《传感器原理及应用》复习题
《传感器原理及应用》复习题
《传感器原理及应⽤》复习题《传感器原理及应⽤》复习题1.静态特性指标其中的线性度的定义是指。
2．传感器的差动测量⽅法的优点是减⼩了⾮线性误差、。
3. 对于等臂半桥电路为了减⼩或消除⾮线性误差的⽅法可以采⽤的⽅法。
4.⾼频反射式电涡流传感器实际是由和两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作⽤，因此，在能够构成电涡流传感器的应⽤场合中必须存在材料。
5. 霍尔元件需要进⾏温度补偿的原因是因为其系数和受温度影响⼤。
使⽤霍尔传感器测量位移时，需要构造⼀个。
6.热电阻最常⽤的材料是和，⼯业上被⼴泛⽤来测量的温度，在测量温度要求不⾼且温度较低的场合，热电阻得到了⼴泛应⽤。
7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数系统时，应选其中的传感器。
需要测量某设备的外壳温度，已知其范围是300~400℃，要求实现⾼精度测量，应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择。
8. ⼀个⼆进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨⼒，需要采⽤或位码盘。
⼀个刻划直径为400 mm的20位码盘，其外圈分别间隔为稍⼤于µm。
9.⾮功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作⽤，功能型光纤传感器是把光纤作为元件。
光纤的NA值⼤表明。
10. 现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数系统时，应选其中的传感器。
需要测量某设备的外壳温度，已知其范围是300~400℃，要求实现⾼精度测量，应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择。
11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏电阻外还有处于⼯作状态的光敏⼆极管。
光敏器件的灵敏度可⽤特性表征，它反映光电器件的输⼊光量与输出光电流(电压)之间的关系。
选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的特性。
12.传感器⼀般由 ____、 ____、及辅助电源四个部分组成。
13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输⼊的⽐值。
传感器考试试题及答案
传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题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＿＿＿的器件和装置。
3、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。
4、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。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,其工作频带越宽。
6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。
7、非线性电位器包括和两种。
8、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9、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10、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11、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12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A一阶传感器的时间常数τ越大,其响应速度越快B二阶传感器的固有频率ω0越小,其工作频带越宽C一阶传感器的时间常数τ越小,其响应速度越快。
D二阶传感器的固有频率ω0越小,其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题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。
《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。
传感器原理与应用复习题及参考答案
《传感器原理与应用》课程复习资料传感器按输出量形类可分为、、。
3.热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。
4.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。
5.振筒式传感器是以均匀作为敏感元件，将或密度的变化转换成。
6.我们学过的参量式传感器有、、误差按出现的规律分、、。
9.若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
10.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）。
11.由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用不同的光电管，以便利用光谱特性的区段。
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。
15.目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。
16.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。
17.按热电偶本身结构划分，有热电偶、热电偶、热电偶。
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。
21.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22.空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用式电容传感器23.热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的敏感元件。
24.传感器通常由、、三部分组成。
25.传感检测系统目前正迅速地由、数字式，向方向发展。
二、单项选择题：1.差动变压器传感器的配用测量电路主要是 [ ]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.-50～150℃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 dB7.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11.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16.在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器。
传感器的工作原理和应用练习题
传感器的工作原理和应用练习题1. 传感器的基本原理•传感器是指将非电信号转换为电信号的装置。
•基本原理有电阻、电容、电感、压电、磁电和光电等。
•通常包括传感元件和信号处理电路。
2. 传感器的分类•按测量物理量：–温度传感器–压力传感器–光敏传感器–加速度传感器–液位传感器•按工作原理：–电阻传感器–电容传感器–光电传感器–磁电传感器–压电传感器•按传感元件类型：–压阻传感器–压力变送器–线性变阻器–线性位置传感器–磁电传感器3. 传感器的常见应用•温度传感器：–空调温度控制–冰箱温度监测•压力传感器：–工业自动化控制–汽车制动系统•光敏传感器：–光控开关–光电门•加速度传感器：–汽车安全气囊–手机屏幕自动旋转•液位传感器：–污水处理厂–油罐监测4. 传感器的练习题4.1 选择题1.以下哪种传感器常用于测量温度？ A. 压力传感器 B. 光敏传感器 C. 温度传感器 D. 加速度传感器2.以下哪种传感器常用于测量压力？ A. 温度传感器 B. 光敏传感器 C. 压力传感器 D. 加速度传感器3.以下哪种传感器常用于测量光强？ A. 温度传感器 B. 光敏传感器 C. 压力传感器 D. 加速度传感器4.以下哪种传感器常用于测量加速度？ A. 温度传感器 B. 光敏传感器 C.压力传感器 D. 加速度传感器4.2 填空题1.电容传感器的工作原理是______。
2.温度传感器通常使用______测量温度。
3.磁电传感器可以将______转换为电信号。
4.3 简答题1.请简要介绍压力传感器的工作原理。
2.举例说明光敏传感器的两种应用场景。
3.加速度传感器常用于哪些设备中，它们的具体工作原理是什么？5. 总结本文介绍了传感器的工作原理和常见应用，分别列举了不同类型的传感器，并给出了一些练习题供读者复习和巩固所学知识。
传感器作为现代电子设备不可或缺的部分，在各个领域都有广泛的应用。
对于学习和理解传感器的工作原理及应用场景，希望读者通过本文的学习能够加深对传感器的理解和应用。
传感器原理及应用试题
传感器原理及应用试题一、选择题。
1. 传感器的基本原理是（）。
A. 变压原理。
B. 变阻原理。
C. 变容原理。
D. 变感原理。
2. 以下哪种传感器属于接触式传感器？A. 光电传感器。
B. 压力传感器。
C. 温度传感器。
D. 液位传感器。
3. 以下哪种传感器属于非接触式传感器？A. 热敏传感器。
B. 液位传感器。
C. 声波传感器。
D. 光电传感器。
4. 以下哪种传感器属于电容式传感器？A. 液位传感器。
B. 压力传感器。
C. 位移传感器。
D. 温度传感器。
5. 传感器的应用领域包括（）。
A. 工业自动化。
B. 医疗器械。
C. 消费电子。
D. 以上都是。
二、填空题。
1. 传感器的灵敏度是指传感器对输入信号变化的（）程度。
2. 传感器的分辨率是指传感器能够分辨的最小输入信号的（）。
3. 传感器的响应时间是指传感器从接收到输入信号到输出响应的时间间隔，通常以（）表示。
4. 传感器的线性度是指传感器输出信号与输入信号之间的（）关系程度。
三、简答题。
1. 请简要说明传感器的工作原理及分类。
2. 传感器的选择应考虑哪些因素？请列举并说明至少三个因素。
3. 请简要说明传感器在工业自动化中的应用及其作用。
四、综合题。
某工厂需要对生产线上的温度进行监测，并根据温度变化来控制生产过程。
请根据该需求，选择合适的传感器，并说明其工作原理、特点以及在该应用中的作用。
以上为传感器原理及应用试题，希望大家认真作答，加深对传感器的理解和应用。
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传感器原理与应用-复习思考题
复习思考题一、填空题1、按能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，即自源型、带激励源型以及外源型，前两者属于能量转换型，后者是能量控制型。
2、将温度转换为电势大小的热电式传感器是热电偶传感器，而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是热电阻（金属材料）或热敏电阻（半导体材料）。
3、电感式传感器也称为变磁阻式传感器，它是利用电磁感应原理将被测物理量转换成线圈自感系数和互感系数的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。
4、容栅传感器实际上是多个差动式变面积型电容传感器的并联，它具有误差平均效应，测量精度很高。
5、热电偶传感器的工作基础是热电效应，其产生的热电势包括接触电势和温差电势两部分。
热电偶的中间导体（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；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。
6、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。
7、基于外光电效应的器件有光电管和光电倍增管；基于内光电效应的器件有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管等。
二、选择题:1. 被测信号x(t)的最高频率为fm 时，采样频率fc至少为___C____,才能恢复原始波形，否则，会引起信号失真。
A 0.5fm B fmC 2fm2. 某传感器的精度为2%FS，满量程输出为100mV，可能最大的误差为__A____。
A 2 mVB 1 mVC 4 mVD 6 mV3. 传感器在正、反行程中输入输出曲线不重合称为___B_____。
A 非线性误差B 迟滞C 重复性4. 一弹性式压力传感器在加压过程和减压过程中，输入值相同，但传感器的输出却不一致，这种现象称为____C______。
A 弹性元件的非线性B 弹性后效C 弹性滞后D 弹性元件的不稳定5. 传感器的输出分辨率____D____输入分辨率。
A 大于B 等于C 小于D 不相关6. 传感器能检测到的最小输入增量为_____D______。
《传感器原理及应用》课程试题(A卷)
4、什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。答：热 电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连 接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动 势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利 用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表， 就能测量温度。 5、简要说明差动变压器中零点残余电压的产生原因。、答：零残电压 包括基波和谐波分量。基波分量主要是因为差动变压器两个二次绕组的 结构和电气参数不完全相等（不对称）使感应电势幅值不等而形成；谐 波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。
6、试说明光纤的导光原理。、答：光纤导光基于入射到光纤内的 光能够实现全反射。由于纤芯的折射率比包层的大，当入射角大于临界 角时，其折射角大于90度，形成全反射，使得光不会进入包层而只在纤 芯内传播。为使进入光纤的光能够在纤芯内全反射，必须使从外部入射 的光线限制在一定的入射角内，从而使入射到纤芯和包层界面的光的入 射角大于临界角，即在某个临界角内的入射进入光纤的光才能实现全反 射。
21．电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是 （ 120Ω ） 22．下列三种铂热电阻的测量范围有一种是我国目前使用的（ A ）。
1、金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同? 答：金
属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料 的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。 2、压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题? 答： 压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号 输出，其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信 号。
传感器原理及应用复习题
一、判断题（在正确的后面划√，错误的后面划×）1. 传感器是获取信息的重要途径和手段，它相当于人的五官。
传感器技术是构成现代信息技术的三大支柱之一，在一定程度上它决定着机器人水平的高低。
（）2. 传感器正从传统的分立式朝着集成化、微型化、多功能化、智能化、网络化、光机电一体化的方向发展。
（）3. 物联网是将各种信息传感器设备按约定的协议与互联网结合起来，形成一个巨大的网络，进行信息交换和通信，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
（）4. 传感器实际输入输出曲线偏离理想拟合直线的程度称为线性度，通常用最大偏差与满量程输出之比的百分数来表示。
（）5. 在稳定工作条件下，传感器的灵敏度是一个无单位的常数，它与外加电源电压无关。
（）6. 在相同条件下，传感器在正行程（输入量由小到大）和反行程（输入量由大到小）期间，所得输入、输出曲线不重合的现象称重复性。
（）7. 一阶传感器系统的动态响应主要取决于时间常数，越小越好，减少时间常数可以改善传感器频率特性，加快响应过程。
（）8. 二阶传感器对阶跃信号响应和频率响应特性的好坏很大程度上取决于阻尼系数和固有频率。
（）9. 直线电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降，这种现象称为横向效应。
敏感栅越窄，基片越长的应变片，横向效应越小。
（）10. 压阻式传感器是利用半导体材料压阻效应制作的电阻式应变传感器，其性能优于金属应变效应制作的电阻式应变传感器，主要用于压力测量。
（）11．电容传感器本身电容量较大，连接电缆的电容量很小（每米几百皮法），这样在低频时电缆的容抗较大，对传感器灵敏度影响就较大，因此低频工作时的电容传感器连接电缆的长度不能任意变化。
（）12．脉冲宽度调制电路适用于任何形式的电容传感器，并有理论线性度。
该电路不需解调、检波，对电源也没有什么严格要求，是电容传感器的常用电路。
（）13．根据电涡流效应制作的传感器称电涡流传感器。
传感器的原理及应用考试题
传感器的原理及应用考试题一、选择题1.以下哪项不属于传感器的常见原理？– A. 光电原理– B. 压电原理– C. 磁电感应原理– D. 力电感应原理2.下列哪种传感器可用于测量温度？– A. 光电传感器– B. 电力传感器– C. 温度传感器– D. 压力传感器3.压力传感器常用的工作原理有哪些？– A. 电容原理– B. 电感原理– C. 感应原理– D. 压阻原理– E. 压电原理4.下列哪种传感器可用于测量物体的距离？– A. 光电传感器– B. 加速度传感器– C. 声波传感器– D. 温度传感器5.温度传感器的常见工作原理是什么？– A. 热电效应– B. 压电效应– C. 磁电感应– D. 光电效应二、填空题1.光电传感器的工作原理是利用光-电转换效应，将光信号转换为_________信号。
2._________传感器是一种常用的压力传感器，其基本原理是利用压力改变电阻的值。
3._________传感器常用于测量汽车的加速度，可用于检测车辆的行驶状态。
4._________传感器常用于测量空气湿度，可用于气象观测、农业、工业等领域。
5._________传感器可用于测量物体周围的磁场，常用于磁力计、罗盘等设备中。
三、简答题1.什么是传感器？传感器的作用是什么？2.请简要介绍一种传感器的工作原理及其应用领域。
3.传感器的分类有哪些？请分别举例说明。
4.传感器在工业自动化中的应用有哪些？请举例说明。
5.传感器在智能家居中的应用有哪些？请举例说明。
四、计算题1.有一个温度传感器的电压输出范围为0-5V，对应温度范围为0-100°C。
请计算该传感器输出电压为3.5V时对应的温度值。
2.一台机器人需要使用一个光电传感器来检测物体的位置，光电传感器的电源电压为5V，输出电压在物体在传感器前方时为4V，在物体在传感器后方时为2V。
请计算物体位置离传感器的距离。
3.一个压力传感器的灵敏度为0.2V/kPa，量程为0-10 kPa。
大学专业课考试复习资料--《传感器原理及应用》试题库含答案
大学专业课考试复习资料--《传感器原理及应用》试题库含答案一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。
2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。
3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。
4.光电流与暗电流之差称为光电流。
5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。
6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。
7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。
8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。
9.画出达林顿光电三极管内部接线方式：U C E10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。
其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。
11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。
按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。
最常用的是最小二乘法线性度。
12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。
13.14.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。
15.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。
16.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。
17.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。
18.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。
19.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。
传感器原理及应用试题库--内含答案
一、填空题（每题3分）1、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性。
2、静态特性指标其中的线性度的定义是指 。
3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。
4、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 ，即A ＝ΔA/Y FS ＊100％。
5、最小检测量和分辨力的表达式是 。
6、我们把 叫传感器的迟滞。
7、传感器是重复性的物理含意是 。
8、传感器是零点漂移是指 。
YK X∆=∆CN M K =max max100%100%H H F S F SH H Y Y δδ••∆∆=±⨯=±⨯2或23100%K F SY δδδ•-=±⨯•∆⨯0F S100%Y Y 零漂＝max *100%L F SY Y σ•∆=±9、传感器是温度漂移是指 。
10、 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。
11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有 时间常数 。
12、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。
13、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。
14、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。
15、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 。
16、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a 0b 0作为传感器特性的拟合直线 。
17、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方法 。
18、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(j ω)=K/(1+j ωτ),确定输出信号失真、测量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)。
传感器原理及应用复习题库
传感器原理及应用复习题库第一章 概述1、传感器一般由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成。
62、传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成，正方形表示转换元件，三角形表示敏感元件，“X ”表示被测量，“*”表示转换原理。
7第二章 传感器的基本特性1、传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？答：1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n ω；阻尼系数ξ。
2）含义：τ越小系统需要达到稳定的时间越少；固有频率n ω越高响应曲线上升越快；当n ω为常数时响应特性取决于阻尼比ξ，阻尼系数ξ越大，过冲现象减弱，1ξ≥时无过冲，不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。
2、有一温度传感器，微分方程为30/30.15dy dt y x +=，其中y 为输出电压（mV) , x 为输入温度（℃）。
试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。
解：对微分方程两边进行拉氏变换，Y(s)(30s+3)=0.15X(s)则该传感器系统的传递函数为： ()0.150.05()()303101Y s H s X s s s ===++ 该传感器的时间常数τ=10，灵敏度k=0.053、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法原理拟合直线，求其线性度和灵敏度。
（10-12）1、解: b kx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i ii 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 y238.01=∆ 35.02-=∆ 16.03-=∆ 11.04-=∆ 126.05-=∆ 194.06-=∆ x0.9 2.5 3.3 4.5 5.7 6.7 y 1.1 1.6 2.6 3.2 4.0 5.0%7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ 第三章 电阻式传感器1、何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。
传感器原理及应用复习题
一、填空题（每题3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、以及相应的基本转换电路组成。
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。
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。
4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。
5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
6、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。
7、应变式传感器是利用电阻应变片将材料应变转换为电阻变化的传感器。
8、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。
9、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。
10、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。
11、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。
12、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。
13、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。
14、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。
15、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。
16、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。
17、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器(或发电型传感器) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。
18、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为（正压电）效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。
传感器原理及应用复习题18
一、名词解释线性度；灵敏度；重复性；标定；零点残余电压；电畴；磁阻效应；电涡流；压电效应；光电导效应；光生伏特效应；接触电势；温差电势二、选择题1. 已知某一阶传感器的传递函数为510+s ，则该传感器的静态灵敏度和时间常数分别为[ ]。
A ．k =10，τ =5B ．k =1，τ =0.5C ．k =5，τ =0.2D ．k =2，τ =0.22. 热释电红外探测器对波长没有选择性，在用于人体防盗报警时，滤光片应只允许通过的波长范围大致为[ ]。
A ．0.8~1.3μmB ．3~5μmC ．8~12μmD ．15~20μm3. 电容式传感器采用双层屏蔽等电位传输技术的目的是为了[ ]。
A ．减少寄生电容的影响B ．减少边缘效应C ．补偿温度变化的影响D ．测量动态信号4. 压阻式传感器在某一方向上受到作用力时，它的电阻值会发生明显变化，引起这个变化的因素是[ ]。
A ．几何尺寸B ．磁导率C ．极化电荷D ．电阻率5. 为了获得较好的动态特性，在二阶传感器设计时，一般阻尼系数选择[ ]。
A ．ξ >1B ．ξ ≈ 0C ．ξ = 1D ．ξ ≈ 0.76. 利用电涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性和灵敏度，其激励线圈半径r 与被测物体的距离x 应该满足[ ]A ．r≈x B ．r =(0.2~0.5) x C ．r << x D ．r = (0.05~0.15) x7. 要设计一个能测量-200~800℃范围的温度仪表，应选用[ ]。
A．K型热电偶B．铂热电阻C．热敏电阻D．LM35集成温度传感器8.电阻应变式传感器是应用最广泛的传感器之一，它[ ]。
A．只能测量应变B．只能测量电阻的相对变化C．可以测量所有的被测量D．可以测量能转化为应变的被测量9. 差动电容传感器采用差动脉冲调宽电路时，其输出电压正比于[ ]。
A．电源电压B．参考电压C．触发器输出的高电平电压D．触发器输出的低电平电压10. 按照传感器的一般分类方法，热电偶属于[ ]。
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《传感器原理及应用》复习题1.静态特性指标其中的线性度的定义是指2．传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。
3. 对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂比，采用差动电桥的方法。
4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作用，因此，在能够构成电涡流传感器的应用场合中必须存在金属材料。
5. 霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻受温度影响大。
使用霍尔传感器测量位移时，需要构造一个磁场。
6.热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。
7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数系统时，应选其中的光电传感器。
需要测量某设备的外壳温度，已知其范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑-铂热电偶、铂电阻和热敏电阻中选择铂电阻。
8. 一个二进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨力，需要采用或位码盘。
一个刻划直径为400 mm的20位码盘，其外圈分别间隔为稍大于μm。
9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器是把光纤作为敏感元件。
光纤的NA值大表明集光能力强。
11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。
光敏器件的灵敏度可用光照特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压)之间的关系。
选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。
12.传感器一般由敏感元件 _、转换元件 ___、测量电路及辅助电源四个部分组成。
13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是一常数。
14. 已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 Cu50 ，对于镍铬镍硅热电偶其正极是镍铬。
15.差动变压器式传感器常见的有和两种结构类型，其中最常用的是差动变压器。
16. 为提高压电器件的灵敏度，常采用两个或多个压电片组合，其中串联连接方式适用于电压输出、测量高频信号的场合；并联方式适用于电荷输出、测量低频信号的场合17.电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。
1．电容式传感器的应用电路中常采用“驱动电缆”技术。
图1为“驱动电缆”技术原理示意图。
（1）试简述采用“驱动电缆”技术的原因；（2）试结合“驱动电缆”技术原理图简述“驱动电缆”技术工作原理。
图1 “驱动电缆”技术原理示意图答：1.）一般电容传感器电容值很小，如果激励频率较低，则电容传感器的容抗很大，因此对传感器绝缘电阻要求很高；另一方面，变换器电容极板并联的寄生电容也会带来很大的影响，为克服其影响采用驱动电缆法。
2.）在电容传感器与测量线路前置极间采用双层屏蔽电缆。
这种接法使传输电缆的芯线与内层屏蔽等电位，消除了芯线对内层屏蔽的容性漏电，从而消除了寄生电容的影响。
同时放大器的高输入阻抗又起到阻抗匹配的作用。
2．为什么压电式传感器不能用于静态测量，只能用于动态测量中？而且是频率越高越好？或：答：压电式传感器的测量基于压电效应，而且在测量时必须保证：压电元件在产生压电效应过程中必须没有电荷泄露。
在做静态测量时，要做到外力作用在压电元件时所产生的电荷能在无泄漏的情况下进行完全保存，这实际上是不可能的，因此压电式传感器用于静态测量是不合适的。
要实现测量时电荷无泄漏的条件，只有使压电元件在交变力的作用下，才能够促使压电效应产生的电荷不断得到补充，以供给测量回路一定的电流，因此说压电传感器只能用于动态测量。
而且频率越高，补充电荷的时间越短，保证测量时的无电荷泄露效果更好。
3. 图2是应用光栅式传感器进行数控机床位置控制的原理示意图，简述其控制过程，并说明光栅式传感器主要由哪几部分组成？其测量系统的精度主要由一部分的精度决定？图2数控机床位置控制框图4．有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理?2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。
因此，应该选用1.5级的测温仪器。
5.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图3所示。
C0=200pF，传感器的起始电容量C x0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(即K→∞,Z i→∞),R f极大,输入电压u1=5sinωt V。
求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少?i Ｃ6. 下表为某热电偶的分度表，测量电路如图所示，数字电压表的读数为4.10mV ，热电偶与电压表用补偿导线连接，请问被测温度Tx 是多少，给出计算依据。
（87.试说明图4所示的的微压力变送器的工作原理。
8.图5是用光敏二极管控制的交流电压供电的明通及暗通直流电磁控制原理图，说明为什么要采用晶体管放大电路并简述此电路的工作原理。
图 5 图4 微压力变送器(a)结构图(b)测量电路方框图1一接头2一膜盒3一底座4一线路板5一差动变压器6一衔铁7一罩壳9．在炼钢厂中，有时直接将廉价热电极（易耗品，例如镍铬、镍硅热偶丝，时间稍长即熔化）插入钢水中测量钢水温度，如图6所示。
试说明测量钢水温度的基本原理？为什么不必将工作端焊在一起？要满足哪些条件才不影响测量精度？采用上述方法是利用了热电偶的什么定律？如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？图6用浸入式热电偶测量熔融金属示意图答：测量钢水温度的基本原理是利用了热电效应；因为钢水是导体，又处在同一个温度下，把钢水看作是第三导体接入，利用了热电偶的导体接入定律；如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料不行，因为，塑料不导电，不能形成热电势10. 设计一种可用于在有油污、灰尘或雨水等的环境下能测量车轮轴转速的传感器系统方案。
请说明选用何种工作原理的传感元件，给出系统组成简略示意图，说明测量方法及改善测量精度的措施。
如图所示，在待测转轴上安装一调制盘，齿数为Z （2分）。
采用电涡流传感器（若采用霍尔传感器，则需要在霍尔元件前面或后面安装一片磁钢），将电涡流传感器输出信号经过放大、整形后送频率计，测出频率f （2分），转速为：60f/Z(转/分)。
8.一个简单的家居智能系统要求：有盗贼从大门进入时可及时发现，并能提示盗贼可能携带有刀、枪等金属器械； 当玻璃窗被砸坏时能及时报警。
试：①选择合适的传感器进行合理的安装完成以上功能；②说明各传感器如何完成相应的功能。
①选磁敏或者霍尔传感器安装于大门一侧，另一侧安装永久磁铁，当钢铁或金属物穿过门时，传感器输出增强，触发报警信号器（4分）；②在玻璃上贴压电膜传感器，或在窗边安装振动传感器，玻璃窗被砸时，触发压电或振动传感器报警（3分）；在厨房上空位置安装CO2气体传感器或烟雾传感器，厨房失火时，因CO2（或烟雾）浓度显著增加，触发CO2气体（或烟雾）传感器报警（3分）11. 有四片完全相同的金属应变片（灵敏系数为2、泊松比μ为0.3、电阻120Ω）和一个等截面悬臂梁（长l =15cm 、宽b =2cm 、厚h =0.5cm ，弹性模量E 为： 2×107N/cm 2），要构成一个称重传感器。
问:（1）悬臂梁上如何布置应变片、如何接成电桥，能使得应变最大且传感器的输出电压灵敏度最高；画出相应的布片示意图和接桥电路。
（2）分析说明环境温度变化时，这个方案的测量结果是否变化。
（3）电桥供电电压为5V 时，若电桥输出电压为2.25mV ，被测重量为多少?(不计横向效应影响，应变 F Ebh l x x 26=ε，其中l x 为应变片粘贴处到梁的自由端的距离。
应变片长度相对于l x 可忽略。
）12. 热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。
通常采用电桥电路作为测量电路。
为了克服环境温度的影响常采用下图所示的三导线四分之一电桥电路。
由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果R1t=R2t，则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消图7：光电元件的应用形式之一 (c)被测物是有反射能力的表面(d)被测物遮蔽光通量 1一被测物2一光电元件3一恒光源13. 试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题?14.试分别说明图7的二种光电式传感器的工作原理。
15.将一支灵敏度为0.08 mV/°C 的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为 50°C 。
电压表上读数为60mV ，则热电偶热端温度为多少？16. 光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。
在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。
17. 图8所示为一个采用霍尔传感器的液位控制系统。
简述其工作原理。
图8霍尔传感器的液位控制系统示意图18. 需要用间接测量方式来测量一个大直径金属圆柱体的直径，请选择适当原理的传感器件、设计组合传感器测量系统方案。
画出系统组成示意图、说明系统工作原理。
选两只电涡流传感器（3分），分别布置在被测体两侧，分别测量两传感器距柱体表面的间距（3分），由两传感器之间的间距减去两传感器与柱面的距离可得被测体直径（3分）。
图（1分）略。
或者，选两个直射式光电传感器，选用光敏二极管（3分），两传感器平行布置在被测体两侧，确定两传感器直射光中心线之间的距离和各自的光通路宽度，同时使两光电传感器的直射光各有一部分被与圆柱体遮挡（3分）。
由光敏二极管输出的光电信号强度分别得到柱体所遮挡的阴影深度，计算由两传感器之间的中心间距减去两传感器光通路宽度的一半，再加上由两传感器输出光电信号得到的阴影深度，即得到被测体直径（3分）。
图（1分）略3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。
当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
(12分)最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。