傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷及答案

1、1 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（D ）A 重復(fù)性 B 線性度 C 靈敏度 D 固有頻率2 誤差分類，下列不屬于的是（B ）A 系統(tǒng)誤差 B 絕對(duì)誤差 C 隨機(jī)誤差 D粗大誤差3、非線性度是表示校準(zhǔn)（B ）的程度。A、接近真值 B、偏離擬合直線 C、正反行程不重合 D、重復(fù)性4、傳感器的組成成分中，直接感受被側(cè)物理量的是（B ）A、轉(zhuǎn)換元件 B、敏感元件 C、轉(zhuǎn)換電路 D、放大電路5、傳感器的靈敏度高，表示該傳感器（C）A 工作頻率寬 B 線性范圍寬 C 單位輸入量引起的輸出量大 D 允許輸入量大6 下列不屬于按傳感器的工作原理進(jìn)行分類的傳感器是（B）A 應(yīng)變式傳感器 B 化學(xué)型傳感器 C 壓電

2、式傳感器 D熱電式傳感器7 傳感器主要完成兩個(gè)方面的功能：檢測(cè)和（D）A 測(cè)量 B感知 C 信號(hào)調(diào)節(jié) D 轉(zhuǎn)換8 回程誤差表明的是在（C）期間輸出輸入特性曲線不重合的程度A 多次測(cè)量 B 同次測(cè)量 C 正反行程 D 不同測(cè)量 9、儀表的精度等級(jí)是用儀表的（C）來表示的。A 相對(duì)誤差 B 絕對(duì)誤差 C 引用誤差 D粗大誤差二、判斷 1.在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量被測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在改變條件時(shí)，按 一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。（）2 系統(tǒng)誤差可消除，那么隨機(jī)誤差也可消除。 （×）3 對(duì)于具體的測(cè)量，精密度高的準(zhǔn)確度不一定高，準(zhǔn)確度高的精密度不一定高，所以精確度高的準(zhǔn)確

3、度不一定高 （×）4 平均值就是真值。（×）5 在n次等精度測(cè)量中，算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為單次測(cè)量的1/n。（×）6.線性度就是非線性誤差.（×）7.傳感器由被測(cè)量，敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路，輸出電源組成.（）8.傳感器的被測(cè)量一定就是非電量（×）9.測(cè)量不確定度是隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差的綜合。（）10傳感器（或測(cè)試儀表）在第一次使用前和長(zhǎng)時(shí)間使用后需要進(jìn)行標(biāo)定工作，是為了確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（）二、簡(jiǎn)答題：（50分）1、什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡(jiǎn)述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條

4、件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性？答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指當(dāng)輸入量隨時(shí)間變化時(shí)傳感器的輸入輸出特性。靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)傳感器輸入輸出特性。在時(shí)域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在頻域條件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。2、繪圖并說明在使用傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，相對(duì)真值、測(cè)量值、測(cè)量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系。答：框圖如下：輸入輸出相對(duì)真值測(cè)量誤差測(cè)量值測(cè)量值是通過直接或間接通過儀表測(cè)量出來的數(shù)值。測(cè)量誤差是指測(cè)量結(jié)果的測(cè)量值與被測(cè)量的真實(shí)值之間的差值。當(dāng)測(cè)量誤差很小時(shí)，可以忽略，此時(shí)測(cè)量值可稱為相對(duì)真值。3、 從傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性考慮，詳

5、述如何選用傳感器。答：考慮傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)，選用線性度大、遲滯小、重復(fù)性好、分辨力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器。考慮動(dòng)態(tài)特性，所選的傳感器應(yīng)能很好的追隨輸入量的快速變化，即具有很短的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特性。4、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？答：當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：工具誤差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。方法誤差：指由于對(duì)測(cè)量方法研究不夠而引起的誤差。定義誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而形成的誤差。理論誤差：是

6、由于測(cè)量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。環(huán)境誤差：是由于測(cè)量?jī)x表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差。安裝誤差：是由于測(cè)量?jī)x表的安裝或放置不正確所引起的誤差。個(gè)人誤差：是指由于測(cè)量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。 三計(jì)算一、測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下： X0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度(15分)答：帶入數(shù)據(jù)得：， 擬合直線靈敏度 0.68,線性度 ±7%2、設(shè)6次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9.8 1

7、0.0 10.1 9.9 10.2 15厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73%的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度的最小估計(jì)區(qū)間。解： 分別為-0.2 0 0.1 -0.1 0.2 3、 等精度測(cè)量某電阻10次，得到的測(cè)量如下： R1167.95 R2167.45 R3167.60 R4167.60 R5167.87 R6167.88 R7168.00 R8167.85 R9167.82 R10167.61 求：10次測(cè)量的算術(shù)平均值，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差和算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差解：=167.76 =0.18 =0.061、電阻式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成（D）變化的傳感器。A.電子B.電壓 C

8、.電感D.電阻2、電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化為（  C   ）的輸出。A電阻                      B電容                

9、       C電壓                      D電荷3、半導(dǎo)體應(yīng)變片具有（  A   ）等優(yōu)點(diǎn)。A靈敏度高        B溫度穩(wěn)定性好  &

10、#160;      C參數(shù)一致性高               D接口電路簡(jiǎn)單4、當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱（  B   ）A.光電效應(yīng)              

11、   B.壓阻效應(yīng)                 C.壓電效應(yīng)                 D.霍爾效應(yīng)5、導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象，稱（  A 

12、;  ） A. 應(yīng)變效應(yīng)             B.光電效應(yīng)               C.壓電效應(yīng)              D.霍爾效應(yīng)6、溫

13、度誤差的線路補(bǔ)償法是利用電橋(   B     )實(shí)現(xiàn)的。A.相鄰橋臂同變輸入電壓相加             B.相鄰橋臂差變輸入電壓相減C.相對(duì)橋臂同變輸入電壓相加             D.相對(duì)橋臂差變輸入電壓相加7、利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小(

14、C )A.兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B.兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片8、按輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，應(yīng)變式位移傳感器是一種（A）A模擬量傳感器 B 計(jì)數(shù)型傳感器 C 代碼型傳感器 D 開關(guān)型傳感器9、下列傳感器，不適合于靜態(tài)位移測(cè)量的是（D）A 壓阻式位移傳感器 B電感式位移傳感器C電渦流式位移傳感器 D壓電式位移傳感器10、半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率( B ) A.上升B.迅速下降 C.保持不變D.歸零二 判斷題1、采用幾個(gè)熱電偶串聯(lián)的方法測(cè)量多點(diǎn)的平均溫度，當(dāng)有一只熱電偶燒斷

15、時(shí)，不能夠很快地覺察出來。（×）2、在固態(tài)壓阻傳感器測(cè)量電路中恒壓源和恒流源供電均與電流大小、精度及溫度有關(guān)。（×）3、熱回路的熱電動(dòng)勢(shì)的大小不僅與熱端溫度有關(guān)，而且與冷端溫度有關(guān)。（）4、在典型噪聲干擾抑制方法中，差分放大器的作用是抑制共模噪聲。( )5、將電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上，就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。( ) 6、在電阻應(yīng)變片公式，dR/R=(1+2)+E中，代表電阻率。（× ）7、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器材料物理特性的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。（×）8、信號(hào)傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是.干擾的耦合通道 ( ) 9 、常用于測(cè)量大

16、位移的傳感器有應(yīng)變電阻式。( × ) 10、 差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為0。( ) 三 簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用。 答 原則有：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳； (2)在復(fù)合載荷下測(cè)量，能消除相互干擾； (3)考慮溫度補(bǔ)償作用； 單臂電橋無溫度補(bǔ)償作用，差動(dòng)和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用。2什么是金屬導(dǎo)體的電阻應(yīng)變效應(yīng)和熱電阻效應(yīng)？答：金屬電阻的應(yīng)變電阻效應(yīng)當(dāng)金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將相應(yīng)地發(fā)生變化。3.為什么要對(duì)應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，分析說明該類型傳感器溫度誤差補(bǔ)償方法。答：在外界溫度變

17、化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)（）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差。方法：自補(bǔ)償法 線路補(bǔ)償法四 計(jì)算題1、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，R=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）(R/R)。證明： 略去的二次項(xiàng),即可得2、圖為一直流應(yīng)變電橋，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350，求：R1為應(yīng)變片其余為外接電阻，R1增量為R1=3

18、.5時(shí)輸出U0=?。 R1、R2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性大小相同其余為電阻，電壓輸出U0=?。 R1、R2感受應(yīng)變極性相反,輸出U0=?。R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片,對(duì)臂同性， 鄰臂異性，電壓輸出U0=?。解： 一、判斷（20分）1.差動(dòng)變間隙式自感傳感器的靈敏度是單線圈式自感傳感器的4倍。 （×）2.差動(dòng)變壓器是把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換成線圈互感量的變化。 （）3.改變電感傳感器的引線電纜后，不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零。 （×）4.電渦流式傳感器可以用來測(cè)量各種形式的位移量。 （）5.自感式傳感器實(shí)現(xiàn)了把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘康淖兓?（×）6.邊緣效應(yīng)不僅使電

19、容傳感器靈敏度降低，而且會(huì)產(chǎn)生非線性。 （）7.電容傳感器不能承受很大的溫度變化。 （×）8.差動(dòng)變壓器式傳感器可以測(cè)量與位移有關(guān)的任何機(jī)械量。 （）9.電渦流式傳感器可以無接觸地測(cè)量各種振動(dòng)的幅值 （）10.電渦流式傳感器常用于測(cè)量壓力、加速度、微小位移、液位等。 （×）二單選題 （20分）1.由兩塊平行板組成一個(gè)電容器，若忽略其邊緣效應(yīng)，其電容量為（ A ）。A. C=S/d B.C=d/S C. C=/Sd D.C=Sd/2.在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，則電路中 ( B ) 。A.電容和電感均為變量 B.電容是變量，電感保持不變C.電感是變量，電容保持不

20、變 D.電容和電感均保持不變3.不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是 ( D ) 。A.位移 B.材質(zhì)鑒別 C.探傷 D.非金屬材料4.在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善非線性、提高靈敏度和減少外界干擾的影響，電容傳感器常做成 （ B ）。A.自感形式 B.差動(dòng)形式 C.電渦流形式 D.電容形式5.以下哪種途徑不能提高差動(dòng)變壓器的靈敏度 （ C ）。A.增大鐵芯直徑 B.選擇較高的激磁電壓頻率 C.降低線圈的Q值 D.提高激磁電源電壓6. 為了使傳感器具有較好的線性度，一般取測(cè)量量范圍為線圈骨架長(zhǎng)度的（ D ）。A.1/81/4 B.1/101/2 C.1/41/2 D.1/101/47. 以下哪種傳感器可以用

21、來檢測(cè)金屬的表面裂紋和焊接部位的探傷（ C ）。A.自感式傳感器 B.差動(dòng)變壓器 C.電渦流式傳感器 D.電容式傳感器8.測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器類型為（ D ）。A.變極板面積型 B.變極距型 C.變介質(zhì)型 D.容柵型9. 在非電量測(cè)量中，應(yīng)用最多的差動(dòng)變壓器是哪種結(jié)構(gòu)形式（ A ）。A.螺線管式 B.變隙式 C.變面積式 D.變體積式10.變面積式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的面積增大時(shí)，鐵心上線圈的電感量（ A ）。A.增大 B.不變 C.減少 D.變?yōu)榱闳?jiǎn)答題（30分）1.試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同？答：自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器相同點(diǎn)：工作原理

22、都是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，都可以分為變氣隙式、變面積式和螺旋式等。不同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上，自感式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電感線圈的電感值變化。差動(dòng)變壓器式電感式傳感器是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為傳感器互感的變化，傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓器。2.自感式傳感器測(cè)量電路的主要任務(wù)是什么？變壓器式電橋和帶相敏檢波的交流電橋，哪個(gè)能更好地完成這一任務(wù)？為什么？主要任務(wù)：把被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成自感L的變化，通過一定的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或者電流輸出。帶相敏檢波的交流電橋能更好的完成這一任務(wù)。使用相敏整流電路，輸出電壓不僅能反映銜鐵位移的大小和方向，而且還消除了零點(diǎn)殘余電壓的影響。3. 以自感式傳感器為例說明差動(dòng)式

23、傳感器可以提高其靈敏度的原理。答：?jiǎn)螛O式自感傳感器的靈敏度為： 差動(dòng)式傳感器的靈敏度為：由此可見，與單極式比較其靈敏度提高一倍，非線性大大減小。四 計(jì)算題1. 分析下圖所示自感傳感器當(dāng)動(dòng)鐵心左右移動(dòng)（x1,x2發(fā)生變化時(shí)自感L變化情況。已知空氣隙的長(zhǎng)度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導(dǎo)率為，線圈匝數(shù)W不變）。解：， 又空氣隙的長(zhǎng)度x1和x2各自變，而其和不變，另其他變量都不變故L不變2下圖為變極距型平板電容傳感器的一種測(cè)量電路，其中CX為傳感器電容，C為固定電容，假設(shè)運(yùn)放增益A=，輸入阻抗Z=；試推導(dǎo)輸出電壓U0與極板間距的關(guān)系，并分析其工作特點(diǎn)。解：式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓的相位與電源電壓反相

24、。上式說明運(yùn)算放大器的輸出電壓與極板間距離d線性關(guān)系。運(yùn)算放大器電路解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。但要求Zi及放大倍數(shù)K足夠大。為保證儀器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容C值穩(wěn)定。一選擇題。1.將超聲波（機(jī)械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的（C）A應(yīng)變效應(yīng)B電渦流效應(yīng)C壓電效應(yīng)D逆壓電效應(yīng)2. 在光線作用下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象（B）A外光電效應(yīng)B內(nèi)光電效應(yīng)C光電發(fā)射D都不是3.使用壓電陶瓷制作的力或壓力傳感器可測(cè)（C）A人體體重B車道的壓緊力C車刀在切削時(shí)感受的切削力的變化量D自來水管壓力4. 光纖傳感器的工作原理是基于（ B ）。 A、入射光的頻譜與光電流的關(guān)系

25、； B、光的折射定律； C、光的衍射； D、光的強(qiáng)度與光電流的關(guān)系5. 在下述位移傳感器中，既適宜于測(cè)量大的線位移，又適宜于測(cè)量大的角位移的是（C）A電容式傳感器 B電感式傳感器 C光柵式傳感器 D電阻式傳感器6. 對(duì)石英晶體，下列說法正確的是( A)。 A、 沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生 B、沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會(huì)有電荷產(chǎn)生C、沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒有電荷產(chǎn)D沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會(huì)有電荷產(chǎn)生7.人造衛(wèi)星的光電池板利用（A）A光電效應(yīng) B光化學(xué)效應(yīng) C光熱效應(yīng) D感光效應(yīng)8.光電池屬于（C)A外光電效應(yīng) B

26、內(nèi)光電效應(yīng) C光生伏特效應(yīng) D不知道9.固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（C ）APN結(jié)光電二極管電路 BPNP型晶體管集成電路CMOS型晶體管開關(guān)集成電路 DNPN型晶體管集成電路10. 減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是( C ) A、 減小激勵(lì)電流 B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 C、使用電橋調(diào)零電位器1 判斷題。1.磁電式傳感器不需要輔助電源,就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào),是一種 無源傳感器.（錯(cuò)）2.編碼器以其高精度高分辨率和高可靠性而被廣泛應(yīng)用于各種位移的測(cè)量.（對(duì)）3.在光纖傳感器中，數(shù)值孔徑NA其實(shí)就是臨界角，反映光纖接受光亮的多少.。（對(duì)）4.在光電式傳感器中，光電流和亮

27、電流都有很多，但暗電流只有一個(gè)；.暗電流大，光電流小的光敏電阻靈敏度越高。（錯(cuò)）5.壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質(zhì)材料的壓電效應(yīng),是一種典型的無源傳感器（對(duì)）6.壓電式傳感器適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量（錯(cuò)）7.光電效應(yīng)可分為內(nèi)光電效應(yīng)，外光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種類型。（對(duì)）8.根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式，將光纖傳感器分為強(qiáng)度調(diào)制型，偏振調(diào)制型，頻率調(diào)制型，相位調(diào)制型。（對(duì)）9.光敏二極管在測(cè)光電路中應(yīng)處于反向偏置狀態(tài)。 （對(duì)）10.磁電式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的。而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場(chǎng)中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢(shì)的。霍爾式傳感器可用來測(cè)量電流，磁場(chǎng)，位移，壓力。（對(duì)）1請(qǐng)解釋何為莫爾條紋？ 答：把兩塊光柵距相等的