中北大学传感器原理与应用试题及答案
传感器原理、技术与应用考试试题与答案
传感器原理、技术与应用考试试题一、选择题1. 磁致伸缩材料是一种同时兼具正、逆磁一机械耦合特性的功能材料，当受到外加()作用时，便会产生弹性形变。
[单选题]应力温度电场磁场√2. 纳米技术的中级目标是把纳米粉体制成敏感体，形成敏感体的关键工艺是：() [单选题]纳米粉体的制备成型和烧结√烧结和装配成型和装配3. 下列()是典型的高分子离子选择膜。
[单选题]SiO2聚苯胺可塑性聚氯乙烯膜√聚吡咯4. 许多含有离子单体成分或无机盐成分的有机高分子材料可以展示出()导电性，因而它们分别称为高分子电解质和聚合高分子电解质。
[单选题]电子空穴离子√中子5. 电量型传感器输出量为电量，即电压、()、电荷等。
[单选题]电阻电流√脉冲频率6. 使用传感器图形符号时，表示被测量的限定符号应写在() [单选题]正方形中正方形旁三角形内√引线旁7. 传感器的代号依次为() [单选题]主称，转换原理，被测量，序号主称，被测量，序号，转换原理序号，主称，被测量，转换原理主称，被测量，转换原理，序号√8. 能将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变的弹性元件，称为()元件。
[单选题] 温度敏感湿度敏感惰性敏感9. 传感器的线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳定性等为()。
[单选题]动态特性静态特性√动态响应静态响应10. 电桥式位移传感器灵敏度计算中还要考虑单位电源的作用。
如若电源电压为10V，则位移传感器在位移变化1mm时输出电压变化有300mV，则其灵敏度为()。
[单选题]300mV/mm√30mV/mm3000mV/mm3mV/mm11. 对具有电压输出和电流输出的传感器接口电路对输入阻抗的要求是()。
[单选题]电压输出的要高阻抗，电流输出的要低阻抗√电压输出的要低阻抗，电流输出的要高阻抗都要高阻抗都要低阻抗12. 传感器是利用多种物理效应、()以及生物效应实现非电量转换的装置。
[单选题]热效应光电效应化学效应√13. ()信号方式采用闭环式传感器结构。
传感器原理及应用试题库--内含答案
、填空题（每题3分）传感器静态性是指 传感器在被测量的各个值处于稳定状态时 ，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特静态特性指标其中的线性度的定义是指 。
静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。
静态特性指标其中的精度等级的定义式是 传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数A ＝ΔA/Y FS ＊100％。
最小检测量和分辨力的表达式是 。
我们把 叫传感器的迟滞。
传感器是重复性的物理含意是 。
传感器是零点漂移是指 。
传感器是温度漂移是指 。
、 传感器对随时间变化的输入量的响应特性 叫传感器动态性。
、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有 时间常数 。
、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率 、阻尼比。
、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、 阻尼比。
、传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法 3种方法。
、传感器确定拟合直线切线法是将 过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法 。
、传感器确定拟合直线端基法是将 把传感器校准数据的零点输出的平均值a 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线为传感器特性的拟合直线 。
、传感器确定拟合直线最小二乘法是 用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜率从而确定拟全直线方程的 。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数 ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测在所要求 精度 的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测在所要求精度的工作段，即由 B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2 ,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
传感器原理与应用复习题及答案 (2)
《传感器原理与应用》试题及答案一、名词解释1．传感器2．传感器的线性度3．传感器的灵敏度4．传感器的迟滞5．绝对误差6．系统误差7．弹性滞后8．弹性后效9．应变效应10．压电效应11．霍尔效应12．热电效应13．光电效应14．莫尔条纹15．细分二、填空题1．传感器通常由、、三部分组成。
2．按工作原理可以分为、、、。
3．按输出量形类可分为、、。
4．误差按出现的规律分、、。
5．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。
6．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。
7．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。
8．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= 。
9．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。
10．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。
11．电容式压力传感器是变型的。
12．一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。
13．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。
14．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。
15．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
16．目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。
17．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18．热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。
19．光电效应根据产生结果的不同，通常可分为、、三种类型。
20．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是。
21．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）。
22．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。
《传感器原理与应用习题解答》
第1章传感器的技术基础1.传感器的定义是什么？答：传感器最早来自于“sensor”一词，就是感觉的意思。
随着传感器技术的发展，在工程技术领域中，传感器被认为是生物体的工程模拟物。
而且要求传感器不但要对被测量敏感，还要就有把它对被测量的响应传送出去的功能，也就是说真正实现能“感”到，会“传”到的功能。
传感器是获取信息的一种装置，其定义可分为广义和狭义两种。
广义定义的传感器是指那些能感受外界信息并按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。
这里的“可用信号”是指便于处理、传输的信号，一般为电信号，如电压、电流、电阻、电容、频率等。
狭义定义的传感器是指将外界信息按一定规律转换成电量的装置才叫传感器。
按照国家标准GB7665—87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的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”。
国际电工委员会(IEC)将传感器定义为：传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。
美国测量协会又将传感器定义为“对应于特定被测量提供有效电信号输出的器件”。
传感器也称为变换器、换能器或探测器。
如前所述．感受被测量、并将被测量转换为易于测量、传输和处理的信号的装置或器件称为传感器。
2.简述传感器的主要分类方法。
答：(1)据传感器与外界信息和变换效应的工作原理，可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。
(2)按输入信息分类。
传感器按输入量分类有力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器等。
这种分类对传感器的应用很方便。
(3)按应用范围分类。
根据传感器的应用范围的不同，通常分为工业用、民用、科研用、医用、军用传感器等。
按具体使用场合，还可分为汽车用、舰船用、航空航天用传感器等。
如果根据使用目的的不同，还可分为计测用、监测用、检查用、控制用、分析用传感器等。
大学《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.102～106p aB.105～107p aC.104～107p aD.106～109p a5.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.1 dBC.0 dB参考答案：1、AB 2、AD 3、D 4、C 5、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.C 7．A 8.C 9．C 10.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.D 12.B 13．C 14.C 15．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.C 17.B 18.B 19、B 20.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．B 22.C 23.C 24.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。
中北大学传感器原理与应用试题和答案[最新]
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中北大学传感器原理与应用试题（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）1．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的（ ） 与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片（）和面积无关。
2．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（ ）的基本原理制成的，其次级绕组都用（ ）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时，引起磁路中气隙（ ）发生相对变化，从而导致圈（ ）的变化。
4．电阻应变片是将被测试件上的（ ）转换成（ ）的传感元件。
5．影响金属导电材料应变灵敏系数K 。
的主要因素是（ ） 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题5分）1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ）。
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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（）。
A．60ΩB．120ΩC．200ΩD．350Ω3．通常用应变式传感器测量（）。
A．温度B．速度C．加速度D．压力4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（）。
A．灵敏度增加B．灵敏度减小C．非统性误差增加D．非线性误差减小5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（）。
A．外光电效应B．内光电效应C．光电发射D．光导效应4）平膜片的假设条件5）电压放大器与电荷放大器的主要区别4．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。
5．影响金属导电材料应变灵敏系数K。
的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。
评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（A.B.D ）。
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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。
《传感器原理与应用》期终考试试卷及答案
2分共30分）1、气敏传感器是一种能把某种气体的、等参数转换为电阻、电流、电压信号的传感器。
2、传感器输出电压信号为级，电流信号为级。
3、电阻应变片主要有和两类。
4、热电阻是利用导体的随温度变化的物理现象来测量温度的。
＝。
5、正温度系数热敏电阻RT6、在光线作用下，使电子逸出物体表面现象称为。
7、热电偶是由两种不同性质的所组成的回路。
8、是电感式传感器主要测量电路。
9、光敏电阻工作原理是基于。
3分共18分）1、变间隙型电感式传感器灵敏度低。
（）2、金属材料载流子迁移率μ大所以可用来做霍尔元件。
（）3、压电传感器是一种自发电式传感器。
（）4、光敏电阻的光电特性呈线性。
（）5、横向莫尔条纹具有光学放大作用。
（）6、分辨力是指传感器在规定测量范围内检测被测量的最小变化量的能力。
（）3分共15分）1、光电池是基于（）光电元件。
A. 外光电效应B. 内光电效应C. 光生伏特效应2、霍尔元件最大开路电势μ在同等环境、同等参数条件下,仅与（）有关。
HmA. 元件的材料性质B. 元件尺寸C. 控制电流及磁场强度3、热电偶热电势由（）组成。
A. 由两种导体两端置于不同温度中产生的电势B. 由接触电势和温差电势C. 由两种导体的接触处的电势4、电容式传感器的测量电路常用 （ ）A. 直流电桥、交流电桥、调频电路B. 交流电桥、调频电路、脉宽调制电路C. 交流电桥、调幅电路、调频电路5、下图（ ） 中石英晶体切片上的受力所产生电荷符号方向正确。
四、传感器应用电路设计（每题10分，共20分）1、试用霍尔传感器画出测量转速转数电路图。
2、试画出电阻应变片测量电路半桥双臂电桥。
桥路灵敏度是多少？(A)(B) (C)五、问答与计算题（共17分）1、简述电阻应变片的工作原理。
（7分）2、已知某变面积电容传感器的极板间距δ=10mm，ε=50μF/mm，两极几何尺寸一样为40mm×20mm×2mm，在外力作用下，动极板向外移了10mm，试求C和S 的值。
(精选)中北大学传感器原理与应用试题及答案(最新)
中北大学传感器原理与应用试题（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）1．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的（ ） 与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片（ ）和面积无关。
2．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（）的基本原理制成的，其次级绕组都用（ ）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时，引起磁路中气隙（ ）发生相对变化，从而导致圈（ ）的变化。
4．电阻应变片是将被测试件上的（ ）转换成（ ）的传感元件。
5．影响金属导电材料应变灵敏系数K 。
的主要因素是（ ） 二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题5分）1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ）。
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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（ ）。
A ． 60ΩB ．120ΩC ．200ΩD ．350Ω3．通常用应变式传感器测量（ ）。
A ．温度B ．速度C ．加速度D ．压力4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d 增加时，将引起传感器的（ ）。
A ．灵敏度增加B ．灵敏度减小C ．非统性误差增加D ．非线性误差减小5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（）。
A ．外光电效应B ．内光电效应C ．光电发射D ．光导效应评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ A.B.D ）。
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2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。
A． 60Ω B．120Ω C．200Ω D．350Ω3．通常用应变式传感器测量（BCD）。
传感器原理与应用(含答案)
《传感器原理与应用》综合练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与接触材料的性质、两接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶。
3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。
4．硒光电池的光谱范围与人类相近，它的光谱峰值波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。
5．硅光电池的光电特性中，光照度与其光电流呈线性关系。
6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。
7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己极化方向。
经过极化处理过的压电陶瓷才具有压电效应。
8．压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多。
但石英晶体具有很多优点，尤其稳定性是其它压电材料无法比的。
9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。
特别不能测量静态量。
10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用发生位移的结果。
11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。
（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。
13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成位移量；另一部分是霍尔元件和磁路系统。
14．磁电式传感器是利用电磁感应原理将配测量转换成感应电动势信号输出。
15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为永久磁铁磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中磁通量的变化，线圈感应电动势输出。
16．热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的温度敏感元件。
传感器原理及应用习题答案(完整版)
传感器原理及应用习题答案习题1 (2)习题2 (4)习题3 (8)习题4 (10)习题5 (12)习题6 (14)习题7 (17)习题8 (20)习题9 (23)习题10 (25)习题11 (26)习题12 (28)习题13 (32)习题11-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。
答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。
答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。
没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。
科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。
发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。
1-3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1-4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
常用的分析方法有时域分析和频域分析。
传感器原理和应用习题和答案
《第一章传感器的一般特性》11）该测速发电机的灵敏度.2）该测速发电机的线性度.2．已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以与输入与输出信号之间的相位差和滞后时间.3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少？若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围.6．某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后.《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数.又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为 1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小.2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时,R l＝R2＝R3＝R4,与U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样.在时间t＝0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由.3．一材料为钢的实心圆柱形试件,直径d＝10 mm,材料的弹性模量E＝2 ×1011N／m2,泊松比μ＝0.285,试件上贴有一片金属电阻应变片,其主轴线与试件加工方向垂直,如图1所示,若已知应变片的轴向灵敏度k x ＝2,横向灵敏度C=4%,当试件受到压缩力F＝3×104N作用时.应变片的电阻相对变化ΔR／R为多少.4．在材料为钢的实心圆柱形试件上,沿轴线和圆周方向各粘贴一片电阻120 Ω的金属电阻应变片,如图2所示,把这两片应变片接入差动电桥,已知钢的泊松比μ＝0.285,应变片的灵敏系数k0＝2,电桥电源电压U sr＝6V〔d．C．〕,当试件受轴向拉伸时,测得应变片R1的电阻变化值ΔR1=0.48 Ω,试求电桥的输出电压.图1 图25．一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上下两面各贴有二片电阻应变片,做成秤重传感器,如下图所示.已知l＝100 mm,b＝11 mm,t＝3 mm,E＝2.1×104N／mm2,k0＝2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6 V,当秤重0.5 kg时,电桥的输出电压U sc为多大.6．今在〔110〕晶面的〈001〉〈110〉晶面上各放置一电阻条,如下图所示,试求：l〕在0.1MPa 压力作用下电阻条的σr和σt各为何值？2〕此两电阻条为P型电阻条时ΔR／R＝？3〕若为N型电阻条时其ΔR／R？4〕若将这两电阻条改为安置在距膜中心为4.l 7mm处,电阻条上的平均应力σr和σt各为多少？7．现有基长为10 mm与20 mm的两种丝式应变片,欲测钢构件频率为10kHz的动态应力,若要求应变波幅测量的相对误差小于0.5%,试问应选用哪一种？为什么？8．已知一测力传感器的电阻应变片的阻值R＝120Ω,灵敏度系数k0= 2,若将它接入第一类对称电桥,电桥的供电电压U sr＝10V〔d．c．〕,要求电桥的非线性误差e f＜0.5％,试求应变片的最大应变εmax应小于多少,并求最大应变时电桥的输出电压.9．一个量程为10kN的应变式测力传感器,其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力,外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片,四个沿周向粘贴,应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa.要求：1>绘出弹性元件贴片位置与全桥电路；2>计算传感器在满量程时,各应变片电阻变化；3>当桥路的供电电压为10V时,计算传感器的输出电压.10．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表示应变片发生应变后,电阻值的变化量.当应变片不受力,无应变时ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去了平衡,这时,就用桥路输出电压U cd表示应变片应变后的电阻值的变化量.试证明： U cd=-<E/2><ΔR/R>《第三章电容式传感器》1．试计算带有固定圆周膜片电容压力传感器的灵敏度〔ΔC/C〕/p,如下图.已知在半径r处的偏移量y可用下式表示：式中P——压力；a——圆膜片半径；t——膜片厚度；μ——膜片材料的泊松比.2．在压力比指示系统中采用的电容传感元件与其电桥测量线路如图所示.已知：δ0＝0.25mm,D＝38.2mm,R=5.1kΩ,U＝60V〔A.C〕,f＝400Hz.试求.1）该电容传感器的电压灵敏度〔单位为V/m〕k u？2）当电容传感器活动极板位移Δδ＝10μm时,输出电压U0的值.3．如图所示为油量表中的电容传感器简图,其中1、2为电容传感元件的同心圆筒〔电极〕：3为箱体.已知：R1＝15mm,R2＝12mm；油箱高度H=2m,汽油的介电常数εr=2.1.求：同心圆套筒电容传感器在空箱和注满汽油时的电容量.4．一只电容位移传感器如图所示,由四块置于空气中的平行平板组成.板A,C和D是固定极板.板B是活动极板,其厚度为t,它与固定极板的间距为d.B,C和D极板的长度均为b,A板的长度为2 b,各板宽度为l,忽略板C和D的间隙与各板的边缘效应,试推导活动极板B从中间位置移动x=±b/2时电容C AC和C AD的表达式〔x=0时为对称位置〕.5．试推导下图所示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f<x>.设真空的介电系数为ε0,ε2＞ε1,以与极板宽度为W.其他参数如图所示.《第四章电感式传感器》1．一个铁氧体环形磁心,平均长度为12cm,截面积为1.5cm2,平均相对磁导率μr＝2 000,求：1〕均匀绕线5 00匝时的电感；2> 匝数增加1倍时的电感.2．有一只螺管形差动式电感传感器,已知电源电压U＝4V,f＝400HZ,传感器线圈铜电阻和电感量分别为R＝40Ω,L=30mH,用两只匹配电阻设计成4臂等阻抗电桥,如图1所示,试求：1〕匹配电阻R1和R2的值为多大才能使电压灵敏度达到最大；2>当ΔZ＝10Ω时,分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；3>用矢量图表明输出电压U0与电源电压U之间的相位差；4〕假设该传感器的两个线圈铜电阻不相等R4≠R3,在机械零位时便存在零位电压,用矢量图分析能否用调整衔铁位置的方法使U0=0.图1 图2a图2 b3．试计算图2a所示差动变压器式传感器接入桥式电路〔顺接法〕时的空载输出电压U0,一、二次侧线圈间的互感为M1、M2,两个二次侧线圈完全相同.又若同一差动变压器式传感器接成图2b所示反串电路〔对接法〕,问两种方法哪一种灵敏度高,高几倍？提示：①将图a所示的二次侧绕组边电路图简化如图2c所示等效电路〔根据已知条件Z1＝Z2；②求出图b 空载输出电压与图a计算的结果进行比较.〕图2 c图34．试推导图3所示差动型电感传感器电桥的输出特性U0=f〔ΔL〕,已知电源角频率为ω,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗,零位时Z1＝Z2= r＋jωL,若以变间隙式传感器接入该电桥,求灵敏度表达式k＝U0／Δδ多大〔本题用有效值表示〕.5．图4中两种零点残余电压的补偿方法对吗？为什么？图中R为补偿电阻.图46．某线性差动变压器式传感器采用的频率为100HZ、峰一峰值为6V的电源激励,假设衔铁的输入运动是频率为10Hz的正弦运动,它的位移幅值为±3mm,已知传感器的灵敏度为2V／mm,试画出激励电压、输入位移和输出电压的波形.7．使用电涡流式传感器测量位移或振幅时对被测物体要考虑哪些因素,为什么？《第五章压电式传感器》1．分析压电式加速度传感器的频率响应特性.又若测量电路的总电容C＝1000PF,总电阻R＝500 MΩ,传感器机械系统固有频率f0=30 kHz,相对阻尼系数ξ=0.5,求幅值误差在2%以内的使用频率范围.2．用石英晶体加速度计与电荷放大器测量机器的振动,已知：加速度计灵敏度为5 pC／g,电荷放大器灵敏度为50 mV／pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值等于2 V,试计算该机器的振动加速度.3．在某电荷放大器的说明书中有如下技术指标：输出电压为±10V,输入电阻大于1014Ω,输出电阻为0.1kΩ,频率响应：0～150kHz,噪声电压〔有效值〕最大为2mV〔指输入信号为零时所出现的输出信号值〕,非线性误差：0.l%,温度漂移：±0.lmV／ºC.l〕如果用内阻为10 kΩ的电压表测量电荷放大器的输出电压,试求由于负载效应而减少的电压值.2〕假设用一输入电阻为2MΩ的示波器并接在电荷放大器的输入端,以便观察输入信号波形,此时对电荷放大器有何影响？3〕噪声电压在什么时候会成为问题？4〕试求当环境温度变化十15o C时,电荷放大器输出电压的变化值,该值对测量结果有否影响？5〕当输入信号频率为180kHZ时,该电荷放大器是否适用？4．试用直角坐标系画出AT型,GT型,DT型,X－30º的晶体切型的方位图.5．压电传感元件的电容为1000PF,k q＝2．5C／cm,连接电缆电容C c＝300 pF,示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容为50pF,试求：1〕压电元件的电压灵敏度多大？2>测量系统的高频响应<V／cm〕.3>如系统测量的幅值误差为5%,最低频率是多少？4〕如f j＝10HZ,允许误差为5 %,用并联连接方式,电容量C值是多大？6．石英晶体压电传感元件,面积为1cm2,厚度为0.lcm,固定在两个金属板之间,用来测量通过晶体两面力的变化.材料的杨氏模量为9×1010Pa,电荷灵敏度为2pC／N,相对介质常数为5,lcm2材料相对两面间电阻为1014Ω.一个20pF的电容和一个100MΩ的电阻与极板并联.如果所加力是F＝0.01sin〔103t〕N.求：1〕两个极板间电压峰一峰值；2〕晶体厚度的最大变化.<0.758mv,1.516mv;1.1×10-10cm>7．已知电压前置放大器的输入电阻为100 MΩ,测量回路的总电容为100pF,试求用压电式加速度计相配测量1Hz低频振动时产生的幅值误差.<94%>8．用压电式传感器测量最低频率为1Hz 的振动,要在1Hz 时灵敏度下降不超过5%,若测量回路的总电容为500pF,求所用电压前置放大器的输入电阻为多大？9．已知压电式加速度传感器的阻尼比是ξ=0.1,其无阻尼固有频率f=32kHz,若要求传感器的输出幅值误差在5%以内,试确定传感器的最高响应频率.10．有一压电式加速度计,供它专用的电缆长度为1.2m,电缆电容为100pF,压电片本身的电容为1000pF,据此出厂时标定的电压灵敏度为100mV／g.若使用中改为另一根电缆,其电容为300pF,长为2.9m,问其电压灵敏度作如何改变.<60mv/g>《第六章数字式传感器》1．数字式传感器的特点？根据工作原理数字式传感器可分为那几类？2．光栅传感器的基本原理？莫尔条纹如何形成？有何特点？3．分析光栅传感器具有较高测量精度的原因.《第七章固态传感器》1．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？2．简述霍尔效应与构成以与霍尔传感器可能的应用场合.3．光电效应可分为几类？说明其原理并指出相应的光电元件.4．试拟定用光敏二极管控制,用交流电源供电照明的明通与暗通直流继电器电路原理图,并说明之.《第八章光纤传感器》1．说明光纤的组成并分析其传光原理,指出光纤传光的必要条件？2．光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有哪些影响？。
传感器原理与应用答案
第1页，共6页第2页，共6页任课教师签名： 命题教师签名：系主任签名： 主管院长签名：传感器原理与应用 期末考试 试题A 卷(考试时间: 120 分钟)考试科目： 传感器与检测技术一、填空题(每小题3分，共30分)1. 传感器是将 待测信号 转换为与之有确定对应关系 有用信号 输出的器件或装置。
2. 一般来说，传感器由 敏感 元件， 转换 元件和 辅助 部件组成。
3. 线绕电位器式传感器的阶梯特性包括 匝间电压 和 单匝短路电压 两方面。
4. 在电阻应变片的电桥测量电路中，设R 1=R 2，R 3=R 4，单桥臂为应变片时，输出电压为U 0，电桥的灵敏度为S V ，则：半桥差动电路的输出电压为 2 U 0，电桥的灵敏度为 2 S V 。
全桥差动电路的输出电压为 4 U 0，电桥的灵敏度为 4 S V 。
5. 将机械位移转变为电容量变化时，电容式位移传感器的基本结构可分为变极距 型， 变面积 型和 变介质 型三大类。
6. 差动式电感传感器的灵敏度比单个线圈的传感器的灵敏度提高 1 倍。
7. 电涡流式传感器归为 电感式 传感器。
8. 压电材料可分为 压电晶体和 压电陶瓷 ，前者为 单 晶体，后者为极化处理后的 多 晶体。
9. 压电传感器可等效为一个电压源 与一只 电容 串联，也可等效为一个 电流 与一只 电容 并联。
10. 常用的热电偶的热电极材料分为 贵重 金属和 普通 金属两大类。
二、简答题（6题，每题5分，共30分）1. 传感器的静态特性是什么？用哪些性能指标描述？在静态输入时传感器所呈现出来的输入—输出特性。
传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。
1、线性度，2．灵敏度，3．重复性，4．迟滞(回差滞环)现象， 5、分辨率，6、稳定性，7、漂移2. 传感器的动态特性是什么？其分析方法有哪几种？在动态输入时，传感器所呈现出来的输入—输出特性。
其分析方法有两种 阶跃响应与频率响应。
第3页，共6页 第4页，共6页装订线内不许答题3. 金属电阻应变片测量外力的原理是什么？其灵敏系数及其物理意义是什么？外力，应力，应变，应变片应变，应变片阻值，测量电路输出电压。
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1传感器原理及应用一、单项选择题(每题2分．共40分)1、热电偶的最基本组成部分是( )。
A、热电极B、保护管C、绝缘管D、接线盒2、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( )。
A、补偿导线法B、电桥补偿法C、冷端恒温法D、差动放大法3、热电偶测量温度时( )。
A、需加正向电压B、需加反向电压C、加正向、反向电压都可以D、不需加电压4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律( )。
A、中间导体定律B、中间温度定律C、标准电极定律D、均质导体定律5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。
A、必须使用两种不同的金属材料；B、热电偶的两端温度必须不同；C、热电偶的冷端温度一定要是零；D、热电偶的冷端温度没有固定要求。
6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。
A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器；B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器；C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器；D、没有固定要求。
7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。
A、接线方便B、减小引线电阻变化产生的测量误差C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响D、减小桥路中电源对热电阻的影响8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。
A、动量守恒；B、能量守恒；C、机械能守恒；D、电荷量守恒；9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。
A、光电管B、光敏电阻C、光电倍增管D、光电池10、构成CCD的基本单元是( )。
A、 P型硅B、PN结C、光敏二极管D、MOS电容器11、下列关于光敏二极管和光敏晶体管的对比不正确的是( )。
A、光敏二极管的光电流很小，光敏晶体管的光电流则较大B、光敏二极管与光敏晶体管的暗电流相差不大C、工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏晶体管D、光敏二极管的线性特性较差，而光敏晶体管有很好的线性特性12、制作霍尔元件最合适的材料是（）。
《传感器原理与应用》测验及答案
姓名： 得分：一、一、 填空题。
（20分）分）1系统误差可分为恒指误差和变值误差两大类。
系统误差可分为恒指误差和变值误差两大类。
3、压电元件的压电效应具有方向性和还原性。
、压电元件的压电效应具有方向性和还原性。
4《传感器原理与应用》测验及答案班级： 、传感器是由敏感、传感器是由敏感元件元件、传感元件及测量转换电路三部分组成的。
、传感元件及测量转换电路三部分组成的。
2、 、有、有光照光照时光敏二极管导通，无光照时光敏二极管截止。
时光敏二极管导通，无光照时光敏二极管截止。
5、霍尔传感器的基本转换原理是将被测量所引起的、霍尔传感器的基本转换原理是将被测量所引起的磁场磁场变化转换成为霍尔为霍尔电势电势的输出。
的输出。
二、简答题。
（80分）分）1、下图是射击弹着点示意图，试分析各包含哪些误差？设想各由哪些原因造成？些原因造成？参考答案：a 图包含系统误差和粗大误差，系统误差原因是由于刻度盘分度差错或刻度盘移动，粗大误差原因是测量人员的粗大误差原因是测量人员的粗心粗心大意或电子测量仪器突然受到强大的干扰。
B 图包含随机误差也有粗大误差，c 图包含随机误差和系统误差。
图包含随机误差和系统误差。
2、简述、简述传感器传感器这一定义包含的三个方面。
（20分）分）答：（1）传感器是一种测量装置，能够完成一定的检测任务；）传感器是一种测量装置，能够完成一定的检测任务； （2）它的输入量种类很多，且多为模拟信号的非）它的输入量种类很多，且多为模拟信号的非电量电量；（3）它的输出量是经转换后的电量信号，且有一定的）它的输出量是经转换后的电量信号，且有一定的对应关系对应关系和转换精度。
换精度。
3、什么是、什么是霍尔效应霍尔效应？（20分）分）答：在半导体薄片相对的两个侧面通上控制答：在半导体薄片相对的两个侧面通上控制电流电流I ，在和此侧面相互垂直的方向加上磁场B ，则在半导体另外的两个侧面会产生一个大小与控制电流I 和磁场B 乘积成乘积成正比正比的电动势E H ，这个，这个电势电势就是霍尔电势，霍尔元件具有的这种现象叫做霍尔效应。
传感器原理与应用试题答案
中北大学传感器原理与应用答案（二）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立5分）1．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己杂乱方向。
经过电场极化过的压电陶瓷才具有压电效应。
2．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量低频的被测量。
特别是不能测量静态（准静态）的被测量。
3．传感器的基本特性通常用其静态特性和动态特性来描述。
当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出一输入关系称为动态特性。
4．传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的静态特性，其主要技术指标有：灵敏度、非线性迟滞和重复性等。
5．用弹性元件和应变片及一些附件可以组成应变式传感器。
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）1．产生应变片温度误差的主要原因有（ABD）。
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D．电阻丝与试件材料不同2．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ABD）。
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3．通常用电感式传感器测量（CD）。
A．电压B．磁场强度C．位移D．压力4．通常用差动变压器传感器测量（ABC）。
A．位移B．振动C．加速度D．厚度5．热电偶中产生热电势的条件分别为（BC）。
A．两热电极材料相同B．两热电板材料不同C．两热电极的两端点温度不同D．两热电极的两端点温度相同三、回答下列问题（每题5分）1．输出y(t)的拉氏变换Y(s)和输入x(t)的拉氏变换X(s)之比称为传递函数，并计为H (s)2．所谓热电效应是指两种不同导体A、B的两端连接成如图9.1所示的闭合回路。
若使连接点分别处于不同温度场T0和T（设T>T0），则在回路中产生由于接点温度差（T－T0）引起的电势差。
3．电压放大器：适合高频量测量，更换导线灵敏度要重新标定。
《传感器原理与应用》期终考试试卷
《传感器原理与应用》期终考试试卷（A）一、填空题（每空1分, 共26分）1.热电偶的热电动势由和构成。
2.传感器的是指测量范围上限值和下限值的代数差。
3.湿度的表示方法主要有、和三种。
4.压电材料分为、和三类。
热敏电阻分为、和三种。
常用的气敏传感器分为接触燃烧式气体传感器、和三种。
如果热电偶回路中的两个热电极材料相同, 无论两接点的温度如何, 热电偶回路内的总热电动势均为零, 称为定律。
8.通常传感器由、和部分组成, 是能把外界转换成器件和装置。
9.高分子电阻湿敏传感器由、和组成。
10.电容式传感器按结构分为、和三种。
二、单项选择题（每小题2分, 共26分）1．下列测力传感器中, 属于能量转换型测力传感器的是( )A.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.电阻应变式传感器2. 电阻式湿敏元件能够直接检测( )A.温度B.温度差C.相对湿度D.绝对湿度3.下面不属于非电阻式半导体气敏传感器的是（）A.表面电阻控制型B.结型二极管C.MOS二极管D.场效应管4.当半导体材料受到应力作用时, 其晶格间距的变化使其电阻率变化的现象称为（）A.压电效应B.应变效应C.压阻效应D.涡流效应5.传感器的输出与输入之间关系的线性程度（）A.灵敏度B.迟滞C.线性度D.重复性6.导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时, 其电阻值也发生相应变化的现象称为（）A.热电效应B.压电效应C.压阻效应D.应变效应7.利用压电效应制成的传感器是（）A.热电偶B.压电式传感器C.应变式传感器D.霍尔传感器8.利用半导体的电阻值随温度变化的特性制成的测温元件是（）A.力敏电阻B.光敏电阻C.热电偶D.热敏电阻9.人耳可闻声波范围 ( )A.0--20HzB.20Hz--20KHzC.20KHz--100KHzD.100KHz以上10.以下特性属于传感器动态特性的是（）A.线性度B.灵敏度C.瞬态响应D.量程11.热电偶的冷端又称为（）A.测量端B.工作端C.热端D.自由端12.石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会（）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A.金属丝应变片在测量构件的应变时, 电阻的相对变化主要由（）来决定。
《传感器原理及应用》的试题及答案
《传感器原理及应用》的试题及答案一、填空（30分，每空1.5分）1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。
该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、传感器由、、三部分组成。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、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。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、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。
二、选择题(30分，每题2分)1、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2、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3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，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、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7、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8、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9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。
A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。
A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器11、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。
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)传感器原理及应用热电偶是一种常用的温度传感器，其最基本组成部分是热电极、保护管、绝缘管和接线盒。
为了减小测量误差，可以采用补偿导线法、电桥补偿法、冷端恒温法和差动放大法进行温度补偿。
在实际应用中，可以引用测量仪表而不影响测量结果，这利用了热电偶的中间温度定律。
要形成测温热电偶，必须使用两种不同的金属材料，且热电偶的两端温度必须不同。
热电阻式温度传感器采用三线制接法可以减小引线电阻变化产生的测量误差。
在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，可以得出一阶传感器的实例，其中用到了能量守恒。
光电器件中，基于光电导效应工作的是光敏电阻和光电池。
构成CCD的基本单元是MOS电。
光敏二极管的线性特性较差，而光敏晶体管有很好的线性特性。
制作霍尔元件最合适的材料是半导体。
空霍尔片不等位电势是由于霍尔电极不能焊接在同一等位面上导致的。
14、在使用霍尔片时，减小霍尔片不等位电势通常最行之有效采用的方法是补偿网络进行补偿。
15、光电池是基于外光电效应原理工作的。
16、在做霍尔传感器位移实验时，为了减小测量误差，应该使霍尔片与磁场强度垂直。
17、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的光照特性。
18、在测量某物理量（如位移）时，我们可以采用多种的传感器，但这些传感器不必直接敏感于该物理量。
19、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和光探测器两个重要部件。
20、光纤传感器的工作原理是基于光的强度与光电流的关系。
1、热电偶具有的优点有结构简单、可测局部温度、便于远距离传送与集中检测。
2、半导体热敏电阻包括正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
3、减小不等位电势可以采用的方法是补偿网络进行补偿。
4、光纤传感器用的光纤主要有两种：单模光纤和多模光纤。
5、测量绝缘材料薄膜的厚度，我们可以使用电容式传感器。
计算题略。
1.已知一霍尔元件，长L=100mm，宽b=3.5mm，厚d=1mm。
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中北大学传感器原理与应用试题（一）
一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5
分）
1 •用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的 （
）与作用在晶面上
2 •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 （ ） 的基本原理制成的，其次级绕组都用 （ ）形式连接，所以又叫差动变压 器式传感器。
3. 闭磁路变隙式电感传感器工作时， 衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时, 引起磁路中气隙（
）发生相对变化，从而导致圈（
）的变化。
4. 电阻应变片是将被测试件上的 （ ）转换成（ ）的传感元件。
5. 影响金属导电材料应变灵敏系数 K 。
的主要因素是（ ）
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题 5分）
1. 电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ）。
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
2. 电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（
的压强成正比，而与晶片（ ）和面积无关
A. 60 Q B . 120Q C . 200Q D . 350Q
3 •通常用应变式传感器测量（ ）。
A.温度 B .速度 C .加速度 D .压力
4. 当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离 d 增加时，将引起传感器的（）
A. 灵敏度增加 B .灵敏度减小
C. 非统性误差增加 D .非线性误差减小
5.
在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（ ）。
A.外光电效应 B .内光电效应
C.光电发射 D .光导效应
回答下列问题（每题5分）
为什么1/2桥与1/4桥相比能提高灵敏度，减小非线性,
并能补偿温度误差
2） 何谓压阻效应
3） 中间导体定律
4） 平膜片的假设条件
5） 电压放大器与电荷放大器的主要区别
1) 四作图并说明以下问题（每题 6 分)
1）横向压电效应
2）差动变压器的工作原理
3）霍耳传感器的工作原理
4）涡流传感器的等效电路图
5）反射光纤位移传感器的工作原理
传感器原理与应用试题答案（一）
一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立5分）
1•用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。
2•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，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
3.闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时，引起磁路中气隙尺寸发生相对变化，从而导致圈磁阻的变化。
4.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。
5.影响金属导电材料应变灵敏系数K。
的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。
评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）
1 •电阻应变片的线路温度补偿方法有（A.B.D ）。
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
2.电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。
A. 60 Q B . 120Q C . 200Q D . 350Q
3.通常用应变式传感器测量（BCD o
A.温度 B .速度 C .加速度 D .压力
4•当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B,D）A.灵敏度增加 B .灵敏度减小
C.非统性误差增加 D .非线性误差减小
5.在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（BD o
A.外光电效应 B .内光电效应
C.光电发射 D .光导效应
评分标准：3\4\5题回答对一个2分，1题（A.B.D）回答对一个2
分，两个3分，2题（B）不对没有得分。
三、回答下列问题（每题5分，答出原理3分,
说明2分）
1 •什么1/2桥能提高灵敏度，减小非线性；利用桥路中相邻臂
电阻变化相反，对邻臂电阻变化相同的特点，将两个工作应变片接入电桥
的相邻臂，并使它们一个受拉，
另一个受压，如图所示，称为半桥差动电桥，半桥差动电桥电路的输岀电压为
评分标准：
说明出划线部分的重点意思得1.5分，回答完整2分
L■国禺+&丿K
写出平衡条件：1分
设平衡时R1=R2=R S =R4=R，
又出1= A R2 =A R _则
得证结论：2分
L2 J?
可知半桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度也比单一应变片工作时提高了一倍。
2谓压阻效应：.固体受到力的作用后，其电阻率（或电阻）就要发生变化，这
AR* ,川亠曲八
———+2«——=述
种现象称为压阻效应。
上「评分标准：
说明2分
1
3. 间导体定律
.鸟田
:『人!卜％』？）/加必卜心石」
由导体A 、B 组成的热电偶，当插入第三种导体时，只要该导体两端的温度相同， 插入导体C 后对回路总的热电势无影响。
评分标准： 说明3分
表达式2分
4. 周边固支；压力均布；小挠度。
评分标准：回答三条满分，一条2分，两条4分，三条5分
5. 电压放大器：适合高频量测量，更换导线灵敏度要重新标定。
电荷放大器：适合高低频量测量，灵敏度与导线长度无关，只与反馈电容有 关。
评分标准：
（说明：意思相近4分。
若答电压放大器放大电压，电荷放大器放大
电荷不得分。
）
四、作图并说明以下问题（每题 6分作图3分，说明3分）
“横向压电效应”，
评分标准：
说明3分
作图3分注意图与说明一致
2.
当衔铁处于中间位置时，，初级线圈中产生交变磁通：＞1和门2，在次级线圈中便产生交流感应电势。
由于两边气隙相等，磁阻相等，所以：-；J1=J2，次级线圈中感应出的电势e2i= e22 ,由于次级是按电势反相连接的，结果输出电压也
=0。
当衔铁偏离中间位置时，两边气隙不等（即“工-①，次级线圈中感应的电势不再相等（即e2i工e22），便有电压U Sc输出。
U Sc的大小及相位取决于衔铁的位移大小和方向
评分标准：
说明3分
作图3分
3.
霍尔电势：
评分标准:
表达式3分，作图3分，看磁场的在磁通量B T的表示符号与否，在，个别符号没有表示的适当减1分，磁通量B T的表示符号不在的，不得分。
4.当线圈通入交变电流I时，在线圈的周围产生一交变磁场比，处于该磁场中的金属体上产生感应电
动势，并形成涡流。
金属体上流动的电涡流也将产生相应的磁场H2, H2与H i方向相反，对线圈磁场H i
起抵消作用，从而引起线圈等效阻抗Z或等效电感L或品质因数相应变化。
金属体上的电涡流越大，这些
参数的变化亦越大。
根据其等效电路，列出电路方程
[―巧血么=0
评分标准：
回路方程写出3分
作图3分
5光纤位移传感器的工作原理
1、光纤位移传感器的结构及工作原理
评分标准：满分6分：
1结构原理图（2分）；
2反射光接收原理示意图2分）
3位移与输出电压曲线（2分）
圈1.2屋刖式光艸婭榕馬巻册馥材旱頊S疏理平嚴
附
3、位移与输出电压曲线。