传感器复习题（学生） - 20140617112833

《传感器与自动检测技术》 复习题

一、填空题

1、传感器是 能感知外界信息并将其按一定规律转换成可用信号的机械电子装置 ，传感器的输出信号通常是 电信号 。 2.传感器通常由 敏感器件 ，转换元件和 组成。

3、传感器的静态特性指标有 灵敏度 、 线性度 、和 迟滞性 、 重复性 。

4、电阻应变片在应力作用下电阻率发生变化，这种现象称为__电阻应变_________效应。电阻应变片式传感器按制造材料可分为① 金属 _ _ _ 材料和②_ 半导体 _材料。

5、电阻应变片的测量电路主要有直流电桥和交流电桥，其中直流电桥中又有单臂电桥、 和 。

6、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为 相对误差_ _ ___ 、_ 绝对误差 ______ 、和 随机误差 ____ _ 三类。

7、相对误差是指测量的___绝对误差________与被测量量真值的比值，通常用百分数表示。 8、导体的电阻率随温度变化而变化的物理现象为导体的热阻效应。金属热电阻就是基于这一效应测量温度的。热电阻主要有 铂电阻 和 铜电阻 。 9、热电阻的测量电路有二线制、 三线制 、四线制。 10、半导体热敏电阻按温度系数可分为 正温度系数 、 和 负温度系数 。

11、电容式传感器利用电容器的原理，将非电量转换成 电容的变化量 。电容式传感器可分为变极距式、变面积式、 变介电常数式

12、光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即 _外光电效应 _ ，光电管、光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即 内光电 效应。 光敏 传感器属于这一类。第三类是利用在光线作用下物体产生一定方向的电动势现象，即 光生伏特 ___ 效应，光生电池属于这一类。 13、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受 洛仑兹力 作用产生 电势差 的结果。 14、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为 压电效应 ；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称 逆压电效应 。 15、用于制作压电传感器的常用压电材料是 石英晶体 、 压电陶瓷 。 16、压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己___一定的极

1

化________方向，经过 极化 的压电陶瓷才具有压电效应。 17、光纤的核心是由折射率较大的 线芯 和折射率较小的包层玻璃膜 构成的双层同心圆柱结构，按照的传播模式分类，光纤可以分为 单模 光纤和多模 光纤。 18、把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称 ，这个电动势称为霍尔电势。

19、电感式传感器将被测量（位移、压力、振动等）转换成线圈自感量或互感量的变化，电感式传感器的种类很多，主要有 、 、

20、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称 ；若两金属类型相同两端温度不同，加热一端时电路中电动势 。

21、噪声一般可分为 外部噪声 和 内部噪声 两大类。 22、差模干扰又称 串模 干扰、正态干扰、 常态 干扰、横向干扰等。 23.任何测量都不可能 ，都存在 。

23.根据被测量是否随时间变化，测量分为 静态误差 和 动态误差 。 24.根据测量的过程的不同，测量分为 系统误差 、 随机误差 和 粗大误差 。

25.根据测量时是否与被测量对象接触，测量可分为 绝对误差 和 相对误差 。 26.传感元件的作用是将非电量转换为 电信号 。

27.金属应变片分为 丝式 、 箔式 和 金属薄膜式 三种。 28.电桥的三种工作方式中， 的灵敏度最高， 次之， 灵敏度最低。

29.从材料来看，金属热电阻目前应用比较广泛的有 铂电阻 和铜热电阻两种；某热电阻的分度号为Pt100，其中100的含义是 0摄氏度时的电阻值是100欧母 。 30.电感式传感器可分为 自感式 、 互感式 和电涡流三大类。 31.变面积电容传感器的输出特性是 的，因此灵敏度是常数。 32.用电涡流传感器探测地雷属于 测量。

33.自感式传感器常见的形式有变隙式，变面积式和 。 34.电容式传感器可分为__ _____、_____ ___和__ _____三种。

35.差动式电感传感器的优点有 、 和 提高传感器的稳定性。

2

36.霍尔效应在 金属 中发现的，在高纯度 半导体 中表现较为显著。 37.霍尔集成元件可分为 和 两大类。

38.将超声波转化为电信号是利用压电材料的 压电效应 。 39.压电式传感器的测量转换电路有电压放大电路和 电荷放大器 。 40.热电效应的本质是 本身吸收了外部的热能，在内部转换为 电能 的一种物理现象。

41.光电效应可分为 外 光电效应， 内 光电效应和光生伏特效应三种类型。 42.基于内光电效应的光电元件有 、 和 。 43.基于光生伏特效应的光电元件是 光电池 。

44.光敏电阻的工作原理：光敏电阻上可以加 正向 电压，也可以加 反向 电压。加上电压后，无光照射光敏电阻时，由于光敏电阻的 阻值大 ，电路中只有 小 的电流，称 暗 电流；有光照射光敏电阻时，其因 阻值会变小 ，电路中电流也就 变大 ，称 亮 电流。据 光电流 的大小，即可推算出入射光 入射角 的大小。 45.光敏二极管的结构与普通 类似，它是在 电压下工作的。

46.热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的_接触___ ____电动势，另一部分是单一导体的__温差 ___电动势。

47热电偶产生热电势必须具备的基本条件是 两种导体的接触电势（） 和 单一导体的温差电势 。 48、传感器通常 敏感器件 、 转换元件 、信号处理电路组成。 49、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为 压电 效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。

50、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿，它的理论依据是 中间温度 定律。 51、热电偶是将温度变化转换为 热电动势 的测温元件， 热电阻和热敏电阻是将温度转换为 电阻 变化的测温元件。 52、热电阻最常用的材料是 铂 和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。

53、霍尔效应是指 在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现

3

的现象。

54、压电式传感器的工作原理是以晶体的 压电 效应为理论依据。 55、电阻应变片的工作原理是基于金属的 应变 效应。

56、霍尔传感器是利用 霍尔 原理将被测物理量转化为电势的传感器。 57、光纤按其传输模式多少分为单模光纤和 多模 光纤。 58、压电式传感器的工作原理是以晶体的 压电效应 为理论基础。 59、光电效应通常分为外光电效应、 内光电效应 和光生伏特效应。 60、常用的基本电量传感器包括 电阻式 、电感式和电容式传感器。 61、光电池是基于 光生伏特 效应。 62、传感器的核心部分是 敏感元件 ； 62、传感器的静态特性指标有 灵敏度 、 线性度 、迟滞性和重复性。 63、利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_ ______。

64、已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的相对灵敏度误差计算公式为rs= 。

65、电阻应变片在应力作用下电阻率发生变化，这种现象称为__电阻应变_________效应。 66、光纤的核心是由折射率较大的 和折射率较小的 构成的双层同心圆柱结构。

67、将温度转换为电势大小的热电式传感器是 热电偶 传感器，而将温度变化 转换为电阻大小的热电式传感器是 （金属材料）或 （半 导体材料）。

68、用于制作压电传感器的常用压电材料是 石英晶体 、压电陶瓷。 二、选择题

1、属于传感器静态特性指标的是（ ）。

A、重复性 B、临界频率 C、阻尼比 D、固有频率 2、差动变压器是（ ）传感器。

A、自感式

B、互感式

C、电涡流式

3、差动变压器属于（ ）

A.物性式传感器 B.结构式传感器 C.电阻式传感器 D.电感式传感器

4、电阻式传感器是将被测量的变化转换成（ ）变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻

5、（ ）测量转换电路解决了变极距式电容式传感器的非线性问题。

A、桥式

B、调频式 C、运算放大器式

6、以下那一项不属于电路参量式传感器的基本形式的是（ ） A.电阻式 B.电感式

4

C.电容式 D.电压式

7、电阻式半导体气敏传感器有三种结构，其中（ ）是工艺最成熟、应用最广泛的一种。

A、薄膜型

B、厚膜型

C、烧结型

8、在热电偶传感器中，热电偶回路的主要性质不包括( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、欧姆定律 D、标准电极定律

9、光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指给定电压下（ ） A、暗电阻大 B、亮电阻大

C、暗电阻与亮电阻差值大 D、暗电阻与亮电阻差值小 10、传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的( ) A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高

11、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ ）

A、压力 B、力矩 C、温度 D、厚度

12.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，若选用量程为 300 V，其精度应选 级。

A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0

13.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，若选用量程为 500 V的电压表，其精度应选 级。

A. 0.25 B.0.5 C.0.2 D.1.0 14.电子秤中所使用的应变片应选择 应变片。 A.金属丝式 B.金属箔式 C. 电阻应变仪 D. 固态压阻式传感器

15.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 测量转换电路。 A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C.四臂全桥 D.独臂 16.过热保护中，温度大于突破点时，电流由十分之几毫安突变为几十毫安，则Rt应选 择 热敏电阻。 A. NTC指数型 B.CTR C.PTC突变型

17.用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是 。 A.接线方便

B.减小引线电阻变化产生的测量误差 C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响

5

D.减小桥路中电源对热电阻的影响

18.欲测量极微小的位移，应选择___ ___自感传感器。 A. 变隙式 B.变面积式 C. 螺线管式 19.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了__ ___。

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

20.用电涡流的方法测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400 Hz，则该齿轮的转速n等于____r/min。

A.400 B. 3600 C.24000 D.60

21.电子卡尺的分辨率可达0.01 mm，行程可达200 mm，它的内部所采用的电容传感器型式是____。

A.变极距式 B.变面积式 C.变介电常数式 22.在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于 。 A.外光电效应 B.内光电效应 C.光电发射

23.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d之间是 。 A.正比关系 B.反比关系 C.无关系 24.单线圈螺线管式电感传感器广泛用于测量 。 A.大量程角位移 B.小量程角位移 C.大量程直线位移 D.小量程直线位移

25.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的 。 A.应变效应 B.电涡流效应 C.压电效应 D. 逆压电效应

26.蜂鸣器中发出“嘀??嘀??”声的压电片发声原理是利用压电材料的 。 A. 应变效应 B. 电涡流效应 C.压电效应 D. 逆压电效应 27.动态力传感器中，两片压电片多采用__ _接法，可增大输出电荷量。 A.串联 B.并联 C. 既串联又并联

28.在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用___ __接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。

A.串联 B.并联 C.既串联又并联

29.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度为70 pC/g（g为重

6

力加速度），电荷放大器灵敏度为10 mV/pC，并计算此时该电荷放大器的反馈电容

Cf pF。 A. 441 B. 2100 C. 2.1 D.100 30.属于四端元件的是 。 A.应变片 B.压电晶片 C.霍尔元件 D.热敏电阻 31. 单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的_____。 A.压电效应 B.逆压电效应 C.电涡流效应 D.热电效应

32.单晶直探头接收超声波时，是利用压电晶片的 。 A.压电效应 B.逆压电效应 C.电涡流效应 33._____的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。

A.热端直径 B.热端和冷端的温度 C.热端和冷端的温差 D.热电极的电导率 34.测量CPU散热片的温度应选用______型的热电偶。

A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 35. 测量100 m深的岩石钻孔中的温度，应选用_____型的热电偶。 A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 36.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 37.下图中，在补偿导线延长热电偶后，新的冷端在_____。 A.温度为t1处 B.温度为t2处 C.温度为 t3处 D.毫伏表接线端子上

7

38.在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用______，可减小测量误差。 A.计算修正法 B.仪表机械零点调整法 C.冰浴法 D.冷端补偿器法（电桥补偿法）

39. 用镍铬 - 镍硅（K）热电偶测温度，已知冷端温度t0为40?C，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。答： 。 A.741 ?C B.740 ?C C.40 ?C D.29.184 ?C

40.晒太阳取暖利用了 。

A.光电效应 B.光化学效应 C.光热效应 D.感光效应 41.光敏二极管属于 。

A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应 42.光电池属于 。

A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应

8

43.在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为 。 A.光电效应 B.内光电效应 C.外光电效应 44.在光线的作用下能使物体电阻率改变的现象 。 A.光电效应 B.内光电效应 C.外光电效应 45.光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指给定电压下 。 A.暗电阻大 B.亮电阻大

C.暗电阻与亮电阻差值大 D.暗电阻与亮电阻差值小 46.实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是 。 A.纯金属 B.非金属 C.半导体 D.合金 47.光敏三极管工作时 。 A.基极开路、集电结反偏、发射结正偏 B.基极开路、集电结正偏、发射结反偏 C.基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏

48.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级

49.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0. 5级，试求该表可能出现的最大绝对误差为 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃

50.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示值为20 ℃时的示值相对误差为 A.1℃ B.5％ C.1％ D.10％

51.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，若选用量程为 250 V电压表，其精度应选 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 三、判断题

1、零点残余电压的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。（ ）

2、在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象，称为外光电效应，也称光电发射效应。（ ）

9

3、在霍尔式传感器中，霍尔电势反比于磁场强度。（ ） 4、电涡流的产生必然消耗一部分磁场能量。（ ） 5、测量的输出值与理论输出值的差值即为测量误差。（ ）

6、金属导体置于变化的磁场中，导体内就会有感应电流产生，这种电流在金属体内自行闭合，通常称为电涡流。（ ）

7、在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象，称为外光电效应，也称光电发射效应。（ ）

8、在光线作用下，物体电导性能发生变化或产生一定方向的电动势的现象，称为内光电效应。（ ）

9、一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在系统误差的缘故。（ ） 10、作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度场的材料上。（ ）

11、线性度是传感器的静态特性之一。 （ ） 12、时间响应特性为传感器的静态特性之一。 （ 。 ） 13、电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。 （ ） 14、电涡流式传感器不可以进行无接触测量。 （ 。） 15、压电式压力传感器是根据压电效应原理制成的。 （ ） 16、电阻传感器和电容传感器都可以用于湿度的测量。 （ ） 17、光谱特性是光电元件的特性之一。 （ ） 18、热电偶不属于温度传感器。 （ 。 ） 19、真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。 （ 。 ）

20、光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。 （ ）

21、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。 （ 。 ）

22、时间响应特性为传感器的静态特性之一。 （ 。） 23、电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。 （ ） 24、光电三极管不是根据光电效应原理制成的。 （ 。 ） 25、石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。 （ ） 26、电阻传感器和电容传感器都可以用于湿度的测量。 （ ） 27、光谱特性是光电元件的特性之一。 （ ） 28、热电偶不属于温度传感器。 （。 ） 29、真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。 （ 。 ）

10

30、接触燃烧式气体传感器属于气敏传感器。 （ ）

四、简答题

2、简述热电偶测温原理？

3、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?

5、常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何

7、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。

8、什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电效应? 五、计算题

1、有一温度计，它的测温范围为0～100℃，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20℃.80℃时的示值相对误差。

2 、一台精度等级为0.5级、量程范围600~1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？

3、已知某温度计测量范围0~200℃。检测测试其最大误差△Ymax=4℃，求其满度相的误差，并根据精度等级标准判断精度等级。

4、检定一台1.5级刻度0~100Pa压力传感器，现发现50Pa处误差最大为1.4Pa，问这台压力传感器是否合格？

11

5、已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只测力仪表，一只为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；另一只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？

6、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6％。问：若选用量程为250V电压表，其精度比选择哪一级？若选用量程为300V和500V的电压表，其精度应分别选哪一级?

7、被测电压的实际值为10 V，现有精度等级为0.5级，量程为150 V和精度等级为2.5级，量程为15 V的两种电压表，试问选择哪一种电压表较好？

8、用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度为70 pC/ g （g 为重力加速度），电荷放大器灵敏度为10 mV/pC ，试确定输入3 g （平均值）加速度时，电荷放大器的输出电压U（平均值，不考虑正负号），并计算此时该电荷放大器的反馈电容 Cf 。 0

9、用镍铬 - 镍硅（ K ）热电偶测温度，已知冷端温度 t 0 为 40 ° C ，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。 附：镍铬—镍硅热电偶分度表（部分）

12

13

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jdrv.html