量哪些物理参数霍尔元件的不等位电势的概念是什么温度补偿的方法有哪几种请详细推导分流法;10分答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等;霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下,在无外加磁场时,两输出电极之间的空载电势,可用输出的电压表示;温度补偿方法：a 分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况;b 电桥补偿法五、论述CCD 的工作原理,如何用设计一台摄像机;6分答：CCD 是一种半导体器件,在N 型或P 型硅衬底上生长一层很薄的SiO2,再在SiO2薄层上依次序沉积金属电极,这种规则排列的MOS 电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了CCD 芯片;CCD 可以把光信号转换成电脉冲信号;每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况,脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱,输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置,这就起到图像传感器的作用;一、简答题30分,6分/题1、 从传感器的静态特性和动态特性考虑,详述如何选用传感器;答：考虑传感器的静态特性的主要指标,选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器;考虑动态特性,所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化,即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性;2、 直流电桥和交流电桥有何区别直流电桥的平衡条件是什么应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路 答：根据电源不同分为直流和交流电桥;直流电桥优点：高稳定度直流电源容易获得,电桥平衡电路简单,传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小;但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂;交流电桥在这些方面都有改进;直流电桥平衡条件：R 1/R 2=R 3/R 4 ,R 1R 4=R 2R 3;3、 以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高灵敏度的原理; 解：000202l S W L μ= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+=-∆+=-=∆122)(2000002000200020l l l l S W l S W l l S W L L L μμμ 差动式灵敏度:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...1220000l l l l l L S 与单极式传感器灵敏度⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆--=...120000l l l l l L S 比较 灵敏度提高一倍,非线性大大减少;4、 光电池的工作原理,指出它应工作在电流源还是电压源状态;答：光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式；是有源器件;它有较大面积的P 一N 结,当光照射在P 一N 结上时则在结的两端出现电动势;它应工作在电压源状态;5、 按照传感型功能型和传输型光纤传感器的特点应该选用哪种光纤单模/多模,为什么 答：功能型或称物性型、传感型光纤不仅作为光传播的波导而且具有测量的功能;它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长,从而对外界因素进行测量和数据传输;可分为振幅调制型、相位调制型及偏振态调制型;多模单模皆可非功能型或称结构型、传光型 其光纤只是作为传光的媒介,还需加上其它敏感元件才能组成传感器;多模;6、 传感器的定义和组成框图 画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和作用;答：传感器是能感受规定的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,通常由敏感元件和转换元件组成;传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首;传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要;组成框图：自动控制系统原理框图：7、量,测量何种物理量各≥3种答：非接触式测量：a)热电式传感器：测量温度b)光纤传感器：测量光信号c)核辐射传感器：测量核辐射粒子接触式测量：a)电位器式压力传感器：测量压力b)应变片式电阻传感器：测量电阻值c)应变式扭矩传感器：测量扭矩8、光电效应可分为哪三种类型,简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器;答：光电效应可分为：a)外光电效应：指在光的照射下,材料中的电子逸出表面的现象;光电管及光电倍增管均属这一类;它们的光电发射极,即光明极就是用具有这种特性的材料制造的;b)内光电效应：指在光的照射下,材料的电阻率发生改变的现象;光敏电阻即属此类;c)光生伏特效应：利用光势垒效应,光势垒效应指在光的照射下,物体内部产生一定方向的电势;光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式有源器件;9、光导纤维导光的原理是什么按其传输模式分为哪两种类型传感型功能型和传输型光纤传感器按照其特点应该选用哪种光纤答：光导纤维工作的基础是光的全内反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递到另一端面;按其传输模式可分为单模和多模两种;传感型功能型光纤传感器应该选用单模光纤,传输型光纤传感器应选用多模光纤; 10、传感器或测试仪表在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作,请问标定的意义答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种;静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等;动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等;11、压电式传感器的前置放大器的作用是什么电压式与电荷式前置放大器各有何特点12、答：作用是将输出电压放大,并与输入电压或输入电流成正比;电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出,并将微弱的电压信号进行适当放大,但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化,而且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦;电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器,其虽然允许使用很长的电缆,并且电容Ce变化不影响灵敏度,但它比电压放大器价格高,电路较复杂,调整也比较困难;13、什么是金属应变片的灵敏系数请解释它与金属丝灵敏系数的区别;答：应变片一般做成丝栅状,测量应变时,将应变片贴在试件表面上,试件的变形很容易传到应变片上;金属应变片的灵敏系数与金属丝灵敏系数是不同的;第一,零件的变形是通过剪力传到金属丝上的;第二,丝沿长度方向承受应变时,应变片弯角部分也承受应变,其截面积变大,则应变片直线部分电阻增加时,弯角部分的电阻值减少,也使变化的灵敏度下降;因此,应变片的灵敏系数比金属丝灵敏系数低;分析/证明题32分,8分/题1、 压电式传感器更适用于静态测量,此观点是否正确,分析原因;答不正确;其工作原理是基于压电材料的压电效应,具有使用频率宽,灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、测量范围广等优点,因此在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种,它可以把加速度、位移、压力、温度、湿度等许多非电量转换为电量;2、 固态图象传感器的分辨率由什么因素决定某海关欲采用固态图象传感器为核心的图象识别系统,但是安装适用后发现显示的图象清晰度和准确度不能令人满意,请从固态图象传感器的原理进行分析,从哪几方面考虑重新选型3、4、 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿,分析说明该类型传感器温度误差补偿方法;答：①在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数s g ββ与之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差;②方法：自补偿法 线路补偿法5、 系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由; 答：不完全正确;6、 Pt100和Cu50各代表什么传感器 分析热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用;7、分别代表铂电阻热电式传感器100Ω,铜电阻热电式传感器50Ω. 热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用是消除在热电阻安装的地方与仪表相距远时,环境温度变化时其连接导线电阻也变化所造成的测量误差;8、 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温,其仪表示值为600℃,而冷端温度t 0为65℃,则实际温度为665℃,对不对为什么应如何计算答：对;查表知镍铬-镍硅热电偶K=1,T=T z +KT n =600+1×65=6659、 自动控制系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽有何关系如果选用传感器的动态特性达不到要求怎么办10、11、 制作霍尔元件应采用什么材料,为什么为何霍尔元件都比较薄,而且长宽比一般为2 ：1答：制作霍尔元件应采用半导体材料;如果磁场与薄片法线有α夹角,那么U H =k H IBcos α,霍尔元件越薄即d 越小,k H 就越大,所以一般霍尔元件都很薄;又因为实际测量中U H =k H IB/d×fl/b 当l/b=2时,fl/b=为最大值,这时U H 也可取到最大值,所以长宽比l/b 一般为2：112系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正确吗 试述理由;答：不正确;传感器的响应带宽会限制系统的系统响应带宽;14温度对光电流影响不大,所以光电传感器在使用中不需要进行温度补偿,此观点正确否,为什么 答：不正确;因为半导体材料容易受温度影响,而其直接影响光电流的值,所以还需要温度补偿装置;15 智能传感器只是将被测信号数字化,意义不大,你同意此观点否 分析说明你的理由;答：不同意;智能传感器具有一定的人工智能,可使用电路代替一部分脑力劳动;和微机的结合使智能传感器不仅有视嗅味和听觉功能,还具有存储,思维和逻辑判断,数据处理,自适应能力等功能,从而使传感器技术提高到一个新水平;计算题四、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理并计算5分1. 已知Rt 是Pt100铂电阻,且其测量温度为T=50℃,试计算出Rt 的值和Ra 的值10分 55.119]50)10802.5(5010940.31[100)Bt At 1(R Rt 27320=⨯⨯-+⨯⨯+=++=--2. 电路中已知R 1、R 2、R 3和E,试计算电桥的输出电压V AB ;5分其中R 1=10K Ω,R 2=5K Ω,R 3=10K Ω,E=5伏答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成;图中G 为指示电表,R 1、R 2、R 3为固定电阻,Ra 为零位调节电阻;热电阻都通过电阻分别为r 2、r 3、R g 的三个导线和电桥连接,r 2和r 3分别接在相邻的两臂,当温度变化时,只要它们的R g 分别接在指示电表和电源的回路中,其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态,电桥在零位调整时,应使R 4=Ra+R t0为电阻在参考温度如0︒C 时的电阻值;三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连,可能导致电桥的零点不稳;三、分析、计算题：20分1、分析线性电位器式传感器由于测量线的线路中的负载电阻R L 带来的负载误差,并计算它与位移x 之间的关系；10分一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度10分 解: b kx y += )(b kx y i i i +-=∆ 22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑= 222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑= 代入数据求得68.0=k 25.0=b∴25.068.0+=x y 238.01=∆ 35.02-=∆ 16.03-=∆11.04-=∆ 126.05-=∆ 194.06-=∆ %7535.0%100max±=±=⨯∆±=FS L y L γ 拟合直线灵敏度68.0=k ,线性度±7%二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R2=R3=R 是固定电阻,R1与R4是电阻应变片,工作时R1受拉,R4受压,ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力。
传感器与检测技术试题及答案
禄劝职业高级中学试卷禄劝职业高级中学2014～2015学年上学期期末《传感器及检测技术》试卷一、填空题: （每空1分, 共20分）1. 检测系统由 、 测量电路 、 及电源组成。
2. 传感器的组成是由 、转换元件和 组成。
3.测量的步骤包括 、示差、 和读数四个步骤。
4.测量方法按测量方式分为: 、零位法和 。
5.传感器的特性包括: 和 两类。
6.绝对式编码器是由 、透镜、 、光敏元件组成。
7.光栅式位移传感器是一种 传感器, 直接把 转换成数字量输出。
8.长磁栅又分为尺型、 、 三种。
9.力敏传感器在生产生活和科学实验中广泛用于 和 。
10.热电阻是由 、保护管、 三部分组成。
二、单项选择题: （每题2分, 共30分）1. 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 2．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 3.电涡流传感器可用于（ ）。
A. 测温度B. 测转速C. 测力D. 测位移 4.霍尔传感器是基于（ ）的一种传感器。
A. 光电效应B. 电磁感应原理C. 自发电效应D. 霍尔效应 5. 磁电式传感器是基于（ ）的一种传感器。
A. 光电效应 B. 电磁感应原理 C. 自发电效应 D. 霍尔效应 6. 磁电式传感器可用于测量（ ） A. 测温度 B. 测转速 C. 测力 D. 测位移 7.变磁通式传感器一般用于（ ）测量。
A. 温度 B. 线速度班级 姓名 学号 座位号-----------------------------装-------------------------------订------------------------------线-------------------------------♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐答♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐题♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐线♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐♐C. 角速度D. 位移8、光电传感器是（）的一种传感器。
传感器及检测技术》试卷和答案(共五套)
（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1．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2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率3．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4．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5．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗7．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8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声C．克服串扰 D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数 B．非周期偶函数C．周期奇函数 D．非周期奇函数12．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(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
传感器与检测技术试卷及答案
1． 属于传感器动态特性指标的是（D ）A 重复性B 线性度C 灵敏度D 固有频率2 误差分类，下列不属于的是（B ）A 系统误差B 绝对误差C 随机误差D 粗大误差3、非线性度是表示校准（B ）的程度。
A 、接近真值B 、偏离拟合直线C 、正反行程不重合D 、重复性4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ）A 、转换元件B 、敏感元件C 、转换电路D 、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C ）A 工作频率宽B 线性范围宽C 单位输入量引起的输出量大D 允许输入量大6 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7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ）A 测量B 感知C 信号调节D 转换8 回程误差表明的是在（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9、仪表的精度等级是用仪表的（C ）来表示的。
A 相对误差B 绝对误差C 引用误差D 粗大误差二、判断1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
（√）2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。
（×）3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×）4 平均值就是真值。
（×）5 在n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。
（×）6.线性度就是非线性误差.（×）7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√）8.传感器的被测量一定就是非电量（×）9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。
（√）10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（50分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。
传感器和检测技术试题(卷)与答案解析
1． 属于传感器动态特性指标的是（ D ）A 重复性B 线性度C 灵敏度D 固有频率2 误差分类，下列不属于的是（ B ）A 系统误差B 绝对误差C 随机误差D 粗大误差3、非线性度是表示校准（ B ）的程度。
A 、接近真值B 、偏离拟合直线C 、正反行程不重合D 、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（ B ） A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（ C ）A 工作频率宽B 线性范围宽C 单位输入量引起的输出量大D 允许输入量大6 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 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（ D ）A 测量B 感知C 信号调节D 转换8 回程误差表明的是在（ 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9、仪表的精度等级是用仪表的（ C ）来表示的。
A 相对误差B 绝对误差 C 引用误差 D 粗大误差二、判断1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。
（×） 3 对于具体的测量， 精密度高的准确度不一定高， 准确度高的精密度不一定高， 所以精确度 高的准确度不一定高 （×）4 平均值就是真值。
（×）5 在 n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的 1/n 。
（×） 6.线性度就是非线性误差 .（×）7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成 .（√）8.传感器的被测量一定就是非电量（×）9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。
（√）10 传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定 传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（ 50 分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足 通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。
传感器与检测技术试题有答案 (2)
一、名词解释（每题4分）1、电涡流效应2、霍尔效应3、光电效应二、填空（每空1分）1、热电阻传感器可分为__金属热电阻式__和___半导体热电阻式__两大类，前者简称__热电阻__，后者简称_热敏电阻_。
2、基于场的定律的传感器称为__结构型___，基于物质定律的传感器称为___物性型___。
3、传感器动态标定使用的标准激励信号分为两类：__正弦__和__阶跃__。
4、半导体材料的应变电阻效应主要基于__压阻_效应。
5、无外磁场时，霍尔元件在额定控制电流下，两霍尔电极之间的开路电势称为__不等位电势____。
6、逆压电效应又叫__电致伸缩___。
基于该效应的____发生器和_____发生器分别是超声检测和声表面波检测技术及仪器的关键器件。
7、压电陶瓷除了具有压电性，还具有__热释电效应__，因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。
8、光纤的最初研究是应用于___通讯____领域。
9、将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连接，电压表接线端为25℃，若电压表读数为30mV，热电偶的热端温度为_______。
10、脉冲回波法测厚，已知超声波在工件中的声速5000m/s，测得时间间隔为18μs，工件厚度为___5000*9*10^-6=0.045m____。
11、编码器按结构形式有__直线式__编码器和_旋转式_编码器。
12、热电偶传感器的工作基础是____________，其产生的热电势包括________电势和_______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；__中间温度__定律为制定分度表奠定了理论基础；__参考电极__定律简化了热电偶的选配工作。
电涡流传感器的线圈与被测物体的距离减少时，互感系数M将。
利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是导磁体。
利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量等转换成线圈或互感量的变化，这种装置称为电感式传感器。
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1．属于传感器动态特性指标的是（D ）A 重复性B 线性度C 灵敏度D 固有频率2 误差分类，下列不属于的是（B ）A 系统误差B 绝对误差C 随机误差D粗大误差3、非线性度是表示校准（B ）的程度。
A、接近真值B、偏离拟合直线C、正反行程不重合D、重复性4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ）A、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、放大电路5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）A 工作频率宽B 线性范围宽C 单位输入量引起的输出量大D 允许输入量大6 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7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D）A 测量B感知 C 信号调节 D 转换8 回程误差表明的是在（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9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。
A 相对误差B 绝对误差C 引用误差 D粗大误差二、判断1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
（√）2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。
（×）3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×）4 平均值就是真值。
（×）5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。
（×）6.线性度就是非线性误差.（×）7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√）8.传感器的被测量一定就是非电量（×）9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。
（√）10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（50分）1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。
静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。
在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。
2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。
答：框图如下：测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。
测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。
当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。
3、从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。
答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。
考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。
4、什么是系统误差？系统误差产生的原因是什么？如何减小系统误差？答：当我们对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。
系统误差出现的原因有：①工具误差：指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。
②方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。
③定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。
④理论误差：是由于测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。
⑤环境误差：是由于测量仪表工作的环境（温度、气压、湿度等）不是仪表校验时的标准状态，而是随时间在变化，从而引起的误差。
⑥安装误差：是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。
⑦个人误差：是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。
三．计算答：22222)()(,)()(,∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑--=--=+-=∆+=i i i i i i i i i i i i i i i i x x n y x x y x b x x n y x y x n k b kx y b kx y 带入数据得：68.0=k ，25.0=b 25.068.0+=∴x y %7535.0%100914.0,126.0,11.0,16.0,35.0,238.0max 654321±=±=⨯∆±=-=∆-=∆-=∆-=∆-=∆=∆FS L y L γ拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%2、设6次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2 15厘米，若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73%的置信概率下，对被测物体长度的最小估计区间。
解：105)2.109.91.100.108.9(11=++++==∑=n i i x n x x x v i -=1 分别为-0.2 0 0.1 -0.1 0.216.01112=-=σ∑=n i i v n ]48.10,52.9[]3,3[=σ+σ-∈μx x 3、 等精度测量某电阻10次，得到的测量如下：R1—167.95Ω R2—167.45Ω R3—167.60Ω R4—167.60Ω R5—167.87ΩR6—167.88Ω R7—168.00Ω R8—167.85Ω R9—167.82Ω R10—167.61Ω求：10次测量的算术平均值，测量的标准误差和算术平均值的标准误差解：x =n Ri n i ∑=1=167.76Ω σ=n i n i ∑=12δ=0.18 x σ=nσ=0.061、电阻式传感器是将被测量的变化转换成（D ）变化的传感器。
A.电子B.电压C.电感D.电阻2、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化为（ C ）的输出。
A ．电阻B ．电容C ．电压D ．电荷3、半导体应变片具有（ A ）等优点。
A ．灵敏度高B ．温度稳定性好C ．参数一致性高D ．接口电路简单4、当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称（ B ）A.光电效应B.压阻效应C.压电效应D.霍尔效应5、导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值发生相应变化的现象，称（ A ） A. 应变效应 B.光电效应 C.压电效应 D.霍尔效应6、温度误差的线路补偿法是利用电桥( B )实现的。
A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电压相减C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电压相加7、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8、按输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种（A ）A ．模拟量传感器B 计数型传感器C 代码型传感器D 开关型传感器9、下列传感器，不适合于静态位移测量的是（D ）A 压阻式位移传感器B 电感式位移传感器C 电涡流式位移传感器D 压电式位移传感器10、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零二 判断题1、采用几个热电偶串联的方法测量多点的平均温度，当有一只热电偶烧断时，不能够很快地觉察出来。
（×）2、在固态压阻传感器测量电路中恒压源和恒流源供电均与电流大小、精度及温度有关。
（×）3、热回路的热电动势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关。
（√）4、在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是抑制共模噪声。
(√ )5、将电阻应变片贴在弹性元件上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
(√ )6、在电阻应变片公式，dR/R =(1+2μ)ε+λEε中，λ代表电阻率。
（× ）7、结构型传感器是依靠传感器材料物理特性的变化实现信号变换的。
（×）8、信号传输过程中，产生干扰的原因是.干扰的耦合通道 (√ )9 、常用于测量大位移的传感器有应变电阻式。
( × )10、差动电桥由环境温度变化引起的误差为0。
(√ )三 简答题1.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。
答 原则有：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；(2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用；单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。
2．什么是金属导体的电阻－应变效应和热电阻效应？答：金属电阻的应变电阻效应——当金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将相应地发生变化。
3.为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿，分析说明该类型传感器温度误差补偿方法。
答：①在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数t α及栅丝与试件膨胀系数（s g ββ与）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。
②方法：自补偿法 线路补偿法四 计算题1、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R 是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd 表示应变片变后电阻值的变化量。
试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。
R 2 R 1 R 3R 4 E ab dc U cd证明：R R R ∆+=1 R R R ∆-=4 E R R R R E R R R R E R R R R U U U db cb cd 2242∆-∆-=+∆--+∆+=-= 略去R ∆的二次项,即可得R R E U cd ∆⋅-=2 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，电压输出U0=?。
解：①②③ ④一、判断（20分）1.差动变间隙式自感传感器的灵敏度是单线圈式自感传感器的4倍。
（×）2.差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。
（√）3.改变电感传感器的引线电缆后，不必对整个仪器重新调零。
（×）4.电涡流式传感器可以用来测量各种形式的位移量。
（√）5.自感式传感器实现了把被测量的变化转变为电容量的变化。