傳感器題庫及答案

1、壓電式傳感器一、選擇填空題：1、壓電式加速度傳感器是（D ）傳感器。A、結(jié)構(gòu)型B、適于測量直流信號C、適于測量緩變信號D、適于測量動態(tài)信號2,沿石英晶體的光軸z的方向施加作用力時，（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、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3、在電介質(zhì)極化方向施加電場，電介質(zhì)產(chǎn)生變形的現(xiàn)象稱為（B ）。A、正壓電效應(yīng)B、逆壓電效應(yīng)C、橫向壓電效應(yīng)D、縱向壓電效應(yīng)4、天然石英晶體與壓電陶鎏比，石英晶體壓電常數(shù)（C）,壓電陶瓷的穩(wěn)定性（C ）。A,高，差B,高，好C、低，差D、低，好5、沿石英晶體的電軸x的方向施加作用力產(chǎn)生電荷的壓電

2、效應(yīng)稱為（D）。A、正壓電效應(yīng)B、逆壓電效應(yīng)C、橫向壓電效應(yīng)D、縱向壓電效應(yīng)6、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。7、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。二、簡答題1、什么是壓電效應(yīng)縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)有什么區(qū)別答：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┘油饬Χ顾冃螘r，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，相 應(yīng)地會在它的兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài), 這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。通常把沿電軸X-X方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱 向壓電效應(yīng)”；而把沿機(jī)械軸YY方向的

3、力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效 應(yīng)”；所以縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)的主要區(qū)別在于施力方向不同，電荷產(chǎn)生方向也 不同。2、)3.壓電式傳感器為何不能測量靜態(tài)信號答：因為壓電傳感元件是力敏感元件，壓電式傳感器是利用所測的物體的運(yùn)動產(chǎn)生的相應(yīng) 的電信號，而靜態(tài)的不能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。所以壓電式傳感器不能測量靜態(tài)信號。3、壓電式傳感器連接前置放大器的作用是什么答：前置放大器的作用：一方面把傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗，另一方面是放 大傳感器輸出的微弱信號。電容式傳感器一、選擇填空題1、變極距型電容傳感器的靈敏度K=2/dO o2,電容式傳感器采用 電容器 作為傳感元件,將不同的被測

4、物理用的變化轉(zhuǎn)換為電容量 的變化。3、根據(jù)工作原理的不同，電容式傳感器可分為面積變化型電容傳感器、極距變化型 電容傳感器和介質(zhì)變化型電容傳感器,4,電容式傳感器常用的轉(zhuǎn)換電路有：二極管雙T形交流電橋、差動脈沖調(diào)制電路運(yùn)算 放大電路、調(diào)頻電路和電橋電路 等。轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實現(xiàn)非電量的測量。5、移動電容式傳感器的動極板，導(dǎo)致兩極板有效覆蓋面積A發(fā)生變化的同時，將導(dǎo)致電容 量的變化，傳感器電容改變量/C與動極板水平位移成 反比 關(guān)系,，C與動極板角位 移成反比關(guān)系。6,電容式傳感器測量固體或液體物位時，應(yīng)該選用(B)。A、變極距式B、變介電常數(shù)式C、變面積式D、空氣介質(zhì)變極距式7,電容式傳感

5、器采用差動連接的目的是(D)oA、改善回程誤差B、提高固有頻率C、提高精度D、提高靈敏度8,如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，其靈敏度將(B)。A、保持不變B、增大一倍C、減小一倍D、增大兩倍9、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、非線性誤差不變二、計算題 1、有一臺變間隙非接觸式電容測微儀，其傳感器的極板半徑r=4mm,假設(shè)與被測工件的初 始間隙為d產(chǎn)，極板間介質(zhì)為空氣。試求：如果傳感器與工件的間隙減少Ad=10um,電容的變化量。2、一個以空氣為介質(zhì)的平板電容式傳感器，其中a=10nim, b=16m

6、ni,兩極板間距d=lmm。測量時，若上極板在原始位置上向左平移了 2nun,求該傳感器的電容變化量。3、一個圓形平板電容式傳感器，其極板半徑為5mm,工作初始間隙為，空氣介質(zhì)，所采用 的測量電路的靈敏度為100mV/pF,讀數(shù)儀表靈敏度為5格/mV。如果工作時傳感器的間隙 產(chǎn)生2Hm的變化量，則讀數(shù)儀表的指示值變化多少格電阻式傳感器一、填空選擇題1、與金屬箔式應(yīng)變片相比，半導(dǎo)體應(yīng)變片的最大優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高。2,應(yīng)變直流電橋測量電路中，全橋靈敏度是單臂電橋靈敏度的倍。3、應(yīng)變直流全橋電路中，相鄰橋臂的應(yīng)變片的應(yīng)變極性應(yīng)致（選一致或相反）。4、將電阻應(yīng)變片貼在各種彈性敏感元器件上可以構(gòu)成測力、位移

7、、加速度等參數(shù)的傳感器。5、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬電阻 應(yīng)變效應(yīng)。固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為 電阻應(yīng)變 效應(yīng)。要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需要采用特別設(shè)計的測量電路，通常采用 交流電橋電路 或直流電橋電路。6,電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（BA、差動電橋補(bǔ)償法B、補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片的電橋補(bǔ)償法C、補(bǔ)償線圖補(bǔ)償法D、恒流源溫度補(bǔ)償電路法7,電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史，是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一。將電阻應(yīng)變片粘貼到 各種彈性敏感元件上，可構(gòu)成測量各種參數(shù)的電阻應(yīng)變式傳感器，這些參數(shù)包括（ABC ）。A、位移

8、 B、加速度 C,力D、力矩二、簡答題1、什么叫應(yīng)變效應(yīng)利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。三、計算題I1、如果將100Q的應(yīng)變片貼在彈性試件上，若試件截面積S=X10Tmm",彈性模量 E=2X10"N/m2,若由5X10R拉力引起的應(yīng)變片電阻變化為1Q,試求該應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。2、如題圖1T所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，與為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)攵= 2.05,未受應(yīng)變時凡=120。，當(dāng)試件受力/時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變e = 8xl（）T,求：（1）應(yīng)變片電阻變化量A與和電阻相對變化量A/?1與。（2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3v,求電橋輸

9、出電壓是多少。熱電式傳感器1、熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動勢，另一部分是單一導(dǎo)體的一溫差電動勢。2、熱電偶產(chǎn)生熱電勢必須具備的基本條件是1兩種導(dǎo)體的材料不同、2 兩接觸點(diǎn) 的溫度不同。3、熱電偶中熱電勢的大小僅與導(dǎo)體材料 的性質(zhì)、接觸點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電極尺寸、形狀及溫度分布無關(guān)。4、常用的熱電式傳感元件有熱電偶 、熱電阻 和熱敏電阻。5、在各種熱電式傳感器中，以將溫度轉(zhuǎn)換為電勢或電阻的方法最為普遍，例如熱電偶是將 溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢 的測溫元件,熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)換為電阻的測溫元件。6,半導(dǎo)體熱敏電阻包括：（ABC ）。A、正溫度系數(shù)熱敏電阻B、負(fù)溫度系數(shù)

10、熱敏電阻C、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻D、非溫度系數(shù)熱敏電阻7,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（BA、中間導(dǎo)體定律 B、中間溫度定律C、標(biāo)準(zhǔn)電極定律D、均質(zhì)導(dǎo)體定律8,熱電偶中熱電勢由（B C ）組成。A、感應(yīng)電動勢 B、溫差電動勢&B（ Jo） = /（O-/ao）= Z（o-C = W）9、工程（工業(yè)）中，熱電偶冷端處理方法有（CD）A、熱電動勢修正法 B、溫度修正法C、0七恒溫法D、冷端延長法10、實用熱電偶的熱電極材料中，用的較多的是（D ）A、純金屬 B、非金屬C、半導(dǎo)體 D、合金 >11、熱電偶測量溫度時，（DA、需加正

11、向電壓B、需加反向電壓C、加正、反向電壓都可以D、不需加電壓12、簡述熱電偶能夠工作的兩個條件是什么答：1、兩金屬電極的材料不同2、兩接觸點(diǎn)的溫度不同13、簡述熱電偶測溫原理答：可見：只要測出EAB （T.TO）的大小，就能得到被測溫度T,這就是利用熱電偶測溫的原理 14、什么是中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律它們在利用熱電偶測溫時有什么實際意義答：中間導(dǎo)體定律：將由A、B兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的冷端（TO端）斷開而接入的三種導(dǎo) 體C后，只要冷、熱端的TO、T保持不變，則回路的總熱電勢不變。根據(jù)此定律，只要儀 表兩接入點(diǎn)的溫度保持一致（TO）儀表的接入就不會影響熱電勢。而且A、B結(jié)點(diǎn)的焊接方法 也可以

12、是任意的。中間溫度定律EAB （Tl, T3） =EAB （Tl, T2） +EAB （T2, T3）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)果就是利用了熱電偶的中間溫度定律傳感器基礎(chǔ)1、傳感器主要完成兩方面的功能：檢測和（D ）。A、測量 B、感知 C、信號調(diào)節(jié)D、轉(zhuǎn)換2,屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（A C ）。A、重復(fù)性 B、固有頻率 C、靈敏度 D、漂移3、傳感器的主要功能是（A ）。A、檢測和轉(zhuǎn)換B、濾波與放大C、調(diào)制與解調(diào)D、傳輸與顯示4、傳感器的下列指標(biāo)中全部屬于靜態(tài)特性的是（C ）oA、線性度、靈頷度、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

13、D、精度、時間常數(shù)、重復(fù)性5、一個實用的傳感器由那幾部分構(gòu)成各部分的功用是什么用框圖標(biāo)示出你所理解的傳感器 系統(tǒng)。答：敏感元件：直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件, 是傳感器的核心。轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號。 測量電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換和處理，如放大、濾波、線性化、補(bǔ) 償?shù)?，以獲得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、處理及控制等功能。_呈k 非電信號敏感元件電感式傳感器1、電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)上的,電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為 線圈的 自感 或互感 的變化,并通過測量電路進(jìn)一步

14、轉(zhuǎn)換為電量的變 化，進(jìn)而實現(xiàn)非電量的測量。2,電感式傳感器可以對（ABC ）等物理量進(jìn)行測量。A、位移 B、振動 C、壓力 D、流量3、差動變壓器結(jié)構(gòu)形式有相敏檢波電路、差分整流電路和直流差分變壓器電路等, 它們的工作原理基本一樣，都是基于線圈互感量的變化來測量的。4、為什么電感式傳感器一般都采用差動形式解：差動式結(jié)構(gòu)，除了可以改善非線性，提高靈敏度外，對電源電壓、頻率的波動及溫 度變化等外界影響也有補(bǔ)償作用；作用在銜鐵上的電磁力，是兩個線圖磁力之差，所以對電 磁力有一定的補(bǔ)償作用，從而提高了測量的準(zhǔn)確性。5,渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么解：電渦流式傳感器最大的特點(diǎn)是能對位移、厚度、表面溫度、

15、速度、應(yīng)力、材料損傷等 進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛。6,電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量解：還可以對厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。霍爾式傳感器1.說明霍爾效應(yīng)的原理 解：置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上平行于 電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)?；魻杺鞲衅魇抢冒雽?dǎo) 體材料的霍爾效應(yīng)進(jìn)行磁一電轉(zhuǎn)換的磁電式傳感器 2、什么是霍爾效應(yīng)霍爾電動勢與哪些因素有關(guān)答：置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上平行于

16、電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。由知霍爾電勢與輸入電流IC、磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，且當(dāng)B的方向改變時，霍爾電勢的方向 也隨之改變。如果所施加的磁場為交變磁場，則霍爾電勢為同頻率的交變電勢。光電式傳感器1、光纖傳感器用的光纖主要有兩種：（AB ）。A、單模光纖B、多模光纖 C、單晶光纖D、多晶光纖2、按探測機(jī)理的不同，紅外傳感器分為 紅外熱探測器和紅外光子探測器 兩大類。3、光纖工作的基礎(chǔ)是光的全反射定律。4、任何物質(zhì)，只要它的溫度高于 絕對零度（ °C ）,就會向周圍空間輻射紅外線。5、數(shù)值孔徑NA是光纖的一個重要參數(shù)，以下說法不正確的是（B ）0A、數(shù)值孔

17、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6,光導(dǎo)纖維是利用哪種光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行導(dǎo)光的光導(dǎo)纖維的數(shù)值孔徑有何意義答：光導(dǎo)纖維是利用光的全反射現(xiàn)象進(jìn)行導(dǎo)光的。甌二的口光導(dǎo)多“尸竽"扁/凈映 訃1 912了光纖的集光能力，數(shù)值孔徑越大，光纖與光源的耦合越容易，數(shù)值孔徑越大，光信號的畸 變也越大。7,簡述什么是紅外傳感器，簡述紅外傳感器的組成。答：紅外傳感器是將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器。紅外傳感器一般由光學(xué)系統(tǒng)、 探測器、信號調(diào)理電路及顯示單元等組成。8,什么是光電效應(yīng)，依其表現(xiàn)形式如何分類，并予以解釋。解：光電效應(yīng)首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成 電信號，光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩大類：a）在光線作用下，能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)；b）受光照的物體導(dǎo)電率"發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動勢的效應(yīng)叫內(nèi)光電效應(yīng)。9、分別列舉屬于內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)的光電器件。解：外光電效應(yīng)，如光電管、光電倍增管等。內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻、光電池和光敏晶體管等。10、什么是光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)這些光電效應(yīng)的定性光電器件各自有哪些答：在光線作用，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由