傳感器試卷集錦

第一部分填空題第一章衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性等。2、通常傳感器由―敏感元件―、—轉(zhuǎn)換元件、—轉(zhuǎn)換電路三部分組成，是能把外界—非電量轉(zhuǎn)換成電量器件和裝置。3、儀表的精度等級是用儀表的引用誤差來表示的。.傳感器的—標(biāo)定是通過實(shí)驗(yàn)建立傳感器起輸入量與輸出量之間的關(guān)系，并確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。.測量過程中存在著測量誤差，按性質(zhì)可被分為—粗大、系統(tǒng)和隨機(jī)誤差三類，其中隨機(jī)誤差可以通過對多次測量結(jié)果求平均的方法來減小它對測量結(jié)果的影響。第二章1、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱__應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體或固體受到作用力后_電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱__壓阻效應(yīng)。直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向___效應(yīng)。2、在壓阻式傳感器的測量橋路中，補(bǔ)償靈敏度溫漂可以利用在電源回路__串聯(lián)二極管的方法實(shí)現(xiàn)。3、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有—電阻溫度系數(shù)的影響、—試驗(yàn)材料和電阻絲材料的線性膨脹系數(shù)的影響_。.應(yīng)變片溫度補(bǔ)償?shù)拇胧┯须姌蜓a(bǔ)償法_、_應(yīng)變片的自補(bǔ)償法_。.在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，_全橋__接法可以得到最大靈敏度輸出。.半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于—壓阻效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)—大十倍。7、電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動(dòng)電橋時(shí)，不僅可以消除—非線性誤差—同時(shí)還能起到—溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?。第三?變間隙式自感傳感器的—測量范圍—和—靈敏度及線性度—是相互矛盾的，因此在實(shí)際測量中廣泛采用—差動(dòng)—結(jié)構(gòu)的變隙電感傳感器。.電感式傳感器是利用被測量改變磁路的—磁阻_,導(dǎo)致一線圈電感量—變化的。磁電式傳感器是利用—電磁感應(yīng)現(xiàn)象—產(chǎn)生感應(yīng)電勢的。而霍爾式傳感器是利用一半導(dǎo)體—在磁場中的電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢的。.電感式傳感器種類很多。雖然結(jié)構(gòu)形式多種多樣，可分為―變氣隙式_、_變面積式_、_螺線管式—三種結(jié)構(gòu)。.電渦流傳感器根據(jù)激勵(lì)電流頻率的高低，可以分為—高頻反射式_、—低頻透射式—兩種。5、螺線管式差動(dòng)變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時(shí)輸出電壓為零，而實(shí)際上差動(dòng)變壓器輸出電壓不為零，我們把這個(gè)不為零的電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓；利用差動(dòng)變壓器測量位移時(shí)，如果要求區(qū)別位移方向（或正負(fù)）可采用__相敏檢波電路。6、電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關(guān)系，除—變極距型外是線性的。7、產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后，由于電渦流的影響，線圈的等效機(jī)械品質(zhì)因數(shù)下降8、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)—變壓器的基本原理制成的，其次級繞組都用—反向串聯(lián)形式連接，所以又叫差動(dòng)變壓器式傳感器。9、變隙式差動(dòng)變壓器傳感器的主要問題是靈敏度與測量范圍—的矛盾。這點(diǎn)限制了它的使用，僅適用于微小位移的測量。10、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí)，鐵芯上的線圈電感量—增加—（①增加，②減少）。11.差動(dòng)脈沖寬度調(diào)制電路適用于變極距型和變面積型差動(dòng)電容傳感器，且為線性特性。第四章1、在光線作用下電子逸出物體表面向外發(fā)射稱___外光電效應(yīng)；入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率的現(xiàn)象稱一光電導(dǎo)效應(yīng)；半導(dǎo)體材料吸收光能后在PN結(jié)上產(chǎn)生電動(dòng)勢的效應(yīng)稱光生伏特效應(yīng)。2、光柵傳感器中莫爾條紋的一個(gè)重要特性是具有位移放大作用。如果兩個(gè)光柵距相等，即W=0.02mm,其夾角。=0.1°,則莫爾條紋的寬度B=_11.46mm。3、電荷耦合器件的基本功能__實(shí)現(xiàn)信號電荷的轉(zhuǎn)換存儲與轉(zhuǎn)移信息電荷。.有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為100線，主光柵與指示光柵的夾角。=1.8°列式計(jì)算：柵距W=__0.01mm；莫爾條紋的寬度L=_0.32mm。.光纖是由折射率n1高的—纖芯和折射率n2低的_包層構(gòu)成的雙層同心圓結(jié)構(gòu)。某光纖n1=1.64,n2=1.45,其數(shù)值孔徑NA為__arcsin（1.45/1.64）。其它1、用磁電式傳感器進(jìn)行齒輪轉(zhuǎn)速測量。已知齒數(shù)Z=48,測得頻率F=120Hz,則該齒輪的轉(zhuǎn)速為150r/min（f=ZN/60）__。2、熱電偶在實(shí)際中測量溫度時(shí),需要幾個(gè)定律來提供理論上的依據(jù),這些定律分別是：勻質(zhì)導(dǎo)體定律__,___中間導(dǎo)體定律___,連接導(dǎo)體定律___。3、用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是石英晶體和__壓電陶瓷，其中，為了使其具有壓電效應(yīng)，—壓電陶瓷使用前需要做—極化處理。4、熱電偶傳感器的工作基礎(chǔ)是__閉合回路,產(chǎn)生的熱電勢包括接觸電勢和__溫差___電勢兩部分。熱電偶的連接導(dǎo)體定律是工業(yè)上運(yùn)用補(bǔ)償導(dǎo)線法進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)睦碚摶A(chǔ)；根據(jù)_中間導(dǎo)體___定律,可允許采用任意的焊接方式來焊接熱電偶。5、壓電陶瓷需要有極化和外力的共同作用才會具有壓電效應(yīng)。

6.石英晶體沿Y軸（機(jī)械軸）方向施加作用力會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，沒有電荷產(chǎn)生。7、壓電式傳感器在使用電壓前置放大器時(shí)，連接電纜長度會影響系統(tǒng)—測量精度—；而使用電荷放大器時(shí)，其輸出電壓與傳感器的輸入電荷—成正比。8、壓電式傳感器的輸出須先經(jīng)過前置放大器處理，此放大電路有—電壓放大器—和電荷放大器兩種形式。第二部分單項(xiàng)選擇題第一章1、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.壓電式傳感器D.熱電式傳感器2、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和（C）兩個(gè)組成部分。A.放大電路B.數(shù)據(jù)采集電路C.轉(zhuǎn)換元件D.濾波元件3、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、連同計(jì)算機(jī)技術(shù)和（C），構(gòu)成信息技術(shù)的完整信息鏈。A.汽車制造技術(shù)B.建筑技術(shù)C.傳感技術(shù)D.監(jiān)測技術(shù)4、若將計(jì)算機(jī)比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為（B）。A.眼睛B.感覺器官C.手D.皮膚5.屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A.固有頻率B.臨界頻率C.阻尼比D.重復(fù)性6．、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)不包括（C）。A.線性度B.靈敏度C.頻域響應(yīng)D.重復(fù)性7．遲滯誤差表明的是在（C）期間輸出-輸入特性曲線不重合的程度。A.多次測量B.同次測量C.正反行程D.不同測量第二章1、全橋差動(dòng)電路的電壓靈敏度是單臂工作時(shí)的（C）。A.不變2倍4倍6倍A.不變2倍4倍6倍2.利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。–）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3、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（AB）A、電阻絲有溫度系數(shù)B、試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同C、電阻絲承受應(yīng)力方向不同4.利用電橋進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償片的選擇是（A）A.與應(yīng)變片相鄰，且同質(zhì)的工作片B.與應(yīng)變片相鄰，且異質(zhì)的工作片C與應(yīng)變片相對，且同質(zhì)的工作片D.與應(yīng)變片相對，且異質(zhì)的工作片5．通常用應(yīng)變式傳感器測量（C）。A.溫度B.密度C.加速度D.電阻6.影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（B）。A.導(dǎo)電材料電阻率的變化A.導(dǎo)電材料電阻率的變化C.導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化7．電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（A.差動(dòng)電橋補(bǔ)償法C.補(bǔ)償線圈補(bǔ)償法B.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化D.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化AB）。B.補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法D.恒流源溫度補(bǔ)償電路法第三章1、極距變化型電容傳感器的靈敏度與（B）。A、極距成正比B、極距成反比C、極距的平方成正比D、極距的平方成反比2、電感式傳感器的常用測量電路不包括（C）。A.交流電橋B.變壓器式交流電橋C.脈沖寬度調(diào)制電路D.諧振式測量電路3、電感式傳感器采用變壓器式交流電橋測量電路時(shí)，下列說法不正確的是（C）。銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，輸出電壓相位相反銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，輸出電壓隨銜鐵的位移而變化根據(jù)輸出的指示可以判斷位移的方向當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)4、下列說法正確的是（D）。差動(dòng)整流電路可以消除零點(diǎn)殘余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。差動(dòng)整流電路可以判斷銜鐵的位置，但不能判斷運(yùn)動(dòng)的方向。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。相敏檢波電路可以判斷位移的大小，也可以判斷位移的方向。5、對于差動(dòng)變壓器，采用交流電壓表測量輸出電壓時(shí)，下列說法正確的是（D）。既能反映銜鐵位移的大小，也能反映位移的方向既能反映銜鐵位移的大小，也能消除零點(diǎn)殘余電壓既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向既不能反映位移的方向，也不能消除零點(diǎn)殘余電壓6.當(dāng)變隙式電容傳感器的兩極板極間的初始距離d0增加時(shí)，將引起傳感器的（D）A.靈敏度K0增加B.靈敏度K0不變C.非線性誤差增加D.非線性誤差減小7．用電容式傳感器測量固體或液體物位時(shí)，應(yīng)該選用（C）。A.變間隙式B.變面積式C變介電常數(shù)式D.空氣介質(zhì)變間隙式8．下列不屬于電容式傳感器測量電路的是（D）A.調(diào)頻測量電路B.運(yùn)算放大器電路C.脈沖寬度調(diào)制電路D.相敏檢波電路第四章1、光敏二極管在電路中一般是處于（B）工作狀態(tài)A.零向B.反向C.正向.某6碼道的循環(huán)碼光電碼盤，光線照射時(shí)得到的編碼是00n00,則轉(zhuǎn)角為（C）。A.900B.750C.450D.300

.光電管屬于（A），光電池屬于（C）。A.外光電效應(yīng)B.內(nèi)光電效應(yīng)C.光生伏特效應(yīng).壓電傳感器的測量電路有兩種，其中（C）輸出與電纜電容無關(guān)A.電壓源放大電路B.運(yùn)算放大電路C.電荷源放大電路D.雙T型電橋電路5、莫爾條紋的移動(dòng)對被測位移量所起的作用是（B）A、調(diào)制B、放大C、細(xì)分D、降噪6、基于物質(zhì)的內(nèi)光電效應(yīng)的器件有（BCD）A、光電管B、光電池C、光敏電阻D、光敏晶體管7、光柵傳感器中莫爾條紋的一個(gè)重要特性是具有位移放大作用。如果兩個(gè)光柵距相等，即W=0.02mm,其夾角。=0.1°,則莫爾條紋的寬度B=（C）。A、10.37mmB、5mmC、11.46mmD、25.11mm8、電荷耦合器件的基本功能（A）。A、實(shí)現(xiàn)信號電荷的轉(zhuǎn)換存儲與轉(zhuǎn)移信息電荷B、改變磁場強(qiáng)度C、實(shí)現(xiàn)多數(shù)載流子轉(zhuǎn)移D、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移9.光電管的光電特性是指光電管上陽極電壓和入射光頻譜不變條件下（B）A.A.入射光的頻譜與光電流的關(guān)系C.入射光的頻譜與光通量的關(guān)系10．光敏電阻的特性是（D）A.有光照時(shí)亮電阻很大C.無光照時(shí)暗電流很大B.入射光的光通量與光電流的關(guān)系D.入射光的光通量與光強(qiáng)的關(guān)系B.無光照時(shí)暗電阻很小D.受一定波長范圍的光照時(shí)亮電流很大11.數(shù)值孔徑NA是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，以下說法不正確的是（B）A.數(shù)值孔徑反映了光纖的集光能力B.光纖的數(shù)值孔徑與其幾何尺寸有關(guān)C.數(shù)值孔徑越大，光纖與光源的耦合越容易D.數(shù)值孔徑越大，光信號的畸變也越大其它1、熱電偶的冷端處理方法有：（ABA、補(bǔ)償導(dǎo)線法B、冷端溫度恒溫法C、相敏檢波D、串聯(lián)二極管.某些物質(zhì)在沿著一定方向受到力作用而發(fā)生改變時(shí)，其表面會電荷，若去掉外力就恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為（A）效應(yīng)。A.壓電效應(yīng)B.磁致伸縮C.霍爾效應(yīng)D.壓磁效應(yīng).熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件是（BC）A.兩熱電極材料相同B.兩熱電極材料不同C兩熱電極的兩端溫度不同D.兩熱電極的兩端溫度相同．霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的主要原因不包括（AB）A.霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位上B.半導(dǎo)體材料不均勻造成電阻率不均勻或幾何尺寸不均勻C.周圍環(huán)境溫度變化D.激勵(lì)電極接觸不良造成激勵(lì)電流不均勻分配5、為了減小熱電偶測溫時(shí)的測量誤差，需要進(jìn)行的溫度補(bǔ)償方法不包括（D）。A.補(bǔ)償導(dǎo)線法B.電橋補(bǔ)償法C.冷端恒溫法D.差動(dòng)放大法6．對于熱電偶冷端溫度不等于（B），但能保持恒定不變的情況，可采用修正法。A.20℃B.0℃C.10℃D.5℃7．熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件有（B）。A.兩熱電極材料相同B.兩熱電板材料不同C兩熱電極的幾何尺寸不同D.兩熱電極的兩端點(diǎn)溫度相同8．對石英晶體，下列說法正確的是（A）。A.沿光軸（Z）方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會有電荷產(chǎn)生。9、壓電式傳感器目前多用于測量（B）。A.靜態(tài)的力或壓力B.動(dòng)態(tài)的力或壓力C.位移D.溫度第三部分計(jì)算題

.計(jì)算n1=1.6,n2=1.4階躍折射率光纖的數(shù)值孔徑值。如果外部媒質(zhì)為空氣，n0=1,求該種光纖的最大入射角。.圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V,R1=R2=R3=R4=350Q,求：①R1為應(yīng)變片其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Q時(shí)輸出U0=?。②R1、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=?。③R1、R2感受應(yīng)變極性相反，輸出U0=?。④R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片，對臂同性，鄰臂異性，感受應(yīng)變大小相同，電壓輸出U0=?。.采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片(K=3),將其貼在實(shí)心圓柱形測力彈性元件上。如下圖所示，力F:1500力。圓柱斷面半徑r=1cm,彈性模量E=2義107N/cm2,泊松比以二0.2。求(1)畫出相應(yīng)全橋電路進(jìn)行測量，畫出原理圖；2)各應(yīng)變片的應(yīng)變￡=?電阻相對變化量口R/R=?FF(S=S=—-,S=S=-^—-)；(3)若電橋電壓U=8匕求電橋輸出電壓U=?(4)3SE24SE0此種測量方式能否補(bǔ)償環(huán)境溫度對測量的影響?說明原因。(15分)?F*F?F*F解：△按題意采用四個(gè)相同應(yīng)變片測力單性元件。四個(gè)應(yīng)變電阻接入橋路位置如圖所示。1500x9.8從而組成全橋測量電路可以提高輸出電壓靈敏度。(1500x9.8=2.34x10-4（=2.34x10-4（i分）3SE兀x12x2x107Fs=S=一日——=-0.2x2.34x10-4=-0.468x10-4（1分）4SEARAR—1=-3=k8=3x2.34x10-4=7.02x10-4（2分）RR113ARAR—2=-=—k8=—3*0.468x10-4=—1.404義10-4(2分)RR2241ARARARAR1ARAR△U=—(——1-——2+——34)-U=—(——1-——2)U(2分)04RRRR2RR