现代传感技术复习 -

一、判断题：

1.（ 1 ）pt100在0℃时的电阻值为100Ω。

2.（ 1 ）NTC热敏电阻的电阻随着温度的升高而减小。 3.（ 2 ）相敏检波电路主要反映电压方向的变化。 4.（ 1 ）3位半数字式仪表的最高位能显示的最大值为1。

5.（ 1 ）螺线管式自感传感器采用差动结构是为了提高灵敏度，减小温漂。 6.（ 2 ）由于电压测量方便，远距离一次仪表多采用电压输出型。 7.（1 ）霍尔传感器采用恒流源激励是为了克服温漂。 8.（ 1）电感式接近传感器只能识别金属接近物体。 9.（ 2）超声波传感器只能对金属材料进行探伤。 10.（ 2 ）是否加热气敏电阻都可以正常工作。 11. （ 2 ） 在仪表显示中，LCD比LED耗电。

12. （ 1 ）采用双臂半桥或全桥可以实现温度自补偿功能，所以温漂较小。 13. （ 2）光敏电阻在光照越强时阻值越大。 14. （ 2 ）是否加热气敏电阻都可以正常工作。 15. （ 1 ）陶瓷湿敏电阻应采用交流供电。

16. （ 1 ）由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输，所以一次仪表多采用电流输出型。

17. （ 2 ）被测物体的材料、形状和大小对电涡流传感器的灵敏度没有影响。

18. （ 1 ）频率越高的超声波其方向性越好。

19. （ 1 ）铠装型热电偶细长，可以弯曲，可用于复杂结构的温度测量。 20.（ 1 ）任何物体要产生热辐射温度必须在摄氏零度以上。

二、填空题：

1. 传感器通常由 敏感元件 、 传感元件 和 测量转换电路 三部分组成。 2. 绝对误差Δ与仪表量程Am 的比值的绝对值乘100称为仪表的准确度。 3. 真值有 理论真值 、 约定真值 、 相对真值 等三种。 4. 直流电桥有具有 单臂半桥 、双臂半桥 、 四臂全桥 三种工作方式。 5．减少螺线管式差动变压器传感器零点残余电压最有效的办法是 采用补偿电路 、 采用测量电路 、次级绕组结构以及尽可能保证传感器 的相互对称。

6. 硅光电池的光电特性中，光照度与其 短路电流 成线性关系。

7.电容式传感器根据所改变的参量不同，有变面积式式、变极距式、 变介电常数式 式等三种类型。

8.光电效应分为 外光电效应 、 内光电效应 光生伏特效应 三类。 9.热敏电阻按其温度系数可分为 NTC 和 PTC 两大类。

10.人们常用 绝对湿度 和 相对湿度 表示湿度。 11、自感式传感器有 变隙式 、 变截面式 、 螺线管式 等三种类型。 12.超声波的传播波型有 纵波 、 横波 和表面波 三种。 13.温标有 摄氏温标 、 华式温标 和 热力学温标 三种。 14．光敏二极管在测光电路中应处于 反向 偏置状态。

三、单项选择题

1．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值的（ D ）左右为宜。

A.3倍 B.10倍 C.1倍 D.1.5倍 2.不能实现非接触式测量的传感器是（ A ）

A. 压电式传感器 B. 电涡流式传感器 C .光电式传感器 D.超声波传感器

3．电涡流接近开关可以检测出（ A ）的靠近程度。 A. 金属零件 B. 人体 C.水 D.塑料零件 4．自来水表指示的是（ C ）。

A.瞬时流量（t/h） B. 瞬时流量（kg/s） C.累积流量（t或m3 ） D. 累积流量（kg）

5．将超声波转换成电信号是利用压电材料（ D ）。 A.应变效应 B.涡流效应 C.逆压电效应 D.压电效应 6．超声波的频率越高，则（ A ）。

A.波长越短，指向角越小，方向性越好 B. 波长越长，指向角越大，方向性越好

C.波长越短，指向角越大，方向性越好 D. 波长越短，指向角越小，方向性越差

7.属于外光电效应的器件是（ A ）。

A.光电管 B.光电阻 C. 光敏二极管 D. 光电池 8.传感器的输出量通常为（ B ）。

A. 非电量信号 B. 电量信号 C. 位移信号 D. 光信号

9. 希望远距离传送信号，应选用具有（ D ）输出的标准变送器 。 A.0～2V B.1～5V C.0～10mA D.4～20mA

10．欲测直径范围为15mm±1mm轴的直径误差，应选择线性范围为 B 的电感传感器为宜。

A.16mm B.3mm C.1mm D.14mm

11．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（ D ）左右为宜。

A.3倍 B.10倍 C.1倍 D.1.5倍

12．用某直流电压表测5号干电池的电压，每次示值均为1.9V，该误差属于（ A ）。

A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差

13．应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（ C ）测量

转换电路。

A.单臂半桥 B.双臂半桥 C.四臂全桥

14．利用人在说谎时手心出汗，测谎器使用（ D ）传感器来测谎。 A.应变片 B.热敏电阻 C.气敏电阻 D.湿敏电阻 15．螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ C ） 。

A.增加线性范围 B.降低成本 C.提高灵敏度，减小温漂 D.增加吸引力

16．电涡流接近开关可以检测出（ A ）的靠近程度。 A. 金属零件 B. 人体 C.水 D.塑料零件

17．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.电容为变量，电感不变 C. 电感为变量，电容不变

18．自来水表指示的是（ C ）。

A.瞬时流量（t/h） B. 瞬时流量（kg/s） C.累积流量（t或m ） D. 累积流量（kg）

19．欲利用光电池为手机充电，需将数片光电池（ B ）起来。 A. 并联 B.串联 C.短路 D.开路

20.欲精密测量光的照度，光电池应配接（ D ）。

A.电压放大器 B.A/D转换器 C.电荷放大器 D.I/U转换器 21．频率为10MHz的超声波在钢板中传播时，它的波长约为（ A ）。

3

A.0.59mm B.5.9mm C.59mm D.5.9km/s E.340m/s 22.对于处于钢板深部的缺陷宜采用（ B ）探伤。 A.电涡流 B.超声波 C.X光

23.下列元件属于四端元件的是 （ A ）。

A. 霍尔元件 B.压电晶片 C. 应变片 D.热敏电阻 24.将开关型霍尔器件制作成施密特性质是为了（ C ）。 A.克服温漂 B.提高灵敏度 C.抗机械振动干扰

25．正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度约为（ B ）。 A.74F B.98.6F C.37F D.98.6K 四、问答题

1.电阻式传感器的测量原理及测量转换电路是什么？

2．电感式传感器测量电路的主要任务是什么？变压器电桥和带相敏整流的交流电谁能更好地完成这一任务？为什么?

电感式传感器测量电路的主要任务是将传感器输出的电感量，转换成与此电感成一定关系的电信号（电压、电流、频率等），以使用电测仪表进行测试。带相敏整流的交流电桥能更好地完成上述任务，因为该电桥不仅消除了零点残余电压，而且其基本特性既能反映位移的大小，又能反映位移的方向。

3．霍尔效应及霍尔电动势的表达式？ E=KIB

4．举例说明什么叫内光电效应、外光电效应、光生伏特效应。

在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称外光电效应。 例如：光电管、光电倍增管。

在光电作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。 例如：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光敏晶闸管。

在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。 例如：光电池。

5．简述热电偶测温原理？热电偶测温的优点。

热电偶回路中的热电势与两热电极材料和两接触点温度有关。当热电极材料选定后，

热电势仅与热电偶冷、热端温度有关。若保持冷端温度一定，则热电势就与热端温度呈单值

函数关系。它的大小反映了被测温度值

6.什么叫电磁兼容性。

是电子设备在规定的电磁干扰环境中能按照原设计要求而正常工作的能力，而且也不向处于同一环境中的其他设备释放超过允许范围的电磁干扰.

7．简述热电偶传感器冷端热电势的补偿方法。

（1）将冷端置于装有冰水混合物中，使其温度保持在0度不变，

（2）将其置于电热恒温器中，使其温度略高于环境温度的上限。 （3）将其放在空调房中，使其温度恒定. 8．什么叫电涡流效应？什么叫线圈——导体系统

块状金属导体置于变化着的磁场中，或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上产生电涡流的现象称为电涡流效应。电涡流式传感器的测试系统由电涡流式传感器和被测金属体两部分组成。该系统是一个电磁过程十分复杂、难以用基本方法建立数学模型的实际系统，因此，为便于对其工作原理和基本特性进行分析，往往将电涡流式传感器用传感器线圈代替（这是符合实际的），将被测金属体等效成短路环（假设电涡流仅仅分布于该环内），构成上述系统的简化模型，简称线圈——导体系统。

9．由光电效应方程式得出的两个基本概念是什么

（1）入射光频谱不变时，被照射物体单位时间内发出的光电子数与入射光强度成正比。 （2）对某种物体产生光电效应有最低频率单色光的限制称红限。高于物体红限的入射光，不论多弱，被照射物体也能产生光电发射。低于物体红限的入射光，不论多强，被照射物体也不能产生光电发射。

五、计算题

1.检定一个 1.5 级 100mA 的电流表，发现在 50mA 处绝对误差最大，为 1.4mA ，问该表是否合格？（6分）

1.5%*100=1.5mA 1.4<1.5 合格

2.用超声波测钢板的厚度并进行探伤，已知超声波在钢板中的传播速度为5.9Km/s,B波与T波的时间差为0.1ms,F波与B波的时间差为0.07ms,求钢板的厚度、缺陷离钢板表面的距离？（9分）

0.5*5.9*1000*0.1/1000=0.3

0.5*5.9*1000*(0.1-0.07)/1000=0.0885

3.用镍铬-镍硅（K）热电偶测温度，已知冷端温度为30℃，用高精度毫伏表测得这时的热电势为29.186 mV，求被测点温度？若冷端温度上升至40℃，被测点温度不变，这时毫伏表的读数为多少？（10分）

K型热电偶部分分度表

温度/℃ 热电势/mV 温度/℃ 热电势/mV 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.000 0.397 0.798 1.203 1.612 2.023 2.436 2.851 3.267 3.682 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 29.129 29.548 29.965 30.382 30.798 31.213 31.628 32.041 32.453 32.865 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990

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