2021年10月自考02202傳感器與檢測技術(shù)試題及答案含解析

傳感器與檢測技術(shù)年月真題

02202202110

1、【單選題】傳感器輸入從非零的任意值緩慢增加，當(dāng)其超過某一增量時(shí)才能檢測到輸出值

的變化，這個(gè)能檢測到的最小輸入增量被稱為傳感器的

線性度

靈敏度

A:

分辨率

B:

分辨力

C:

答D:案：D

解析：傳感器的分辨力指的是能夠被傳感器檢測到的最小輸入增量。當(dāng)傳感器輸入值從非

零的任意值緩慢增加時(shí)，傳感器的輸出值會(huì)在輸入增量超過分辨力時(shí)才會(huì)發(fā)生變化。換句

話說，傳感器的分辨力決定了傳感器能夠精確檢測到的最小變化量。傳感器的分辨力通常

由其靈敏度和噪聲水平?jīng)Q定。較高的靈敏度和較低的噪聲水平可以提高傳感器的分辨力，

使其能夠檢測到更小的輸入增量。傳感器的分辨力對(duì)于許多應(yīng)用非常重要，特別是在需要

精確測量和控制的領(lǐng)域，如科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療設(shè)備等。

2、【單選題】測量液面高度時(shí)所采用的電容式液位傳感器屬于

容柵式

變介質(zhì)型

A:

變面積型

B:

變極距型

C:

答D:案：B

3、【單選題】金屬電阻絲的應(yīng)變靈敏系數(shù)K0和由該金屬電阻絲制成的應(yīng)變片的應(yīng)變靈敏系

數(shù)K之間的關(guān)系為

K<0

K0

A:

K>K0

B:

K>>K0

C:

答D:案：B

4、【單選題】下列參數(shù)中，影響懸臂梁應(yīng)變式力敏元件測力靈敏度最顯著的為

梁的厚度

梁的寬度

A:

B:

梁的長度

梁的彈性模量

C:

答D:案：A

5、【單選題】可對(duì)高溫腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定測量的金屬熱電阻是

銦電阻

鎳電阻

A:

銅電阻

B:

鉑電阻

C:

答D:案：D

解析：鉑電阻是一種常用于高溫環(huán)境下穩(wěn)定測量的金屬熱電阻。鉑電阻具有較高的穩(wěn)定

性、精度和耐高溫性能，因此在許多工業(yè)領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)室中被廣泛應(yīng)用。鉑電阻的工作原理

是基于鉑材料的電阻隨溫度的變化。隨著溫度的升高，鉑電阻的電阻值也會(huì)相應(yīng)增加。通

過測量鉑電阻的電阻值變化，可以確定溫度的變化。鉑電阻的優(yōu)點(diǎn)包括高精度、穩(wěn)定性

好、線性范圍廣、響應(yīng)速度快等。此外，鉑電阻還具有較好的耐腐蝕性能，可以在一些高

溫腐蝕性介質(zhì)中穩(wěn)定工作。因此，鉑電阻是一種適用于高溫腐蝕性介質(zhì)穩(wěn)定測量的金屬熱

電阻。它在許多工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于溫度測量和控制。

6、【單選題】用于測量一氧化碳?xì)怏w濃度的SnO?半導(dǎo)瓷傳感器，其電阻變化率隨被測氣體

濃度的增加而

線性減少

線性增加

A:

非線性減少

B:

非線性增加

C:

答D:案：C

7、【單選題】固體半導(dǎo)體攝像機(jī)所使用的攝像元件為電荷耦合器件，簡稱

CCD

MOS

A:

CMOS

B:

MEMS

C:

答D:案：A

解析：固態(tài)半導(dǎo)體攝像機(jī)常使用的攝像元件是電荷耦合器件（Charge-CoupledDevice，

簡稱CCD）。CCD是一種基于半導(dǎo)體材料的圖像傳感器，它能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電荷信

號(hào)，并通過電荷耦合的方式將電荷逐行傳輸至讀出電路進(jìn)行信號(hào)放大和處理。CCD攝像元

件由一系列光敏元件（像素）組成，每個(gè)像素都能夠感受到光的強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)換為電

荷。CCD攝像元件具有高靈敏度、低噪聲、較寬的動(dòng)態(tài)范圍和較高的圖像質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，因

此在許多應(yīng)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，包括數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、顯微鏡、天文學(xué)觀測等。然

而，隨著技術(shù)的發(fā)展，CMOS（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器

也逐漸嶄露頭角，成為另一種常見的攝像元件。CMOS圖像傳感器具有低功耗、集成度高、

成本低等優(yōu)勢，逐漸在一些應(yīng)用中取代了CCD。

8、【單選題】“同步”解調(diào)過程中所乘信號(hào)的頻率和相位(f,φ),與調(diào)制時(shí)載波信號(hào)的頻率

和相位(f0,φ0)的關(guān)系是

f=f0,φ=φ0

f=f0,φ≠φ0

A:

f≠f0,φ=φ0

B:

f≠f0,φ≠φ0

C:

答D:案：A

9、【單選題】在信號(hào)時(shí)域分析中，信號(hào)方均值是指

信號(hào)均值的平方

信號(hào)方差的平方

A:

信號(hào)均值的平方與信號(hào)方差之差

B:

信號(hào)均值的平方與信號(hào)方差之和

C:

答D:案：D

解析：在信號(hào)時(shí)域分析中，信號(hào)方均值是指信號(hào)的均值的平方與信號(hào)的方差之和。具體計(jì)

算公式如下：信號(hào)方均值=(信號(hào)均值)^2+信號(hào)方差其中，信號(hào)均值是指信號(hào)的平均

值，計(jì)算公式為信號(hào)的所有樣本值之和除以樣本數(shù)。信號(hào)方差是指信號(hào)樣本值與均值之差

的平方的平均值，計(jì)算公式為信號(hào)樣本值與均值之差的平方的和除以樣本數(shù)。信號(hào)方均值

可以用來描述信號(hào)的集中程度和波動(dòng)程度。當(dāng)信號(hào)的方均值較小時(shí)，表示信號(hào)的樣本值較

為集中，波動(dòng)較??；當(dāng)信號(hào)的方均值較大時(shí)，表示信號(hào)的樣本值較為分散，波動(dòng)較大。

10、【單選題】下列傳感器中，利用隔膜受壓變形原理測量汽車通過數(shù)量的是

電感式傳感器

應(yīng)變式傳感器

A:

橡皮管式傳感器

B:

多普勒雷達(dá)式傳感器

C:

答D:案：C

解析：橡皮管式傳感器利用隔膜受壓變形原理來測量汽車通過數(shù)量。該傳感器通常由橡膠

管和壓力傳感器組成。工作原理如下：1.橡膠管：橡膠管被安裝在汽車通行的道路上，

當(dāng)汽車通過時(shí)，車輪會(huì)對(duì)橡膠管施加壓力，導(dǎo)致橡膠管發(fā)生變形。2.壓力傳感器：壓力傳

感器安裝在橡膠管內(nèi)部，用于測量橡膠管受到的壓力變化。當(dāng)汽車通過時(shí)，橡膠管受到的

壓力變化會(huì)導(dǎo)致壓力傳感器輸出相應(yīng)的電信號(hào)。3.信號(hào)處理：傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)過信

號(hào)處理電路進(jìn)行放大、濾波等處理，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。4.數(shù)據(jù)分析：通過對(duì)數(shù)字信號(hào)

進(jìn)行分析，可以得到汽車通過的數(shù)量和其他相關(guān)信息。橡皮管式傳感器具有安裝簡單、成

本低廉、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通流量監(jiān)測、停車場管理等領(lǐng)域。

11、【問答題】簡述電渦流式傳感器的特點(diǎn)。

答案：結(jié)構(gòu)簡單，易于進(jìn)行非接觸測量，靈敏度高;廣泛用于位移、厚度、振動(dòng)等參數(shù)的

測量。

12、【問答題】簡要說明差動(dòng)檢測自感式位移傳感器存在零點(diǎn)剩余電壓的主要原因。

答案：制造中的各種因素，如繞組幾何結(jié)構(gòu)、所選材料和安裝等;在調(diào)整時(shí)，對(duì)工作電流

的基頻信號(hào)可調(diào)到平衡，但對(duì)高次諧波難以調(diào)到平衡。

13、【問答題】簡要說明離子選擇性電極的主要優(yōu)點(diǎn)。

答案：(1)結(jié)構(gòu)簡單、體積小;(2)可直接測定特定離子的濃度、活度;(3)響應(yīng)快;(4)

不需預(yù)處理;(5)所需試劑量少，并可做非破壞性的原位分析;(6)輸出電信號(hào)不需經(jīng)過

轉(zhuǎn)換即可測量。

14、【問答題】簡述導(dǎo)電橡膠柔性觸覺傳感器的基本工作原理。

答案：摻入導(dǎo)電填料的膠體可以看作是一個(gè)電阻:外力變化時(shí)，膠體中導(dǎo)電粒子的分布發(fā)

生變化，改變材料的電阻，使這種導(dǎo)電膠體表現(xiàn)出壓力-電阻特性。

15、【問答題】物聯(lián)網(wǎng)大致分為哪幾層?簡要說明其主要應(yīng)用領(lǐng)域。

答案：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層;主要應(yīng)用領(lǐng)域:物流及安防監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測、設(shè)備

狀態(tài)監(jiān)測和制造業(yè)過程管理等。

16、【問答題】對(duì)同一被測量進(jìn)行5次重復(fù)測量，得到的實(shí)際輸出校正曲線如圖所示。極

差系數(shù)如表所列:若YFS=5V，ΔRmax1=0.01V，ΔRmax2=0.008V，試?yán)脴O差法計(jì)算傳感器

的重復(fù)性誤差。

答案：δR=3ΔRmax/dmYFSx100%根據(jù)題意，ΔRmax=0.01V從表中可以看出，當(dāng)測量次

數(shù)為5時(shí)，ddm=2.48δR=3ΔRmax/dmYFSx100%=3×0.01/2.48×5x100%≈0.242%

17、【問答題】某壓電式加速度傳感器的電荷靈敏度為kg=l5pC·m-1·s2,若電荷放大器的

反饋電容Cf=7500pF，當(dāng)被測加速度為10sin15000tm/s2時(shí)，試求電荷放大器的穩(wěn)態(tài)輸出電壓

幅值。

答案：穩(wěn)態(tài)輸出電壓幅值為Um=Q/Cf=15x10/7500=0.02(V)=20mV

18、【問答題】如圖所示為磁電式線振動(dòng)速度傳感器工作原理圖。

(1)簡述其工作原理;

(2)設(shè)線圈匝數(shù)為200,線圈所在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為10mT，每匝線圈的平均長度為

120mm，線圈的運(yùn)動(dòng)速度為5m/s，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。

答案：(1)當(dāng)線圈2作垂直于磁場方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割由永久磁鐵1產(chǎn)生磁場的磁

力線，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)及參數(shù)選定

后，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢正比于被測速度。(2)感應(yīng)電動(dòng)勢為E=NBlv=200x10x10-

3x120x10-3x5=1.2(V)

19、【問答題】諧振弦式壓力傳感器的工作原理如圖所示。試回答:

(1)圖中A、B、C三個(gè)部件的名稱;

(2)該傳感器的工作原理;

(3)該傳感器的優(yōu)點(diǎn)。

答案：(1)A-諧振弦;B-磁鐵線圈組件;C-膜片(2)被測壓力不同，加在膜片上的壓力不

同，即加在諧振弦上的張緊力不同，諧振弦的等效剛度不同，因此諧振弦的固有頻率不

同。通過測量諧振弦的固有頻率，就可以測出被測壓力的大小。(3)具有靈敏度高、測

量誤差小、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低和慣性小等優(yōu)點(diǎn)。

20、【問答題】當(dāng)考慮環(huán)境溫度影響時(shí)，一測力傳感器的輸出特性

為:Uo=Uo0+αF+βT;Uo0(V)為傳感器零位輸出;F(N)、T(C)分別為被測力和環(huán)境溫度。試:

(1)說明α和β的物理意義和單位;(2)寫出解算被測量的關(guān)系式;(3)若β=0.0001V/℃，

環(huán)境溫度范圍為0~50°C時(shí)，則引起的溫度漂移最大值為多少?

答案：(1)系數(shù)α和β分別代表傳感器的測力靈敏度和溫度干擾的靈敏度，其單位分別

為:V/N、V/°C;(2)F=1/α(Uo-Uo0-βT)(3)依題意，溫度漂移最大值為:

ΔUo,max(ΔT)=β(Tmax-T0)=0.0001x(50-0)=0.005(V)=5mV

21、【填空題】傳感器是指能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用（）的器件或

裝置。

答案：輸出信號(hào)

22、【填空題】磁柵式位移傳感器的磁頭分動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩種。其中動(dòng)態(tài)磁頭又稱（）磁頭。

答案：速度

23、【填空題】直流測速發(fā)電機(jī)在空載時(shí)，其輸出電壓和電樞（）相等。

答案：感應(yīng)電動(dòng)勢

24、【填空題】通常采用的彈性式壓力敏感元件有（）、波登管和波紋管三類。

答案：膜片

25、【填空題】利用石英壓電諧振器的（）特性可實(shí)現(xiàn)石英溫度傳感器。

答案：熱敏(或溫度-頻率)

26、【填空題】紅外式水分傳感器是