传感器题目答案

《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

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，

《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

一、 名词解释

1．应变效应 2．边缘效应 3．霍尔效应 4．直流电桥 5．传感器 6．动态模型 7．灵敏系数 8．横向效应 9．电涡流 10．不等位电势 11．光电流 12．光电导效应 13．静态灵敏度 14．静态模型 15．霍尔效应 16．电涡流

17．输入电阻 18．光电池 19．光电效应 20．压阻效应 二、综合题

1．叙述并证明热电偶的中间导体定律。

2．一电容测微仪，其传感器的圆形极板面积r=55mm2，工作初始间隙δ=0.4mm，问：

（1）工作时，如果传感器与工作的间隙变化量△δ=±1μm时，电容变化量是多少？

（2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在△δ=±1μm时，读数仪表的指示值变化多好格？（ε0=8.854×10-2F/m，εr=1.0006）

3．什么是电阻应变效应？金属丝材料的电阻应变效应与半导体材料的有何不同？

4．试分析比较自感式传感器、互感式传感器和涡流传感器的工作原理。 5．如果要测量压力可以选用哪些传感器？比较各种不同传感器转化原理的异同。

6．图示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，其灵敏系数K=2.05，未受应变时R1=100Ω。当梁受力时

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

第五章

3.试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。

霍尔效应：将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应。

霍尔传感器工作原理：霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测物理量转换为电动势的传感器。在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片，当半导体薄片流有电流I时，在半导体薄片前后两个端面之间产生霍尔电势Uh。霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比，与半导体薄片厚度d成反比。

4.简述霍尔传感器的组成，画出霍尔传感器的输出电路图。

组成：从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上，引出一对电极，其中1-1’电极用于加控制电流，称控制电流，另一对2-2’电极用于引出霍尔电势。在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 电路图：

5.简述霍尔传感器灵敏系数的定义。

答：它表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小。 7.说明单晶体和多晶体压电效应原理，比较石英晶体和压电陶瓷各自的特点。

原理：石英晶体是天然的六角形晶体，在直角坐标系中，x轴平行于它的棱线，

称为电轴，通常把沿电轴方向的作用下产生电荷的压电效应称为纵向

1-1 何为传感器静态特性？静态特性主要技术指标有哪些？ 答：当输入量为稳态量或缓慢变化的信号时，输入与输出之间的关系。 静态特性主要指标：非线性误差、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

1-2何为传感器动态特性？动态特性主要技术指标有哪些？ 答：当输入量为随时间变化的信号时，输入与输出的关系。 一阶时间常数（η）、二阶上升时间（tr）、超调量（ζ%）、稳定时间（tc）、峰值时间（tp）。

1-3传感器的精度等级是如何确定的？

ΔA答：A=×100%，ΔA为最大允许误差，YFS满量程,

YFS即允许的最大误差相对于测量范围的百分数，表征测量结果的可靠程度。

1-4传感器的线性度是怎样确定的？拟和刻度直线有哪几种方法？ 答：线性度：在规定条件下，传感器的校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程输出值之间的百分比 ?L=±

ΔYmax×100% YFS拟合刻度直线：理论拟合、过零旋转拟合、端点连线拟合、端点连线平移拟合、最小二乘拟合。

1-5 一阶传感器怎样确定输入信号频率范围？

答：由一阶传感器频率传递函数w(jw)=K/(1+jωη),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K

压电式传感器

一、选择填空题：

1、压电式加速度传感器是（ D ）传感器。

A、结构型

B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号

2、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

3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（ B ）。

A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应

4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（ C），压电陶瓷的稳定性（C ）。

A、高，差 B、高，好 C、低，差 D、低，好

5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（D）。

A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个 电荷源 和一个电容并联，也可等效为一个与 电容 相串联的电压源。

7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有 电压 放大器和电荷 放大器两种形式。

二、简答题

1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？

答：某些电介质，当

最新传感器列表

遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由