传感器试题和答案

《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

《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

电桥和差特性应用：

1、有一薄壁圆管式拉力传感器如题图所示。已知其弹性元件材料的泊桑比为0.3，电阻应变片的灵敏系数为2，贴片位置如图。若受拉力P作用，问：

1） 欲测量P力的大小，应如何正确组成电桥？

2） 当供桥电压e?2V，?1??2?500??时，输出电压是多少（1???1?10?6）？

见P50表，第一行U=1/4U0Kε2（1+μ）

R1R1MR4PPR3R4R2PR3

2、悬臂梁受力如题图所示：轴向力P和弯矩M。问：

1）欲测量弯矩M，应该如何布片、接桥？ 2）欲测量轴向力P，应该如何布片、接桥 见P87图3-2

3、滤波器与鉴频器有何不同？它们各应用于什么场合？

对频率进行筛选；将频率变化恢复成调制信号电压幅值变化的过程 4、 已知低通滤波器（题图4.4）的R?1K?，C?1?F，求： 1）滤波器传递函数、频率响应函数、幅频特性和相频特性的表达式 见P108、29、30

5、振动的激励方式有哪三类？ 稳态正弦、随机、瞬态

R2

RexCey6、常用的测振传感器？

位移：电容式、电涡流 速度：磁电式 加速度：压电式、应变式、伺服式 阻抗头

7、用一个时间常数为τ=0.001s的一阶测试系统，测量频

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

第一章

3.rm=2/50×100%=4% , 因为 rm=Δxm/x≤a%*xn/x=5% 所以，合格

nx1?x2???xnxx???i5. =168.488mA ni?1n v? =0.082 v?v???vn??21222n2i n?1?i?1n?1nx1?x2???xnxx???i6. =1.56 σ=0.1046

nni?1x=x ±3σ=1.56±0.3138 1.2462

?L??(?LMaxyFS)?100% =0.04/30×100%=0.133%

K=0.499

第二章

传感器第二章习题参考答案

3. 金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200μe，问ΔR是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？ 解:

无应变时 I=E/R=2/120=16.7mA

有应变时: I=E/(R+ΔR)=2/(120+0.36)=16.6mA

4应变片称重传感器，

第1章概述

1.什么是传感器？

传感器定义为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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

1.2传感器的共性是什么？

传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。

1.3传感器由哪几部分组成的？

由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？

（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。

1.5传感器技术的发展趋势有哪些？

（1）开展基础理论研究（2

《传感器与检测技术》试题

班级_______ 姓名 学号 成绩

一、填空：（20分）

1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分）

2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势的大小。（2分）

3. 光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、

光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。

4.热电偶所产生的热电动势是两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成的，其表达式为Eab（T，To）=

kN(T?T0)lnA??TT0(?A??B)dT。在热电偶温度补偿中补偿导线eNB法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参

考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端

一：填空

1.依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ， 测量电路 三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。

3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。

4.光电流与暗电流之差称为光电流。

5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL8.画出达林顿光电三极管内部接线方式：

9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

1.线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度

综合练习

综合练习

一. 填空题

1．根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即.敏感元件、转换元件、转换电路。

2．传感器按能量的传递方式分为有源的和无源的传感器。

3. 根据二阶系统相对阻尼系数?的大小，将其二阶响应分成三种情况.

??1时过阻尼；??1时临界阻尼；??1时欠阻尼。

4. 应变计的灵敏系数k并不等 于其敏感栅整长应变丝的灵敏度系数k0，一般情况下，k?k0。

5. 减小应变计横向效应的方法.采用直角线栅式应变计或箔式应变计。 6. 应变式测力与称重传感器根据结构形式不同可分为:柱式﹑桥式﹑轮辐式﹑梁式和环式等。

7. 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。

8. 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

9. 光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应两类。

10. 基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。

11. 光电倍增管是一种真空器件。它由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳

一：填空

1.依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ， 测量电路 三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。

3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。

4.光电流与暗电流之差称为光电流。

5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL8.画出达林顿光电三极管内部接线方式：

9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

1.线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度