传感器与检测技术复习题

一、填空题（每空2分，共30分）

1．传感器是一种以一定的准确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。

2. 电阻应变式测力传感器一般以弹性单元作为力敏感元件，用它将测力的变化转换成应变量的变化，而在其上粘贴的应变片再把应变量转换为电阻的变化

3. 热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化的原理制成的，实现了将温度变化转化为元件的变化。

4. 示值与被测参数真值之间的差值，称为绝对误差。

5. 由于被测介质的不同，电容式物位传感器为测量导电液体的和测量非导电液体的电容式物位传感器。

6. 霍尔电动势的大小正比于控制电流I 和磁感应强度B的乘积以及灵敏度KH。

7. 高频反射式电涡流传感器与被测导体间的距离发生变化时，通过测量电路，将位移

的变化转化为电动势的变化，这样就达到了把位移转换为电量的目的。

8.光电效应包括内光电、外光电、光生伏特

9、石英晶体在X轴方向施加压力会产生纵向压电效应，在Y轴施加压力会产生横向压电效应，在Z轴受力不产生压电效应。

10、人耳能听见的机械波的频率的范围是 20-20k HZ，低于下限是次声波，高于上限是超声波。

11、传感器的动态特性主要从时域和频域两个方面描述。

12、热电偶补偿导线的作用是延伸热电偶的冷端。

13、我国常用的热电阻有Cu100，其分度号的含义是R(0℃)= 100Ω。

14、金属热电阻常用的引线方式有二线制、三线制，在工业生产过程中最常用的引线方

三线制。

15、半导体热敏电阻基本类型有：PLC系数热敏电阻和NCC系数热敏电阻。

16、常用的压电材料包括石英晶体和压电陶瓷。

17、电感式传感器是利用线圈自感或互感系数的变化来实现测量的装置。

18、光栅传感器是根据摩尔条纹原理工作的测量反馈装置。

19、交流电桥的输入电压是交流电压。

20.最适合制作霍尔传感器的材料是N型导体

二、判断题（每小题1分，共10分）

1.（√）粗大误差是一种显然与实际不符的误差。

2.（×）精密度是随机误差大小的标志，精密度高，意味着随机误差大。

3．（√）电感式位移计可以判断出位移的大小和方向。

4.（×）实际使用的差分变压器不存在零位电压。

5.（×）热电偶是有源热电传感器。

6.（√）电容式压力传感器是将被测量的变化转换为电容量的变化。

7.（√）多次重复测试的曲线越重合，说明重复性越好，误差也小。

8.（×）无论是导体还是半导体都适合做霍尔元件。

9.（×）超声波传感器需要把超声波发射出去，但不需要把超声波接收回来，就可以完成检测任务。

10.（√）低频透射式涡流传感器，被测材料厚度h越大，涡流损耗越大。

三、选择题（每小题2分，共10分）

1. 传感器的下列指标不属于静态特性的是（B）

A．线性度B．频率响应C．分辨率

2. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ C ）的输出。

A、电阻

B、电容

C、电压

3.已知某霍尔传感器的激励电流是I=5A,磁场的磁感应强度是B=5×103T，导体薄片的厚度为d=2mm，霍尔常数是R H=0.8，薄片导体产生的霍尔电势U H是（ B ）。

A、20V

B、10V

C、100V

4. 用电涡流的方法测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz，则该齿轮的转速n等于（C）r/min。

A、24000

B、3600

C、400

5. 属于四端元件的（ A ）。

A、霍尔元件

B、应变片

C、压电晶片

6、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（ C ）

A、光敏二极管

B、硅光电池

C、光电管

D、光导管

7、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（D）

A. 线性度越好

B. 迟滞越小

C. 重复性越好

D. 分辨力越高

8、光敏电阻适合作为( B )使用。

A.光的测量元件

B.光电开关元件

C.加热元件

D.位移检测元件

9、下列传感器属于接触式传感器的是（D）

A. 电感式接近开关

B. 霍尔开关

C. 光电编码器

D. E型热电偶

10、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ C ）的输出。

A. 电阻

B. 电容

C. 电压

D. 电荷

11、差动变间隙式传感器与单线圈式变间隙自感式传感器相比较（ B ）。

A. 差动式比单线圈式的灵敏度提高两倍。

B. 差动式比单线圈式的灵敏度提高一倍。

C. 差动式比单线圈式的灵敏度没有变化。

D. 差动式比单线圈的线性度没有得到明显改善。

12、不能用涡流式传感器进行测量的是( D ) 。

A 位移

B 材质鉴别

C 探伤

D 非金属材料

13、光纤的传光原理（ C ）。

A. 折射

B. 干射

C.全反射

D.衍射

四、简答题

1. 灵敏度灵敏度是一个有单位的量，其单位决定于传感器的输出量的单位和输入量的单位。

2. 压电效应当沿着一定方向对某些电介质施加外力作用时，电介质会发生变形，内部便会产生极化现象，在其上下表面会产生相反的等量电荷，外力消失后又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。

3. 霍尔效应当有电流I流过半导体薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH。这种现象称为霍尔效应。

4、传感器的静态特性有哪些1测量范围和量程2灵敏度3线性度4迟滞5重复性6分辨力7漂移8稳定性

5、热电效应将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，当两个接点分别置于不同的温度中时，回路中就会产生一个电动势，这种现象称为热点效应。

6、热电阻效应导体的电阻率随温度变化而变化的物理现象称为导体的热阻效应。

7、应变效应导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也发生相应变化的现象称为应变效应。

五、计算题

1．右图为一直流应变电桥。U i=5V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求：

（1）R1是金属应变片，其余为外接电阻，当变化量为

△R1=1.2Ω时，电桥输出电压U o为多少？

由题可知电桥为单臂电桥故U o=¼△R/R Us =0.0125V

（2）R1、R2都是应变片，而且批号相同，感受应变的极性

和大小都相同，其余为外接电阻，电桥的输出电压U o为多

少？

由题可知R1R2极性相同，大小相同，且批号相同，故电桥

达到平衡，U o=0V

（3）题（2）中，如果R1、R2感受应变的极性相反，且|△R1|=|△R2|=1.2Ω其余为外接电阻，电桥的输出电压U o为多少？

由题可知R1、R2极性相反，且|△R1|=|△R2|=1.2Ω，故电桥为双臂电桥

U o=½△R/R Us=0.025V

2、下图为一直流应变电桥，E =4V，R1=R2=R3=R4=450Ω，求：①R1为应变片，其余为外接电阻，R1增量为△R1=4.5Ω时输出U0=? ②R1、R2是应变片，感受的应变极性和大小均相同，