傳感器原理與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題

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--內(nèi)頁可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小--傳感器原理與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題(總20頁)PAGE14《傳感器原理及檢測技術(shù)》復(fù)習(xí)題一、選擇題1、傳感器中直接感受被測量的部分是（B）A.轉(zhuǎn)換元件B.敏感元件C.轉(zhuǎn)換電路D.調(diào)理電路2、屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A.幅頻特性B.阻尼比C.相頻特性D.靈敏度3、屬于傳感器時(shí)域動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（A）A.階躍響應(yīng)B.固有頻率C.臨界頻率D.阻尼比4、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（C）A.量程B.靈敏度C.阻尼比D.重復(fù)性5、傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（D）A.線性度越好B.遲滯越小C.重復(fù)性越好D.分辨力越高6、衡量在同一工作條件下，對同一被測量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的不一致程度的指標(biāo)是（A）A.重復(fù)性B.穩(wěn)定性C.線性度D.靈敏度7、一般以室溫條件下經(jīng)過一定的時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)輸出的差異來表示傳感器的（C）A.靈敏度B.線性度C.穩(wěn)定性D.重復(fù)性8、傳感器的線性范圍愈寬，表明傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)且傳感器的（A）A.工作量程愈大B.工作量程愈小C.精確度愈高D.精確度愈低9、表示傳感器或傳感檢測系統(tǒng)對被測物理量變化的反應(yīng)能力的量為（B）A.線性度B.靈敏度C.重復(fù)性D.穩(wěn)定性10、在明確傳感器輸入/輸出變換關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具產(chǎn)生已知的標(biāo)準(zhǔn)非電量輸入，確定其輸出電量與輸入量之間關(guān)系的過程，稱為（C）A.校準(zhǔn)B.測量C.標(biāo)定D.審核11、按傳感器能量源分類，以下傳感器不屬于能量轉(zhuǎn)換型的是（D）A.壓電式傳感器B.熱電式傳感器C.光電式傳感器D.壓阻式傳感器12、某溫度計(jì)測量范圍是－20℃～+200℃，其量程為（B）A.200℃B.220℃C.180℃D.240℃13、某溫度測量儀的輸入—輸出特性為線性，被測溫度為20℃時(shí)，輸出電壓為10mV，被測溫度為25℃時(shí)，輸出電壓為15mV，則該傳感器的靈敏度為（D）A.5mv/℃B.10mv/℃C.2mv/℃D.1mv考端B.自由端C.工作端D.冷端15、隨著溫度的升高，NTC型熱敏電阻的電阻率會（B）A.迅速增加B.迅速減小C.緩慢增加D.緩慢減小16、有一溫度計(jì)，測量范圍為0~200oC，精度為級，該表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差為（A）oCoCoCoC17、熱電偶式溫度傳感器的工作原理是基于（B）A.壓電效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C.應(yīng)變效應(yīng)D.光電效應(yīng)18、熱電偶的熱電動(dòng)勢包括（A）A.接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢B.接觸電動(dòng)勢和非接觸電動(dòng)勢C.非接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢C.溫差電動(dòng)勢和湯姆遜電動(dòng)勢19、將毫伏表接入熱電偶回路中，只要保證兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度一致，就能正確測出熱電動(dòng)勢而不影響熱電偶的輸出，這一現(xiàn)象利用了熱電偶的（C）A.中間溫度定律B.參考電極定律C.中間導(dǎo)體定律D.中間介質(zhì)定律20、金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而（A）A.變大B.變小C.不變D.無法確定21、適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測量的被測物理量是（B）A.轉(zhuǎn)速B.溫度C.厚度D.加速度22、電阻應(yīng)變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用（D）。A．直流平衡電橋B．直流不平衡電橋C．交流平衡電橋D．交流不平衡電橋23、電阻應(yīng)變式扭矩傳感器在測量時(shí)會引起應(yīng)變片的哪個(gè)物理量發(fā)生變化（C）A.磁導(dǎo)率B.熱導(dǎo)率C.電阻率D.介電常數(shù)24、若單臂電橋的靈敏度為1/4，在相同情況下，雙臂電橋的靈敏度為（B）A.1/4B.1/2C.2D.425、金屬電阻應(yīng)變片受力會產(chǎn)生電阻值的變化，其主要原因是（D）A.壓阻效應(yīng)B.壓磁效應(yīng)C.壓電效應(yīng)D.電阻絲的幾何尺寸變化26、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于（A）A.壓阻效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C.壓電效應(yīng)D.壓磁效應(yīng)27、對于金屬絲式應(yīng)變片，靈敏系數(shù)K等于（B）A.B.C.D.28、應(yīng)變儀電橋的四臂工作方式中，其輸出電壓U0為（D）A.B.C.D.29、差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為（D）A.B.C.30、將電阻應(yīng)變片貼在上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。（C）A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體C.彈性元件D.機(jī)器組件31、霍爾元件是由何種材料制成的（B）A.導(dǎo)體B.半導(dǎo)體C.絕緣體D.以上三種均可32、霍爾元件體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可以測量（C）A.濕度B.酒精濃度C.轉(zhuǎn)速D.溫度33、霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了（B）A.提高靈敏度B.克服溫漂C.減少不等位電勢34、霍爾電勢公式中的角θ是指（C）A、磁力線與霍爾薄片平面之間的夾角B、磁力線與霍爾元件內(nèi)部電流方向的夾角C、磁力線與霍爾薄片垂線之間的夾角35、差動(dòng)變壓器式位移傳感器屬于（A）A.電感式傳感器B.電容式傳感器C.光電式傳感器D.電阻式傳感器36、自感式位移傳感器為常數(shù)，如果保持不變，則可構(gòu)成何種類型的位移傳感器（C）A.變氣隙型B.螺管型C.變面積型D.變極距型37、自感式位移傳感器是將被測物理量位移轉(zhuǎn)化為（B）A.電阻R的變化B.自感L的變化C.互感M的變化D.電容C的變化38、用電渦流式速度傳感器測量軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速為50r/min，時(shí)，輸出感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率為50Hz，則測量齒輪的齒數(shù)為（A）A.60B.120C.180D.24039、當(dāng)某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時(shí).其相應(yīng)的兩個(gè)相對表面產(chǎn)生極性相反的電荷，去掉外力時(shí)電荷消失，這種現(xiàn)象稱為（B）A.壓阻效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.應(yīng)變效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)40、壓電式壓力傳感器不適于測量（D）A.爆炸力B.沖擊力C.動(dòng)態(tài)力D.靜態(tài)力41、在壓電式力與壓力傳感器中，壓電元件能將被測量轉(zhuǎn)換成（A）A.電荷或電壓輸出B.電壓或電流輸出C.電容或電壓輸出D.電感或電壓輸出42、在壓電式加速度傳感器中，將被測加速度轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ氖牵˙）A.壓電元件B.質(zhì)量塊C.彈性元件D.基體43、在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（B）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)44、當(dāng)一定波長入射光照射物體時(shí)，反映該物體光電靈敏度的是（C）A、紅限B、量子效率C、逸出功D、普朗克常數(shù)45、單色光的波長越短，它的（A）A.頻率越高，其光子能量越大B.頻率越高，其光子能量越大C.頻率越高，其光子能量越小D.頻率越高，其光子能量越小46、光電管和光電倍增管的特性主要取決于（A）A.陰極材料B.陽極材料C.純金屬陰極材料D.玻璃殼材料47、封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的可能是（D）A.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)發(fā)光三極管B.一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管C.兩個(gè)發(fā)光二極管或兩個(gè)光敏三極管D.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管48、光敏三極管的結(jié)構(gòu)可以看成，用光敏二極管替代普通三極管中的（D）A.集電極B.發(fā)射極C.集電結(jié)D.發(fā)射結(jié)49、在四倍細(xì)分的光柵位移傳感器中，根據(jù)兩路信號的相位差辨別方向時(shí)，相位差值不能是（D）A.45°B.90°C.135°D.180°50、固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（C）A.PN結(jié)光電二極管電路B.PNP型晶體管集成電路C.MOS型晶體管開關(guān)集成電路D.NPN型晶體管集成電路51、固體半導(dǎo)體攝像機(jī)所使用的固體攝像元件為（D）A.LCDB.LEDC.CBD52、礦燈瓦斯報(bào)警器的瓦斯探頭屬于（A）A.氣敏傳感器B.水份傳感器C.濕度傳感器D.溫度傳感器53、高分子膜濕度傳感器用于檢測（D）A.溫度B.溫度差C.絕對濕度D.相對濕度54、適合在爆炸等極其惡劣的條件下工作的壓力傳感器是（B）A.霍爾式B.光纖式C.電感式D.電容式55、由于所用波登管的頻響較低，所以適用于靜態(tài)或變化緩慢壓力測量的壓力傳感器為（B）A.渦流式B.霍爾式C.電感式D.壓阻式56、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示，如模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為十位，最大輸入信號為5V，則轉(zhuǎn)換器的輸出能分辨出輸入的電壓信號為（C）A.2/510VB.510/2VC.5/210VD.210/5V57、將微弱的、變化緩慢的直流信號變換成某種頻率、以便于放大和傳輸?shù)慕涣餍盘柕倪^程稱為（A）A.調(diào)制B.解調(diào)C.濾波D.整流58、利用光電耦合電路抑制干擾的方法屬于（B）A.接地B.隔離C.屏蔽D.濾波59、屬于發(fā)電型位移傳感器的是（D）A.磁柵式位移傳感器B.光柵式位移傳感器C.感應(yīng)同步器D.壓電式位移傳感器60、電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為何種物理量的輸出（C）A.電阻B.電容C.電壓D.電荷61、若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號為2.5V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（B）A.1.22mVB.2.44mVC.3.66mVD.4.88mV62、機(jī)械阻抗的振動(dòng)測試中，阻抗頭的輸出是（B）A.激振力和振動(dòng)位移B.激振力和振動(dòng)加速度C.振動(dòng)位移和振動(dòng)加速度D.振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度63、在下述位移傳感器中，既適宜于測量大的線位移，又適宜于測量大的角位移的是（C）A.電容式傳感器B.電感式傳感器C.光柵式傳感器D.電阻應(yīng)變式傳感器64、在典型噪聲干擾抑制方法中，差分放大器的作用是（B）A.克服串?dāng)_B.抑制共模噪聲C.抑制差模噪聲D.消除電火花干擾二、填空題1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路組成。2、傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定、動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩種。確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量（或電量）的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器和標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的，是檢驗(yàn)測試傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。工業(yè)上通常采用比較法進(jìn)行傳感器的標(biāo)定，俗稱背靠背法。3、所謂靜態(tài)特性，是指當(dāng)被測量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)（靜態(tài)測量之下）時(shí)，傳感器的輸出值與輸入值之間關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性主要有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、閥值與分辨力、穩(wěn)定性等。4、傳感器的輸出量對于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性稱為傳感器的動(dòng)態(tài)特性。5、傳感器在使用前或使用過程中或擱置一段時(shí)間再使用時(shí)，必須對其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測或作必要的調(diào)整與修正，以確保傳感器的測量精度。這個(gè)復(fù)測調(diào)整過程稱為校準(zhǔn)。6、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，往往要求傳感器能長期使用而不需經(jīng)常更換或校準(zhǔn)。在這種情況下應(yīng)對傳感器的穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和環(huán)境（或環(huán)境因素）。傳感器在同一工作條件下，對同一被測量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間不一致程度的指標(biāo)，稱為重復(fù)性。7、設(shè)某傳感器的理論滿量程輸出值為Y，其校準(zhǔn)曲線與擬合直線相比的最大偏差為△Lmax,則該傳感器線性度的計(jì)算公式為。8、傳感器的響應(yīng)特性應(yīng)在所測頻率范圍內(nèi)保持不失真。9、在測量某一通入量的變化量時(shí)，輸出量的變化量較小的傳感器其靈敏度較低。10、傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式向智能化方向發(fā)展。11、熱電偶的四個(gè)基本定律為均勻?qū)w定律、中間導(dǎo)體定律、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體定律、中間溫度定律。12、熱電偶熱電動(dòng)勢由溫差電動(dòng)勢和接觸電動(dòng)勢兩部分組成。熱電動(dòng)勢的大小主要與兩種導(dǎo)體材料的熱端和冷端的溫差（溫度差）有關(guān)。13、并聯(lián)熱電偶可用于測量平均溫度。14、按熱電阻材料的不同，熱電阻傳感器分為金屬熱電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻。15、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其阻值隨溫度增加而呈下降趨勢。16、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻的特點(diǎn)是在臨界溫度附近電阻有急劇變化，因此不適于較，溫度范圍內(nèi)的測量。17、衡量電橋工作特性質(zhì)量的兩項(xiàng)指標(biāo)是電橋靈敏度及電橋的非線性誤差。18、采用交流電源供電的電橋稱為交流電橋。19、電橋在測量時(shí)，由于是利用了電橋的不平衡輸出反映被測量的變化情況，因此，測量前電橋的輸出應(yīng)調(diào)為零。20、金屬導(dǎo)體的電阻值隨著機(jī)械變形而變化的物理現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。21、半導(dǎo)體應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主，它的靈敏度系數(shù)為金屬應(yīng)變片的50～70倍，因而適用于需要大信號輸出的場合。22、電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償中，若采用電橋補(bǔ)償法測量應(yīng)變時(shí)，工作應(yīng)變片粘貼在被測試件表面上，補(bǔ)償應(yīng)變片粘貼在與被測試件完全相同的補(bǔ)償塊上，且補(bǔ)償應(yīng)變片不承受應(yīng)變。23、應(yīng)變式加速度傳感器直接測得的物理量是敏感質(zhì)量塊在運(yùn)動(dòng)中所受到的力（或慣性力）。24、磁敏二極管工作時(shí)加正向電壓。由于它的磁靈敏度很高，特別適合測量弱磁場。25、基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等，基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等。26、光纖的傳輸是基于光的全內(nèi)反射。光纖傳感器所用光纖有單模光纖和多模光纖。27、有一光纖纖芯折射率為，包層折射率為，當(dāng)光從空氣中射入時(shí)數(shù)值孔徑為（）28、光柵位移傳感器無細(xì)分時(shí)，分辨率為，在四細(xì)分后，其分辨率為。29、計(jì)量光柵傳感器中，當(dāng)指示光柵不動(dòng)，主光柵左右移動(dòng)時(shí)，查看莫爾條紋的移動(dòng)方向，即可確定主光柵的運(yùn)動(dòng)方向。30、光柵位移傳感器的辨向電路中，用于辨向的兩路信號其相位差多取為90°。31、當(dāng)某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時(shí)，在其相應(yīng)的兩個(gè)相對表面產(chǎn)生極性相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種物理現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。32、在某些晶體的極化方向施加外電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)外電場撤去后，變形也隨之消失，這種物理現(xiàn)象稱逆壓電效應(yīng)。33、常用壓電材料有石英晶體、壓電陶瓷、高分子壓電材料等。34、壓電式壓力傳感器適于測動(dòng)態(tài)力和沖擊力，但不適于測靜態(tài)力。35、壓電式傳感器中的壓電晶片既是傳感器的敏感元件，又是傳感器的轉(zhuǎn)換元件。36、氣敏電阻元件種類很多，按制造工藝分為燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型。37、所謂電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器，是利用半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸造成半導(dǎo)體電阻值變化，借此來檢測特定氣體的成分或者濃度的傳感器的總稱。38、氣敏傳感器是一種將檢測到的氣體成份和濃度轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。39、電阻式濕敏元件利用濕敏材料吸收空氣中的水份而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化的原理而制成。氯化鋰濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子導(dǎo)電率發(fā)生變化而制成的測濕元件，該元件由引線、基片、感濕層與電極組成。40、對于電阻率隨濕度的增加而下降的半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件稱為負(fù)特性濕敏半導(dǎo)瓷。電阻率隨著濕度的增加而增大的半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件，稱為正特性濕敏半導(dǎo)瓷。41、互感式位移傳感器是將被測位移量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化，其基本結(jié)構(gòu)原理與常用變壓器類似，故稱其為變壓器式位移傳感器。42、為了提高自感位移傳感器的精度和靈敏度，增大特性的線性度，實(shí)際用的傳感器大部分都做成差動(dòng)式。43、電感式壓力傳感器類型較多，其特點(diǎn)是頻響低，適用于靜態(tài)或變化緩慢壓力的測試。44、電渦流式傳感器的測量系統(tǒng)由傳感器和被測體兩部分組成，利用兩者之間的磁性耦合來完成測量任務(wù)。45、渦流式位移傳感器是利用電渦流效應(yīng)將被測量變換為傳感器線圈變化阻抗Z的一種裝置。46、利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時(shí)，被測軸齒盤的材料必須是金屬。47、渦流式壓力傳感器具有良好的動(dòng)態(tài)（或動(dòng)）特性，適合于測量爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力。48、在理想情況下，采樣保持器在采樣期間的輸出完全跟隨輸入的變化，而保持期間的輸出保持不變。49、采樣保持電路在采樣過程中，必須遵循采樣定理，否則會出現(xiàn)信息丟失或信號失真。50、防止電場或磁場干擾的有效方法是屏蔽。51、為了提高檢測系統(tǒng)的分辨率，需要對磁柵、光柵等大位移測量傳感器輸出信號進(jìn)行細(xì)分。52、幾個(gè)傳感器串聯(lián)組成的檢測系統(tǒng)的總靈敏度等于各傳感器的靈敏度之乘積（或積）53、檢測系統(tǒng)中，模擬式顯示在讀數(shù)時(shí)易引起主觀誤差。54、數(shù)據(jù)處理中使用的溫度補(bǔ)償方法有表格法和公式法（或曲線擬合法）。55、抑制干擾的方法主要是采取單點(diǎn)接地、屏蔽隔離和濾波。三、簡答題1、什么是熱電效應(yīng)熱電偶測溫回路的熱電動(dòng)勢由哪兩部分組成由同一種導(dǎo)體組成的閉合回路能產(chǎn)生熱電勢嗎答：1）兩種不同類型的金屬導(dǎo)體兩端分別接在一起構(gòu)成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)有溫差時(shí)，導(dǎo)體回路里有電流流動(dòng)會產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。2）熱電偶測溫回路中熱電勢主要是由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。3）熱電偶兩個(gè)電極材料相同時(shí)，無論兩端點(diǎn)溫度如何變化無熱電勢產(chǎn)生。2、試比較熱電偶、熱電阻、熱敏電阻三種熱電式傳感器的特點(diǎn)答：（1）熱電偶可以測量上千度高溫，并且精度高、性能好，這是其它溫度傳感器無法替代。（2）熱電阻結(jié)構(gòu)很簡單，金屬熱電阻材料多為純鉑金屬絲，也有銅、鎳金屬。金屬熱電阻廣泛用于測量-200～+850℃溫度范圍，少數(shù)可以測量1000℃（3）熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，外形大小與電阻的功率有關(guān)，差別較大。熱敏電阻用途很廣，幾乎所有家用電器產(chǎn)品都裝有微處理器，這些溫度傳感器多使用熱敏電阻。3、為什么說差動(dòng)電橋具有溫度補(bǔ)償作用？

答：由于當(dāng)測量橋路處于雙臂半橋和全橋工作方式時(shí)，電橋相鄰兩臂受溫度影響，同時(shí)產(chǎn)生大小相等符號相同的電阻增量而相互抵消，從而達(dá)到電橋溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹?、試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補(bǔ)償辦法。答：（1）由于測量現(xiàn)場環(huán)境溫度偏離應(yīng)變片標(biāo)定溫度而給測量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片溫度誤差。（2）產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有：1）由于電阻絲溫度系數(shù)的存在，當(dāng)溫度改變時(shí)，應(yīng)變片的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化。2）當(dāng)試件與與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于溫度的變化而引起的附加變形，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加電阻。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法兩大類。5、簡述應(yīng)變式測力感器的工作原理。答：電阻應(yīng)變式測力傳感器是將力作用在彈性元件上，彈性元件在力作用下產(chǎn)生應(yīng)變，利用貼在彈性元件上的應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的變化，然后利用電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換成電壓（或電流）的變化，再送入測量放大電路測量。最后利用標(biāo)定的電壓（或電流）和力之間的對應(yīng)關(guān)系，可測出力的大小或經(jīng)換算得到被測力。6、試述應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。答：應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因：制作應(yīng)變計(jì)時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和工作中出現(xiàn)的剪應(yīng)力，使絲柵、基底，尤其是膠層之間產(chǎn)生的“滑移”所致。消減非線性誤差的措施：選用彈性模量較大的粘結(jié)劑和基底材料，適當(dāng)減薄膠層和基底，并使之充分固化，有利于非線性誤差的改善。7、比較霍爾元件、磁敏電阻、磁敏晶體管，它們有哪些相同之處和不同之處？簡述其各自的特點(diǎn)。

答：（1）霍爾元件具有體積小、外圍電路簡單、動(dòng)態(tài)特性好、靈敏度高、頻帶寬等許多優(yōu)點(diǎn)，在霍爾元件確定后，可以通過測量電壓、電流、磁場來檢測非電量，如力、壓力、應(yīng)變、振動(dòng)、加速度等等，所以霍爾元件應(yīng)用有三種方式：①激勵(lì)電流不變，霍爾電勢正比于磁場強(qiáng)度，可進(jìn)行位移、加速度、轉(zhuǎn)速測量。②激勵(lì)電流與磁場強(qiáng)度都為變量，傳感器輸出與兩者乘積成正比，可測量乘法運(yùn)算的物理量，如功率。③磁場強(qiáng)度不變時(shí)，傳感器輸出正比于激勵(lì)電流，可檢測與電流有關(guān)的物理量，并可直接測量電流。（2）磁敏電阻與霍爾元件屬同一類，都是磁電轉(zhuǎn)換元件，兩者本質(zhì)不同是磁敏電阻沒有判斷極性的能力，只有與輔助材料(磁鋼)并用才具有識別磁極的能力。（3）磁敏二極管可用來檢測交直流磁場，特別是弱磁場?？捎米鳠o觸點(diǎn)開關(guān)、作箱位電流計(jì)、對高壓線不斷線測電流、小量程高斯計(jì)、漏磁儀、磁力探傷儀等設(shè)備裝置。磁敏三極管具有較好的磁靈敏度，主要應(yīng)用于①磁場測量，特別適于10-6T以下的弱磁場測量，不僅可測量磁場的大小，還可測出磁場方向；②電流測量。特別是大電流不斷線地檢測和保護(hù)；③制作無觸點(diǎn)開關(guān)和電位器，如計(jì)算機(jī)無觸點(diǎn)電鍵、機(jī)床接近開關(guān)等；④漏磁探傷及位移、轉(zhuǎn)速、流量、壓力、速度等各種工業(yè)控制中參數(shù)測量。8、壓電式傳感器的前置放大器有何作用？說明壓電加速度傳感器要使用高輸入阻抗電荷放大器的原因。答：一是把傳感器的高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵?；二是把傳感器的微弱信號進(jìn)行放大。壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非常微弱，因此在使用時(shí)，必須接高通入阻抗的前置放大器。電荷放大器即可，且其輸出電壓與電纜分布電容無關(guān)。因此，連接電纜即使長達(dá)幾百米以上，電荷放大器的靈敏度也無明顯變化，這是電荷放大器的突出優(yōu)點(diǎn)。9、何謂零點(diǎn)殘余電壓？說明該電壓產(chǎn)生的原因和消除的方法。

答：零點(diǎn)殘余電壓：差動(dòng)變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓。零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的主要原因：1.由于兩個(gè)二次測量線圈的等效參數(shù)不對稱時(shí)輸出地基波感應(yīng)電動(dòng)勢的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時(shí)，也不能達(dá)到幅值和相位同時(shí)相同。2.由于鐵芯的特性非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。為了減小差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓可以采用的方式：1.盡可能保證傳感器尺寸線圈電氣參數(shù)和磁路對稱2.選用合理的測量電路3.采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電壓10、按在傳感器中的作用，光纖傳感器常分為哪兩大類型它們之間有何區(qū)別答：光纖傳感器大致可分為功能型和非功能型兩大類，它們的基本組成相似，由光源、入射光纖、調(diào)制器、出射光纖、光敏器件等組成。功能型又稱傳感型，這類傳感器利用光纖本身對外界被測對象具有敏感能力和檢測功能，光纖不僅起到傳光作用，而且在被測對象作用下使光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)等光學(xué)特性得到調(diào)制，調(diào)制后的信號攜帶了被測信息。如果外界作用時(shí)光纖傳播的光信號發(fā)生變化，使光的路程改變，相位改變，將這種信號接收處理后，可以得到與被測信號相關(guān)的變化電信號。非功能型又稱傳光型，這時(shí)光纖只作傳播光媒介，待測對象的調(diào)制功能是由其它轉(zhuǎn)換元件實(shí)現(xiàn)的，光纖的狀態(tài)是不連續(xù)的，光纖只起傳光作用。11、光纖可以通過哪些光的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行非電量的檢測，簡要說明原理。答：光纖可以通過光強(qiáng)、相位、頻率等的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行非電量的檢測，光強(qiáng)度調(diào)制：利用外界物理量改變光纖中的光強(qiáng)度，通過測量光強(qiáng)的變化測量被測信息。根據(jù)光纖傳感器探頭結(jié)構(gòu)形式可分為透射、反射、折射等方式調(diào)制。相位調(diào)制：一般壓力、張力、溫度可以改變光纖的幾何尺寸（長度），同時(shí)由于光彈效應(yīng)光纖折射率也會由于應(yīng)變而改變，這些物理量可以使光纖輸出端產(chǎn)生相位變化，借助干涉儀可將相位變化轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)的變化。干涉系統(tǒng)的種類很多，可根據(jù)具體情況采用不同的干涉系統(tǒng)。頻率調(diào)制：當(dāng)光敏器件與光源之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，光敏器件接收到的光頻率fs與光源頻率f不同，這種現(xiàn)象稱為光的“多普勒效應(yīng)”。頻率調(diào)制方法可以測量運(yùn)動(dòng)物體（流體）的速度、流量等。12、什么是光纖的數(shù)值孔徑物理意義是什么NA取值大小有什么作用答：（1）數(shù)值孔徑定義為：，表示了光纖的集光能力，無論光源的發(fā)射功率有多大，只有在2張角之內(nèi)的入射光才能被光纖接收、傳播。若入射角超出這一范圍，光線會進(jìn)入包層漏光。（2）NA越大集光能力越強(qiáng)，光纖與光源間耦合會更容易，但NA越大光信號畸變越大，所以要選擇適當(dāng)。13、什么是內(nèi)光電效應(yīng)什么是外光電效應(yīng)說明其工作原理并指出相應(yīng)的典型光電器件。答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。1）當(dāng)光線照在物體上,使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)又分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象稱光電導(dǎo)效應(yīng)，典型的光電器件有光敏電阻；光照時(shí)物體中能產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應(yīng)，光電池、光敏晶體管。2）在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，典型的光電器件有光電管、光電倍增管。

14、什么是智能傳感器系統(tǒng)簡述系統(tǒng)的基本組成形式及相互關(guān)系

答：智能傳感器系統(tǒng)是傳感器與微處理器相結(jié)合，兼有信息檢測和處理功能的傳感器系統(tǒng)?；窘M成：傳感器、調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)及其Ｉ/Ｏ接口設(shè)備相互關(guān)系：由傳感器獲取信號，并將被測參量轉(zhuǎn)換成電量輸出；但輸出的信號通常含有干擾噪聲，需要通過調(diào)整電路進(jìn)行信號的調(diào)理；調(diào)整后的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換A/D、D/A等，實(shí)現(xiàn)分時(shí)或并行采樣；最后經(jīng)過計(jì)算機(jī)及其I/O接口設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。四、計(jì)算題1、某線性位移測量儀，測量范圍為0～20mm。當(dāng)被測位移由5mm變到時(shí)，位移測量儀的輸出電壓由減至V，求：（1）該儀器的靈敏度K；（2）當(dāng)測量儀的輸出電壓為－7.5V時(shí)，被測位移是多少解：（1）（2）（線性測量儀，K的值相同）2、有一溫度傳感器，理論滿量程測量范圍為（—30～120）℃，其實(shí)測的校準(zhǔn)曲線與擬合直線的最大偏差為℃，求：（1）該傳感器的量程；（2）該傳感器的線性度。解：（1）里程為：Y=120－（-30）=150℃（2）線性度3、某次壓力測量時(shí)，壓電式傳感器的靈敏度為MPa，將它與增益為nc的電荷放大器相連，其輸出接到靈敏度為20mm/V的筆式記錄儀上，求：（1）計(jì)算此系統(tǒng)的靈敏度；（2）當(dāng)壓力變化10MPa時(shí)，記錄筆在紙上的偏移量是多少解：（1）系統(tǒng)的總靈敏度（說明當(dāng)壓力變化1MPa時(shí)，偏移量為8mm）4、有一電阻應(yīng)變片，靈敏度系數(shù)K=2，電阻R=120。設(shè)其工作時(shí)應(yīng)變?yōu)?000。求（1）應(yīng)變片的電阻變化量△R；（2）采用應(yīng)變儀電橋，若Ui=6V，計(jì)算U0的值。解：（1）因?yàn)樗砸黄瑧?yīng)變片采用應(yīng)變儀電橋，所以為單臂形式5、用四片靈敏度系數(shù)K=2，初始電阻值均為120金屬絲應(yīng)變片組成全橋，供橋直流電壓為4V，當(dāng)，且電橋輸出電壓U0=6mV時(shí)，求：（1）應(yīng)變片的應(yīng)變值；（2）應(yīng)變片的電阻變化值。解：（1）∴（2）∵∴6、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號頻率為=30r/min，被測物上的標(biāo)記