传感器与检测技术试题四及答案

传感器与检测技术试题四及答案
一、填空题（每空 1 分，共计 20 分）
1．测量结果由____________、____________和误差三部分组成。

2．传感器通常由直接响应于被测量的____________和产生可用信号输出的____________以及相应的____________ 三部分所组成，有时还要加上辅助电源。

3.传感器的____________反映了输入信号处于稳定状态时的输入-输出关系，主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性和稳定性等。

4．传感器的标定分为和两种。

5．按热电阻材料的不同，热电阻传感器可分为____________和____________两大类，前者通常简称为热电阻，后者简称为热敏电阻。

6．长光栅又称为光栅尺，用于或的测量。

7．电容式传感器将被测量转化为电容量变化，根据工作原理可以分为____________、____________、____________ 三种。

8．互感式传感器根据变压器的基本原理组成，并且其二次绕组都用差动形式连接，所以又被称作______________。

9．应用于压电式传感器中压电元件材料一般有____________、经过极化处理的压电陶瓷和______________ 三种。

10.逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，以产生超声波，可作为____________；而利用压电效应则将接收到的超声波振动转换成电信号，可作为____________。

二、单项选择题（每题 2 分，共计 30 分）
1．C型弹簧管属于传感器中的（）。

A．弹性敏感元件 B．转换元件 C．压力元件 D．转换电路
2．哪种电容传感器测量位移的范围大（）。

A．变介质式 B．变极距式 C．变面积式 D．一样大
3．代号为CWY-YB-20的传感器中YB表示其转换原理是（）。

A．位移式 B．光电式 C．应变式D．压电式
4．导体、半导体材料在外力作用下发生机械形变，导致其电阻值发生变化的物理现象
称为（）。

A．电阻应变效应 B．压电效应 C．光电效应 D．不确定
5．在电容式传感器中，如果应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．电感为变量，电容保持不变 D．电容和电感均保持不变
6．用光敏二极管或光敏三极管测量某光源的光通量时，是根据它们的（）实现的。

A．光谱特性 B．伏安特性
C．频率特性 D．光电特性
7．光电池是利用（）制成的光电元件。

A．光伏效应 B．压电效应
C．蝴蝶效应 D．红外效应
8．N型气敏元件工作在空气中，在还原性气体浓度升高时，气敏元件的电阻（）。

A．升高 B．降低 C．不变 D．不确定
9．光电管和光电倍增管的特性取决于（）。

A．阴极材料 B．阳极材料
C．纯金属阴极材料 D．玻璃壳材料
10．霍尔电势公式中的角θ是指（）。

A．磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B．磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角
C．磁力线与霍尔薄片垂线之间的夹角
11．在机械系统中，对运动部件的被测参数，往往采用（）。

A．接触式测量 B．破坏性测量
C．非破坏性测量 D．非接触式测量
12．霍尔电势U H与磁感应强度B、控制电流I、霍尔元件灵敏度K H的关系是（）。

A．霍尔电势U H正比于磁感应强度B
B．霍尔电势U H正比于控制电流I
C．霍尔电势U H正比于霍尔元件灵敏度K H
D．霍尔电势U H=K H BI
13．计量光栅中读数头的作用是（）。

A．将输入量转换成相应的电信号 B．实现细分
C．辨向功能 D．显示功能
14．膜盒将两个膜片焊接在一起，主要为了提高（）。

A．线性范围 B．稳定性 C．灵敏度 D．精确度
15．当气温升高时，气敏电阻的灵敏度将（），所以必须设置温度补偿电路。

A．减低 B．升高 C．随时间漂移 D．不确定
三、判断题（每题 1 分，共计 10 分）
1．在光纤中，光的传输限制在光纤中，并随光纤能传送到很远的距离，光纤的传输是基于光的全内反射。

（）
2．选用传感器首先要确定类型，然后再考虑传感器的具体性能指标。

（）3．计算机键盘采用霍尔式无触点开关，按钮按下或者放开状态下，磁力线改变
方向，霍尔传感器输出不同的状态。

（）
4．热电偶热电动势的大小，只与组成热电偶的材料和两结点的温度有关，与热电偶的形状、材料无关，当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两结点电动势差。

（）
5．变面积式、变介质式、变间隙式传感器的输出特性都是线性的。

（）6．气敏电阻传感器主要用于工业上天然气、煤气以及石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制。

（）
7．线性度、灵敏度、迟滞、重复性和稳定性等指标属于传感器的动态特性。

（）
8．重要场合使用的元件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了加速使其老化，从而提高精度。

（）
9．自感式变气隙传感器有基本变气隙传感器和差动变气隙传感器。

两者相比，后者的灵敏度比前者的高一倍，且线性度得到明显改善。

（）
10．光电式传感器一般由光源、光学元件和光电元件三部分组成，其中光电元件是构成
光电式传感器的最主要部件。

（）
四、简答题（每题 5 分，共计 20 分）
1．在实际应用时，气敏元件常附有加热器，请问这是什么原因？（5分）
2．智能家居体验室中，窗帘两端安装了哪种传感器，请简述其工作原理？（5分）
3．请简述热电阻传感器测温的基本工作原理。

（5分）
4．热电偶产生的热电动势由哪几种电动势组成？起主要作用的是哪种电动势？（5分）
五、计算题（共计 20 分）
1．设超声波声源的直径D=20mm，垂直射入钢板的超声波（纵波）频率为5MHz，求指向角θ。

由此可得出什么结论？已知超声波（纵波）在钢板中的速度c L为5.9km/s。

（10分）
2．已知铂铑30-铂热电偶的E AC（1084.5，0）=13.037mV，铂铑6-铂热电偶的
E BC（1084.5，0）=8.354mV。

求铂铑30-铂铑6在相同温度条件下的热电动势。

（10分）
试题四答案
一、填空题（每空 1 分，共计 20 分）
1．比值、测量单位
2．敏感元件、转换元件、转换电路
3．静态特性
4．静态标定、动态标定
5．金属热电阻半导体热电阻
6．长度、直线位移
7．变面积式、变极距式、变介质式
8．差动变压器
9．压电晶体、高分子压电材料
10．发射探头、接收探头
二、单项选择题（每题 2 分，共计 30 分）
1．A 2．C 3．C 4．A 5．B
6．D 7．A 8．B 9．A 10．C
11．D 12．D 13．A 14．C 15．B
三、判断题（每题 1 分，共计 10 分）
1 对 2对 3对 4对 5错
6 对 7错 8错 9对 10对
四、简答题（每题 5 分，共计 20 分）
1．加热器能使附着在测控部件上的油雾、尘埃等烧掉，同时加速气体氧化还原反应，从而提高器件的灵敏度和响应速度。

2．安装的是红外对射传感器，其中一端是红外发射装置，另外一端是红外接收装置，当有人破窗而入打断红外线传输路径时，就会触发报警，起到防盗作用。

3．热电阻是利用电阻与温度成一定函数关系的特性制成，当被测温度变化时，导体的电阻随温度变化而变化，通过测量电阻值变化的大小而得出温度变化的大小。

4．由接触电动势和温差电动势组成，接触电动势起主要作用。

五、计算题（每题10分，共计 20 分）
1．要点：Sinθ=1.22λ/D λf=c，代入数值，得到θ=4度，说明超声波指向性好。

2．要点：由标准电极定律可知：（2分）
E AC（1084.5，0）=E AC（1084.5，0）- E BC（1084.5，0）=13.937-8.354=5.583 mV （8分）。