傳感器期末考試試卷答案

1、1、 填空題（每題3分）1、傳感器通常由直接響應于被測量的敏感元件、產生可用信號輸出的轉換元件、以及相應的信號調節(jié)轉換電路組成。2、金屬材料的應變效應是指金屬材料在受到外力作用時，產生機械變形，導致其阻值發(fā)生變化的現象叫金屬材料的應變效應。3、半導體材料的壓阻效應是半導體材料在受到應力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化，這種現象稱為壓阻效應。4、金屬絲應變片和半導體應變片比較其相同點是它們都是在外界力作用下產生機械變形，從而導致材料的電阻發(fā)生變化。5、金屬絲應變片和半導體應變片比較其不同點是金屬材料的應變效應以機械形變?yōu)橹鳎牧系碾娮杪氏鄬ψ兓癁檩o；而半導體材料則正好相反，其應變效應以機械形變導致的

2、電阻率的相對變化為主，而機械形變?yōu)檩o。 6、金屬應變片的靈敏度系數是指金屬應變片單位應變引起的應變片電阻的相對變化叫金屬應變片的靈敏度系數。7、固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現象稱壓阻效應。 8、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器。9、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器。10、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。11、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，

3、彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。12、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。13、應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構成，彈性元件用來感知應變，電阻敏感元件用來將應變的轉換為電阻的變化。14、要把微小應變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設計的測量電路，通常采用電橋電路。 15、電容式傳感器利用了將非電量的變化轉換為電容的變化來實現對物理量的測量。16、變極距型電容傳感

4、器做成差動結構后，靈敏度提高原來的2倍。 17、電容式傳感器的優(yōu)點主要有測量范圍大、靈敏度高、動態(tài)響應時間短、機械損失小、結構簡單、適應性強。18、 電容式傳感器主要缺點有寄生電容影響較大、當電容式傳感器用于變間隙原理進行測量時具有非線性輸出特性。19、電感式傳感器是建立在電磁感應基礎上的一種傳感器。20、 電感式傳感器可以把輸入的物理量轉換為線圈的自感系數或線圈的互感系數的變化，并通過測量電路進一步轉換為電量的變化，進而實現對非電量的測量。 21、 21、電感式傳感器可以把輸入的物理量轉換為線圈的自感系數或線圈的互感系數的變化，并通過測量電路進一步轉換為電量的變化，進而實現對非電量的測量。2

5、2、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。 23、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。24、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。25、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉速測量和無損探傷。26、電渦流傳感器從測量原理來分，可以分為高頻掃射式和低頻透射式兩大類。27、電感式傳感器可以分為自感式、互感式、渦流式三大類。28、壓電式傳感器可等效為一個電荷源和一個電容并聯，也可等效為一個與電容相串聯的電壓源。 29、壓電式傳感器是一種典型的自發(fā)電型傳感器(或發(fā)電型傳感器) ，其以某些電介質的壓電效應為基礎，來實現非電量檢測的目的。 3

6、0、某些電介質當沿一定方向對其施力而變形時內部產生極化現象，同時在它的表面產生符號相反的電荷，當外力去掉后又恢復不帶電的狀態(tài)，這種現象稱為極化效應；在介質極化方向施加電場時電介質會產生形變，這種效應又稱電致伸縮效應。31、壓電式電壓放大器特點是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸入電壓成正比。32、電荷放大器的特點是能把壓電器件的高內阻的電荷源變換為傳感器低內阻的電壓源，以實現阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。33、熱電動勢來源于兩個方面，一部分由兩種導體的接觸電勢構成，另一部分是單一導體的溫差電勢。34、補償導線法常用作熱電

7、偶的冷端溫度補償，它的理論依據是中間溫度定律。 35、常用的熱電式傳感元件有熱電偶和熱敏電阻。 36、熱電偶是將溫度變化轉換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉換為電阻變化的測溫元件。 37、熱電偶是將溫度變化轉換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉換為電阻變化的測溫元件。38、熱電阻最常用的材料是鉑和銅，工業(yè)上被廣泛用來測量中低溫區(qū)的溫度，在測量溫度要求不高且溫度較低的場合，銅熱電阻得到了廣泛應用。 39、熱電阻引線方式有三種，其中三線制適用于工業(yè)測量，一般精度要求場合； 二線制適用于引線不長，精度要求較低的場合；四線制適用于實驗室測量，精度要求高的場合。 40、霍爾效應是指

8、在垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端平面內分別出現正負電荷的堆積，從而使這兩個端面出現電勢差的現象。41、制作霍爾元件應采用的材料是半導體材料，因為半導體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個端面出現電勢差最大。42、應該根據元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇霍爾元件的尺寸。43、按照工作原理的不同，可將光電式傳感器分為光電效應 傳感器、紅外熱釋電傳感器、固體圖像傳感器和光纖傳感器。 44、按照測量光路組成，光電式傳感器可以分為透射式、反射式、輻射式和開關式光電傳感器。45、光電傳感器的理論基礎是光電效應。46、用石英晶體制作的

9、壓電式傳感器中，晶面上產生的電荷與作用在晶面上的壓強成正比，而與晶片幾何尺寸和面積無關。47、把被測非電量的變化轉換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據 變壓器 的基本原理制成的，其次級繞組都用同名端反向形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。48電阻應變片是將被測試件上的應變轉換成電阻的傳感元件。49影響金屬導電材料應變靈敏系數k。的主要因素是導電材料幾何尺寸的變化。50、傳感器的基本特性通常指的是傳感器的輸入和 輸出 之間的關系特性。51、在傳感器領域，應用比較廣泛的基本電量傳感器有電阻式傳感器、 電容式傳感器、電感式傳感器和電渦流式傳感器。52、物質的光電效應通常分為外光電效應、 內光電 效

10、應和光生伏打效應三類。53、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電 效應為理論依據。54、電阻應變片的工作原理是基于金屬的 應變 效應。55、.傳感器的動態(tài)特性包括瞬態(tài)響應特性和 頻率 響應特性。56、霍爾電勢與半導體薄片的厚度成 正 比。57、溫度傳感器主要用來檢測物體的 溫度 。58、傳感器是由敏感元件 與轉換元件組成的。59、紅外測溫儀是利用熱輻射體在 紅外 波段的輻射通量來測量溫度的。60、霍爾傳感器是利用霍爾效應 原理將被測物理量轉化為電勢的傳感器。61、壓電傳感器的工作原理是以 晶體 的壓電效應為理論依據。62、熱電偶屬于 溫度 傳感器，常用來測量物體的溫度。63、電磁波譜中紫光攜

11、帶的能量比紅光攜帶的能量要大或多。64、光纖按其傳輸模式多少分為單模光纖和多模 光纖。65、濕敏元件除對環(huán)境濕度敏感外，對 溫度 亦十分敏感。66、熱敏電阻按溫度系數可分為ptc（或正溫度系數型） 、ntc或負溫度系數型以及在某一溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器ctr的傳感器。67、霍爾傳感器是利用霍爾效應原理將被測量轉換為 電勢 的傳感器。68、彈性 滯后 和彈性后效及蠕變是彈性敏感元件的兩個基本特性。69、金屬應變片的彎曲半徑越大，其 橫向 效應也越大。70、固體受到作用力后 電阻率 發(fā)生變化的現象稱為固體的壓阻效應。71、熱電阻傳感器分為金屬熱電阻和 半導體 熱電阻兩大類。72、光

12、纖模式指的是 光波 沿光纖傳播的途徑和方式。73、光敏二極管是一種利用pn結 單向導電性的結型光電器件。75、電感式傳感器以電和磁為媒介，利用磁場變換引起線圈的 自感量或者互感量的變化，把非電量轉換為電量的裝置。76、熱電偶回路產生的電勢由 接觸 電勢傳和溫差電勢兩部分組成。77、光電管是利用外光電 效應制成的光電元件。78、應變片的敏感元件是 敏感柵 。79、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電效應 為理論基礎。80、磁敏二極管是利用 磁阻效應 進行磁電轉換的。81、 熱敏電阻 利用半導體電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。82、光電效應通常分為外光電效應、 內光電效應 和光生伏特效應。8

13、3、金屬應變片的工作原理是基于金屬的 應變效應 。84、霍爾傳感器的誤差主要包括零位誤差和 溫度誤差 。85、傳感器的頻率響應特性通常由幅頻特性 和相頻特性組成。86、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電效應 為理論依據。87、紅外傳感器按工作原理可分為量子型 及熱型兩類。88、常用的基本電量傳感器包括 電阻式 、電感式和電容式傳感器。 89、傳感器按能量變換關系分為 有 源型和無源型。90、光電池是基于 光生伏打 效應。91、傳感器的核心部分是 轉換元件 ； 二 、選擇題1、金屬絲應變片在測量構件的應變時，電阻的相對變化主要由 ( b ) 來決定的。a、貼片位置的溫度變化 b、 電阻絲幾何

14、尺寸的變化 c、電阻絲材料的電阻率變化 d、外接導線的變化2、不能用渦流式傳感器進行測量的是 ( d ) 。a 位移 b 材質鑒別 c 探傷 d 非金屬材料3、不能采用非接觸方式測量的傳感器是：（ c ）。a、霍爾傳感器；b、光電 傳感器；c、熱電偶；d、渦流傳感器4、通常所說的傳感器核心組成部分是指：（ b ）a、敏感元件和傳感元件 b、敏感元件和轉換元件c、轉換元件和調理電路 d、敏感元件、調理電路和電源5、下列四種光電元件中，基于外光電效應的元件是：（ c ）a、光敏二極管 b、硅光電池 c、光電管 d、光導管6、為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：（ c ）。a、半橋雙臂各串聯一片電阻

15、應變片；b、半橋雙臂各并聯一片電阻應變片；c、適當提高電橋的電源電壓；d、增大應變片的初始電阻值。7、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的10%到90%所需的時間是(b )。 a、延遲時間b、上升時間c、峰值時間d、響應時間8、傳感器的下列指標全部屬于靜態(tài)特性的是( c)。 a、線性度、靈敏度、阻尼系數 b、幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差c、遲滯、重復性、漂移 d、精度、時間常數、重復性8、（本題為多選題）利用霍爾片，我們可以測量一步到位哪些物理量（ abcd）。a、磁場；b、電功率；c、載流子濃度；d、載流子類型。8、屬于傳感器動態(tài)特性指標的是( b)。 a、重復性b、固有頻率 c、靈敏度d、漂移8、影

16、響金屬導電材料應變靈敏度系數k的主要因素是(b )。 a、導電材料電阻率的變化 b、導電材料幾何尺寸的變化c、導電材料物理性質的變化d、導電材料化學性質的變化8、電阻應變片的線路溫度補償方法有(b)。 a、差動電橋補償法b、補償塊粘貼補償應變片電橋補償法c、補償線圈補償法d、恒流源溫度補償電路法8、如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，其靈敏度將(b )。 a、保持不變b、增大為原來的一倍c、減小一倍d、增大為原來的兩倍8、試題關鍵字：變間隙式。當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的(b )。 a、靈敏度增加b、靈敏度減小c、非線性誤差增加d、非線性誤差不變8、（本題為

17、多選題）電容式傳感器中輸入量與輸出量的關系為線性的有（ab）。a、變面積型電容傳感器b、變介質型電容傳感器c、變電荷型電容傳感器d、變極距型電容傳感器8、試題關鍵字：平衡條件。交流電橋的平衡條件為(b)。 a、相鄰橋臂阻抗值乘積相等b、相對橋臂阻抗值乘積相等 c、相對橋臂阻抗值比值相等d、相鄰橋臂阻抗值之和相等8、下列說法正確的是(d )。 a、差動整流電路可以消除零點殘余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。 b、差動整流電路可以判斷銜鐵的位置和運動方向。 c、相敏檢波電路可以判斷位移的大小，但不能判斷位移的方向。d、相敏檢波電路可以判斷位移的大小和位移的方向。8、試題關鍵字：測量（本題為多選題）電感

18、式傳感器可以對(abcd)等物理量進行測量。 a、位移b、振動c、壓力d、流量8、試題關鍵字：壓電式傳感器。石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應對比正確的是(b)。 a、壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應明顯，穩(wěn)定性也比石英晶體好 b、壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應明顯，穩(wěn)定性不如石英晶體好 c、石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應明顯，穩(wěn)定性也比壓電陶瓷好 d、石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應明顯，穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好7、試題關鍵字：石英晶體。石英晶體在沿電軸x方向的力作用下會(d )。 a、不產生壓電效應b、產生逆向壓電效應 c、產生橫向壓電效應d、產生縱向壓電效應7、試題關鍵字：石英晶體的結構。關于石英晶體的結構下

19、列說法正確的是（c）。a、石英晶體具有完全各向異性的特性；b、石英晶體具有完全各向同性的特性；c、石英晶體是介于各向異性和石英晶體具有完全各向異性的晶體；d、以上說法都不對。267、熱電偶的最基本組成部分是( a )。 a、熱電極 b、保護管 c、絕緣管 d、接線盒 268、為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，需要進行的溫度補償方法不包括(d )。 a、補償導線法b、電橋補償法c、冷端恒溫法d、差動放大法 269、熱電偶測量溫度時(d )。 a、需加正向電壓b、需加反向電壓 c、加正向、反向電壓都可以d、不需加電壓 270、在實際的熱電偶測溫應用中，引用測量儀表而不影響測量結果是利用了熱電偶的哪個

20、基本定律(a )。 a、中間導體定律 b、中間溫度定律c、標準電極定律 d、均質導體定律 271、將一支靈敏度為0.08 mv/°c的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為 50°c。電壓表上讀數為60mv，則熱電偶熱端溫度為（ d）°c。 a、600；b、750；c、850；d、800272、鎳鉻-鎳硅熱電偶靈敏度為0.04 mv/°c，把它放在溫度為1200處，若以指示儀表作為冷端，此處溫度為50°c，則熱電勢大?。?b ）mv。 a、60；b、46；c、56；d、66。273、已知在某特定條件下材料a與鉑配對的熱電勢為13.967 mv

21、，材料b與鉑配對的熱電勢是8.345 mv，則在此特定條件下，材料a與材料 b配對后的熱電勢為（ a ）mv。 a、5.622；b、6.622；c、7.622；d、8.622。1電阻應變片的線路溫度補償方法有（ abd ）。a差動電橋補償法b補償塊粘貼補償應變片電橋補償法c補償線圈補償法d恒流源溫度補償電路法4當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（ bd ）。a靈敏度增加 b靈敏度減小c非統(tǒng)性誤差增加 d非線性誤差減小5在光線作用下，半導體的電導率增加的現象屬于（ bd）。a外光電效應 b內光電效應c光電發(fā)射 d光導效應4. 利用物質的光電效應制成的傳感器稱為（ b

22、）a壓電傳感器 光電傳感器磁電傳感器 溫度傳感器5. 將力學量轉換成電壓、電流等電信號形式的傳感器稱為（ a ）a力敏傳感器光電傳感器智能傳感器 電阻傳感器6. 磁敏傳感器中將被測物理量轉換為電勢的霍爾傳感器是利用（ d ）a壓電效應原理力學效應原理 光電效應原理 霍爾效應原理7. 超聲波傳感器的聲波頻率（d ）a低于16hz 低于10khz高于10khz 高于20khz8. 熱電偶在溫度測量中應用非常廣泛，其工作原理是（ a ）a熱電效應光電效應磁電效應熱敏效應9. 能夠測量大氣濕度的傳感器稱為（ b ）a溫度傳感器濕度傳感器 光電器件熱敏元件10. 為了檢測我們生活環(huán)境周圍的有害的氣體的濃

23、度，常采用（ c ）a濕度傳感器溫度傳感器氣敏傳感器 力敏傳感器3. 以下屬于無源型傳感器是（ d ）a發(fā)電型熱電偶氣敏傳感器電阻式傳感器4. 光電傳感器的基本原理是物質的（ b ）a壓電效應 光電效應 磁電效應 熱電效應5. 傳感器的輸出對隨時間變化的輸入量的響應稱為傳感器的（ a）a動態(tài)響應 線性度 重復性 穩(wěn)定性6. 壓磁式傳感器的原理是利用鐵磁材料的（ b ）a壓電效應壓磁效應光電效應霍爾效應7. 超聲波在以下介質中傳播時強度會發(fā)生衰減，其中衰減最大的是（ c ）a半導體 石油 空氣 水8. 下列可實現非接觸測量的溫度傳感器是（ d ）a熱膨脹式壓力式 熱電偶 比色高溫計9. 電阻式濕

24、度傳感器最能夠測量大氣的（ b ）a溫度 濕度 成分 密度10. 用來測量一氧化碳、二氧化硫等氣體的固體電介質屬于（ d ）a濕度傳感器 溫度傳感器力敏傳感器 氣敏傳感器17. 差動變壓器的零點殘余電壓太大時會使其靈敏度（c ）a較大增加 不變 下降 略有增加4. 以下不屬于電容式傳感器測量電路的是（ b ）a調頻電路放大器交流電橋 脈沖電路5. 光敏電阻的工作原理是基于（ d ）a磁電效應光生伏打效應外光電效應 內光電效應6. 微應變式傳感器依據的基本效應是（ c ）a磁電效應壓電效應 壓阻效應 光電效應7. 通常能夠產生壓磁效應的物質是（ c ）a金屬 陶瓷 鐵磁材料 高分子8. 以下不屬

25、于超聲波傳感器主要性能指標的是（ a ）a工作壓力工作溫度靈敏度 工作頻率9. 利用半導體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件是（ b ）a光敏電阻熱敏電阻磁敏電阻力敏電阻11. sno2和zno半導體材料常用于（ a ）a氣敏傳感器電感式傳感器光電傳感器 電阻式傳感器18. 光敏二極管在光照射時產生的電流稱為（ c ）a暗電流 截止電流 光電流 放大電流7. 固體受到作用力后電阻率發(fā)生變化的現象稱為（ b ）a電壓效應 壓阻效應 磁阻效應 力阻效應8. 當超聲波從液體垂直入射到氣體時，反射系數接近1，此時超聲波會（ d ）a幾乎全部透射幾乎全部吸收 幾乎全部折射 幾乎全部反射11. 可燃氣體

26、報警電路中，主要采用（c ）a力敏傳感器 磁敏傳感器氣敏傳感器 光敏傳感器19. 電渦流傳感器常用的材料為（ d ）a玻璃 陶瓷 高分子 金屬4. 以下特性屬于傳感器動態(tài)特性的是（ a ）a瞬態(tài)響應 線性度 靈敏度 穩(wěn)定性7. 據光生伏打效應制成的光電器件是（ b ）a光敏電阻 光電池 光敏二極管 光敏晶閘管10. 利用霍爾效應制成的傳感器是（ c ）a磁敏傳感器 溫度傳感器霍爾傳感器 氣敏傳感器11. 影響超聲波的衰減程度的因素有介質和（ b ）a溫度 頻率 濕度 濃度17. 電容式濕度傳感器主要包括陶瓷電容式和（ b ）a金屬電容式 高分子電容式半導體電容式 單晶電容式6. 利用外光電效應

27、原理制成的光電元件是（ b ）a光敏電阻光電管 光電池 光敏晶體管11. 熱電偶回路電動勢主要包括接觸電勢和（ d ）a輻射電勢 溫度電勢 熱電勢 溫差電勢16. 傳感器按輸出量可分為數字傳感器和（ a ）a模擬傳感器 溫度傳感器 生物量傳感器 化學量傳感器17. 互感式電感傳感器又稱為（ b ）a電流式傳感器變壓器式傳感器差動傳感器 渦流傳感器19. 具有壓電效應的物體稱為（ d ）a磁電材料 光電材料 壓電效應 壓電材料4. 電位器式電阻傳感器和應變片式電阻傳感器相比，后者的靈敏度（ c ）a低 與前者相等高 無法確定7. 光敏二極管在沒有光照時產生的電流稱為（ a ）a暗電流 亮電流 光

28、電流 導通電流12. 超聲波傳播速度最快的介質是（ d ）a水 空氣 氧氣 鋼鐵15. 從氣敏元件與被測氣體接觸到氣敏元件參數達到新的穩(wěn)定狀態(tài)所需要時間稱為（ c ）a靈敏度 穩(wěn)定性 響應時間 選擇性16. 具有壓磁效應的磁彈性體叫做（ b ）a壓電元件 壓磁元件 壓阻元件 霍爾元件17. 最適合制作霍爾傳感器的物質是（ d ）a絕緣體 金屬 p 型半導體 n型半導體20. 光電傳感器的基本原理是基于物質的（ b ）a壓電效應 光電效應 磁電效應 熱電效應三、簡答題（4題，共18分）301、試述傳感器的定義、共性及組成。 答：傳感器的定義：能感受被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝

29、置；傳感器的共性：利用物理定律和物質的物理、化學或生物特性，將非電量(如位移、速度、加速度、力等)轉換為電量(電壓、電流、電容、電阻等)；傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。 302、什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性?簡述在什么條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。 答：傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(輸入)的響應(輸出)特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。 傳感器的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)或準靜態(tài))信號作用下的輸入輸出關系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關系式中不含有時間變量。 當輸入量為常量或變化極慢時只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。 304、什么

30、叫應變效應？利用應變效應解釋金屬電阻應變片的工作原理。 答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應變效應。 應變式傳感器的基本工作原理：當被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等作用下發(fā)生形變，變換成相應的應變或位移，然后傳遞給與之相連的應變片，將引起應變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。 306、在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應用場合?用電阻應變片組成的半橋、全橋電路與單橋相比有哪些改善? 答：直流電橋適合供電電源是直流電的場合，交流電橋適合供電電源是交流的場合。 半橋電路比單橋電路靈敏度提高

31、一倍，全橋電路比單橋電路靈敏度提高4倍，且二者均無非線性誤差。 311、根據電容式傳感器工作原理，可將其分為幾種類型?每種類型各有什么特點?各適用于什么場合? 答：根據電容式傳感器的工作原理，可將其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質介電常數的變介質型。 變極板間距型電容式傳感器的特點是電容量與極板間距成反比，適合測量位移量。 變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點是電容量與面積改變量成正比，適合測量線位移和角位移。 變介質型電容傳感器的特點是利用不同介質的介電常數各不相同，通過改變介質的介電常數實現對被測量的檢測，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質的介

32、 電常數發(fā)生改變的場合。 316、何謂電渦流效應?怎樣利用電渦流效應進行位移測量? 答：:電渦流效應指的是這樣一種現象：根據法拉第電磁感應定律，塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，通過導體的磁通將發(fā)生變化，產生感應電 動勢，該電動勢在導體內產生電流，并形成閉合曲線，狀似水中的渦流，通常稱為電渦流。 利用電渦流效應測量位移時，可使被測物的電阻率、磁導率、線圈與被測物的尺寸因子、線圈中激磁電流的頻率保持不變，而只改變線圈與導體間的距離，這樣測出的傳感器線圈的阻抗變化，可以反應被測物位移的變化。 317、試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。 答： (1)不同點：1 )

33、自感式傳感器把被測非電量的變化轉換成自感系數的變化； 2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉換成互感系數的變化。 (2)相同點：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。 323、什么是正壓電效應?什么是逆壓電效應?什么是縱向壓電效應?什么是橫向壓電效應? 答：正壓電效應就是對某些電介質沿一定方向施以外力使其變形時，其內部將產生極化現象而使其出現電荷集聚的現象。 當在片狀壓電材料的兩個電極面上加上交流電壓，那么壓電片將產生機械振動，即壓電片在電極方向上產生伸縮變形，壓電材料的這種現象稱為電致伸縮效應，也稱為逆壓電 效應。 沿石英晶體的x軸(電軸)方向受力產生的壓電效應稱

34、為"縱向壓電效應"。沿石英晶體的y軸(機械軸)方向受力產生的壓電效應稱為"橫向壓電效應"。 331、簡述熱電偶的幾個重要定律，并分別說明其實用價值。答：1、中間導體定律；2、標準電極定律；3、 連接導體定律與中間溫度定律實用價值：略。332、熱電偶測溫時，為什么要進行冷端溫度補償？常用的補償方法有哪些？答（1）因為熱電偶的熱電勢只有當冷端的溫度恒定時才是溫度的單值函數，而熱電偶的標定時是在冷端溫度特定的溫度下進行的，為了使熱電勢能反映所測量的真實溫度，所以要進行冷端補償。（2）a：補償導線法b：冷端溫度計算校正法c：冰浴法d：補償電橋法。333、試說明如

35、圖所示的熱電偶三線制測溫時，是如何消除連接導線電阻r帶來的測溫誤差的。答：當電橋平衡時，可寫出下列關系式，即 第333題圖由此可以得出 設計電橋時如滿足r1=r2則圖中右邊含有r的項完全消去，這種情況下連線阻r對橋路平衡毫無影響，即可以消除熱電阻測量過程中r的影響。但必須注意，只有在對稱電橋(r1=r2的電橋) ，且只有在平衡狀態(tài)下才如此。335、熱電阻傳感器主要分為哪兩種類型?它們分別應用在什么場合? 答: (l)鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標準電阻溫度計使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣泛地應用于溫度的基準、標準的傳遞，是目前測溫復現性最好的一種。 (2)

36、銅電阻傳感器：價錢較鉛金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數比較大，電阻值與溫度之間接近線性關系。材料容易提純，價格便宜。不足之處是測量精度較鉛電阻稍低、電阻率小。 336、要用熱電偶來測量兩點的平均溫度，若分別用并聯和串聯的方式，請簡述其原理，指出這兩種方式各自的優(yōu)缺點是什么? 答：在并聯方式中，伏特表得到的電動勢為2個熱電偶的熱電動勢的平均電動勢，即它已經自動得到了2個熱電動勢的平均值，查表即可得到兩點的平均溫度。該方法的優(yōu)點：快速、高效、自動，誤差小，精度高。缺點：當其中有一個熱電偶損壞后，不易立即發(fā)現，且測得的熱電動勢實際上只是某一個熱電偶的。 在串聯方式中，伏特

37、表得到的電動勢為環(huán)路中2個熱電偶的總熱電動勢，還要經過算術運算求平均值，再查表得到兩點的平均溫度。該方法的優(yōu)點:當其中有一個熱電偶損壞后， 可以立即發(fā)現；可獲得較大的熱電動勢并提高靈敏度。缺點：過程較復雜，時效性低，在計算中，易引入誤差，精度不高。 339、什么是光電效應和光電器件?常用的光電器件有哪幾大類?答：所謂光電效應，是指物體吸收了具有一定能量的光子后所產生的電效應。根據光電效應原理工作的光電轉換器件稱為光電器件。 常用的光電器件主要有外光電效應器件和內光電效應器件兩大類。 340、試解釋外光電效應器件和內光電效應器件各自的工作基礎并舉例。 答：外光電效應器件的工作基礎基于外光電效應。

38、所謂外光電效應，是指在光線作用下，電子逸出物體表面的現象。相應光電器件主要有光電管和光電倍增管。 內光電效應器件的工作基礎是基于內光電效應。所謂內光電效應，是指在光線作用下，物體的導電性能發(fā)生變化或產生光生電動勢的現象，它可分為光導效應和光生伏特效應。內 光電效應器件主要有光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏晶體管。 341、什么是光電式傳感器?光電式傳感器的基本工作原理是什么?答：光電式傳感器(或稱光敏傳感器) 。利用光電器件把光信號轉換成電信號(電壓、電流、電阻等)的裝置。 光電式傳感器的基本工作原理是基于光電效應的，即因光照引起物體的電學特性而改變的現象。 名詞解釋:36.熱電效應熱電效應

39、是兩種不同的導體組成閉合回路時(1分)，若兩接點溫度不同1分)在該電路中產生電動勢的現象.(1分)38.霍爾效應當置于磁場中的半導體薄片的電流方向與磁場方向不一致時(1分)，在半導體薄片上平行于電流和磁場方向(1分)的兩個面之間產生電動勢的現象.（1分）38.光電效應用光照射某一物體（1分），組成該物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應的電效應的物理現象.（2分）38.靈敏度傳感器達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時（1分）輸出變化量與引起此變化的輸入變化量之比.（2分）37.內光電效應光照射于某一物體上，(1分)使其導電能力發(fā)生變化的現象.(2分)39.簡述傳感器的基本組成。傳感器一般由敏感元件和轉換元件組成。(2

40、分) 敏感元件是能夠完成預變換作用的器件；(1分) 轉換元件是能將感覺到的被測非電量參數轉換為電量的器件；(1分) 轉換元件是傳感器的核心部分。(1分) 并不是所有的傳感器都包括敏感元件與轉換元件.(1分)42.光纖的主要參數有哪些？光纖的主要參數有：(1)數值孔徑 它反映纖芯吸收光量的多少，是標志光纖接受性能的重要參數；(2分) （2）光纖模式 就是光波沿光纖傳播的途徑和方式；(2分)（3）傳播損耗 是由光纖纖芯材料的吸收、散射以及光纖彎曲處的輻射損耗影響造成的.(2分)46.在傳感器技術這門課程中講述了多種傳感器，其中溫度傳感器在實際應用中具有重要實用價值，試論述常用的溫度傳感器的異同。答

41、:常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻和集成溫度傳感器等;(2分)它們的相同點是：都是接觸式測溫方法;(1分) 不同點是：（1）工作原理不同 熱電偶依據的是熱電效應，熱敏電阻利用的是半導體電阻隨溫度變化的特性，集成溫度傳感器是利用感溫pn的電壓電流特性與溫度的關系;(3分) （2）主要特點不同 熱電偶具有種類多、結構簡單、感溫部小、廣泛用于高溫測量的特點，熱敏電阻具有種類多、精度高、感溫部較大、體積小、響應快、靈敏度高等特點，集成溫度傳感器具有體積小、反應快、線性好、價格低等特點.(3分)40.電渦流傳感器是如何實現探傷的？使電渦流傳感器與被測體距離不變，如有裂紋出現，將會引起金屬的電阻率、磁導

42、率的變化。(3分)在裂紋處也可以說有位移的變化。這些綜合參數的變化將會引起傳感器參數的變化，(2分)通過測量傳感器參數的變化即可達到探傷的目的. (1分)43.簡述霍爾電勢的產生原理。一塊半導體薄片置于磁場中(磁場方向垂直于薄片)，當有電流流過時，電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉。（2分） 結果在半導體的后端面上電子有所積累，而前端面缺少電子，因此后端面帶負電，前端面帶正電，在前后端面形成電場，該電場產生的力阻止電子繼續(xù)偏轉；(2分) 當兩力相平衡時，電子積累也平衡，這時在垂直于電流和磁場的方向上將產生電場，相應的電勢稱為霍爾電勢.(2分)46.傳感器技術在日常生活中的應用非常廣泛，其中超市收款

43、臺采用條形碼掃描的方法來得到各種商品的信息，實現快速收費的目的。條形碼掃描的方法涉及到光電傳感器，試分析條形碼掃描筆的工作原理。答：掃描筆的前方為光電讀入頭，它由一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管組成；(2分) 當掃描筆在條形碼上移動時，若遇黑色收線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光將被黑線吸收，光敏三極管接受不到反射光，呈現高阻抗，處于截止狀態(tài)；當遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光纖，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產生電流而導通；(4分)整個條形碼被掃描后，光敏三極管將條形碼變成了一個個電脈沖信號，該信號經放大、整形后便形成寬窄與條形碼線的寬窄及間隔相對應的脈沖列，脈沖列經計算機處理后，完成對條形碼

44、的識讀. (3分)五 、計算綜合題（3題，共22分）1、如圖為實驗室常采用的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖，（1） 圖中依據了熱電偶兩個基本定律，分別指出并簡述其內容；（4分）（2） 將冷端至于冰水槽的主要原因是什么？（2分）（3） 對補償導線有何要求？（2分）答案：（1） 中間導體定律：在熱電偶回路中，只要接入的第三導體兩端溫度相同，則對回路的總的熱電動勢沒有影響。中間溫度定律：熱電偶ab的熱電勢僅取決于熱電偶的材料和兩個結點的溫度，而與溫度沿熱電極的分布以及熱電極的參數和形狀無關。（2） 熱電偶分度表以0攝氏度為基準；（3） 與導體材料a、b有相同熱電特性（不同型號的熱電偶所配用的補償導線

45、不同；連接補償導線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電偶的正負極一一對應；補償導線連接端的工作溫度不能超出（0100），否則會給測量帶來誤差。）361、一臺精度等級為0.5級、量程范圍6001200的溫度傳感器，它最大允許絕對誤差是多少？檢驗時某點最大絕對誤差是4，問此表是否合格？解：根據精度定義表達式a=a/ yf.s×100%，并由題意已知：a=0.5%，yf.s=（1200600），得最大允許絕對誤差 a=a.yf.s=0.5%×（1200600）=3此溫度傳感器最大允許絕對誤差為3。檢驗某點的最大絕對誤差為4，大于3，故此傳感器不合格。366、已知某溫度計測量范圍02

46、00。檢測測試其最大誤差ymax=4，求其滿度相的誤差，并根據精度等級標準判斷精度等級。解：yfs=2000=200由a=a/yfs100有a4/2001002。精度特級為2.5級。367、檢定一臺1.5級刻度0100pa壓力傳感器，現發(fā)現50pa處誤差最大為1.4pa，問這臺壓力傳感器是否合格？解：根據精度定義表達式：aa/ayfs*100%,由題意可知：a1.5，yfs100所以 aa yfs1.5因為 1.41.5所以 合格。374、采用四片相同的金屬絲應變片（k=2），將其貼在實心圓柱形測力彈性元件上。如圖（a）所示，力f=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm，楊氏模量e=2×107n/cm2，泊松比m =0.3。求（1）畫出應變片在圓柱上貼粘位置及相應測量橋路原理圖；（2）各應變片的應變e =？電阻相對變化量r/r=？解：（1）按