传感器测试 - 图文

传感器原理复习题

一、填空题：

1. 传感器的静态特性是在静态标准条件下，利用（ ）建立的。

2. 某位移传感器在位移变化1mm时，输出电压变化200mv，则其灵敏度为（ ）。若

电源电压为10v，则其灵敏度为（ ）。

3. 列举至少4个传感器静态特性指标（ ）（ ）（ ）（ ）。 4. （）说明了传感器的最小可测出的输入量。（）说明了传感器的最小可测出的输入变量。 5. 传感器动态特性的频域主要技术指标是（）（）（）。

6. 热电偶回路中产生的热电势由（ ）（ ）两部分组成。

7. 热电偶冷端补偿器的三个臂桥的温度系数为（），另一桥臂可采用（）电阻，其值随温度

变化，放置于热电偶的冷端。

8. 若要通过几个热电偶输出平均温度，则这几个热电偶采用（ ）连接方式。 9. 若要输出几个热电偶总电动势之和，则这几个热电偶采用（ ）连接方式。 10. 热电偶结构出了普通式、缆式，还包括（ ）热电偶。 11. 一般选用（ ）热电阻作为标准温度计。

12. 热电阻式温度传感器按其材料性质分（ ）和（ ）两种。 13. 对于热电阻式温度传感器的自热误差应采取的措施是（ ）。 14. 半导体热敏电阻器的电阻值随温度变化按（ ）规律变化。

15. 半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型特性分为三种类型（ ）（ ）

（ ）。

16. 集成温度传感器按照输出量不同分类为（ ）（ ）（ ）。 17. 集成温度传感器采用（ ）电路，输出正比于温度的线性电压。 18. 适合于远距离测量的为（ ）输出型的集成温度传感器。

19. （ ）光学系统配和热释电红外传感器使用，以提高灵敏度，扩大监视范围。 20. 利用应变片测量应变的基本原理（ ）。 21. 零漂和蠕变是衡量应变片（）的指标。

22. （ ）元件的形状可以获得最大磁阻效应。

23. 压电传感器在实际应用中，消除接地回路噪声的有效方法是（ ）。 24. 用于压电传感器的压电材料有三类（ ）（ ）（ ）。 25. 需要压电元件输出电荷时，把压电元件等效为（ ）的电荷等效电路。

26. 需要压电元件输出电压时，把压电元件等效为（ ）的电压等效电路。

27. 压电传感器测量电路中的关键部件是（ ），该部件必须具有两个功能（ ）

（ ）。

28. 假设单片压电片输出电容是C，输出电压是U，输出电荷为Q，那么当两片压电片并联时

输出电容是（ ），输出电压是（ ），输出电荷是（ ）；当两片压电片串联时输出电容是（ ），输出电压是（ ），输出电荷是（ ）。 29. 根据纤芯到包层的折射率的变化规律++分类，光纤分为（ ）（ ）两种。 30. 根据光纤的传输模式分类，光纤分为（ ）（ ）两种。 31. （ ）是能形成驻波以特定角度射入光纤的能在光纤内传播的光波。 32. 光纤传光原理的基础是（ ）。

33. 光纤的基本参数（ ）反映了光纤的集光能力。 34. 光纤损耗分为（ ）和（ ）两类。 35. 光纤的弯曲属于（ ）损耗。

36. 光纤的参数（）反映传输带宽，关系到通讯信息的容量和质量。 37. 光纤色散现象会使脉冲展宽，展宽程度用（）参数来反映。

38. 光纤耦合器是使光信号能量实现（ ）的器件。耦合分为（）（）两种。 39. 按照光纤在传感器中的作用，把光纤传感器分为两类（ ）和（ ）。 40. 利用光纤在高电场下的（ ）效应制成光纤传感器；利用光纤（ ）效

应制成光纤电流传感器；利用光纤（ ）效应制成位移、压力传感器。 41. 常用光源中，激光二极管光子是（ ）产生的，而发光二极管的光子是（ ）产

生的。

42. 光栅测量技术主要是利用光栅的（ ）现象实现几何量的测量。 43. 光栅按其原理和用途可分为（ ）和（ ）光栅。 44. 按照透射形式，光栅可分为（ ）和（ ）光栅。

45. 所谓光栅，是在刻划基面上等间距或不等间距的密集刻划，使刻线处（ ），未刻线

处（ ），形成透光和不透光相间排列构成的光电元件。

46. 莫尔条纹的成因是由主光栅和指示光栅的（ ）效应形成的，（ ）用于满足测

量范围及精度，( )用于拾取信号。 47. 通过测量（ ）的运动来判别光栅的运动。

48. 通过调整两光栅夹角，可以改变（ ），从而使光电接收元件能正确接收光信号。 49. 莫尔条纹细分技术中，对栅距进一步细分的三种方法是（）（）（）。

50. 光电传感器的工作原理是基于物质的（ ）。

51. 半导体受到光照射时会产生电子-空穴对，使其导电性能增强；光线越强，半导体阻值越

低，这种现象是（ ）效应。

52. 光电效应分类（ ）（ ）两种。

53. 光伏效应是指光生电子和光生空穴受到（ ）的作用，作反方向运动，产生光生

电动势。

54. 对于带负电的电子来说，耗尽区是个势能很低的区域，成为电子（ ），具有

（ ）的功能。

55. CCD电荷有（ ）（ ）两种产生方式。

56. CCD的工作原理分为（ ）（ ）（ ）（ ）四步完成。 57. 气敏传感器和湿敏传感器是利用物质的（ ）和（ ）效应对气体的某些成分或

水汽进行检测的器件。

58. 气敏元件按照其与气体的相互作用主要是局限于半导体表面，还是涉及到内部，分为

（ ）和（ ）两类；按照半导体变化的物理特性，分为（ ）和（ ）。

59. 电阻式半导体气敏元件是利用（ ）来检测气体的浓度，非电阻式半导体气敏

元件则是根据（ ），使某些关系特性发生变化，对气体进行直接或间接的检测。 60. 气敏传感器的主要组成部分（ ）（ ）（ ）。 61. 气敏元件的三种结构类型（ ）（ ）（ ）。

62. 为提高传感器的灵敏度与气体识别能力，一般会在气敏元件中添加金属（）和（）作为

催化剂。

63. （）烧结体在35度左右对丙烷、异丁烷气体的灵敏度很高，适合作液化石油气敏元件。 64. （）烧结体通过掺杂四价的锡，对甲烷有很高的灵敏度，可用作城市煤气报警。 65. 应用微电子技术，根据制作材料的不同，微结构气敏传感器分为（ ）和（ ）

两种，其中（ ）是当前微结构气敏传感器的主流。

66. 谐振器型气敏传感器工作原理（），MOSFET型气敏传感器的工作原理（），MIS二极管型

氢敏传感器利用（）来检测氢气。

67. 湿度的三种表示方法（ ）（ ）（ ）。

68. 电阻式湿敏传感器工作原理（）。电容式湿敏传感器的工作原理（）。 69. 陶瓷型湿敏传感器分为（ ）（ ）两类。 70. 智能传感器的关键是（ ）。

71. 整个无线传感器网络由传感器节点、 网关（sink节点）、 互联网或移动通信网络、 远

程监控中心组成。

72. 无线传感器网络的简略体系结构：抛撒在感兴趣区域的传感器节点以自组织方式构成网

络。 采集数据之后以多跳中继方式将数据传回sink节点。 由sink节点将收集到的数据通过互联网或移动通信网络传送到远程监控中心进行处理。 在这个过程中， 传感器节点既充当感知节点， 又充当转发数据的路由器。

73. 传感器网络的基本组成单位是节点， 它一般由四个模块组成： 传感模块（传感器、 A/D

转换器）、数据处理模块（微处理器、 存储器）、 通信模块（无线收发器）及电源模块（提供能源）。

74. 智能压力传感器主要有（ ）（ ）（ ）（ ）模板组成。 75. 智能传感器设计时，根据（ ）（ ）（ ）选择μp模板。 76. 电压信号的预处理包括（ ）和（ ）。

77. 智能传感器按照不同情况，可分别采用（ ）（ ）（ ）

等三种常用查表方法。

78. 压阻式半导体应变片的温度稳定性差，在高精度测量场合中，必须采用（ ）的驱

动电路。

79. 传感器的定标，是指在明确（ ）的前提下，利用某种标准或标准器具，对传感器

进行（ ），在使用过程中还要定期进行检查，确认精度及性能是否满足所制定的标准。 80. 防止静电的或电磁的相互感应所采用的各项措施称为（），主要分为（）（）（）（）几类。 二、选择题：（有一个或多个正确答案）

1、传感器按照工作原理分类，霍尔式、应变式分别基于（）（）工作原理。

a. 变电阻 b. 变电荷 c. 变电势 d. 变电容

2、传感器按照工作原理分类，压电式、热电偶式分别基于（）（）工作原理。

a. 变电阻 b. 变电荷 c. 变电势 d. 变电容 3、下面哪几种传感器是接触式测温传感器（）

a. 热电阻式 b. 热辐射式 c. PN结型 d. 热电势式 4、热电偶回路总电势主要是由（）引起的。

a. 帕尔贴电势 b. 汤姆逊电势 c. 接触电势 d.温差电势 5、下面那些情况（）会引起热电偶回路总电势为零。

a. 两电极材料相同 b. 两节点温度相同 c. 两电极尺寸相同 d.两电极形状一致 6、光纤色散的分类包括哪几种（）。

a.材料色散 b. 波导色散 c. 结构色散 d.多模色散 7、光电管工作原理基于（）效应。

A外光电效应 B内光电效应 C光电导效应

D光伏效应

8、纤芯折射率n1与包层折射率n2满足（）关系，使光功率封闭在纤芯内传播。

A n1>n2 B n1

A泡克尔 B. 法拉第 C 微弯效应 D多普勒效应 10、下列四个图中属于功能型光纤传感器的为（）。

各种工作原理的传感器特性，能够从示意图中总结出规律或者能够选择正确的描述。不再一一出选择题。 三、名词解释：

传感器、热电效应、热释电效应、电阻应变效应、霍尔效应、磁阻效应、形状效应、压电效应、光电效应、外光电效应、内光电效应 四、简答题：

1、传感器的定义、基本组成部分以及各组成部分的作用？

2、简述传感器的静态特性和动态特性的含义。衡量传感器静态特性的指标主要有哪些？ 3、简述接触电势、温差电势的成因。 4、简述热电偶冷端温度误差补偿方法。

5、为什么温敏晶体管比温敏二极管具有更好的电压——温度特性？ 6、简述霍尔电势的产生原因。

7、简述磁敏二极管、磁敏三极管的工作原理。 8、简述石英晶体、压电陶瓷的压电效应机理。

9、压电传感器能否用于静态测量？为什么？能否用于动态测量？为什么？

10、何实现CCD电荷的三相定向转移？画出定向转移图。 11、论述CCD图像传感器的工作原理。 五、叙述证明题：

1、热电偶的中间导体定则（热电偶中引入第三导体） 2、热电偶的参考电极原则（标准热电级） 六、电路分析题：

1、电动机过热保护装置组成电路工作原理(课本) 2、恒温箱温度控制电路（补充）

3、自动门控制电路（热释电传感器应用）工作原理(课本) 4、CPU过热报警器电路工作原理(课本)

5、分析霍尔传感器控制卫生间照明灯电路工作原理(课本) 6、光纤多普勒 血液流量计工作原理。(课本)

7、用马赫泽德干涉仪测量压力或温度的相位调制型光线传感器工作原理(课本) 8、光纤微弯曲位移（或压力）传感器工作原理(课本) 9、偏振态调制型光纤电流传感器工作原理(课本) 10、酒精检测电路（补充）

气体传感器选用二氧化锡气敏元件。

当气体传感器探测不到酒精时, 加在A5脚的电平为低电平; 当气体传感器探测到酒精时, 其内阻变低, 从而使A5脚电平变高。 A

为显示驱动器, 它共有10个输出端, 每个输出端可以驱动一个发光二极管, 显示推动器A根据第5脚电压高低来确定依次点亮发光二极管的级数, 酒精含量越高则点亮二极管的级数越大。上5个发光二极管为红色, 表示超过安全水平。下5个发光二极管为绿色, 代表安全水平, 酒精含量不超过0.05%。

11、应用光敏电阻（或光电管）设计的路灯通断电路分析（补充）

12、汽车后窗玻璃自动去湿装置电路分析（补充）

常湿条件，RH较大，T1导通T2截止，J不工作，RL不加热； 湿度过大，RH降低，T1截止T2导通，J1工作， J1 闭合，RL加热； 13、有害气体检测、报警、控制电路（补充）

14、可燃性气体浓度检测电路（补充）

15、直读式湿度计（补充）

RH为氯化锂湿度传感器。

由VT1、VT2、T1等组成测湿电桥的电源, 其振荡频率为250-1000 Hz。

电桥输出级变压器T2, C3耦合到VT3, 经VT3放大后的信号, 由VD1-VD4桥式整流后, 输

入给微安表, 指示出由于相对湿度的变化引起电流的改变, 经标定并把湿度刻划在微安表盘上, 就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。

16、根据智能压力传感器组成框图 简述工作原理。（课本） EPROMIEEE-488接口D/A单片机敏感元件(压力、温度)放大器转换开关A/D接口电路敏感元件测到的压力、温度两组信号经放大后进入二选一模拟开关,在事先编制好存入EPROM的程序控制下,分时进入A／D转换器,转换后的数字量送入单片机进行分析、运算、处理,处理结果可经D／A转换后直接输出模拟量,对某些系统进行控制；可由IEEE-488接口以标准接口总线与其它智能仪器互联,也可以通过接口电路与普通外设如打印机、显示器、记录仪等连接。

17、简述无线传感器网络的简略体系结构组成部分、工作原理并画出框图。

整个传感器网络由传感器节点、 网关（sink节点）、 互联网或移动通信网络、 远程监控中心组成。

抛撒在感兴趣区域的传感器节点以自组织方式构成网络。 采集数据之后以多跳中继方式

将数据传回sink节点。 由sink节点将收集到的数据通过互联网或移动通信网络传送到远程监控中心进行处理。 在这个过程中， 传感器节点既充当感知节点， 又充当转发数据的路由器。

整个传感器网络是一个以数据为中心的网络， 网关节点融合的数据相当于来自一个分布式的数据库。

18、简述光电式智能压力传感器工作原理。 19、简述智能化压差传感器工作原理。

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