《传感器》课程试题及答案

参考资料

一、填空题

1、变间隙型电容传感器做成差动结构以后，灵敏度变为原来的1 倍。

2、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。

3、传感器是将被测 非电物理量 转换为 电量 的装置。

4、半导体材料受到外力的作用，电阻率发生变化的现象叫 压阻 效应。

5、光在光纤中传播是基于光的 全反射现象 。

6、光电池是基于 光生伏特 效应工作的光电器件，作为测量元件适宜用作 电流 源（电压/电流）。

7、传感器的动态特性决定了它能测量的被测信号 测量 范围。 8、为克服导线电阻对测量造成影响，热电阻通常采用 电桥式三线制

接法。

9、差动变压器在零位移时的输出电压称为 零点残余电压 ，它是由于两个次级线圈电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性问题引起的。

10、霍尔元件所采用的材料为 半导体 。

11、红外辐射的物理本质是 热辐射 ，物体温度越高则波长越短 。

12、已知压力表的量程为30Mpa，最大绝对误差为0.3Mpa，则该压力表的精度为 1 级。

13、变气隙厚度式单线圈电感传感器的初始间隙越小，则灵敏度越 高 。

14、按表达式对误差进行分类，可将误差分为 绝对误差 、相对误差

和引用误差 。

15、光敏电阻是基于 内光电 效应的光电器件。 16、热电阻的阻值会随温度的升高而变大 。

17、热电偶中产生的热电势由接触电势 和 温差电势 组成。

18、压电式传感器测量电路中前置放大器的作用有两个：一是 阻抗 变换 ，二是 放大压电式传感器输出的微弱信号 。

19、光敏二极管在电路中一般是处于反向 工作的状态。 20、数值孔径是衡量光纤 集光性能 的主要参数。 21、光电开关和光电断续器都是由红外线发射元件 和光敏接收元件组成的。

22、在热电偶回路中加入第三种导体材料时，如果两接点的温度相同，

则对整个回路中的热电势无影响。这是热电偶基本定律的中间 导体 定律。

二、1、光敏三极管工作时（ A ）。

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 D、基极接电信号、集电结反偏、发射结正偏 2、以下说法不正确的是 （B ）

A、石英晶体沿光轴方向受力时不产生压电效应。 B、光敏二极管在不受光照时处于导通状态。 C、测量结果与其约定真值之差即为误差。

D、对于金属导体材料，其压阻效应极小，而对于半导体材料，其几何效应较小。

3、以下属于有源型的传感器是（ D ）

A、应变片 B、电容式传感器 C、差动变压器 D、热电偶

4、基于外光电效应工作的器件有（ D）

A、光敏电阻 B、光敏二极管 C、光电池 D、光电倍增管 5、不能用来测静态力的传感器是（ B ）

A、应变片 B、压电传感器 C、电容式传感器 D、电感式传感器 6、用光电断续器测电机转速实验中，通过示波器读取脉冲周期为10ms，现电机上有4个叶片，则该电机的转速为（ B ）

A、50r/s B、25r/s C、12.5r/s D、20r/s 7、差动变压器式传感器是利用线圈的（ D ）的变化实现非电量测量的一种装置。

A、磁路磁阻 B、自感 C、电涡流 D、互感 8、以下只能用于检测导体的接近开关是（ B ） A、电容式 B、涡流式 C、光纤式 D、光电开关

9、为消除压电传感器的连接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（ C ）。

A、相敏检波器 B、电压放大器 C、电荷放大器 D、滤波器 10、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时( D )。

A、在晶体的光轴z方向产生电荷 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、晶体不产生压电效应

11、光敏三极管工作时（ A ）。

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 D、基极接电信号、集电结反偏、发射结正偏

12、差动变压器式传感器是利用线圈的（ D ）的变化实现非电量测量的一种装置。

A、磁路磁阻 B、自感 C、电涡流 D、互感 13、以下不属于有源型的传感器是（B ）

A、热电偶 B、差动变压器 C、压电式传感器 D、光电池 14、以下关于误差的说法正确的是（ D ）

A、 系统误差可以通过多次重复测量减小或消除 B、 仪表的精度等级通常用最大引用误差来表示。 C、 随机误差可以用调整或校正的方法加以消除 D、 粗大误差无需通过多次重复测量即可发现。

15、变隙式自感型电感式传感器的灵敏度越高，则测量范围越（C ），非线性误差越（ ）。

A、宽，小； B、宽，大； C、窄，大； D、窄，小 16、用光电断续器测电机转速实验中，通过示波器读取脉冲周期为25ms，现电机上有2个叶片，则该电机的转速为（ ） A、20r/s B、10r/s C、25r/s D、30r/s

17、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ B ）的输出。 A、电阻 B、电容 C、电压 D、电荷 18、压电式加速度传感器是（D ）信号的传感器。 A、适于测量任意 B、适于测量直流 C、适于测量缓变 D、适于测量动态

19、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时( A )。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷

20、为消除压电传感器的连接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（C ）

A、电压放大器 B、相敏检波器 C、电荷放大器 D、滤波器 三、 简答题

1、什么是霍尔效应？请给出至少三种霍尔传感器能测的物理量。 通电导体之于磁场中，在垂直于电流和磁场方向产生电势点现象叫霍尔效应。位移。转速。加速度

2、热电偶测温回路中产生热电势要满足什么条件？

{1}热电偶必须由两种性质不同但符合一定要求的承体材料构成。 {2}热点偶工作端和参考端之间必须由温差. 3、热电偶测温度为什么要进行冷端温度补偿？

热电偶产生的热电势ET与热电偶的冷端温度有关。一般情况下。热电偶的冷端并不固定，而是随室温变化，这样就使ET也随室温变化从而带来测量误差。因此要求对热点偶的冷端温度进行补偿，以减少热电偶冷端温度变化从而引起的信号测量误差.

4、差动结构的电感式传感器与简单的相比有何优点？

{1}提高了灵敏度 {2}减少了非线性误差，能够更好的克服温度等外界共摸信号的干扰。

5、压电式传感器测量电路中的前置放大器作用是什么？

前置放大器压电式传感器本身的内阻抗很高，而输出能量小，所以要接入一个高输入阻抗的前置放大器，作用主要是把它的输出阻抗变换为低输出阻抗和放大传感器输出微弱信号。

四、计算及分析题（共40分，每题10分）

1、电阻应变片初始电阻值为120Ω，灵敏度系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.04m的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量E=2×1011N/㎡,求钢柱受5t拉力作用时,应变片电阻的变化量。

2、一电容测微仪，其传感器的平板面积为10mm.工作初始间隙δ＝0.2mm,介电常数ε＝1.6×10F/m,工作中，若传感器与工件的间隙变化量△δ＝4μm,测量电路的灵敏度S1=100mV/pF,读数仪表的灵敏度S2＝5格/mV,当 △δ＝4μm时，读数仪表示值变化多少格？

3、已知分度号为S的热电偶冷端温度为60℃ ，现测得回路热电势为3.184mv，求热端温度。

分度号为S的热电偶分度表

工作温度℃ -11

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 热电动势（mv） 0.000 0.055 0.113 0.173 0.235 0.299 0.365 0.432 0.502 0.573 0.645 0.719 0.795 0.872 0.950 1.029 1.109 1.190 1.273 1.356 1.440 1.525 1.611 1.698 1.785 1.873 1.962 2.051 2.141 2.232 0 100 200

300 400 500 2.323 2.414 2.506 2.599 2.692 2.786 2.880 2.974 3.069 3.164 3.260 3.356 3.452 3.549 3.645 3.743 3.840 3.938 4.036 4.135 4.234 4.333 4.432 4.532 4.632 4.732 4.832 4.933 5.034 5.136 电路为热敏电阻模拟式体温计电路原理图，请简要叙述测量体温的原理，并指出图中可变电阻RP1和RP2的作用。

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