傳感器期末復(fù)習(xí)題 2

1、一、填空題（每題3分）1、傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件、以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。3、半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)是指應(yīng)力作用下半導(dǎo)體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。4、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其相同點是受到壓力時應(yīng)變，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。5、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其不同點是靈敏度金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機械形變?yōu)橹?，材料的電阻率相對變化為輔；而半導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機械形變導(dǎo)致的電阻率的相對變化為主，而機械形變?yōu)檩o。 7、固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。 8、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變/變形轉(zhuǎn)

2、換為電阻變化的傳感器。9、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將 應(yīng)變 轉(zhuǎn)換為 電阻 變化的傳感器。14、要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設(shè)計的測量電路，通常采用 電橋 電路。 16、變極距型電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高原來的2倍。 22、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)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 兩大類。28、壓電式傳感器可等效為一個電荷源和一個電容并聯(lián)，也可等效為一個與電容相串聯(lián)的電壓源。 33、熱電動勢來源于兩個方面，一部分由兩種導(dǎo)體的接觸電勢構(gòu)成，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電勢。34補償導(dǎo)線法常用作

3、熱電偶的冷端溫度補償它的理論依據(jù)是中間導(dǎo)體 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(zhuǎn)換為 電動勢變化 的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)換為 電動勢 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(yīng)用。 40、霍爾效應(yīng)是指垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受到洛倫磁力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端的現(xiàn)象。41、制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是 N型半導(dǎo)體 ，因為半導(dǎo)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(xiàn)電勢差最大。43、按照工作原理

4、的不同，可將光電式傳感器分為光電效應(yīng) 傳感器、紅外熱釋電傳感器、固體圖像傳感器和光纖傳感器。 45、光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng) 。46、用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)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(guān)。48電阻應(yīng)變片是將被測試件上的 應(yīng)變 轉(zhuǎn)換成 電阻 的傳感元件。52、物質(zhì)的光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)、 內(nèi)光電 效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三類。53、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電 效應(yīng)為理論依據(jù)。56、霍爾電勢與半導(dǎo)體薄片的厚度成 反 比。59、紅外測溫儀是利用熱輻射體在 紅外波段 波段的輻射通量來測量溫度的。67、霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)原理將被測

5、量轉(zhuǎn)換為 電勢 的傳感器。76、熱電偶回路產(chǎn)生的電勢由 接觸電動勢 電勢和溫差電勢兩部分組成。77、光電管是利用外光電 效應(yīng)制成的光電元件。82、光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)、 內(nèi)光電 和光生伏特效應(yīng)。90、光電池是基于 光生伏特 效應(yīng)。 二 、選擇題 (每題2分，15題共30分）1、金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)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、 電阻絲幾何尺寸的變化 C、電阻絲材料的電阻率變化 D、外接導(dǎo)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(zhì)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

6、 ）。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(zhuǎn)換元件C、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)理電路 D、敏感元件、調(diào)理電路和電源5、下列四種光電元件中，基于外光電效應(yīng)的元件是：（ C ）A、光敏二極管 B、硅光電池 C、光電管 D、光導(dǎo)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(lián)一片電阻應(yīng)變片 B、半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；C、適當(dāng)提高電橋的電源電壓； D、增大應(yīng)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

7、時間D、響應(yīng)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(shù) B、幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差C、遲滯、重復(fù)性、漂移 D、精度、時間常數(shù)、重復(fù)性8、屬于傳感器動態(tài)特性指標的是( B)。 A、重復(fù)性B、固有頻率 C、靈敏度D、漂移8、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏度系數(shù)K的主要因素是(B)。 A、導(dǎo)電材料電阻率的變化 B、導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C、導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化D、導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化8、電阻應(yīng)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(yīng)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

8、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(guān)鍵字：變間隙式。當(dāng)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、試題關(guān)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(B )。 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

9、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(guān)鍵字：壓電式傳感器。石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)對比正確的是(B)。 A、壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)明顯，穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好7、試題關(guān)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(chǎn)生壓電效應(yīng) B、產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng) C、產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng) D、產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)267、熱電偶的最基本組成部分是(A )。 A、熱電極 B、

10、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(dǎo)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(yīng)用中，引用測量儀表而不影響測量結(jié)果是利用了熱電偶的哪個基本定律(A )。 A、中間導(dǎo)體定律 B、中間溫度定律C、標準電極定律 D、均質(zhì)導(dǎo)體定律 5在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（ A ）。A外光電效應(yīng) B內(nèi)光電效應(yīng)C光電發(fā)射 D光導(dǎo)效應(yīng)7. 超聲波傳感器的聲波頻率（ D）A

11、低于16Hz 低于10kHz 高于10kHz 高于20kHz10. 為了檢測我們生活環(huán)境周圍的有害的氣體的濃度，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7. 超聲波在以下介質(zhì)中傳播時強度會發(fā)生衰減，其中衰減最大的是（ C ）A半導(dǎo)體 石油 空氣 水10. 用來測量一氧化碳、二氧化硫等氣體的固體電介質(zhì)屬于（ D ）A濕度傳感器 溫度傳感器 力敏傳感器 氣敏傳感器11. SnO2和ZnO半導(dǎo)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(chǎn)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

12、化的現(xiàn)象稱為（ B）A電壓效應(yīng) 壓阻效應(yīng) 磁阻效應(yīng) 力阻效應(yīng)8. 當(dāng)超聲波從液體垂直入射到氣體時，反射系數(shù)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19. 電渦流傳感器常用的材料為（ D ）A玻璃 陶瓷 高分子 金屬11. 影響超聲波的衰減程度的因素有介質(zhì)和（ B ）A溫度 頻率 濕度 濃度6. 利用外光電效應(yīng)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7. 光敏二極管在沒有光照時產(chǎn)生的電流稱為（ A）A暗電流 亮電流 光電流 導(dǎo)通電流12. 超聲波傳播速度最快的介質(zhì)是（ D ）A水 空氣 氧氣 鋼鐵17. 最適合制作霍爾傳感器的物

13、質(zhì)是（ D ）A絕緣體 金屬 P 型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體3、 判斷題（在你認為對的判斷后打Ö，錯的判斷后打´，每題1分， 10題共10分）1，壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態(tài)量 的測量。（ ´ ）2，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大。這樣光敏電阻的靈 敏度就高。（Ö ）21.線性度是傳感器的靜態(tài)特性之一。 （ ）22.電渦流式傳感器可以進行無接觸測量和探傷。 （ ）23.光電三極管不是根據(jù)光電效應(yīng)原理制成的。 （× ）改正: 光電三極管是根據(jù)光電效應(yīng)原理制成的。

14、24.應(yīng)變片式壓力傳感器僅能對壓力進行測量。 （×）改正: 應(yīng)變片式壓力傳感器可以對壓力進行測量。25.熱敏電阻除了用于溫度傳感器外，還可用于濕度傳感器。 （ ）23.光敏二極管是根據(jù)壓電效應(yīng)原理制成的。 （× ）改正: 光敏二極管是根據(jù)內(nèi)光電效應(yīng)原理制成的。 24.電阻應(yīng)變片式傳感器可以對位移、加速度、壓力等進行測量。 （ ）24.電容式傳感器可以對位移、加速度、壓力等進行測量。 （ ）23.在電磁波譜的可見光范圍內(nèi)，紫光攜帶的能量最大。 （ ）25.超聲波測流速的機理是它在靜止流體和流動流體中的傳播速度不同。（ ）四、簡答題（4題，共18分）316、何謂電渦流效應(yīng)?怎樣

15、利用電渦流效應(yīng)進行位移測量? 答：:電渦流效應(yīng)指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)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(dǎo)體的磁通將發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電 動勢，該電動勢在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)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(yīng)測量位移時，可使被測物的電阻率、磁導(dǎo)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(dǎo)體間的距離，這樣測出的傳感器線圈的阻抗變化，可以反應(yīng)被測物位移的變化。 323、什么是正壓電效應(yīng)?什么是逆壓電效應(yīng)?什么是縱向壓電效應(yīng)?什么是橫向壓電效應(yīng)? 答：正壓電效應(yīng)就是對某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使

16、其變形時，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。 當(dāng)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(chǎn)生機械振動，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形，壓電材料的這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)，也稱為逆壓電 效應(yīng)。 沿石英晶體的x軸(電軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為"縱向壓電效應(yīng)"。沿石英晶體的y軸(機械軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為"橫向壓電效應(yīng)"。 331、簡述熱電偶的幾個重要定律，并分別說明其實用價值。答：0、均質(zhì)定律 1、中間導(dǎo)體定律；2、標準電極定律；3、 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

17、法有哪些？答（1）因為熱電偶的熱電勢只有當(dāng)冷端的溫度恒定時才是溫度的單值函數(shù)，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(dǎo)線法B：冷端溫度計算校正法C：冰浴法D：補償電橋法。 339、什么是光電效應(yīng)和光電器件?常用的光電器件有哪幾大類?答：所謂光電效應(yīng)，是指物體吸收了具有一定能量的光子后所產(chǎn)生的電效應(yīng)。根據(jù)光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換器件稱為光電器件。 常用的光電器件主要有外光電效應(yīng)器件和內(nèi)光電效應(yīng)器件兩大類。340、試解釋外光電效應(yīng)器件和內(nèi)光電效應(yīng)器件各自的工作基礎(chǔ)并舉例。 答：外光電效應(yīng)器件的工作基礎(chǔ)基于外光電效應(yīng)。

18、所謂外光電效應(yīng)，是指在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象。相應(yīng)光電器件主要有光電管和光電倍增管。 內(nèi)光電效應(yīng)器件的工作基礎(chǔ)是基于內(nèi)光電效應(yīng)。所謂內(nèi)光電效應(yīng)，是指在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象，它可分為光導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。內(nèi) 光電效應(yīng)器件主要有光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏晶體管。 五 、計算綜合題（3題，共22分）1. .如圖所示為一直流電橋，供電電源電動勢E=3V，R3=R4=100，R1和R2為同型號的電阻應(yīng)變片，其電阻均為50，靈敏度系數(shù)K=2.0。兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強度梁同一截面的正反兩面。設(shè)等強度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?*10-3，試求此時電橋輸出端電壓U0。 解：U4=R3/(R3+R4)*E=100/200*3V=1.5V U2=(R2-&R)/(R1+&