《传感器与自动检测技术》试题命题原则讲解学习
《传感器与自动检测技术》习题解答
《传感器与自动检测技术》习题解答第1章传感器的基本知识1. 简述传感器的概念、作用及组成。
答：传感器的定义是：“能感受（或响应）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”。
作用：将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的电量。
组成：敏感元器件、转换元器件、转换电路及辅助电源。
2. 传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？答：传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，另一种是按传感器的工作原理来分。
按被测输入量来分：这种分类方法的优点是比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者根据其用途选用。
其缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。
按传感器的工作原理来分：这种分类的优点是对传感器的工作原理表达的比较清楚，而且类别少，有利于传感器专业工作者对传感器进行深入的研究分析。
其缺点是不便于使用者根据用途选用。
3. 传感器是如何命名的？其代号包括哪几部分？在各种文件中如何应用？答：一种传感器产品的名称，应由主题词及4级修饰语构成。
（1）主题词——传感器。
（2）第1级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。
（3）第2级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。
（4）第3级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。
（5）第4级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。
本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。
例1：传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2：传感器，加速度，压电式，±20g。
在技术文件、产品样书、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。
例3： 1～3500kPa放大型应变式绝对压力传感器；例4：±20g压电式加速度传感器。
在侧重传感器科学研究的文献、报告及有关教材中，为方便对传感器进行原理及其分类的研究，允许只采用第2级修饰语，省略其他各级修饰语。
《传感器与检测技术》试题及答案(已做)
《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。
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Eab（T,To）=k（T T°）ln山；°（ A B）d T。
e N B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）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、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__________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。
《传感器与检测技术》-题库分析
《传感器与检测技术》题库一、填空：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.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.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Eab （T ，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。
4.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）5. 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）6. 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7 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。
8、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）。
9、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。
10、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）。
11、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。
传感器与自动检测技术习题参考答案
第一章习题参考解1.1 什么是传感器？传感器特性在检测系统中起什么作用？答：传感器（Transducer/sensor）的定义为：“能感受（或响应）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”。
传感器的基本特性是指传感器的输入—输出关系特性，是传感器的内部结构参数作用关系的外部特性表现。
不同的传感器有不同的内部结构参数，这些内部结构参数决定了它们具有不同的外部特性。
对于检测系统来说存在有静态特性和动态特性。
一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特性和动态特性，从而确保检测信号（或能量）的无失真转换，使检测结果尽量反映被测量的原始特征。
1.2 画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。
答：传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成，组成框图如图所示。
敏感元件——感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，可以把被测压力变成位移量。
若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就兼为传感元件了。
还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融为一体的。
变换元件——又称传感元件，是传感器的重要组成元件。
它可以直接感受被测量（一般为非电量）而输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。
传感元件也可以不直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。
例如差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。
一般情况下使用的都是这种传感元件。
信号调理与转换电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。
信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有电桥、放大器、振荡器和阻抗变换器等。
1.3 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入—输出关系。
(完整word版)《传感器与检测技术》期末考试试卷及课案
传感器与自动检测技术一、填空题〔每题 3 分〕1、传感器平常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的变换元件、以及相应的信号调理变换电路组成。
2、金属资料的应变效应是指金属资料在碰到外力作用时，产活力械变形，以致其阻值发生变化的现象叫金属资料的应变效应。
3、半导体资料的压阻效应是半导体资料在碰到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
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活力械变形，进而以致资料的电阻发生变化。
5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不相同点是金属资料的应变效应以机械形变成主，资料的电阻率相对变化为辅；而半导体资料那么正好相反，其应变效应以机械形变以致的电阻率的相对变化为主，而机械形变成辅。
6、金属应变片的矫捷度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的矫捷度系数。
7、固体碰到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。
8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件组成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的变换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件组成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的变换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件组成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的变换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变变换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件组成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的变换为电阻的变化。
《传感器与自动检测技术》复习提纲
《传感器与自动检测技术》复习提纲一、填空２．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。
工业测量中通常采用两线制和（）接法。
３．金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其形式以（）式用的多，材料以（）用的最广泛。
４．单线圈螺线管式电传感器对比闭磁路变隙式电传感器的优点是（）大、（）好、结构简单和便于操作。
５．螺线管式差动变压器传感器中，零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一。
它的存在造成传感器在（）附近灵敏度降低、测量（）大等。
６．计量光栅传感器中，当指示光栅不动，主光栅左右移动时，查看（）的移动方向，即可确定主光栅的运动方向。
７．硒光电池的光谱响应区段与人类眼睛相近，它的（）波长与人类正常觉也相近，因而应用较广。
８．霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，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（）；另一对叫霍尔电机，用于引出（）。
９．变磁通电式传感器通常将齿轮的齿（槽）作为（）磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中（），线圈感应电动势输出。
１０．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于（）型，适用于温度监测和温度控制１１．扩散硅压阻器件中，有一种圆形（）与其支撑的（）合为一体，称为圆形硅杯膜片结构。
１２．磁敏二极管工作时加（）向电压。
由于它的（）很高，特别适合测量弱磁场。
二、选择题1、电容式传感器是属于（）型传感器。
Ａ参量型Ｂ发电型Ｃ电感型Ｄ电容型2、极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）。
Ａ成正比Ｂ平方成正比Ｃ成反比Ｄ平方成反比3、灵敏度越高的检测系统，（）。
A 系统越稳定B 系统越不稳定 C检测量程变大 D 非线性误差越小4、当主光栅相对指示光栅的转角方向为逆时针方向时，主光栅向左移动，则莫尔条纹向（）移动。
A 上B 下C 左D 右5、莫尔条纹移动一个间距B，相应于光栅尺移动（）。
A 1个栅距B 2个栅距C 3个栅距D 4个栅距6、变面积型电容式传感器，其灵敏度与面积（）。
《传感器与自动检测技术》期末试卷及答案(A)精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）《典型传感器应用》期末试卷(A)1.静态特性是指被测量不随时间变化或随时间缓慢变化的一种输入与输出间的关系。
2.传感器的作用是将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的非电量。
3.实际的弹性元件在加载卸载的正反行程中变形曲线是重合的。
4.传感器特性曲线实际上是十分平滑的曲线。
5.石英晶体的压电效应中，沿着z轴施加压力，将在x轴向产生电压。
6.双臂电桥输出的灵敏度是单臂电桥的两倍，全桥输出是双臂电桥的两倍。
7.电荷放大器的一个突出优点是其输出电压与电缆电容无关，电缆可以很长，可以长达数百米，上千米，但其输出灵敏度无明显损失。
8.压电元件的串联与并联两种方式中，并联接法输出电荷量较大。
9.四线制恒流源测量电路中，无论三线制或四线制测量电路，都必须从热电阻感温体的根部引出导线，而不能从热电阻的接线端子上分出。
10.金属热电阻传感器中，铜电阻只能用于高温及无腐蚀的介质中。
11.当热电偶两个接点的温度相同时，不论电极材料相同与否，回路总热电动势均为零。
12.热电动势取决于冷、热接点的温度，还与热电极上的温度分布有关。
13.热电偶冷端温度补偿导线补偿法中，补偿导线起延长热电极的作用，还能消除冷端温度变化对测温的影响。
14.回路中热电动势的方向取决于热端的接触电动势方向或回路电流流过冷端的方向。
15.莫奈条纹有位移的放大作用，当主光栅沿着与刻线垂直的方向移动一个栅距W时，莫奈条纹移动2个条纹间距B。
16.磁敏二极管的PN结有很长的基区，大于载流子的扩散长度。
17.霍尔电动势的大小与霍尔元件的尺寸有关，厚度越厚越适合。
18.霍尔电动势U的大小与材料的性质有关，金属材料载流子浓度n越大越合适做霍尔元件。
19.中间温度定律的意义说明可以采取任何方式焊接导线，将热电动势通过导线接至- 1 -测量仪表进行测量，且不影响测量准确度。
20.霍尔电动势的大小与控制电流及磁场强度有关。
和控制电流及磁场强度成正比，但控制电流不宜过大，否则会烧坏霍尔元件。
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案
传感器与自动检测技术一、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、以及相应的信号调节转换电路组成。
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叫金属材料的应变效应。
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，这种现象称为压阻效应。
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、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。
7、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。
8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
14、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。
传感器与自动检测技术试题命题原则
8．热电式传感器基本原理、测量电路和典型应用
9．光电式传感器基本原理、测量电路和典型应用
10.辐射与波式传感器基本原理和典型应用
11.化学传感器基本原理和典型应用
12.新型传感器基本原理和典型应用
13．参数检测的基本概念与一般方法
14．测量不确定度与回归分析的基本原理和典型应用
15．自动检测系统基本原理、基本设计方法和典型应用
难易把握
简单题40%、较难题40%、难题20%
说明
本课程旨在面向教学科研型大学控制大类专业和其他电气信息类专业学生，培养适应"工业化与信息化融合"、"物联网研究与应用"等发展需要,在传感器与检测技术方向理论基础扎实、实践能力强、综合素质高的应用创新型高级工程技术人才。作为一门重要的专业基础课程，要求学生在学完该课程后能较好的掌握传感器的一般工作原理、理解典型测量电路及应用，并能在一定水平上进行简单的测量系统分析和设计。
传感器与自动检测技术试题命题原则
《传感器与自动检测技术》课程考试命题原则
课程名称
学时
开课时间
传感器与自动检测技术
40
2013/2014学年第二学期
任课教师
胡向东、李锐、耿道渠、刘琳、赵双
总原则
试卷题目设置以本课程大纲和考试大纲为依据，重点考查学生对所要求的传感器与检测技术基础知识和基本技能的掌握（试卷一，闭卷），适当考察学生综合运用所学知识解决实际问题的能力（试卷二，开卷）；考查的知识点能在教材中找到理论依据；控制好试题的难易比例，使之能拉开学生成绩档次；试题总量控制在考试时间内（120分钟）能让大多数学生正常完成。
题型和分值
试卷一（闭卷）：选择题20分，简答题30分，分析计算题30分。
传感器与检测技术复习提纲兼答案
传感器与检测技术复习提纲兼答案第1章检测技术的基础知识1. 什么是检测技术？检测技术：以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。
2. 什么是传感器？举例说明。
画出传感器的组成框图。
传感器：是一种以一定的精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电位传感器、热丝传感器、电容传感器、电感传感器、压磁传感器传感器的组成框图3. 什么是自动检测系统？画出框图。
自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸系统的总称。
4. 什么叫测量？按测量手段分类有哪些？直接测量、间接测量、联立测量，各举例说明测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。
直接测量: 用弹簧管式压力表测量流体压力。
间接测量：导线电阻率ρ的测量。
联立测量：电阻器温度系数的测量。
5. 按测量方式分类有哪些？各举例说明偏差式测量、零位式测量和微差式测量偏差式测量：用磁电式电流表测量电路中某支路的电流。
零位式测量：利用惠斯登电桥测量电阻。
（解释图1.2.1）：在进行测量之前，应先调1R ,将回路工作电流I 校准；在测量时，要调整R 的活动触点，使检流计G 回零，这时0=g I ,即X R U U =，这样，标准电压R U 的值就表示被测未知电压值。
微差式测量：偏差式测量法和零位式测量法相结合，构成微差式测量法。
6. 为什么会产生测量误差？测量误差的基本概念及表示方式有哪些？测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都可能导致测量误差的产生。
7. 绝对误差、相对误差、引用误差，写出其公式绝对误差：o L －x ＝Δx相对误差：引用误差：8. 误差的分类与来源是什么？系统误差、随机误差、粗大误差 9. 系统误差、随机误差、粗大误差各是什么含意？各举例说明。
误差能否消除？能否修正？系统误差在相同的条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时，与某一个或几个因素成函数关系的有规律的误差，称为系统误差。
《传感器与自动检测技术》试卷1--答案
根据计算可知要使输出电压大于10mV ，则可采用差动全桥方式连接。
（2）有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用三线制电桥，R1=R2=R3=100Ω，供电电压为5V 。
1)试画出测试电路。
2) 该电阻是何种材料。
3) 0℃时的阻值 4) –40℃及+40℃时的电阻值（查分度表）5) 计算t=+40℃时电桥的开路输出电压U O （不考虑调零电位器和调满度电位器的影响） 解答：1）测试电路如图2-1所示。
2) 该电阻是铂金属材料。
3）0℃时的阻值为100Ω。
4) –40℃时的电阻值84.27Ω； +40℃时的电阻值115.54Ω5）t=+40℃时测量臂电阻的变化电桥的输出：（3） 变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图3-1所示。
传感器的起始电容量C X0=20pF ，定动极板距离d 0=1.5㎜，运算放大器为理想放大器，R f 极大，输入电压u i =5sin ωt （V ）。
求当电容传感器动极板上输入一位移量△x=0.15㎜使d 0减少时，电路输出电压u O 为多少？ 解答：由运算放大器工作原理可得0i xC U U C =-对于平板式电容器来说， x xAC d ε=,则00x AC d ε=则 000i i x x C C UU U d C Aε=-=- 将00, 1.65X x AC d d ε==-=代入上式计算得:00000205sin 1.65 5.5sin ()20 1.5i i x x x C C UU U d C C d t t V ωω=-=-⨯=-⨯=-⨯（4）压电式单向脉动力传感器测一正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为200x10-12C/N ，电荷放大器反馈电容C f =2000pF ，测的输出电压u o =5sin ωt （V ）。
求：1）该压电传感器产生的电荷Q 为多少？ 2）此时作用在其上的正弦脉动力为多少？解答：根据题意压电元件是两片压电陶瓷并联，所以总电荷是单个压电元件电荷的两倍，即XX Q Q 2=,根据电荷放大器的输出fO C QU -=，得1285sin 200010110sin ()O f Q U C t t C ωω--=-⨯=-⨯⨯=-⨯，Q F d Q Z ZZ XX 21=⋅=,得压电传感器受到的作用力81211110sin 25sin ()2220010Z ZZ F F Q t t N d ωω--⨯==⨯=-=-⨯⨯ （5）如图5-1所示为镍铬—镍硅热电偶测温电路，A ＇、B ＇为补偿导线，Cu 为铜导线，已知t 1=40℃， t 2=0℃， t 3=40℃。
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1 测量的基本概念复习思考题1．测量的定义及其内容是什么？2．直接测量和间接测量的定义是什么？3．直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？4．仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5．仪表分辨力的定义是什么？作业题1．测量是借助和，通过和，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得与之间的关系。
（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2．测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行。
获得被测量对比。
表示测量结果时，必须注明。
（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标准量x0的单位）3．直接测量是从事先上读出被测量的大小。
间接测量是利用与之间的函数关系，先测出，再通过相应的函数关系，被测量的数值。
（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4．直接测量方法中，又分，和。
（零位法；偏差法；微差法）5．零位法是指与在比较仪器中进行，让仪器指零机构，从而确定被测量等于。
该方法精度。
（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6．偏差法是指测量仪表用相对于，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7．微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行，不足部分再用测出。
（零位法；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8．测量仪表指示值程度的量称为精密度。
测量仪表指示值有规律地程度的量称为准确度。
（不一致；偏离真值）9．测量仪表的精确度简称，是和的总和，以测量误差的来表示。
（精度；精密度；准确度；相对值）10．显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。
（最小变化）§1-2 传感器的一般特性复习思考题1．试述传感器的定义及其在检测中的位置。
2．传感器静态特性和动态特性的定义是什么？3．传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？作业题1．传感器是与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与的的机构。
《传感器与检测技术》期考试试卷及答案
传感器与自动检测技术一、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、以及相应的信号调节转换电路组成。
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叫金属材料的应变效应。
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，这种现象称为压阻效应。
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、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。
7、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。
8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
14、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。
《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Eab （T ，To ）=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。
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）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、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。
传感器与检测技术期末考精彩试题与问题详解
第一章传感器基础l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。
《传感器与自动检测技术》习题参考答案
《传感器与自动检测技术》习题思考题与习题一1.1什么叫传感器？它通常由哪几部分组成？答：能够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和装置，称为传感器。
传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件是指传感器中能直接感受和响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件的感受或响应的被测量转换成适于传输和处理的电信号部分。
1.2简述传感器的分类方法。
答：传感器可按输入量、输出量、工作原理、基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征等进行分类。
1.3举例说明传感器与检测技术的作用与地位。
答：传感器与检测技术在信息技术领域具有十分重要的基础性地位，推动了现代科学技术的进步，在国民经济中具有“倍增器”作用。
1.与人们日常生活密切相关。
家用电器温度设定、控制、显示；家居防火、防盗、防煤气泄漏；智能家居的灯光控制；居家老人的健康监护等。
2.推进信息化与工业化的深度融合。
工业生产中，借助检测技术，提高自动化程度，提高产品质量，提高经济效益：对工艺参数、成分进行检测与控制；对工业设备运行状态进行监测；对产品质量进行自动测试；对产品数量进行自动计数等。
3.助推智能农业快速发展。
气象预报，温室大棚的温湿度、光照、CO 2、PH 值、风力的测量与控制，水土成分测量与分析；工厂化水产和牲畜养殖环境参数的测量与控制等。
4.是国防现代化的技术保障。
雷达导航，卫星定位系统，航母战斗群及潜艇水下声呐系统测物、测距、测向，现代化战争中目标精确定位、精准打击等。
5.在智能交通中有广泛的应用。
公路交通违章监控、测速、超载称重，轨道交通（高铁、动车、地铁、轻轨、云轨）运营设备在线监测，水运航向、水位、风力、荷载测量，机场危险品检查等。
1.4简述中高档汽车中所使用的各类传感器及其作用。
答：碰撞传感器就是加速度传感器,他的作用是在汽车受到力的碰撞时，加速度传感器给信号使得安全气囊充气保护车上人员的生命安全；座椅占用识别传感器，作用是识别该座椅是否有人乘坐，识别信号传送至安全安全气囊控制模块，在碰撞事故中，安全气变控制模块根据座椅占用识别传感器信号判断该座椅是否有乘员，决定是否触发相关的安全气囊和安全带张紧器；曲轴转速传感器，用于检测发动机转速和判定一缸上止点；凸轮轴位置传感器用于区分一（四）缸压缩上止点；节气门位置传感器用于检测发动机的节气门；水温传感器用于检测发动机冷却温度；进气温度传感器用于检测进气温度；进气歧管绝对压力传感器用于检测气管里的进气压力；空气流量计用于检测进气空气质量；轮速传感器用于检测轮速；车速传感器用于检测车速。
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试卷一（闭卷）：选择题20分，简答题30分，分析计算题30分。
试卷二（开卷）：综合设计分析题20分。
考查的知识点
1．概述
2．传感器的基本特性
3．电阻式传感器基本原理、测量电路和典型应用
4．电感式传感器基本原理、测量电路和典型应用
5．电容式传感器基本原理、测量电ห้องสมุดไป่ตู้和典型应用
6．压电式传感器基本原理、测量电路和典型应用
测控技术与仪器教学研究部
2014年5月
2014《传感器与自动检测技术》试题命题原则
《传感器与自动检测技术》课程考试命题原则
课程名称
学时
开课时间
传感器与自动检测技术
40
2013/2014学年第二学期
任课教师
胡向东、李锐、耿道渠、刘琳、赵双
总原则
试卷题目设置以本课程大纲和考试大纲为依据，重点考查学生对所要求的传感器与检测技术基础知识和基本技能的掌握（试卷一，闭卷），适当考察学生综合运用所学知识解决实际问题的能力（试卷二，开卷）；考查的知识点能在教材中找到理论依据；控制好试题的难易比例，使之能拉开学生成绩档次；试题总量控制在考试时间内（120分钟）能让大多数学生正常完成。
15．自动检测系统基本原理、基本设计方法和典型应用
难易把握
简单题40%、较难题40%、难题20%
说明
本课程旨在面向教学科研型大学控制大类专业和其他电气信息类专业学生，培养适应"工业化与信息化融合"、"物联网研究与应用"等发展需要,在传感器与检测技术方向理论基础扎实、实践能力强、综合素质高的应用创新型高级工程技术人才。作为一门重要的专业基础课程，要求学生在学完该课程后能较好的掌握传感器的一般工作原理、理解典型测量电路及应用，并能在一定水平上进行简单的测量系统分析和设计。
7．磁敏式传感器基本原理、测量电路和典型应用
8．热电式传感器基本原理、测量电路和典型应用
9．光电式传感器基本原理、测量电路和典型应用
10.辐射与波式传感器基本原理和典型应用
11.化学传感器基本原理和典型应用
12.新型传感器基本原理和典型应用
13．参数检测的基本概念与一般方法
14．测量不确定度与回归分析的基本原理和典型应用