傳感器課程試題及答案

1、參考資料一、填空題1、 變間隙型電容傳感器做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)以后，靈敏度變?yōu)樵瓉淼?倍。2、補(bǔ)償導(dǎo)線法常用作熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償，它的理論依據(jù)是中間 溫度定律。3、傳感器是將被測(cè)非電物理量轉(zhuǎn)換為電量的裝置。4、半導(dǎo)體材料受到外力的作用，電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫壓阻_ 效應(yīng)。5、光在光纖中傳播是基于光的全反射現(xiàn)象。6、光電池是基于光生伏特效應(yīng)工作的光電器件，作為測(cè)量元件適宜用作電流源（電壓/電流）。7、傳感器的動(dòng)態(tài)特性決定了它能測(cè)量的被測(cè)信號(hào)測(cè)量范圍。8、為克服導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量造成影響，熱電阻通常采用電橋式三線制 接法。9、差動(dòng)變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓，它是由于兩個(gè)次級(jí)線圈電氣參數(shù)與幾何

2、尺寸不對(duì)稱，以及磁性材料的非線性問題引起的。10、霍爾元件所采用的材料為半導(dǎo)體。11、 紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射體溫度越高則波長越短 。12、 已知壓力表的量程為 30Mpa最大絕對(duì)誤差為 0.3Mpa，則該壓力表 的精度為1級(jí)。13、 變氣隙厚度式單線圈電感傳感器的初始間隙越小，則靈敏度越高。_14、按表達(dá)式對(duì)誤差進(jìn)行分類，可將誤差分為絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差 和引用誤差。15、光敏電阻是基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電器件。16、熱電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高而變大 17、熱電偶中產(chǎn)生的熱電勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成。18、 壓電式傳感器測(cè)量電路中前置放大器的作用有兩個(gè)：一是阻抗 變換，二是放大壓電式傳感器輸

3、出的微弱信號(hào) 。19、光敏二極管在電路中一般是處于反向工作的狀態(tài)。20、數(shù)值孔徑是衡量光纖集光性能的主要參數(shù)。21、光電開關(guān)和光電斷續(xù)器都是由紅外線發(fā)射元件和光敏接收元件組成 的。22、在熱電偶回路中加入第三種導(dǎo)體材料時(shí)，如果兩接點(diǎn)的溫度相同，則對(duì)整個(gè)回路中的熱電勢(shì)無影響。這是熱電偶基本定律的中間導(dǎo)體 定律。二、1、光敏三極管工作時(shí)（A）。A、基極開路、集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏B基極開路、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏C基極接電信號(hào)、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏D基極接電信號(hào)、集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏2、 以下說法不正確的是（B ）A、石英晶體沿光軸方向受力時(shí)不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。B光敏二極管在不受光照時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)

4、。C測(cè)量結(jié)果與其約定真值之差即為誤差。D對(duì)于金屬導(dǎo)體材料，其壓阻效應(yīng)極小，而對(duì)于半導(dǎo)體材料，其幾何 效應(yīng)較小。3、以下屬于有源型的傳感器是（D ）A、應(yīng)變片B、電容式傳感器 C、差動(dòng)變壓器D、熱電偶4、 基于外光電效應(yīng)工作的器件有（D）A、光敏電阻B、光敏二極管 C、光電池 D、光電倍增管5、 不能用來測(cè)靜態(tài)力的傳感器是（B ）A、應(yīng)變片 B、壓電傳感器 C、電容式傳感器 D、電感式傳感器6 、用光電斷續(xù)器測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)中，通過示波器讀取脈沖周期為 10ms,現(xiàn)電機(jī)上有4個(gè)葉片，則該電機(jī)的轉(zhuǎn)速為（ B ）A 、50r/s B 、25r/s C 、12.5r/s D 、20r/s7、差動(dòng)變壓器式

5、傳感器是利用線圈的（D ）的變化實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量的一種裝置。A、磁路磁阻 B 、自感 C 、電渦流 D、互感8、 以下只能用于檢測(cè)導(dǎo)體的接近開關(guān)是（B ）A、電容式 B 、渦流式 C 、光纖式 D、光電開關(guān)9、為消除壓電傳感器的連接電纜分布電容變化對(duì)輸出靈敏度的影響， 可采用（ C ）。A、相敏檢波器 B、電壓放大器 C 、電荷放大器 D 、濾波器10、沿石英晶體的光軸 z 的方向施加作用力時(shí) （D ） 。A、在晶體的光軸z方向產(chǎn)生電荷B、在晶體的電軸x方向產(chǎn)生電荷C在晶體的機(jī)械軸 y方向產(chǎn)生電荷 D、晶體不產(chǎn)生壓電效應(yīng)11、光敏三極管工作時(shí)（ A）。A 基極開路、集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏 B 基

6、極開路、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏C.基極接電信號(hào)、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏D基極接電信號(hào)、集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏12、差動(dòng)變壓器式傳感器是利用線圈的 （ D ）的變化實(shí)現(xiàn)非電量測(cè) 量的一種裝置。A、磁路磁阻 B 、自感 C 、電渦流 D、互感13、以下不屬于有源型的傳感器是（ B ）A、熱電偶 B 、差動(dòng)變壓器 C、壓電式傳感器 D、光電池14、以下關(guān)于誤差的說法正確的是（ D ）A、系統(tǒng)誤差可以通過多次重復(fù)測(cè)量減小或消除B、儀表的精度等級(jí)通常用最大引用誤差來表示。C、隨機(jī)誤差可以用調(diào)整或校正的方法加以消除D、粗大誤差無需通過多次重復(fù)測(cè)量即可發(fā)現(xiàn)。15、變隙式自感型電感式傳感器的靈敏度越高， 則測(cè)

7、量范圍越 （C ）， 非線性誤差越（ ）。A、寬，?。?B、寬，大； C、窄，大；D、窄，小16、用光電斷續(xù)器測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)中，通過示波器讀取脈沖周期為25ms,現(xiàn)電機(jī)上有2個(gè)葉片，則該電機(jī)的轉(zhuǎn)速為（）A 、20r/s B 、 10r/s C 、25r/s D、 30r/s17、電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為（B）的輸出。A、電阻B、電容C、電壓D、電荷18、壓電式加速度傳感器是（ D ）信號(hào)的傳感器。A、適于測(cè)量任意 B、適于測(cè)量直流C、適于測(cè)量緩變 D、適于測(cè)量動(dòng)態(tài)19、沿石英晶體的光軸 z 的方向施加作用力時(shí) （A ）。A、晶體不產(chǎn)生壓電效應(yīng)B、在晶體的電軸x方向產(chǎn)生電荷C、

8、在晶體的機(jī)械軸y方向產(chǎn)生電荷 D、在晶體的光軸z方向產(chǎn)生電荷20、為消除壓電傳感器的連接電纜分布電容變化對(duì)輸出靈敏度的影響， 可采用（ C ）A、電壓放大器B、相敏檢波器C、電荷放大器D、濾波器三、 簡答題1、什么是霍爾效應(yīng)？請(qǐng)給出至少三種霍爾傳感器能測(cè)的物理量。 通電導(dǎo)體之于磁場(chǎng)中， 在垂直于電流和磁場(chǎng)方向產(chǎn)生電勢(shì)點(diǎn)現(xiàn)象叫霍爾 效應(yīng)。位移。轉(zhuǎn)速。加速度2、熱電偶測(cè)溫回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)要滿足什么條件？1 熱電偶必須由兩種性質(zhì)不同但符合一定要求的承體材料構(gòu)成。2 熱點(diǎn)偶工作端和參考端之間必須由溫差 .3、熱電偶測(cè)溫度為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì) ET與熱電偶的冷端溫度有關(guān)。一般情況

9、下。熱電 偶的冷端并不固定，而是隨室溫變化，這樣就使 ET也隨室溫變化從而帶來 測(cè)量誤差。 因此要求對(duì)熱點(diǎn)偶的冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)償， 以減少熱電偶冷端溫度 變化從而引起的信號(hào)測(cè)量誤差 .4、差動(dòng)結(jié)構(gòu)的電感式傳感器與簡單的相比有何優(yōu)點(diǎn)？1 提高了靈敏度 2減少了非線性誤差，能夠更好的克服溫度等外界 共摸信號(hào)的干擾。5、壓電式傳感器測(cè)量電路中的前置放大器作用是什么？ 前置放大器壓電式傳感器本身的內(nèi)阻抗很高， 而輸出能量小， 所以要接入一個(gè)高輸入阻抗的前置放大器，作用主要是把它的輸出阻抗變換為低輸出阻抗和放大傳感器輸出微弱信號(hào)。四、計(jì)算及分析題（共40分，每題10分）1、 電阻應(yīng)變片初始電阻值為 120

10、Q ,靈敏度系數(shù)K=2,沿縱向粘貼于直徑為 0.04m的圓形鋼柱表面，鋼材的彈性模量 E=2X 1011N/ m2,求鋼柱受5t拉力 作用時(shí)，應(yīng)變片電阻的變化量。22、 一電容測(cè)微儀，其傳感器的平板面積為10mm工作初始間隙3= 0.2mm, 介電常數(shù)£ = 1.6 x 10-11F/m,工作中，若傳感器與工件的間隙變化量厶 3 = 4 卩m,測(cè)量電路的靈敏度 S1=100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度 S2= 5格/mV,當(dāng) 3 = 4卩m時(shí)，讀數(shù)儀表示值變化多少格？3、 已知分度號(hào)為S的熱電偶冷端溫度為 60C ，現(xiàn)測(cè)得回路熱電勢(shì)為3.184mv，求熱端溫度。分度號(hào)為S的熱電偶分度表工作溫度C0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)（mV00.0000.0550.1130.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.3562001.4401.5251.6111.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.97