傳感器原理與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題(DOC)

1、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(duì)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.

2、線性度D.靈敏度7、一般以室溫條件下經(jīng)過一定的時(shí)間問隔后，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(duì)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

3、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20c+200C,其量程為（B）A. 200 cB. 220 cC. 180 cD. 240 c13、某溫度測量儀的輸入一輸出特性為線性，被測溫度為20c時(shí)，輸出電壓為10mV,被測溫度為25c時(shí)，輸出電壓為15mV,則該傳感器的靈敏度為（D）A. 5mv/CB. 10mv/C C. 2mv/CD. 1mv/C14、熱電偶的T端稱為（C）A.參考端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(huì)（B）A.迅速增加B.迅速減小C.緩慢增加D.緩慢減小16

4、、有一溫度計(jì)，測量范圍為0200°C,精度為0.5級(jí)，該表可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差為（A ）A.1 oCB.0.5 oCC.10 oCD.200 °C17、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2

5、0、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(huì)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(huì)產(chǎn)生電阻值的變化，其主要原因是（D）A

6、.壓阻效應(yīng)B.壓磁效應(yīng)26、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于A.壓阻效應(yīng)B.熱電效應(yīng)27、對(duì)于金屬絲式應(yīng)變片，靈敏系數(shù)C.壓電效應(yīng)D.電阻絲的幾何尺寸變化（A）C.壓電效應(yīng)K等于（B）D.壓磁效應(yīng)A.二lEB. 12C.dR/R D. d / -第13頁28、應(yīng)變儀電橋的四臂工作方式中，其輸出電壓 U0為（D）DUK；A.UiK /8B.UiK /4 C.UiK /211 C1 C29、差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為（D）1 R12 R1B » B.4 R1C»E2 R,D.0D.機(jī)器組件D.以上三種均可D.溫度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

7、參數(shù)的傳感器。（C）A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體C.彈性元件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8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22；.36、自感式位移傳感器L = N2/（c+一±）,c為常

8、數(shù)，如果保持6不變，則可構(gòu)成何種類型的位0s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(duì)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

9、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?B）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

10、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(hào)的相位差辨別方向時(shí)，相位差值不能是 （D）A.45 0B. 90 0 C.

11、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. CBDD.CCD52、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(duì)濕度D.相對(duì)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

12、，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(hào)為5V,則轉(zhuǎn)換器的輸出能分辨出輸入的電壓信號(hào)為（C）A. 2/510VB. 510/2 VC. 5/210VD. 210/5 V57、將微弱的、變化緩慢的直流信號(hào)變換成某種頻率、以便于放大和傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)的過程稱為（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

13、.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(hào)為2. 5 V,則該轉(zhuǎn)換器能分辨出 的最小輸入電壓信號(hào)為（B）A. 1.22mVB. 2. 44mV C. 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

14、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.克服用擾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(hào) 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)感標(biāo)的 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(hào)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）

15、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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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

16、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 L max , 則該傳感器線性度的計(jì)算公式為 二JayL'ma父I。yF.S8、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

17、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、迪里溫度系數(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

18、 5070倍,因而適用于 需要大信號(hào)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)的光電元件有一電管 、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

19、光纖。27、有一光纖纖芯折射率為1.56,包層折射率為1.24,當(dāng)光從空氣中射入時(shí)數(shù)值孔徑為0.9466(n =1.56,n 2 = 1.24,Na =Jr? -n2 =0.9466)28、光柵位移傳感器無細(xì)分時(shí)，分辨率為 0.02mm,在四細(xì)分后，其分辨率為 0.005mm。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(hào)具相位差多取為900 031、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(duì)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

20、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

21、為電信號(hào)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(duì)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)餐。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

22、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鼠。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(huì)出現(xiàn)信息丟失或信號(hào)失真

23、。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(duì)磁柵、光柵等大位移測量傳感器輸出信號(hào)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

24、動(dòng)會(huì)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柏金屬絲，也有銅、鍥金屬。金屬熱電阻廣 泛用于測量-200+850C溫度范圍，少數(shù)可以測量1000Co（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

25、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(hào)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02）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

26、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(duì)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

27、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：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。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。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

28、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(shí)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(duì)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；電流測量。特別是大電流不斷線地檢測和保護(hù)；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；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

29、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?hào)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(duì)稱時(shí)輸出地基波感應(yīng)電動(dòng)勢的幅值和相位不同

30、，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)和磁品&對(duì)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(duì)外界被測對(duì)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(duì)象作用下使光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)等

31、光學(xué)特性得到調(diào)制， 調(diào)制后的信號(hào)攜帶了被測信息。如果外界作用時(shí)光纖傳播的光信號(hào)發(fā)生變化，使光的路程改 變，相位改變，將這種信號(hào)接收處理后，可以得到與被測信號(hào)相關(guān)的變化電信號(hào)。非功能型又稱傳光型，這時(shí)光纖只作傳播光媒介，待測對(duì)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：一股壓力、張力、溫度

32、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(huì)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(duì)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：Na=M2-n2 ,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26c張角之內(nèi)的入射光才能被光纖接收、傳播

33、。若入射角超出這一范圍，光線會(huì)進(jìn)入包層漏光。（2） Na越大集光能力越強(qiáng)，光纖與光源問耦合會(huì)更容易，但 Na越大光信號(hào)畸變?cè)酱?，所?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

34、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(hào)，并將被測參量轉(zhuǎn)換成電量輸出；但輸出的信號(hào)通常含有干擾噪聲，需要通過調(diào)整電路進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理； 調(diào)整后的信號(hào)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)

35、過計(jì)算機(jī)及其I/O接口設(shè)備對(duì)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 020mm。當(dāng)被測位移由5mm變到5.5mm時(shí)，位移測 量儀的輸出電壓由3.5V減至2.5 V,求：（1）該儀器的靈敏度K;（2）當(dāng)測量儀的輸出電壓為一7. 5V時(shí)，被測位移是多少？解：（1） k =35二25 = _2V/mm5 -5.5（2） K =阻*） = -2V/mm （線性測量儀，K的值相同）x =10.5mm 2、有一溫度傳感器，理論滿量程測量范圍為（一30120 ） C,其實(shí)測的校準(zhǔn)曲線與擬合直 線的最大偏差為ALmax=3C,求：（1）該傳感器的量程；（2）該傳感器的線性度。解：（1）里

36、程為：Y=120 （-30） =150C（2）線性度、：L = | "max | 100% 3 100% =2%Y1503、某次壓力測量時(shí)，壓電式傳感器的靈敏度為80.Onc/MPa,將它與增益為0.005V/nc的電荷放大器相連，具輸出接到靈敏度為 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K0 =k1k2k3 =80.0nc/MPa 0.005V/n 20mm/V =8mm/MPa（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=120C。

37、設(shè)其工作時(shí)應(yīng)變?yōu)?000收。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)?AR/R = Kw所以AR = K SR =21000父10“父120 =0.24夏一片應(yīng)變片采用應(yīng)變儀電橋，所以為單臂形式U0=K；Ui/4 =2 1000 10上 6/4=3mV5、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)Ar =-& =AR3 = MR4,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3R。Ui艮R3R4Ui：R解：(1) U0 = (-+3 -)=

38、x4'=Ui x'= Ui xk名4RRRR 4 RR6 10 =4 2 ； =7. 5 1%(2)R1/R = kE=1.5x10 下. AR1 =1.5父10 小 x120 = 0.18C6、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)頻率為f =30r/min ,被測物上的標(biāo)記齒數(shù)為z =2求：（1）所測轉(zhuǎn)速為多少？（2）角速度又是多少？解：（1）所測轉(zhuǎn)速為:n =60f /z = 60x30/ 2=900r/min(2)角速度 =2 二 f/z=2 二 30/ 2 =94.2rad/s7、有一電渦流位移傳感器用于測量轉(zhuǎn)速，輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由記錄儀記錄的情況為0.1秒內(nèi)輸出12個(gè)脈沖信號(hào)，所用帶齒圓盤的齒數(shù)為 z =12,求：（1）被測轉(zhuǎn)速；（2）被測角速度。-12解：（1） f =一=120Hz0.16 0f 6 0 1 2 0n =600z 12/min2二 f 2 3.14 120(2)6 =62.8rad / sz128、已知光柵式位移傳感器的柵線為 50線/mm,無細(xì)分時(shí)，其分辨率為多少？若希望其分辨率 為0.005mm,采用何種細(xì)分電路。解：（1）無細(xì)分時(shí)，分辨率為