傳感器總復(fù)習(xí)題

傳感器總復(fù)習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題1、傳感器中直接感受被測(cè)量的部分是（B）A、轉(zhuǎn)換元件B、敏感元件C、轉(zhuǎn)換電路D、放大電路2、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是(B)A.重復(fù)性B.固有頻率C.靈敏度D.線性度3、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A、靈敏度B、線性度C、遲滯D、幅頻特性4、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5、在傳感器的靜態(tài)特性中，描述傳感器在正、反行程期間，其輸入—輸出曲線不重合現(xiàn)象的是（A）A、遲滯B、重復(fù)性C、線性度D、穩(wěn)定性6、某位移傳感器在輸入量變化為5mm時(shí)，輸出電壓變化800mV，其靈敏度為（C）。A、160V/mmB、160mV/mC、160mV/mmD、160mV/cm7、下列測(cè)力傳感器中，屬于發(fā)電型測(cè)力傳感器的是(B)見(jiàn)教材P90A、自感式傳感器B、磁電感應(yīng)式傳感器C、電容式傳感器D、應(yīng)變式傳感器8、當(dāng)某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）見(jiàn)教材P107A、壓阻效應(yīng)B、壓電效應(yīng)C、應(yīng)變效應(yīng)D、霍爾效應(yīng)提示：壓阻效應(yīng)是引起電阻率變化壓電效應(yīng)是引起電荷變化應(yīng)變效應(yīng)是引起電阻變化壓磁效應(yīng)是引起磁導(dǎo)率變化霍爾效應(yīng)的對(duì)象是半導(dǎo)體，產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的變化9、單色光的波長(zhǎng)越短，它的（A）。A頻率越高，其光子能量越大B頻率越低，其光子能量越大C頻率越高，其光子能量越小D頻率越低，其光子能量越小10、光敏電阻適于作為（B）。見(jiàn)教材P127A、光的測(cè)量元件B、光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)元件C、加熱元件D、發(fā)光元件11、可以作為遠(yuǎn)紅外探測(cè)的光電元件是（C）。見(jiàn)教材P128A、光敏二極管B、光電倍增管C、光敏電阻D、光敏三極管12、下列光電元件中，依據(jù)“光生伏特效應(yīng)”原理來(lái)工作的是（A）。見(jiàn)教材P129A、硅光電池B、Sb-Cs光電倍增管C、硒化鎘光敏電阻D、鍺光敏三極管13、有關(guān)光敏電阻的描述，正確的是（A）見(jiàn)教材P127-128A、暗電阻大B、亮電阻大C、暗電流大D、亮電流小14、在下面幾種傳感器中，攝像機(jī)中常用的是（D）A、光纖傳感器B、霍爾片C、光敏二極管D、CCD15、不依據(jù)“內(nèi)光電效應(yīng)”原理工作的光電式傳感器是（A）見(jiàn)教材P125-126A、光電倍增管B、光電池C、光敏電阻D、光敏二極管16、下列類型的熱敏電阻，最適合作為溫度開(kāi)關(guān)使用的是（C）。見(jiàn)教材P168A．NTC負(fù)溫度系數(shù)型B.PTC正溫度系數(shù)型C．CTR臨界溫度系數(shù)型D都可以17、熱電偶溫度計(jì)采用補(bǔ)償導(dǎo)線不能起到的作用是（A）。見(jiàn)教材P166A．節(jié)省熱電偶的長(zhǎng)度B.避免使用冷端補(bǔ)償C.將熱電偶的參考端遠(yuǎn)離熱端D.使得參比端不受熱端高溫的影響18、對(duì)于正溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻(PTC)，隨著溫度的上升，其電阻率將A。A、上升B、下降C.、保持不變D.、歸零19、下列關(guān)于熱電偶理論的敘述，其中正確的是：（A）見(jiàn)教材P163-165A若熱電偶兩電極材料相同，則無(wú)論兩端接觸點(diǎn)的溫度如何，總的熱電勢(shì)為0B由于熱電偶使用不同的A，B材料制成，即使其兩端接觸點(diǎn)的溫度相同，但也會(huì)使回路中的總熱電勢(shì)不等于0。C熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)不僅和材料、溫度有關(guān)，還與熱電極的尺寸有關(guān)。D在熱電偶電路中接入第三種導(dǎo)體，即使該導(dǎo)體的兩端溫度不同，熱電偶產(chǎn)生的總熱電勢(shì)也不會(huì)有所變化。20、常見(jiàn)的熱電阻是由（B）材料制成的。A、非金屬B、金屬C、半導(dǎo)體D、陶瓷21、常見(jiàn)的熱敏電阻是由（C）材料制成的。A、非金屬B、金屬C、半導(dǎo)體D、陶瓷22、為了減小熱電偶測(cè)溫時(shí)的測(cè)量誤差，不能采用的溫度補(bǔ)償方法是（D）。見(jiàn)教材P165A、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23、下列諧振式傳感器的諧振頻率與被測(cè)量成線性關(guān)系的是（D）見(jiàn)教材P187A、振筒式B、振弦式C、振梁式D、壓電式24、振筒式雙管密度傳感器和單管密度傳感器相比較，二者的測(cè)量誤差關(guān)系是（C）見(jiàn)教材P192A、相同B、前者大C、后者大D、不一定25、可用來(lái)制作超聲波探頭的材料是（C）見(jiàn)教材P196A、應(yīng)變片B、熱電偶C、壓電陶瓷D、霍爾片26、已知超聲波在某工件中的傳播速度為5200米/秒，測(cè)得超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔為20微秒，則該工件的厚度為（C）毫米見(jiàn)教材P197公式（11-5）A、5.2B、10.4C、52D、10427、測(cè)量大厚度工件的厚度，可以采用的放射源是（C）。見(jiàn)教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以28、測(cè)量材料表面涂層的厚度，可以采用的放射源是（B）見(jiàn)教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以29、測(cè)量氣體壓力，可以采用的放射源是（A）見(jiàn)教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以30、可以用SnO2氣敏傳感器測(cè)量的物理量是（C）A位移B濕度C煙霧濃度D速度31、能用來(lái)檢測(cè)酒精含量的傳感器是（C）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導(dǎo)瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件32、能用來(lái)監(jiān)測(cè)大氣中酸雨濃度的傳感器是（D）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導(dǎo)瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件33、可用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的傳感器是（A）見(jiàn)教材P214A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導(dǎo)瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件34、可以用來(lái)制作溫室大棚用濕度計(jì)的傳感器是（B）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導(dǎo)瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件二、判斷題（正確打√標(biāo)記，錯(cuò)誤打×標(biāo)記）1、（×）造成電感傳感器零點(diǎn)殘余電壓的原因是由于電感線圈受外界磁場(chǎng)的干擾。（見(jiàn)P49：零點(diǎn)殘余電壓的原因是由于兩電感線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱）2、（√）螺管型電感傳感器采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)后也不能完全消除非線性誤差。（有零殘電壓）3、（√）傳感器的閾值，實(shí)際上就是傳感器在零點(diǎn)附近的分辨力。4、（×）變極距型電容式傳感器，即使采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)也不能完全消除非線性誤差。（原因見(jiàn)P69：變極距型電容式傳感器存在著原理非線性）5、（×）如果電容傳感器的電纜丟失了，更換另一根電纜后，可以不必對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)行標(biāo)定，也可直接使用。（原因見(jiàn)P76:更換電纜后，必須要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)行標(biāo)定）6、（×）在壓電式傳感器的測(cè)量線路中，電壓放大器能夠測(cè)量靜態(tài)量，只是更換電纜后需要重新標(biāo)定靈敏度。（原因：壓電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)力）7、（×）壓電式力傳感器既可以測(cè)量靜態(tài)力，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)力。8、（×）光纖是利用光的折射原理工作的，光纖由纖芯和包層構(gòu)成，且纖芯的折射率小于包層的折射率。（原因：纖芯的折射率大于包層的折射率）9、（×）由均質(zhì)材料構(gòu)成的熱電偶，熱電勢(shì)的大小與導(dǎo)體材料及導(dǎo)體中間溫度有關(guān)，與熱電偶尺寸、形狀及電極溫度分布無(wú)關(guān)。（因?yàn)椋簾犭妱?shì)的大小與電極溫度分布有關(guān)）10、（×）在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)線，不會(huì)影響熱電偶的輸出熱電動(dòng)勢(shì)(因?yàn)檫€要求：接入的第三種材料的導(dǎo)線的兩端的溫度要相等)11、（×）半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁撸碾娮柚稻驮酱?2、（×）超聲波傳感器的發(fā)射探頭是利用正壓電效應(yīng)、接收探頭是利用負(fù)壓電效應(yīng)來(lái)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的。（原因：發(fā)射探頭是利用負(fù)壓電效應(yīng)、接收探頭是利用正壓電效應(yīng)）13、（√）超聲波的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于振幅相同的一般聲波。14、（×）超聲波在固體中的傳播速度要比其在空氣中的傳播速度慢很多。（原因：快很多）15、（√）超聲波的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于振幅相同的一般聲波，16、（√）超聲波在液體只能傳播縱波，不能傳播橫波。17、（×）壓電式傳感器的前置放大電路采用電壓放大器，其輸出與電纜的分布電容和放大器的反饋電容有關(guān)。（原因：其輸出與電纜的分布電容無(wú)關(guān)）18、（√）振弦式諧振傳感器常采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，主要目的是減小非線性誤差。19、（√）諧振式傳感器的轉(zhuǎn)換電路常以頻率的平方作為輸出量,其目的是為了提高線性度。三、填空題：1、傳感器一般由（敏感元件）、（轉(zhuǎn)換元件）、（轉(zhuǎn)換電路）三部分組成2、由于電阻應(yīng)變片存在“橫向效應(yīng)”，使得電阻應(yīng)變片的應(yīng)變靈敏度系數(shù)（小于）電阻絲的應(yīng)變靈敏度系數(shù)。3、要使直流電橋平衡，必須使電橋相對(duì)臂電阻值的（乘積）相等。4、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)。5、電阻應(yīng)變片的配用測(cè)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)還能起到提高（靈敏度）的作用。7、電感式傳感器按照工作原理，可以分為（變氣隙）型、（變截面）型、（螺管）型三種。8、電容式傳感器可以分為（變極距）型、（變面積）型、（變介電常數(shù)）型三種。9、電感式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，可分為（調(diào)幅）電路、（調(diào)頻）電路、（調(diào)相）電路三種。10、磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理是（電磁感應(yīng)），可以分為（恒定磁通）式和（變磁通）式兩類12、光電效應(yīng)有三種類型，即（外光電）效應(yīng)、（內(nèi)光電）效應(yīng)和（光生伏特）效應(yīng)。13、在光照射下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)稱為（光電效應(yīng)）14、光電式傳感器是利用光敏元件將（光）信號(hào)轉(zhuǎn)換為（電）信號(hào)的裝置。15、按傳播模式的多少來(lái)分類，光纖有（單模光纖）和（多模光纖）兩類。16、光線在纖芯和包層的界面上不斷地產(chǎn)生全反射而向前傳播的條件是：入射角（大于）臨界角17、熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)一般由（接觸）電動(dòng)勢(shì)和（溫差）電動(dòng)勢(shì)組成。19、諧振式傳感器是直接將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為物體（諧振頻率）變化的裝置。20、按照振動(dòng)頻率從低到高，機(jī)械波可以分為（次聲波）、（聲波）和（超聲波）21、半導(dǎo)體受到作用力后，其電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體的（壓阻）效應(yīng)。22、半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體的（霍爾）效應(yīng)。23、金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，稱之為（電渦流）效應(yīng)四、簡(jiǎn)答題1、書上習(xí)題：P20的1題：傳感器靜態(tài)特性主要有哪些性能指標(biāo)？答：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、分辨力、閾值、穩(wěn)定性、溫度漂移、靜態(tài)誤差。2、電阻應(yīng)變片傳感器的轉(zhuǎn)換電路采用差動(dòng)電橋的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：（1）提高了電橋的電壓靈敏度；（2）消除了非線性誤差；（3）消除了電阻應(yīng)變片的溫度誤差。3、減小電感式傳感器的零殘電壓的有效措施？（書上P66的2題）答：（1）盡可能保證傳感器幾何尺寸、電感線圈電氣參數(shù)對(duì)稱。（2）選用合適的測(cè)量電路，例如采用相敏整流電路。（3）采用補(bǔ)償線路，例如在差動(dòng)變壓器的二次線圈一側(cè)串聯(lián)、并聯(lián)適當(dāng)數(shù)值的電阻、電容元件。4、簡(jiǎn)述霍爾元件的誤差來(lái)源及其相應(yīng)的補(bǔ)償措施（教材P97—99）答：（1）不等位電動(dòng)勢(shì)誤差：加調(diào)節(jié)電阻（2）寄生直流電動(dòng)勢(shì)誤差：在霍爾元件制作和安裝時(shí)，盡量使電極歐姆接觸，并使散熱良好，散熱均勻。（3）溫度誤差：采用恒流源供電和輸入回路加串聯(lián)、并聯(lián)電阻；合理選擇輸出負(fù)載電阻；采用溫度補(bǔ)償元件（如熱敏電阻、電阻絲等）；在霍爾輸出端接入溫度補(bǔ)償電橋。五、計(jì)算題1、書上習(xí)題：P20的4解：P17的公式（1-39）得：時(shí)間常數(shù)=a1/a0=30/3=10靜態(tài)靈敏度k=b0/a0=0.15/3=0.052、已知兩個(gè)二階傳感器的固有頻率分別是800Hz和1200Hz，阻尼比都是0.5，測(cè)量頻率為400Hz的信號(hào)時(shí)，應(yīng)該選用哪個(gè)傳感器比較好？為什么？見(jiàn)第1章的PPT課件，知：二階傳感器的歸一化幅頻特性函數(shù)為是二階傳感器的固有角頻率見(jiàn)第1章的PPT課件，知道：二階傳感器的歸一化幅度誤差為：解：分別計(jì)算歸一化幅度誤差所以，選擇固有頻率1200Hz的二階傳感器比較好（誤差?。?、下圖為一直流應(yīng)變電橋，圖中E=6V，R1=R2=R3=R4=200Ω，R3和R4為外接電阻，R1，R2都是應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感應(yīng)應(yīng)變的大小都相同，但是極性相反。當(dāng)被測(cè)試件受到軸向拉伸時(shí)，測(cè)得兩應(yīng)變片的電阻變化值ΔR1=ΔR2=2Ω。（1）求電橋的輸出電壓U0=？（2）如果應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為2，求被測(cè)試件受到軸向拉伸的應(yīng)變值。解：(1)由教材P29的圖2-9（a）知道，此電橋?yàn)閮杀鄄顒?dòng)半橋。電橋的輸出電壓U0由教材P30的式（2-11）給出，即：輸出對(duì)稱電橋，故=30mV(2)解：由教材P24的知，被測(cè)試件受到軸向拉伸的應(yīng)變值和應(yīng)變片的靈敏系數(shù)k的關(guān)系為：4、書上習(xí)題：P89的第2題解：線位移平板形單組式的變面積（S）型的電容傳感器，見(jiàn)右圖，兩極板相對(duì)覆蓋部分的寬度為b=4mm;兩極板覆蓋部分的長(zhǎng)度為l；兩極板的間隙為d=0.5mm當(dāng)寬度為b的極動(dòng)板移動(dòng)時(shí)，兩極板的相對(duì)移動(dòng)變化距離為2mm，按照上述公式，得到電容變化量：靜態(tài)靈敏度5、書上習(xí)題：P106的第2題已知霍爾元件的l、b、d（長(zhǎng)、寬、厚）分別為1.0cm×0.35cm×0.1cm，沿l（長(zhǎng)度）方向通電流I=1.0mA，在垂直lb（長(zhǎng)×寬）方向上加上均勻磁場(chǎng)B=0.3T，霍爾傳感器靈敏系數(shù)KH為22V/(A.T)，求輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)UH和霍爾元件的霍爾系數(shù)RH解