传感器技术试题及答案1
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辽宁地质工程职业学院2008~2009学年度第一学期期末《检测技术》试卷A使用班级:07电气1、2、3班出题人:杜慧 审题人:王春 考试时间:90分钟一、填空题(每空1分,共20分)1、1、误差产生的原因和类型很多,其表现形式一般分为三种,分别是(粗大误差 )、(系统误差)、(随机误差 )。
2、2、传感器灵敏度是指( K=x y ∆∆)。
3、MQN 气敏电阻可测量的(还原性气体)浓度。
3、4、电涡流传感器的最大特点是(非接触式)测量。
5、用万用表交流电压档(频率上限为5KHZ ),10V 左右的高频电压,发现示值还不到2V ,误差属于( 系统 )误差6、自感式传感器常见的类型有(变隙式)(变面积式)(螺线管式)这三种形式7、热电阻测量转换电桥电路通常采用(三线制)制连接法。
8、实际差动变压器的线性范围仅约为线性骨架长度的( 1/10 )左右。
9、气敏电阻工作时必须加热的目的有两方面,分别是(加速被测气体的化学吸附过程)、(烧去气敏电阻表面的污物)。
10、电流变送器电流输出为(4-20 )mA 。
11、调频法电路的并联谐振频率f=(C OL π21)。
12、接近开关采用三线制接线方式,棕色为电源正极,黑色是(输出端)。
可直接带继电器。
13、电容传感器的测量转换电路有三种,分别是(调频电路)、(电桥电路)、(运算放大电路)。
二、选择题(每题2分,共30分)1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ,该压力表的精度等级应定为(B )A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52、在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
(C ) A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了( B )。
A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度4、已知待测拉力约为 70N 左右。
传感器与自动检测技术一、填空题(每题3分)1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时,产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后,其电阻率发生明显变化,这种现象称为压阻效应.4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化.5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反,其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。
6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。
7、固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应.8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化.12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化.13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化.14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用电桥电路.15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。
传感器技术( A )卷及参考答案
一、单选题(每小题3分,共计30分。
)
1. 信号的幅值和独立变量均为连续量。
A. 模拟
B. 数字
C. 离散
答案:A
知识点:第2章
难度:3
解析:信号分类描述方法。
2. 随机误差的绝对值相等的正误差与负误差出现的次数相等,称为。
A. 单峰型
B. 对称性
C. 有界性
答案:B
知识点:第6章
难度:3
解析:第六章第二节关于随机误差的统计意义。
也是以算数平均值代替真值的依据。
A.灵敏度
B.线性度
C.重复性
答案:B
知识点:第3章
难度:3
解析:测试系统的静态特性定义之一。
4. 把被测量转换为感应电动势的常规传感器之一是:。
A. 电容传感器
B. 压电传感器
C. 变磁阻电感传感器
答案:C
知识点:第4章
难度:3
解析:传感器的分类方法。
5.测量值与被测量真值之差,称为。
A.测量残差
B.测量标准差
C.测量误差
答案:C
知识点:第6章
难度:3
解析:测量误差的定义。
6. 传感器将非电量转换为电能量。
A. 电阻
B. 无源
C. 有源
答案:B
知识点:第4章
难度:3
解析:传感器分类方法之一。
7.通过测量仪器,将被测量参数与同一物理量的标准量直接比较的测量是。
A. 直接测量。
传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。
2、通常传感器由__敏感元件__、__转换元件____、_转换电路____三部分组成,是能把外界_非电量_转换成___电量___的器件和装置。
3、传感器的__标定___是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类,其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,其工作频带越宽.6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、.7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分.A。
放大电路 B. 数据采集电路 C。
转换元件 D. 滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。
A.眼睛 B. 感觉器官 C。
手 D. 皮肤10、属于传感器静态特性指标的是(D )A。
固有频率 B.临界频率 C.阻尼比D。
重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C ).A。
线性度 B. 灵敏度C。
频域响应 D. 重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是()A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽C 一阶传感器的时间常数τ越小,其响应速度越快.D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器?由几部分组成?试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化,这种现象称__压阻_____效应。
作业4 位移传感器与位移测试班级:姓名:学号:成绩:一、填空题1、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于,前者利用金属丝的几何变形(应变效应)引起的电阻变化,后者利用半导体材料的电阻率变化(压阻效应)引起的电阻变化。
2、差动变压器式电感传感器的基本原理是利用了电磁感应中的互感现象。
3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响,实际应用时常常采用差动工作方式。
4、金属导体置于交流磁场中,导体表层产生闭合的电流,利用该原理制作的传感器称为电涡流传感器。
这种传感器只能测量金属导体物体。
5、光栅式传感器是依靠莫尔条纹的三大特性: 位移的放大特性,栅距误差的平均效应和__莫尔条纹运动与光栅运动的一一对应关系(光栅栅距与莫尔条纹间距的对应关系)__来进行位移的精密测量的。
6、差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上输出电压不为零,这个不为零的电压称为零点残余电压;利用差动变压器测量位移时,如果要求区别位移方向可采用差动整流电路或相敏检波电路。
7、电容式和电感式传感器常采用差动式结构,其作用是提高灵敏度,减少非线性度。
二、选择题1. 能够感受湿度的电容式传感器属于变 D 的电容式传感器。
A电阻率 B 相对面积 C 极距 D 介质2. 可变磁阻式传感器的灵敏度S与气隙长度δ有关,δ B灵敏度越高。
A 越大B 越小C 速度越快D 速度越慢3.为了提高自感式传感器灵敏度和线性度,实际应用时常采用D 工作方式。
A同步 B异步 C共模输入 D差动4. 不能用涡流式传感器进行测量的是 D 。
A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料5.电阻应变片的输入为 B 。
(A)力(B)应变(C)速度(D)加速度6.为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用 C 类型的传感器为最好。
(A)大间距(B)高介电常数(C)差动式(D)小间距7.金属丝应变片在测量构件应变时,电阻的相对变化主要由 B 来决定的。
第一章检测技术的基本概念一、填空题:1、传感器有、、组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。
3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。
4、下面公式是计算传感器的。
5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。
二、选择题:12A3、?PA0.54A3倍5A微差式678A9A三、123、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同()4、灵敏度其实就是放大倍数()5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确()6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字()7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字()四、问答题1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。
答:指传感器的静态输入、输出特性。
有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么,如何减小随机误差对测量结果的影响。
答:是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。
既不能用实验的方法消除,也不能修正。
可以通过增加测量次数,利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理,服从正态分布。
3、系统误差分几类,怎样减小系统误差。
答:分为恒值误差,例如刻度盘分度差错。
变值误差,环境温度的影响、零点漂移等。
系统误差有规律。
可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正,也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答:粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的,粗大误差明显超过正常条件下的误差。
五、分析与计算题1、有一温度计,它的测量范围为0—2000C,精度为0.5级,求1)该表可能出现的最大绝对误差。
2)当示值分别为200C、1000C的示值相对误差。
2、预测123、围为04电桥5、12.03mV、6012.15mV、31234123、4、电阻应变片配有桥式测量转换电路的作用是。
5、应变测量电桥的三种接法是、、。
输出电压分别为、、。
模拟试卷二答案及评分标准
E,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时,若保证已打开的7.一个热电偶产生的热电势为
冷端两点的温度与未打开时相同,则回路中热电势 D .
A增加B减小
C增加或减小不能确定D不变
8.下列金属应变片中具有较明显的横向效应的是 C .
A箔式应变片B半导体应变片C丝绕式应变片D短接式应变片
9.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于 D .
A外光电效应B光生伏打效应C光电子发射效应D光电导效应
E,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时,若保证已打开10.一个热电偶产生的热电势为
的冷端两点的温度与未打开时相同,则回路中热电势 D .
A增加B减小
C增加或减小不能确定D不变
三、简答题(本大题40分,每题5分)
1、如何表示传感器的静态数学模型和动态数学模型? 各自表示的含义是什么.
可用幂指数多项式来表示传感器的静态模型,它反映了在静态信号的作用下,传感器的输出量与输入量间的关系。
(2分)
可用微分方程或传递函数来表示传感器的动态模型,它反映了在动态信号的作用下,传感器的输出量与输入量间的关系。
(3分)
2、说明差动变压器式传感器工作原理(需画出差动变压器的电气连接图)。
差动变压器的电气连接如图所示,次级线圈S1和S2反极性串连,当初级线圈P加上一定的交流电压Ep时,在次级线圈产生感应电压,其大小与铁芯的轴向位移成比例,把感应电压Es1和Es2反极性连接便得到输出电压Es,当铁芯处在中心位置时Es1=Es2,输出电压Es=0,当铁芯向上运动时,Es1>Es2, (3分)
(2分)
模拟试卷二答案及评分标准。
传感器技术及应用期末试卷及答案1、在两块平行极板的间隙中插入(),可以测得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片。
答案:A。
在两块平行极板的间隙中插入塑料薄膜可以测得最大的容量。
2、( )又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。
A系统误差B变值系统误差C恒值系统误差D随机误差。
答案:D。
随机误差又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。
3、改变电感传感器的引线电缆后,( )。
A不必对整个仪器重新标定B必须对整个仪器重新调零C必须对整个仪器重新标定D不必对整个仪器重新调零。
答案:C。
改变电感传感器的引线电缆后,必须对整个仪器重新标定。
4、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中( )。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量,电感保持不变C、电感是变量,电容保持不变D、电容和电感均保持不变。
答案:C。
在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中电感是变量,电容保持不变。
5、以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是( )A 0.1B 0.2C 5D 2.答案:C。
5不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级。
6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( )。
A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响。
答案:D。
热电阻测量转换电路采用三线制是为了减小引线电阻的影响。
7、当石英晶体受压时,电荷产生在( )。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上。
答案:D。
当石英晶体受压时,电荷可以产生在X、Y、Z面上。
8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( )。
A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环。
答案:B。
汽车衡所用的测力弹性敏感元件是弹簧管。
9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。
A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度。
答案:A。
《传感器技术》习题答案目录第一章传感器的基本概念及一般特性 (1)第二章电阻式传感器 (3)第三章电容式传感器 (5)第四章电感式传感器 (6)第五章磁电式传感器 (8)第六章压电式传感器 (9)第七章光电式传感器 (12)第八章热电及红外辐射传感器 (13)第九章数字式传感器 (14)第十章气敏和湿敏传感器 (15)第十三章传感器的标定与校准 (19)第一章 传感器的基本概念及一般特性4.解:对于一阶传感器,其幅频特性为21j )()()(ωτωω+==k H A要求幅值误差不超过5%,即a (j )115%H X k ω=-=≤因为ω=2πf=200π,带入解得0≤τ≤5.23×10-4s = 523 μs5.解:一阶传感器,其微分方程为)()()(t x b t y a dtt dy a 001=+ 对照题目所给微分方程可见:a 1=1,a 0=3,b 0=0.15。
静态灵敏度00a b k =;时间常数01a a =τ。
于是可求得∴ τ=a 1/a 0=1/3=0.33 (s )k=b 0/a 0=0.15/3=0.05 (mV/ oC )6./()/由()k ω=()k k ω=令00f x f ωωτω=== (1) 当()0.97k kω=时 421.960.0630x x --=解得,23 1.99x =(舍去负值),即3 1.41x =(舍去负值) 301.4128.28f f kHz ∴==(2) 当()1.03k kω=时, 421.960.05740x x -+=解得,211.39()0.172x x ==舍去负值, (舍去负值) 110 3.44f x f kHz ∴== 22027.8f x f kHz ==所以,工作频率为0~3.44kHz ,27.8~28.28kHz 。
但由于27.8~28.28kHz 距离0f 太近,易引起共振,工程上一般不予采用,故最终的工作频率范围为0~3.44kHz 。
辽宁地质工程职业学院2008~2009学年度第一学期期末《检测技术》试卷A使用班级:07电气1、2、3班出题人:杜慧 审题人:王春 考试时间:90分钟一、填空题(每空1分,共20分)1、1、误差产生的原因和类型很多,其表现形式一般分为三种,分别是(粗大误差 )、(系统误差)、(随机误差 )。
2、2、传感器灵敏度是指( K=x y ∆∆)。
3、MQN 气敏电阻可测量的(还原性气体)浓度。
3、4、电涡流传感器的最大特点是(非接触式)测量。
5、用万用表交流电压档(频率上限为5KHZ ),10V 左右的高频电压,发现示值还不到2V ,误差属于( 系统 )误差6、自感式传感器常见的类型有(变隙式)(变面积式)(螺线管式)这三种形式7、热电阻测量转换电桥电路通常采用(三线制)制连接法。
8、实际差动变压器的线性范围仅约为线性骨架长度的( 1/10 )左右。
9、气敏电阻工作时必须加热的目的有两方面,分别是(加速被测气体的化学吸附过程)、(烧去气敏电阻表面的污物)。
10、电流变送器电流输出为(4-20 )mA 。
11、调频法电路的并联谐振频率f=(C OL π21)。
12、接近开关采用三线制接线方式,棕色为电源正极,黑色是(输出端)。
可直接带继电器。
13、电容传感器的测量转换电路有三种,分别是(调频电路)、(电桥电路)、(运算放大电路)。
二、选择题(每题2分,共30分)1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ,该压力表的精度等级应定为(B )A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52、在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
(C ) A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了( B )。
A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度4、已知待测拉力约为 70N 左右。
《传感器技术》期末复习题库【附答案】(试题按章节分类)【选择、判断】1、在使用测谎器时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗,可用传感器来检测。
( D)A、应变片B、热敏电阻C、气敏电阻D、湿敏电阻2、电阻式半导体气敏传感器有三种结构,其中哪种是工艺最成熟、应用最广泛的一种?( B )A、薄膜型B、厚膜型C、烧结型D、以上都不正确3、可燃气体报警电路中,主要采用:( C )A、力敏传感器B、磁敏传感器C、气敏传感器D、光敏传感器4、以下属于无源型传感器是:( D )A、发电型B、热电偶C、气敏传感器D、电阻式传感器5、感湿特征量随环境温度的变化越大,环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。
( X )6、当医生测量血压时,实际上是测量人体血压与____压力之差。
此类传感器的输出随大气压波动,但误差不大。
( A )A、大气B、温度C、湿度D、压力7、电阻式湿度传感器最能够测量大气的。
( B )A、温度B、湿度C、成分D、密度8、用来测量一氧化碳、二氧化硫等气体的固体电介质属于( D )A、湿度传感器B、温度传感器C、力敏传感器D、气敏传感器【讨论题】1、按照使用材料的不同,常用的湿度传感器可分为哪几类?湿度传感器按照使用材料的不同可分为陶瓷式、半导体式、电解质式和有机高分子式等多种类型,按照湿敏元件的不同又可分为电阻式和电容式两大类。
2、简述半导体气敏传感器的工作原理。
当半导体器件被加热到稳定状态时,气体接触半导体表面而被吸附,吸附的分子首先在表面自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处。
将半导体气敏传感器置于被测气体中,器件表面将产生吸附作用,器件的阻值将随气体浓度而变化,从浓度与阻值的变化关系即可得知气体的浓度。
【单项选择题】1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将( B )。
A.保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用(C )。
《传感器及应用技术》期末考试试题(C套)答案一、填空题(每空1分,共30分):1、现代信息技术的三大支柱是指:传感器技术、通信技术、计算机技术2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。
4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代,来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。
5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。
6、对测量结果评价的三个概念(1)精密度、(2)准确度、(3)精确度7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述--称为传感器的特性。
8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上,使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化,从而变成电阻值变化。
9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。
10、电感式传感器是利用电磁感应原理,将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。
11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。
它以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面产生电荷,从而实现非电量的电测转换。
12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。
13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。
14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器,主要用来测量磁场的大小。
15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。
16、当输入端加电流I,并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势,这种现象就是霍尔效应。
二、选择题(每1分,共30分):1、传感器的精确度是指( A )A传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度B传感器输出量y和输入量x之比C传感器能够测量的下限值(y min)到上限值(y max)之间的范围D输出量与输入量之间对应关系2、不是基于物质的热胀冷缩现象来反映被测温度高低的是( D )。
测试与传感器技术试题(1)一、判断题(判断以下各题,正确的在题干后面的括号打A"√〞,错误的打B"×〞。
每题2分,共10分)1.*-Y记录仪可记录任何频率的信号。
( B )2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。
( A )3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。
( A )4.瞬态信号的频谱一定是连续的。
( A )5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。
( B )二、单项选择题(在每题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其填在题干的括号。
每题2分,共10分)1.信号*(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A )A.周期信号B.非周期信号C.瞬态信号D.随机信号*2.用共振法确定系统的固有频率时,在有阻尼条件下,( )频率与系统固有频率一致。
A.加速度共振B.速度共振C.位移共振D.自由振动3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A )A.电荷放大器B.A/D转换器C.相敏检波器D.滤波器4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。
A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电压相减C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电压相加5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B )A.始终保持不变B.随被测位移的变化而变化C.不随被测位移的变化而变化D.随线圈电流的变化而变化三、填空题(每空1分,共30分)1.假设位移信号*(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____,加速度信号的振幅为______AW2__。
2.利用数字频率计测量振动频率时,一般对低频信号测________,高频信号测________。
3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。
4.用共振法确定系统的固有频率时,由于测量的振动参数不同,存在着________共振频率,________共振频率,________共振频率。
二、选择题(每题2分,共30分)1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6% ,该压力表的精度等级应定为(B )A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52、在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
(C )A.3 倍B.10 倍C.1.5 倍D.0.75 倍3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了(B)。
A. 提高灵敏度B. 防止产生极化、电解作用C. 减小交流电桥平衡难度4、已知待测拉力约为70N 左右。
现有两只测力仪表,1为0.5 级,测量范围为0 ~500N ;2为1.0 级,测量范围为0 ~100N 。
问选用哪一只测力仪表较好(B )A.1B.2C.3D.45、希望远距离传送信号,应选用具有(D )输出的标准变送器。
A. 0~2VB.1~5VC.0~10mAD.4~20mA6、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了( B )。
A. 加长线圈的长度从而增加线性范围B. 提高灵敏度,减小温漂C. 降低成本D. 增加线圈对衔铁的吸引力7、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出(C )的靠近程度。
A. 人体B. 水C. 黑色金属零件D. 塑料零件8、欲测量镀层厚度,电涡流线圈的激励源频率约为( D )。
A. 50~100HzB. 1~10kHzC.10~50kHzD. 100kHz~2MHz9、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中(B )A. 电容和电感均为变量B. 电容是变量,电感保持不变C. 电容保持常数,电感为变量D. 电容和电感均保持不变10、在使用测谎器时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗,可用(D )传感器来检测。
A. 应变片B. 气敏电阻C. 热敏电阻D. 湿敏电阻11、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量( C )A. 人的体重B. 车刀的压紧力C. 车刀在切削时感受到的切削力的变化量D. 自来水管中的水的压力12、超声波在有机玻璃中的声速比在水中的生速(A ),比在钢中的声速( B )A. 快B. 慢C. 一样D. 不确定 13、A 型探伤时,显示图像的X 轴为( A ),Y 轴为( C )A. 时间B. 扫描距离C. 反射波强度D. 探伤的深度三、计算题:(共30分)1、用一台 3 位(俗称 3 位半)、精度为 0.5 级(已包含最后一位的 + 1 误差)的数字式电子温度计,测量汽轮机高压蒸汽的温度,数字面板上显示出如图 1-9 所示的数值。
传感器技术绪论习题一、单项选择题1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是 B ;A. 应变式传感器B. 化学型传感器C. 压电式传感器D. 热电式传感器2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和 C 两个组成部分;A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和C ,构成信息技术的完整信息链;A. 汽车制造技术B. 建筑技术C. 传感技术D.监测技术4、传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和 A 三大类;A. 生物型B. 电子型C. 材料型D. 薄膜型5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展,其中,典型的传感器智能化结构模式是B ;A. 传感器+通信技术B. 传感器+微处理器C. 传感器+多媒体技术D. 传感器+计算机6、近年来,仿生传感器的研究越来越热,其主要就是模仿人的D 的传感器;A. 视觉器官B. 听觉器官C. 嗅觉器官D. 感觉器官7、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为B ;A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤8、传感器主要完成两个方面的功能:检测和D ;A. 测量B. 感知C. 信号调节D. 转换9、传感技术与信息学科紧密相连,是C 和自动转换技术的总称;A. 自动调节B. 自动测量C. 自动检测D. 信息获取10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是 AA.应变式传感器B.速度传感器C.化学型传感器D.能量控制型传感器二、多项选择题1、传感器在工作过程中,必须满足一些基本的物理定律,其中包含ABCD;A. 能量守恒定律B. 电磁场感应定律C. 欧姆定律D. 胡克定律2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科,涉及ABC 等多方面的综合技术;A. 传感检测原理B. 传感器件设计C. 传感器的开发和应用D. 传感器的销售和售后服务3、目前,传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用,以下领域采用了传感技术的有:ABCD ;A. 工业领域B. 海洋开发领域C. 航天技术领域D. 医疗诊断技术领域4、传感器有多种基本构成类型,包含以下哪几个ABCA. 自源型B. 带激励型C. 外源型D. 自组装型5、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按输入量分B. 按工作原理分C. 按输出量分D. 按能量变换关系分6、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按输入量分B. 按工作原理分C. 按构成分D. 按输出量分7、下列属于传感器的分类方法的是:ABCDA. 按基本效应分B. 按工作原理分C. 按构成分D. 按输出量分8、传感技术的作用主要体现在:ABCDA.传感技术是产品检验和质量控制的重要手段B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用C.传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步9、传感技术的研究内容主要包括:ABCA.信息获取B.信息转换C.信息处理D.信息传输10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面:ABCDA.提高与改善传感器的技术性能B.开展基础理论研究C.传感器的集成化D.传感器的智能化三、填空题1、传感技术与信息学科紧密相关,是自动检测和自动转换技术的总称;2、传感技术是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术性学科;3、传感器要完成的两个方面的功能是检测和转换;4、传感器按构成原理,可分为物性型和结构型两大类;5、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路等三部分组成;6、传感器能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;7、按输入量分类,传感器包括位移传感器、速度传感器、温度传感器压力传感器、等;8、传感器的输出量有模拟量和数字量两种;9、根据传感技术涵盖的基本效应,传感器可分为物理型、化学型和生物型;10、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置传感器,通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成;11、传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置;是实现传感功能的基本器件;12、传感器技术的共性,就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物,将非电量输入转换成电量输出;13、由传感器的定义可知,传感器要完成两个方面的功能:检测和转换;因此传感器通常由敏感元件和转换元件组成;14、传感技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施;15、根据传感器的构成,可以将传感器分为物性型和结构型;四、简答题1、什么是传感器传感器的共性是什么2、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用3、请简述传感器技术的分类方法;4、请谈谈你对传感技术的发展趋势的一些看法;5、试述传感器的定义、共性及组成;传感器的特性习题一、单项选择题1、衡量传感器静态特性的指标不包括 C ;A. 线性度B. 灵敏度C. 频域响应D. 重复性2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是A ;A. 时域响应B. 线性度C. 零点漂移D. 灵敏度3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是 A ;A. 延迟时间B. 上升时间C. 峰值时间D. 响应时间4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是 B ;A. 延迟时间B. 上升时间C. 峰值时间D. 响应时间5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是 CA.线性度、灵敏度、阻尼系数B.幅频特性、相频特性、稳态误差C.迟滞、重复性、漂移D.精度、时间常数、重复性6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是 BA.迟滞、灵敏度、阻尼系数B.幅频特性、相频特性C.重复性、漂移D.精度、时间常数、重复性7、不属于传感器静态特性指标的是 BA.重复性B.固有频率C.灵敏度D.漂移8、传感器的静态特性,是指当传感器输入、输出不随 A 变化时,其输出-输入的特性;AA.时间B.被测量C.环境D.地理位置9、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持 C 关系的一种度量;A.相等B.相似C.理想比例D.近似比例10、回程误差表明的是在 C 期间输出-输入特性曲线不重合的程度;A.多次测量B.同次测量C.正反行程D.不同测量二、多项选择题1.阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些ABCA.上升时间B.响应时间C.超调量D.重复性2.动态响应可以采取多种方法来描述,以下属于用来描述动态响应的方法是:BCDA.精度测试法B.频率响应函数C.传递函数D.脉冲响应函数3. 传感器静态特性包括许多因素,以下属于静态特性因素的有ABCD ;A.迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有:ABCDA.灵敏度B.非线性度C.回程误差D.重复性5.一般而言,传感器的线性度并不是很理想,这就要求使用一定的线性化方法,以下属于线性化方法的有: ABDA.端点线性B.独立线性C.自然样条插值D.最小二乘线性三、填空题1、灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值;2、系统灵敏度越高,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越差;3、漂移是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象;4、传感器的灵敏度是指在稳态信号下输出量变化对输入量变化的比值;6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移;7、一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和__ 动态特性__,才能完成信号无失真的转换;9、阶跃响应特性是指在输入为阶越函数时,传感器的输出随时间的变化特性;常用响应曲线的上升时间、响应时间、超调量作为评定指标;11、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv ,其灵敏度为60mv/mm ;四、简答题1、什么是传感器的静态特性它有哪些性能指标如何用公式表征这些性能指标2、什么是传感器的动态特性其分析方法有哪几种3、什么是传感器的静特性主要指标有哪些有何实际意义4、什么是传感器的基本特性传感器的基本特性主要包括哪两大类解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标;要求每种特性至少列出2种常用指标五、计算题1、试求下列一组数据的端点线性度:2、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差一组测试数据如下表示;电阻式传感器习题一、单项选择题1、为减小或消除非线性误差的方法可采用B ;A. 提高供电电压B. 提高桥臂比C. 提高桥臂电阻值D. 提高电压灵敏度2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的 C ;A.不变B. 2倍C. 4倍D. 6倍3、通常用应变式传感器测量 C ;A. 温度B.密度C.加速度D.电阻4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是A ;A.导电材料电阻率的变化B.导电材料几何尺寸的变化C.导电材料物理性质的变化D.导电材料化学性质的变化5、产生应变片温度误差的主要原因有A ;A.电阻丝有温度系数B.试件与电阻丝的线膨胀系数相同C.电阻丝承受应力方向不同D.电阻丝与试件材料不同6、电阻应变片的线路温度补偿方法有 B ;A.差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C.补偿线圈补偿法D.恒流源温度补偿电路法7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小 C ;A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片8、关于电阻应变片,下列说法中正确的是 DA.应变片的轴向应变小于径向应变B.金属电阻应变片以压阻效应为主C.半导体应变片以应变效应为主D.金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形拉伸或压缩的大小而发生相应的变化的现象称为金属的B ;A.电阻形变效应B.电阻应变效应C.压电效应D.压阻效应10、 D 是采用真空蒸发或真空沉积等方法,将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片;这种应变片灵敏系数高,易实现工业化生产,是一种很有前途的新型应变片;A.箔式应变片B.半导体应变片C.沉积膜应变片D.薄膜应变片11、由 A 和应变片.以及一些附件补偿元件、保护罩等组成的装置称为应变式传感器;A.弹性元件B.调理电路C.信号采集电路D.敏感元件12、直流电桥平衡的条件是 A ;A 相临两臂电阻的比值相等B 相对两臂电阻的比值相等C相临两臂电阻的比值不相等D 所有电阻都相等13、直流电桥的平衡条件为 BA.相邻桥臂阻值乘积相等B.相对桥臂阻值乘积相等C.相对桥臂阻值比值相等D.相邻桥臂阻值之和相等二、填空题1、单位应变引起的电阻值变化量称为电阻丝的灵敏度系数;2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响;3、直流电桥平衡条件是相邻两臂电阻的比值相等;4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是正比关系;5、电阻应变片的温度补偿中,若采用电桥补偿法测量应变时, 工作应变片粘贴在被测试件表面上,补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的补偿块上,且补偿应变片不承受应变;6、半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大;7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除非线性误差同时还能起到提高灵敏度的作用;8、电阻应变式传感器的核心元件是电阻应变片,其工作原理是基于应变效应;9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的电阻变化量转换成电量的变化,以便方便地显示被测非电量的大小;10、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时,不仅可以消除非线性误差, 同时还能起到温度补偿的作用;11、应变式传感器是由弹性元件和电阻应变片及一些附件组成的;12、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称应变效应;固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应;13、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化,为显示与记录应变的大小,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的_ __ 信号调节电路_,一般采用测量电桥;14、电阻应变片的温度误差是由环境温度的改变给测量带来的附加误差,其产生的原因有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响;15、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用直流电桥或交流电桥;16、减小或消除非线性误差的方法有提高桥臂比和采用差动电桥;其中差动电桥可分为半桥差动和全桥差动两种方式;三、简答题1、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理;2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因;3、什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种各自的输出电压如何计算4、简述电阻应变计产生热输出温度误差的原因及其补偿方法;5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施;6、金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理;8、请简要一下解释压阻效应;四、计算题1、在半导体应变片电桥电路中,其一桥臂为半导体应变片,其余均为固定电阻,该桥路受到ε=4300μ应变作用;若该电桥测量应变时的非线性误差为1%,n=R2/R1=1,则该应变片的灵敏系数为多少2、图中,设负载电阻为无穷大开路,图中E=4V, R1=R2=R3=R4=100Ω;1R1为金属应变片,其余为外接电阻,当R1的增量为△R1=Ω时,试求电桥的输出电压Uo;2R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的极性和大小都相同,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo;3R1,R2都是应变片,且批号相同,感应应变的大小为△R1=△R2=Ω,但极性相反,其余为外接电阻,试求电桥的输出电压Uo;3、图中,设电阻应变片R1的灵敏度系数K=,未受到应变时,R1=120Ω;当试件受力F时,应变片承受平均应变ε=800μm/m;试求:1应变片的电阻变化量△R1和电阻相对变化量△R1/R1;2将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出的电压及其非线性误差; 3如果要减小非新性误差,应采取何种措施并分析其电桥输出电压及非线性误差大小;4、一应变片的电阻R=120 Ω,k=,用作应变片为800μm/m的传感元件;①.求ΔR/R和ΔR;②.若电源电压U=3V,惠斯登电桥初始平衡,求输出电压U0;11、一个直流应变电桥如图5-38;已知:R1=R2=R3=R4=R=120Ω,E=4V,电阻应变片灵敏度S=2;求:1当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化R1/R=1/100时,输出电压为多少2当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2是否能感受同样极性的应变,为什么5、一个直流应变电桥如图a所示,已知R1=R2=R3=R4=R=100Ω, E=4V,电阻应变片灵敏度S=2;求:1当R1为工作应变片,其余为外接电阻,R1受力后变化ΔR1/R=1/100时,输出电压为多少2当R2也改为工作应变片,若R2的电阻变化为1/100时,问R1和R2能否感受同样极性的应变,为什么3若要测量图b所示悬臂梁的受力F, 四个臂全部为应变片,请在梁上标出R1、R2、R3、R4应变片粘贴的位置;6、已知一等强度梁测力系统,Rx为电阻应变片,应变片灵敏系数K=2,未受应变时,Rx = 100;当试件受力F时,应变片承受平均应变ε= 1000μm/m,求:1应变片电阻变化量Rx和电阻相对变化量Rx/Rx ;2将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差; 3若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取哪些措施分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小;电感式传感器习题一、单项选择题1、电感式传感器的常用测量电路不包括 C ;A. 交流电桥B. 变压器式交流电桥C. 脉冲宽度调制电路D. 谐振式测量电路2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时,下列说法不正确的是 C ;A. 衔铁上、下移动时,输出电压相位相反B. 衔铁上、下移动时,输出电压随衔铁的位移而变化C. 根据输出的指示可以判断位移的方向D. 当衔铁位于中间位置时,电桥处于平衡状态3、对于差动变压器,采用交流电压表测量输出电压时,下列说法正确的是 D ;A. 既能反映衔铁位移的大小,也能反映位移的方向B. 既能反映衔铁位移的大小,也能消除零点残余电压C. 既不能反映位移的大小,也不能反映位移的方向D. 既不能反映位移的方向,也不能消除零点残余电压5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有 B ;A.直流电桥B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路D.运算放大电路6、通常用差动变压器传感器测量 C ;A.位移B.振动C.加速度D.厚度7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有 C ;A.直流电桥B.变压器式交流电桥C.差动相敏检波电路D.运算放大电路二、多项选择题BCDE2、电感式传感器可以对 A BCDE 等物理量进行测量;A位移B振动C压力D流量E比重3、零点残余电压产生的原因是ABCA传感器的两次级绕组的电气参数不同B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称C磁性材料磁化曲线的非线性D环境温度的升高三、填空题1、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的,电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的自感系数的变化,并通过测量电路进一步转换为电量的变化,进而实现对非电量的测量;2、对变隙式差动变压器,当衔铁上移时,变压器的输出电压与输入电压的关系是反相;3、对螺线管式差动变压器,当活动衔铁位于中间位置以上时,输出电压与输入电压的关系是同频同相;4、产生电涡流效应后,由于电涡流的影响,线圈的等效机械品质因数下降;5、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的,其次级绕组都用顺向串接形式连接,所以又叫差动变压器式传感器;6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与衔铁位移量的矛盾;这点限制了它的使用,仅适用于微小位移的测量;三、填空题7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于中间位置时,输出电压应该为零;实际不为零,称它为零点残余电压;8、与差动变压器传感器配用的测量电路中,常用的有两种:差动整流电路和相敏检波电路电路;9、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、铁芯和衔铁等三部分组成;10、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时,实际输出仍然存在一个微小的非零电压,该电压称为零点残余电压;11、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或互感系数的变化,并通过测量电路将自感系数或互感系数的变化转换为或电流的变化,从而将非电量转换成电信号的输出,实现对非电量的测量;12、电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式;电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤;13、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量增加①增加,②减少;四、简答题1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理;2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关怎样改善其非线性怎样提高其灵敏度3、差动变压器式传感器有几种结构形式各有什么特点4、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么怎样减小和消除它的影响5、何谓电涡流效应怎样利电用涡流效应进行位移测量6、说明变磁阻式电感传感器的主要组成和工作原理;7、为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器有更大的测位移范围8、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同;9、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型;电容式传感器习题一、单项选择题1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将 B ;A. 保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时,将引起传感器的DA.灵敏度K0增加B.灵敏度K0不变C.非线性误差增加D.非线性误差减小3、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时,将引起传感器的 B ;A.灵敏度会增加B.灵敏度会减小C.非线性误差增加D.非线性误差不变4、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用 C ;A.变间隙式B.变面积式C.变介电常数式D.空气介质变间隙式5、电容式传感器通常用来测量D ;A.交流电流B.电场强度C.重量D.位移6、下列不属于电容式传感器测量电路的是DA.调频测量电路B.运算放大器电路C.脉冲宽度调制电路D.相敏检波电路7、电容式传感器做成差动结构后,灵敏度提高了A 倍A.1 B.2 C.3 D.0二、多项选择题1、电容式传感器中输入量与输出量关系为线性的有ABA.变面积型电容传感器B.变介质型电容传感器C.变电荷型电容传感器D.变极距型电容传感器2、电容式传感器信号转换电路中, AB 用于单个电容量变化的测量A.调频电路B.运算放大电路C.二极管双T型交流电桥D.脉冲宽度调制电路三、填空题1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量;2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变极距型电容式传感器、变面积型电容式传感器和变介质型电容式传感器;3、变极距型电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量;4、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成反比关系;5、电容式传感器中,变介电常数式多用于液位的测量;电容式传感器中,变面积式常用于较大的位移量的测量;6、变间距电容传感器的灵敏度与电容极板初始距离成反比,所以适合于微小位移的测量;变面积式电容传感器的灵敏度与位移量成正比,所以不适合微小位移的测量;7、电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量;三、填空题8、电容式传感器利用了将非电量的变化转化为电容量的变化来实现对物理量的测量;9、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除②①变面积型,②变极距型, ③变介电常数型外是线性的;10、电容式传感器将非电量变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量,广泛应用与位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量;11、移动电容式传感器动极板,导致两极板有效覆盖面积A发生变化时,将导致电容量变化,传感器电容改变量与动极板水平位移成线性关系、与动极板角位移成线性关系;12、忽略边缘效应,变面积型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性线性、非线性,变介质型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性线性、非线性,变极距型电容式传感器输入量与输出量的关系为非线性线性、非线性;13、变极距型电容传感器做成差动结构后,灵敏度提高了1 倍,而非线性误差转化为平方关系而得以大大降低;四、简答题1、根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型每种类型各有什么特点各适用于什么场合2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性3、电容式传感器有哪几种类型差动结构的电容传感器有什么优点4、简述电容式传感器的工作原理与分类;5、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些提高其灵敏度可以采取哪些措施,带来什么后果6、根据电容传感器的工作原理说明它的分类,电容传感器能够测量哪些物理参量。
课程名称:__传感器技术考试形式:闭卷
学习中心:_________ 考试时间: 90分钟
姓名:_____________ 学号:
一填空题(每题5分,合计25分)
1、传感器的动态性能指标分为时域和频域两种。
时域重要性能指标为上升时间Tr ,频域重要性能指标为带宽w b。
2、压阻效应是指:对一块半导体材料的某一轴向施加一定
的载荷而产生应力时,它的电阻率会发生变化,这种物理现象称为半导体的压阻效应。
3、霍尔效应是指:若在一半导体薄片的两端通以控制电流
I,在其垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在薄片的另两侧面会产生与I 和B 的乘积成比例的电动势U H。
4、压电效应是指:某些晶体,在一定方向受到外力作用时,
内部将产生极化现象,相应地在晶体的两个表面产生符号相反的电荷;当外力作用除去时,又恢复到不带电状态。
当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变,这种现象称为压电效应。
5、负温度系数热敏电阻的阻值与温度之间的关系可以用式表
示R t=R0exp[B(1/T-1/T0)]
式中各符号的含义:R t为温度为T时的电阻值;R0为温度为T0时的电阻值;B为常数,由材料、工艺及结构决定。
二简答题(1,2题各8分,3题9分,合计25分)
1、简述热电偶是依据什么效应工作的。
答:
热电偶是依据热电效应工作的。
两种不同的导体两端相互紧密地连接在一起,组成闭合回路,当两接点温度不等时,回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应。
2、智能传感器与一般传感器相比,有哪几个突出优点?
答:(1)研究与开发传感器的自由度大。
(2)精度高。
(3)具有一定的可编程自动化能力。
(4)输出形式多。
(5)功能价格比大。
3、光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为什
么?此时流过的电流称为什么?光敏电阻在室温和一定
光照条件下测得的稳定电阻值称为什么?此时流过的电
流称为什么?光敏电阻的光电流又是如何定义的?
答:
光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻,或暗阻。
此时流过的电流称为暗电流。
光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。
此时流过的电流称为亮电流。
亮电流与暗电流之差称为光电流。
三、原理简述(25分)
1、简述光纤传光的工作原理。
答:光的全反射现象,是光纤传光的物理基础。
要使一束光在光纤中传输,必须满足公式:sinθ
<(1/n
0)[(n
1
)2-(n
2
)2]1/2。
式中θ为入射光与参考轴之间的夹角;n
为入射光所在媒质的折射率;n
1为纤芯折射率;n
2
为包层折射率。
2、磁敏二极管是如何工作的?图示说明并简述。
答:H=0,如(a)。
空穴由P+区向i区注入,电子由N+区向i 区注入,除少数复合外,大部分到达P+区和N+区,形成电流I 。
H+,如(b)。
空穴、电子受洛伦兹力作用,向r区偏转,使电阻增大,I减小。
H-,如(c)。
空穴、电子受洛伦兹力作用,向r区对面偏转,使电阻减小,I增大。
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四、推导与分析(20分)
如图所示为一石英晶体压电传感器与电压放大器连接的等效电路,假设给石英晶体元件沿着X轴所加的作用力为F=F m sinωt,在垂直与X轴平面产生电荷。
试问:
(1)电压U sr的振幅U srm=?
(2)通过U srm的分析,可得出什么结论?
答:(1) U srm =d11F mωR/[1+(ωR)2(C a+C c+C i)2]1/2
(2)ω=0时,U srm =0,原理上决定了压电传感器不能用于静
态测量;
当(ωR)2(C
a +C
c
+C
i
)2〉〉1时,U srm近似与作用力的频
率无关。