《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)

合集下载

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。

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。

传感器期末考试题及答案

传感器期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的静态特性不包括以下哪项？A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力，以下哪项不是动态特性的指标？A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中，热电偶的工作原理是基于哪种效应？A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中，应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应？A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中，光电二极管的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关？A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移？A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关？A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速？A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题（每空1分，共20分）1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。

2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。

3. 热电偶的工作原理是基于________效应，而光电二极管的工作原理是基于________效应。

4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应，而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。

传感器原理与应用习题答案

传感器原理与应用习题答案传感器原理与应用习题答案传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置，广泛应用于各个领域。

掌握传感器的原理和应用是电子工程师和科学研究人员的基本功。

下面是一些传感器原理与应用的习题及其答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是传感器？传感器是一种能够感知和测量物理量的装置，它可以将感知到的物理量转化为电信号输出。

传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。

2. 传感器的原理是什么？传感器的原理基于物理量与电信号之间的相互作用。

不同类型的传感器采用不同的原理，例如压力传感器利用压力与电阻之间的关系，光电传感器利用光的散射和吸收等。

3. 压力传感器的原理是什么？压力传感器利用弹性元件的变形来测量压力。

当受到外力作用时，弹性元件会发生形变，形变程度与压力成正比。

压力传感器通过测量弹性元件的形变来计算压力大小。

4. 温度传感器的原理是什么？温度传感器利用物质的热膨胀特性来测量温度。

常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

热电偶利用两种不同金属的热电势差来测量温度，热敏电阻则利用电阻与温度之间的关系。

5. 光电传感器的原理是什么？光电传感器利用光的散射、吸收和反射等特性来测量物体的位置、颜色和形状等。

常见的光电传感器有光电开关和光电二极管。

光电开关通过检测光的散射或反射来判断物体的存在与否，光电二极管则通过测量光的吸收来获取物体的颜色和形状信息。

6. 传感器的应用有哪些？传感器在各个领域都有广泛的应用。

在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、流量等参数，实现对生产过程的监控和控制。

在环境监测中，传感器可以用于测量大气污染物、水质和土壤湿度等指标，提供环境质量的实时数据。

在医疗设备中，传感器可以用于监测患者的体温、心率和血氧饱和度等，帮助医生进行诊断和治疗。

7. 传感器在智能家居中的应用有哪些？传感器在智能家居中起到了重要的作用。

通过安装温度传感器和湿度传感器，智能家居系统可以实时监测室内的温度和湿度，并根据设定的条件自动调节空调和加湿器。

传感器及应用期末考试题5(带答案)

×××××学校2018～2019学年度第一学期期末试卷17级电子专业传感器及应用学科一、填空题（2⨯18=36分）：1. 热电阻主要是利用（）随（）变化而变化这一特性来测量温度的。

2.传感器由（），（）和（）组成。

3.热电阻有（）和（）。

4.电感式传感器可分为（），（）和（）三大类。

5.将两种不同材料的（）构成一闭合回路，若两个接点处( )不同，则回路中会产生电动势，从而形成电流，这个物理现象称为热电势效应。

6. 参量传感器的基本原理是把（）被测量的变化转换为（）的变化，然后通过对电参量的测量达到对费（）检测的目的。

7．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。

8．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向（）方向发展。

9．热敏电阻常数B 大于零的是（）温度系数的热敏电阻。

10．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的（）。

二、选择题：（2⨯15=30分）1、用万用表直流档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于（）。

A绝对误差，B粗大误差，C随机误差，D动态误差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、通常用热电阻测量（）A、电阻B、扭矩C、温度D、压力7. 光敏二极管在测试电路中应处于（）偏置状态。

A、正向B、反向 C 、零8.温度上升，光敏电阻，光敏二极管，光敏三极管的暗电流（）A 、上升 B、下降 C、不变9.下列不属于数字传感器的是（）A、光栅式传感器，B、磁栅式传感器C、光电编码器D、光电式传感器10.在数字传感器中，为了能够辨别位移方向，必须要输出两组相位差()A、1/2πB、1/3πC、 1/4π的两个信号。

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。

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（）。

《传感器原理及应用(第2版)》教辅2：综合练习答案

! # $ % $ & "选择填空
"#选择以下传感器填入空内每空填两项可重复填写电阻应变片磁敏电阻霍尔传感器气敏传感器压电传感器电容传感器热释电器件热敏电阻光纤传感器磁敏晶体管电动式磁电传感器光电二极管差动变压器红外传感器色敏传感器电涡流传感器超声波传感器光电开关核辐射探测器压阻式传感器光电池热电偶 0 0 1电荷耦合器件集成温度传感器 " 选择合适小位移测量的传感器 % 可用于磁场检测的传感器感器! 热敏电阻! 光纤传感器! 电涡流传感器! 压电传感器! $ 便于检测机械振动或加速度的传感器 & 适用于家用电器的温度检测传感器电动式磁电传感器! 霍尔传感器! 集成温度传
" 负温度系数热敏电阻也称为 6 ! 热敏电阻在常温下其阻值随温度上升而 1 ! 7 # 8 0 !!!!!!6 # / 8 0 !!!! !!!0 #增大!!!!!!1 #减小 $ 硅光电池的结构类似一只半导体 7 ! 属于 0 ! 器件 7 #二极管!!!! 6 #三极管!!!!!!0 #有源!!!!!!1 #无源 % 热释电元件属于 7 ! 红外线传感器它可检测红外线的 0 ! 波长 7 #热电型 6 #光量子型 0 #全波段 1 #有限段 & 通常我们用绝对湿度相对湿度和露点温度表示环境中的水蒸气含量其中相对湿度表示为 7 ! 量纲为 0 ! 7 # 9 : ; 6 # 7 : 0 #无
"'#超声波传感器的发射与接收换能器是利用压电效应其中超声波发射换能器是将能转换为机械! 能它是利用压电材料的逆! 压电效应电! "(#半导体材料在光线作用下入射光强改变物质导电率的现象称光电导 ! 效应基于这种效应的器件有光敏电阻! 半导体材料吸收光能后在 . /结上产生电动势的效应称光生伏特效应! 效应基于这种效应的器件有光敏晶体管光电池!

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、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（）。

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、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( )。

传感器原理及应用习题答案(完整版)

2-4、现有栅长为3mm 和5mm 两种丝式应变计，其横向效应系数分别为5%和3%，欲用来测量泊松比μ=0.33的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)。

试问：应选用哪一种应变计?为什么?答：应选用栅长为5mm 的应变计。

由公式ρρεμd RdRx ++=)21(和[]x m x K C RdRεεμμ=-++=)21()21(知应力大小是通过测量应变片电阻的变化率来实现的。

电阻的变化率主要由受力后金属丝几何尺寸变化所致部分（相对较大）加上电阻率随应变而变的部分（相对较小）。

一般金属μ≈0.3，因此(1+2μ)≈1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。

以康铜为例，C ≈1，C(1-2μ)≈0.4，所以此时K0=Km ≈2.0。

显然，金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。

从结构尺寸看，栅长为5mm 的丝式应变计比栅长为3mm 的应变计在相同力的作用下，引起的电阻变化大。

2-5、现选用丝栅长10mm 的应变计检测弹性模量E=2×1011N/m 2、密度ρ=7.8g/cm 3的钢构件承受谐振力作用下的应变，要求测量精度不低于0.5%。

试确定构件的最大应变频率限。

答：机械应变波是以相同于声波的形式和速度在材料中传播的。

当它依次通过一定厚度的基底、胶层(两者都很薄，可忽略不计)和栅长l而为应变计所响应时，就会有时间的迟后。

应变计的这种响应迟后对动态(高频)应变测量，尤会产生误差。

由][]e l vf e l l 66max max ππλ<=<或式中v 为声波在钢构件中传播的速度；又知道声波在该钢构件中的传播速度为：kgm m N E336211108.710/102--⨯⨯⨯⨯==ρν;s m kgs m Kg /10585.18.7/8.91024228⨯=⨯⨯⨯=；可算得kHz ms m e l v f 112%5.061010/10585.1||634max =⨯⨯⨯==-π。

传感器技术及应用期末试卷及答案

传感器技术及应用期末试卷及答案传感器技术及应用期末试卷及答案(一) 一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)1、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2、( )又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。

A 系统误差B 变值系统误差C 恒值系统误差D 随机误差3、改变电感传感器的引线电缆后，( )A不必对整个仪器重新标定B 必须对整个仪器重新调零C 必须对整个仪器重新标定D不必对整个仪器重新调零4、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、以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是( )A 0.1B 0.2C 5D 26、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、测量误差中包括的误差有( )(1)系统误差 (2)随机误差 (3)粗大误差 (4)动态误差A (1)(2)B (1)(3)C (2)(4)D (3)(4)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( )。

A、20dBB、1 dBC、0 dBD、50dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取( )措施。

A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰D、抗红外辐射13、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( )。

传感器原理及应用期末考试试题库含答案

传感器原理及应用期末考试试题库含答案一：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 CE R L10.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.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。

14.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。

15. 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。

16. 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。

17. 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。

18. 光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。

19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。

《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)

《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金属的性质、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、微型热电偶。

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．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光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，光照度与其短路电流呈线性关系。

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。

经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。

8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。

但石英晶体具有很多优点，尤其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茨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）利用输入回路的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磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。

14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参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。

16．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热敏感元件。

17．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。

《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案

《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案一、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。

《传感器原理及应用》习题集及答案

《传感器原理及应用》习题集及答案习题集及答案第1章概述1.1什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.2传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。

1.3简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。

1.4传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？1.5传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？1.6用图形符号表示一电阻式温度传感器。

1.7请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。

如果没有传感器，应该出现哪种状况。

1.8空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？答案1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“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”。

定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。

按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。

1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用——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。

1.3答：（略）1.4答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。

按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。

《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)

《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)work Information Technology Company.2020YEAR《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金属的性质、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、微型热电偶。

4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光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，光照度与其短路电流呈线性关系。

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。

经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。

8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。

但石英晶体具有很多优点，尤其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茨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）利用输入回路的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磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。

14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参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。