传感与检测简答
1.什么是传感器的静态特性、动态特性？答：静态特性：当传感器输入量为常量或岁时间做缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系为静态特性
动态特性：传感器的输出量对于时间变化的输入量的相应特征称为传感器的动态特性
2.什么是参量型位移传感器、发电型位移传感器？
答：参量型位移传感器是将被测物理量转化为电参数，即电阻，电容或电感等
发电型位移传感器是将被测物理量转换为电源性参量，如电动势、电荷等。
3.改善电感位移传感器的性能时需要考虑哪些因素？
答：损耗问题、气隙边缘效应的影响、温度误差、差动式电感位移传感器的零点剩余电压问题
4.试述加速度传感器的工作原理？
答：加速度传感器有多种形式，其工作原理都是利用惯性质量受加速度所产生的惯性力而造成的各种效应，进一步转化成点亮后间接度量被测加速度。
5.什么是逆压电效应？
答：在某些晶体的极化方向（受力能产生电荷的方向）施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形也随之消失，这种物理现象称压电效应。
6.电容式压力传感器的特点是什么？
答：灵敏度高、适合测量微压、频响好、抗干扰能力较强。
7.简述人工视觉系统的硬件构成。
答：图像输入，图像处理，图像存储，图像输出。
8.什么是图像的前处理。
答：输入的图像信息含有噪声，且并非每个像素都具有实际意义，因此，必须消除噪声，将全部像素的集合进行再处理，以构成为线段或区域等有效的像素组合，从所需要的物体图像中去掉不必要像素。9．什么是热电偶的中间导体定律？
答：导体a、b组成的热电偶，当引入第三个导体时，只要保持其两端温度相同，则对总热电动势无影响，这一结论被称为中间导体定律。
10.金属铂电阻有哪些特点？
答：优点：金属铂电阻具有物理化学性能稳定，抗氧化能力强，测温精度高等
缺点：价格昂贵。
11.简述光电式摄像机的工作原理。
答：光电式摄像机由接收部分、光电转换部分和扫描部分组成。其逛到摄像管是一种兼有光电转换功能和扫描功能的真空管，经透视成像的光信号在摄像管的靶面上作为模拟量被记忆下来。从阴极发射的电子束依次在靶面（光电转换面）上扫描，最后扫描部将图像的光电信号转换成时间序列的电信号输出。
12.常用的湿敏元件有哪些。
答：氯化锂湿敏元件，半导体陶瓷湿敏元件，热敏电阻式湿敏元件，高分子膜湿敏元件，金属氧化物陶瓷湿敏元件。
13.有源滤波器与无源滤波器相比，有哪些优点？
答：（1）有源滤波器不用线圈，因而在体积、重量、价格线性度等方面具有明显的优越性，便于集成化。
（2）由于有源滤波器的运算放大器输入阻抗高，输出阻抗低，可以提供良好的隔离性能，并可提供所需增益。
（3）有源滤波器可以使低频截止频率达到很低的范围。
14.滤波器的作用是什么。
答：从工业现场测得的信号，经传输线送入检测仪表的测量电路或微机的接口电路，在获取信号或信号传输过程中很可能会引入干扰，使用滤波器能使信号在进入测量电路或接口电路之前消除或减弱这一干扰；另外也可以使用滤波器获得某一段频率信号。
15.抑制传感检测系统中的干扰的方法有哪些？
答：单点接地；屏蔽隔离；滤波。
16．传感检测系统中微机接口的基本方式有哪些？
答：开关量接口方式；数字量接口方式；模拟量接口方式。17.什么是模拟信号、离散信号？
答：模拟信号：在某一自变量连续变化的
间隔内，信号的数值连续，称为模拟信号
离散信号：自变量在某些不连续数值时，
输出信号才具有确定值，称为离散信号。
18.简述互相关函数的定义及作用。
答：信号x（t）和y（t）的互相关函数定
义为：
作用：互相关函数反应两个信号的相关度。
19.什么是传感器线性度？如何计算？
答：线性度指传感器的输入/输出校准曲线
与理论拟合线之间不一致的程度
线性度计算公式：
20.简述互感式位移传感器的优点。
答：测量精度高；线性范围大；稳定性好；
使用方便。
21.简述霍尔式压力传感器的工作原理。
答：工作原理：波登管在压力作用下，其
末端产生位移，带动霍尔元件在均匀梯度
的磁场中运动。当霍尔元件通入恒定电流
时，便产生与被动压力成正比的霍尔电动
势，完成压力到电量的变换。
22.简述视觉传感器在机电一体化系统中
的主要作用。
答：进行位置检测；进行图像识别；进行
物体形状、尺寸缺陷的检测。
23.比较无源滤波器和有源滤波器的优缺
点。
答：无源滤波的优点是电路简单，缺点是
带负载能力差。有源滤波的优点是：（1）
不用电感线圈，便于集成（2）提高良好的
隔绝性能，并可提供所需增益（3）可以使
低频截止频率达到很低范围。
24.写出采样定理的数学表达式，并简要回
答其实际应用中的意义。
答：采样定理：f s > 2f H，其中f s——采样频
率；f H—采样信号频谱中的最高频率分量
在实际信号采集中，若不满足采样定理，
将丢失信息或使信号失真。
25.什么是传感器的重复性。
答：重复性是指在相同工作条件下对同意
被测量进行多次连续测量，所测得结果之
间不一致的程度。
26.简述电容式扭矩仪的工作原理。
答：电容式扭矩测量仪是利用机械结构，
将轴受扭矩作用后的两端面相对转角变化
变换成电容器两极板之间的相对有效面积
的变化，引起电容量的变化来测量扭矩。
27.说明压电加速度传感器要使用高输入
阻抗电荷放大器的原因。
答：压电传感器本身的内阻抗很高，而输
出的能量又非常弱，因此在使用时，必须
接高输入阻抗的前置放大器。电荷放大器
输出电压与电缆分布电容无关。因此，连
接电缆即使长达百米以上，电荷放大器的
林敏度也无明显变化。因此，压电式加速
度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器。
28.人工视觉系统识别物体前，计算机如何
利用视觉传感器获取物体的明亮度信息。
答：明亮度信息可借助A/D转换器进行数
字化，形成由像素64x64~1024x1024组成
的数字图像，然后将这些数字图像读入计
算机。
29.测量高温的方法有哪些？并说明他们
各自的原理及适用场合。
答：测量温度的方法分为接触式和非接触
式两种。
接触式测量温度的原理是感温元件与被测
对象直接物理接触，进行热传导。适用于
测量易直接接触的一般物体的温度。
非接触式测温的原理是感温元件与被测对
象不物理接触，而通过热辐射进行热传递。
适用于测量不易直接接触的高温物体的温
度。
30.差动式电容位移传感器有哪些特点？
答：把电容位移传感器连接成差动形式，
当中间活动极板移动时，一边电容增加，
另一边电容减小，总的电容变化为两者的
代数和。这样不仅保证了灵敏度，同时使
在零点附近工作的线性度也得到改善。
31.简述涡流式压力传感器的工作原理。
答：涡流式压力传感器属于电感式压力传
感器中的一种，它利用涡流效应将压力变
换成线圈阻抗的变化，在经测量电路转换
成电量，通过电量与压力的对应关系，实
现对压力的测试。
32.说明视觉传感器的组成及各环节的作
用。
答：视觉传感器一般由照明、接收、光电
转换和扫描四部分组成。
（1）照明部是为了从被测物体得到光学信
息而需要照明，是充分发挥传感器性能的
重要条件。（2）接收部是由透镜和滤光片
组成，具有聚成光学图像或抽出有效信息
的功能。（3）光电转换部是将光学图像信
息装换成信号（4）扫描部是将二维图像的
电信号转换为时间序列的一维信号。
33.简述亮度式温度传感器的工作原理。
答：亮度式温度传感器利用物体的单色辐
射亮度随温度变化的特点，将被测物体光
谱的一个狭窄区域内的亮度与标准辐射体
的亮度进行比较，从而测量温度。
34.简述基于逐次逼近法的模/数转换器的
主要组成部分。
答：基于逐次逼近法的模/数转化器由电压
比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、
数码寄存器和逐次逼近法寄存器等部分组
成。
35.简述容栅式电容位移传感器的优点。
答：精度高；分辨力大；量程大；对刻划
精度和安装精度的要求低。
36.简述磁式扭矩仪的工作原理。
答：压磁式扭矩仪应用磁弹效应，当周受
扭矩作用时，轴的导磁性发生相应变化，
从而引起线圈的感抗变化，通过测量电路
测量感抗的变化可确定扭矩。
37.热电偶整个回路的热电动势由哪两部
分电动势组成。
答：热电动势由接触电动势和温差电动势
两部分组成。
38.为什么要把烧结型半导体陶瓷湿敏元
件在短时间内加热到500摄氏度高温。
答：为了去除油污、有机物和尘埃等对器
件的污染以保证元件有良好的测量精度。
39.简述半导体热敏电阻的测温原理。
答：在低温下，电子—空穴浓度很低，电
阻率很大，随着温度的升高，电子—空穴
的浓度按指数规律增加，电阻率迅速减小，
其温度特性为
40.D/A转换器的主要技术指标有哪些。
答：D/A转换器的主要技术指标有：分辨
率、精度、线性度、输出电压（或电流）
的建立时间，此外还有电源抑制比、功率
消耗、温度系数等技术参数。
41.什么是传感器的过载能力？
答：在不致引起传感器的规定性能指标永
久不变的情况下，传感器允许超过其测量
范围的能力称为过载能力。
42.为什么要对热电偶进行温度补偿？
答：由于热电偶输出电动势反映的是两结
点间的温差，为使输出电动势正确反映真
实温度，要求参考端温度恒为0摄氏度。
但实际使用时不能保证参考端温度恒为0
摄氏度，故必须进行温度补偿。
43.人工视觉系统的硬件中图像处理的主
要目的是什么？
答：图像处理的主要目的是改善图像质量，
以利于进行图像识别。
44.A/D转换器的主要技术指标有哪些？
答：分辨率、相对精度、转化速度。此外
还有电源抑制、功率消耗、温度系数、输
入模拟电压范围及输出数字信号的逻辑电
平等。
45.请回答下列与直线式感应同步器有关
的问题：（1）它由那两个绕组组成（2）鉴
相式测量电路的作用是什么？
答：（1）由固定绕组和可动绕组组成（2）
检测感应电动势的相位，从而根据相位确
定位移量的大小。
46.简述压电式压力传感器的工作原理。
答：压力通过膜片或活塞通过压块作用在
晶片上，晶片上产生了电荷，经后接放大
器的变换，由显示或记录仪器显示或记录
测量数据，从而实现对压力的测量。
47.简述高密度配置的压觉传感器的功能。
答：可以获得与物体接触时各部分的压电
信号，获取关于物体形状的信息。
48.简述热敏电阻温度传感器的测温特点。
答：热敏电阻的温度系数比金属热电阻大，
而且体积小、重量轻，很适用于小空间的
温度测量，又由于它的热惯性小、反应速
度快，故也适用于测量快速变化的温度。
49.数字滤波有哪些常用的方法。
答：限定最大偏差法、算术平均值法、加
权平均滤波法。
50. 简述直流测速发电机产生误差的原因
和改进方法。
答：直流测速发电机在工作中其输出电压
与转速之间不能保持比例关系，主要有以
下三个原因：一是有负载时，电枢反映取
去磁作用影响，使输出电压不再与转速成
正比;二是电刷接触降压的影响；三是温度
影响。第一种原因的改进方法：可以在定
子磁极上安装补偿绕组，或使负载电阻大
于规定值；第二种原因改进方法：缩小不
灵敏区，应采用接触压降小的铜—石墨电
极或铜电极，并在它与转换器相接触的表
面上镀银；第三种原因的改进方法：可在
绕组回路中央串联一个电阻值较大的附加
电阻，再接到励磁电源上。
51.简述半导体温度传感器的测温原理
答：半导体温度传感器以半导体P-N结的
温度特性为理论基础。因为当P-N结的正
向降压或反向降压保持不变时，正向电流
和反向电流都随温度的改变而变化，而当
正电流保持不变时，P-N结的正向压降随温
度的变化而近似于线性变化。因此，利用
P-N结的这一特性可以对温度进行测量。
52.周期信号的频普有哪些特点。
答：离散性；收敛性；谐波性
53．什么是有源型（发电型）传感器？举
例说明
答：将被测物理量转换为电源性参量（如
电动势、电荷等）的传感器是有源型传感
器。如测转速的测速发电机，将动能转换
为电能。
54.金属导体材料温差电动势与哪些因素
有关？
答：金属导体材料温差电动势与材料两端
的温度T、T0，材料的汤姆逊系数δa【即
单位温差（1摄氏度）所产生的热电动势
或电位差】有关。
《传感与检测技术》课程标准
《传感与检测技术》课程标准 (60学时) 一、课程概述 （一）课程性质 本课程是高等职业技术学校机电一体化专业核心课程《机电一体化技术》中重要的组成模块，是本专业学生必修的综合技术课程。 （二）课程基本理念 本课程打破了原来各学科体系的框架，将各学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科的，且理论与实践一体化。本课程体现职业教育“以就业为导向，以能力为本位”的培养理念，即不仅应该强调职业岗位的实际要求，还应强调学生个人适应劳动力市场变化的需要，因而，本课程的设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，即以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。 （三）课程设计思路 本课程重点学习传感与检测技术一个模块，模块设置了2个应用型项目，每个项目均由若干个具体的典型工作任务组成，每个任务均将相关知识和实践（含实验）过程有机结合，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念。课程结构框如下图所示。 本课程内容的选择上降低了理论重心，删除繁冗计算，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习，在每个项目实施前，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在学习每个项目开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意与兴趣，然后针对本项目相关理论知识进行介绍，最后给出技能训练的目标、内容、安装、调试及评分标准，以方便学生的自我评价。 二、课程目标
（一）总目标 通过学习，使学生初步掌握终身发展必备的传感与检测相关的基础知识和基本技能，了解这些知识与技能在生产实践中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势，了解常用传感器及其检测技术的基础知识，具备安装和使用常用传感器的初步能力，能正确选用与安装调整常用传感器和检测元件。 学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯和职业规范，能运用相关的专业知识、专业方法和专业技能解决工程中的实际问题。 发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。 理解科学技术与社会的相互作用，形成科学的价值观；培养学生的团队合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力。 （二）具体目标 1．知识与技能 （1）说出传感器的概念与种类，描述各种传感器的最新发展水平和方向。 （2）解释各种常用传感器的基本结构、工作过程及应用特点。 （3）会根据使用要求，查阅传感器性能指标与使用技术，能够正确选用安装常用的传感器。 （4）获得有关传感检测的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成一些传感检测实验。 （5）重视本课程与其他课程之间的联系，能综合运用有关的知识、技能与方法分析和解决工程问题。 2．过程与方法 （1）经历各种科学探究过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。 （2）在学习过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。 （3）能对自己的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习的能力。 （4）通过理论知识和实践活动相结合的一体化学习过程，深入了解实践和理论之间的相互关系。 （5）通过各种实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用技术知识和研究方法解决一些工程实践问题。 （6）具有一定的质疑能力，分析、解决问题能力，交流、合作能力。 3．情感态度与价值观
《传感器与测试技术》
1?传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。静态特性指标的 有____ 、____ 、—、—、等。P18— P20 2. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为—和_。P7 3. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以 分为_和________ 。P7 4. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以 分为_、_和________ 。P7 5. 某0.1级电流表满度值X m = 100mA，测量60mA的绝对误差为—。 &服从正态分布的随机误差具有如下性质 ______ 、—、____ 。P13 7. ____________________________ 硅光电池的光电特性中，当___________ 时，光电流在很大范围内与照度呈__________ 。 P230 8、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 的基本原理制成的，其次级绕组都用______ 形式连接，所以又叫差动变压器式传感 器。P67 9、霍尔传感器的霍尔电势U H为_若改变—或 _就能得到变化的霍尔电势。 P183 10、电容式传感器中，变极距式一般用来测量—的位移。 11、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量________ 的被测量，特别是不能测量_________ 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 _____ 灵感度提高倍、测量精度高。 13、热电偶冷端温度有如下补偿方法：、、、仪表机械零点调整法。 P210 14. 空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾 的，为此实际中大都采用_______式电容传感器。
中国石油大学(北京)检测传感技术第一次在线作业
第1题测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取 ________。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试目的 第2题不能用确定的数学公式表达的信号是________信号。 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试信号 第3题信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法为________。 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试信号 第4题下列统计参数中，用以描述随机信号波动范围的参数为________。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5
第5题信号的时域统计参数不包括________。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试信号 第6题描述周期信号的数学工具是________。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试信号 第7题 ________的频谱为连续频谱。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试信号 第8题任意函数与δ函数的卷积，就是________。您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5
第9题 ________不属于测试系统的静特性。 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试系统 第10题传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的________越小。 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试系统 第11题非线性度是表示定度曲线________的程度。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：测试系统 第12题系统在全量程内，输入量由小到大及由大到小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间的最大差值称为________。 您的答案：A
传感与检测技术习题及解答
第1章传感与检测技术基础
1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？ 2、说明 3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提 高其灵敏度？ 答：根据变气隙自感式传感器的计算式：0 0022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关； 传感器的非线性误差：%100])([ 200?+?+?= l l l l r 。由此可见，要改善非线性，必须使0 l l ?要小，一般控制在~。（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ?不能过大。） 传感器的灵敏度：20 022l S W dl dL l L K l ?-=≈??≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。 4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过 11、互感式 12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？ 答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。但实际输出并不为零，这个电
压就是零点残余电压。 残差产生原因： ①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不 对称。 ②存在寄生参数； ③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。 ④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。 ⑤工频干扰。 差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除： ①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R； ②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等 ③采用试探法。在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。 ④采用带相敏整流的电桥电路。 ⑥拆圈法：通过实验，依次拆除二次线圈1~2圈，调整线圈的感抗。方法麻烦，但行 之有效。 （注：若按教材的回答也算正确） 13、何谓涡流效应？ 14、为什么电涡流传感器被归类为电感式传感器？它属于自感式还是互感式？ 答：电感式传感器是建立在电磁感应的基础上，利用线圈自感或互感的改变来实现非电量的检测。电涡流传感器是建立在电磁场理论的基础上的，当检测线圈通以交变电流并接近被测导体时，由于涡流效应，会在被测导体表面形成电涡流；同时电涡流与检测线圈相互作用，会引起检测线圈的阻抗变化。因为这种作用机理是建立在磁场相互作用的基础上，所以电涡流传感器归类为电感式传感器。 根据电涡流传感器的检测原理，再结合电涡流传感器的等效电路及分析，检测线圈阻抗变化正是检测线圈与“涡流线圈”之间的互感系数相互作用引起，所以是互感式。 15、 16、简述压磁效应，并与应变效应进行比较。
传感与测试技术题部分参考答案
传感与测试技术复习题 一、填空题： 1. 测量的最基本的形式是 比较 ，测量可分为 直接 和 间接测量 两类。 2. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，A n 表示谐波分量的 幅值 。 3. 信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450)，则该信号的周期T = 2π/5 。 4. 频率不同的两个正弦信号，其互相关函数等于 0 。 5. 在相关分析中，自相关函数保留了原信号的 幅值 和 频率 信息，互相关函数保留了原信号的 幅值 、频率 和 相位差 信息。 6. 已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ，则该信号的均方值=2x ψ 100 。 7. 随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是 ψx 2 = σx 2 + μx 2 。 8. 若信号x (t )的傅立叶变换是X (f )，则x (kt )的傅立叶变换是()k X k f //。 9. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，a 0表示 直流 分量，a n 表示 余弦 分量，b n 表示 正弦 分量。 10. 当信号的时间尺度压缩时，则其频带 展宽 ，幅值 降低 。 11. 求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是 傅里叶级数 和 傅里叶积分。 12. 周期信号、非周期信号频谱的主要差别是 离散与连续 。 13. 信号x (t )的均值x μ表示信号中的 直流 分量。 14. 周期信号的频谱具有的特点是 离散性 、 谐波性 和 收敛性 。 15. 信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ，反映时延0τ时相关程度 最高 。 16. 当时延τ=0时，信号的自相关函数R x (0)= 2 x ψ。 17. 若信号满足)()(t x t x =-，则其傅立叶级数中只有 余弦 项。 18. 测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为 时不变 系统。 19. 测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 传递函数 。 20. 测试装置在稳态下，其输出信号的变化量y ?与其输入信号的变化量x ?之比值，称为 灵敏度。 21. 已知某位移传感器，当输入量x ?=10mm ，其输出电压变化量y ?=50mV ，则其平均灵敏度为 5mV/mm 。 22. 某测温系统由铂电阻温度传感器、电桥和记录仪三个环节组成，其灵敏度分别为0.4Ω/℃、0.02V/Ω、20mm/V ，则该测温系统的灵敏度 0.16mm/ ℃ 。 23. 二阶系统的动态性能参数为 阻尼比 和 固有频率 。 24. 影响一阶装置动态特性参数是 时间常数 ，原则上希望它越 小 越好。
检测与传感器技术结课论文
红外传感器及其应用 班级：****** 姓名：****** 学号：******
机电工程学院 目录 1.什么是红外线 (1) 2.什么是红外传感器 (1) 3.红外传感器的工作原理 (1) 4.红外传感器的分类 (3) 5.红外传感器的应用 (3) 6.红外传感器的发展前景 (5)
前言 在科技高度发达的今天，自动控制和自动检测在人们的日常生活和工业控制所占的比例也越来越重，使人们的生活越来越舒适，工业生产的效率越来越高。而传感器是自动控制中的重要组成部件，是信息采集系统的重要部件，通过传感器将感受或响应的被测量转换成适合输送或检测的信号（一般为电信号），再利用计算机或者电路设备对传感器输出的信号进行处理从而达到自动控制的功能，由于传感器的响应时间一般都比较短，所以可以通过计算机系统对工业生产进行实时控制。红外传感器是传感器中常见的一类，由于红外传感器是检测红外辐射的一类传感器，而自然界中任何物体只要其稳定高于绝对零度都将对外辐射红外能量，所以红外传感器称为非常实用的一类传感器，利用红外传感器可以设计出很多实用的传感器模块，如红外测温仪，红外成像仪，红外人体探测报警器，自动门控制系统等。在我们日常的生活中红外线传感器也是非常的常见，比如我们生活中的各种遥控器，以及电脑使用的鼠标等等，都用到了红外线传感器，所以红外线传感器在先到生活中是不可或缺的一种产品。
1.红外线简介 我们都知道，光有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这些都是我们用肉眼可以看得见的光，红外光是居这些可见光之外的一种光。红外线就是这种不可见光，实质上是一种电磁波，也称红外热辐射。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm之间。所有的物体都会发出红外线，都会产生红外辐射，甚至有些动物就是靠红外线来识别物体。 现在提到红外线，我们首先想到就是他的应用。利用它肉眼看不到而戴上特殊的镜片就能看到的特点被广泛应用与军事中，如红外夜视仪、狙击步枪的瞄准镜等，当然生活中到处也都用到红外线，我们常用的遥控器、甚至有些防盗门等等。 2.什么是红外传感器 红外线传感器就是利用所有物体都会产生红外辐射的特性，以及红外光的反射、折射、散射、干涉、吸收等性质，实现自动检测的传感器。 红外传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光电器件，通常称为红外探测器。常见的红外传感器有两类:热探测器和光子探测器。 3.红外传感器的工作原理 因为红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
2018电大本科《传感器与测试技术》形考
2018电大本科《传感器与测试技术》形考1-4 形考作业一 一、判断题（Y对/N错） 1．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。Y 2．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。Y 3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。N 4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。N 5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。Y 6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。Y 7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。N 8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。Y 9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。Y 10．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。Y 11．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。Y 12．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。Y 13．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。Y 14．线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。Y 15．测量误差越小，传感器的精度越高。Y 16．传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。N 17．传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力，当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。Y 18．测量转换电路首先要具有高精度，这是进行精确控制的基础。N 19．电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。Y
检测传感技术期末复习试题参考答案
中国石油大学（北京）远程教育学院 《检测传感技术》期末复习题参考答案 一、填空题（本题共计40分，每一填空计2分） 1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。 2. 在测试系统中，激励装置的功能是激发隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息转换成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析；显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。 3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为常数；相频特性呈线性。对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差小；调整时间短。 4. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。 5. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况；信号的均方值反映随机信号的强度。 6. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。 7. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。 8. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值；谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。 9. 瞬态信号是在有限时间段存在，属于能量有限信号。
10. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。 11. 一阶测试系统的基本参数是时间常数。根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和单位阶跃响应，一阶测试系统的基本参数的选取原则是时间常数小。 12. 二阶测试系统的基本参数是固有频率和阻尼比。 13. 金属丝应变片依据应变效应工作；半导体应变片依据压阻效应工作。 14. 压力传感器由弹性敏感元件和机电转换元件两部分组成。 15. 测量传感器的动态特性的实验方法包括频率响应法和时间响应法。 16. 基于弹性元件受力产生变形实现检测的力传感器为二阶测试系统。为保证不失真测试，要求传感器的固有频率远大于被测力参数的工作频率。 17. 线性系统的频率保持性即若对线性系统的输入为某一频率的简谐信号，则其稳态响应必是同一频率的简谐信号。 18. 系统频率响应函数测试中，稳态正弦激励方式的依据是线性系统的频率保持性，其特点是测试周期长，其原因在于在每个测试频率处，只有当系统达到稳定状态才能进行测试。 二、解释题（本题共计12分，每小题4分） 1. 物性型传感器 答：依靠敏感元件材料本身物理性质在被测量作用下的变化来实现信号转换的传感器，如应变式、压电式、压阻式传感器。 2. 结构型传感器
传感器与检测技术第3章传感器基本特性参考答案
第3章传感器基本特性 一、单项选择题 1、衡量传感器静态特性的指标不包括（）。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。 A. 时域响应 B. 线性度 C. 零点漂移 D. 灵敏度 3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（） A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差 C．迟滞、重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（） A．迟滞、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性 C．重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 7、不属于传感器静态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 8、对于传感器的动态特性，下面哪种说法不正确（） A．变面积式的电容传感器可看作零阶系统 B．一阶传感器的截止频率是时间常数的倒数 C．时间常数越大，一阶传感器的频率响应越好 D．提高二阶传感器的固有频率，可减小动态误差和扩大频率响应范围9、属于传感器动态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移
10、无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它受到的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（） A. 0°°° D. 在0°和90°之间反复变化的值 11、传感器的精度表征了给出值与( )相符合的程度。 A.估计值 B.被测值 C.相对值 D.理论值 12、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随( )变化时，其输出-输入的特性。 A.时间 B.被测量 C.环境 D.地理位置 13、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持( )关系的一种度量。 A.相等 B.相似 C.理想比例 D.近似比例 14、回程误差表明的是在( )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 A.多次测量 B.同次测量 C.正反行程 D.不同测量 =秒的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输15、已知某温度传感器为时间常数τ3 出指示温差的三分之一所需的时间为（）秒 A．3 B．1 C． D．1/3 二、多项选择题 1．阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些（） A.上升时间 B.响应时间 C.超调量 D.重复性 2．动态响应可以采取多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是：（） A.精度测试法 B.频率响应函数 C.传递函数 D.脉冲响应函数 3. 传感器静态特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有（）。 A．迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度 4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有：（） A.灵敏度 B.非线性度 C.回程误差 D.重复性 5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:（） A.端点线性 B.独立线性 C.自然样条插值 D.最小二乘线性 三、填空题 1、灵敏度是传感器在稳态下对的比值。 2、系统灵敏度越，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越。 3、是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。 4、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为，相频特性应为。
传感与检测技术教学大纲
《传感与检测技术》课程教学大纲 一、课程性质与任务 本课程是电子电器应用与维修专业的专业课。主要内容介绍传感器技术，以模块+项目+任务的模式，将同一被测物理量放在一个模块中，每个项目介绍一种传感器的应用，解决传感器选型和接口技术。 二、课程教学目标 本课程的任务是使学生掌握每种传感器的结构、原理、给你、特性、技术参数、选用原则和转换接口电路的组成原理等。通过学习，提高学生的动手能力及分析、解决问题的能力，培养学生的职业能力。 三、教学内容与要求 模块一为传感器与检测基本知识。 任务一传感器基本知识项目二传感器的测量误差和准确度项目三检测电路基本知识 模块二为温度传感器的应用。 项目一热敏电阻在冰箱温度控制中的应用项目二PN节温度传感器在温室大棚中的应用项目三热电偶在输油管道温度测量中的应用项目四集成温度传感器在数字显示温度表中的应用模块三为光电传感器的应用 项目一光敏电阻在报警器中的应用项目二热释电红外传感器在公共照明中的应用 模块四为压力传感器的应用 项目一电阻应变片在电子秤中的应用项目二压电式传感器在警戒区报警电路中的应用项目三高分析压电薄膜振动感应片在玻
璃破碎报警装置中的应用项目四压阻式压力传感器在数字压力计中的应用 模块五为位移传感器的应用 项目一电位器式位移传感器在机械行程控制位置检测电路中的应用项目二光栅传感器在数控机床位移检测电路中的应用项目三接近传感器在防触电警告电路中的应用项目四电传感器在电动测微仪中的应用项目五超声波车载雷达在测距电路中的应用模块六为流量传感器的应用 项目一涡轮流量计在天然气计量电路中的应用项目二电磁流量计在自来水厂水量监控电路中的应用 模块七为速度传感器的应用 项目一霍尔式传感器在汽车防抱死装置中的应用项目二磁电式传感器在发动机转速检测电路中的应用 模块八为气体与温度传感器的应用 项目一气敏电阻在酒精测试仪中的应用项目二湿敏传感器在自动加湿器装置中的应用 在每个项目的内容组织上，用任务的方式，将理论知识融入到元件的识别与检测、电路的装配、电路的调试和电流的运行中，突出传感器的选用、识别、检测转换电路的装配和调试时的原理分析，是学生真正掌握传感器。 四、教学实施 （一）教学时数安排建议 总课时96课时（其中实训42课时） 模块一为传感器与检测基本知识， 6课时
测试与传感技术作业三答案
测试与传感技术作业三答案 测试与传感技术作业三答案 一、单项选择题（每题2分，共20分） 1、在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率 的变化，这种现象称为（ D ） A磁电效应 B声光效应 C光生伏特效应 D光电导效应 2、码盘式传感器是建立在编 码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。码盘按结构可 以分为接触式、光电式和（ C ）三种。 A变电式 B磁电式 C电磁式 D感应同步器 3、利用测量仪表指针相对于刻度初始点的位移来决定被测量的方法称为（ C ） A 零位式测量 B 微差式测量 C 偏差式测量 D 直接测量 4、（ C ）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 5、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了（ C ）测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零点式 6、时域阶跃响应法和频率响应法是研究传感器的（ A ）的方法。 A 动态特性 B 静 态特性 C 灵敏性 D 迟滞性 7.将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 A.质量块 A.上升 B.导体 C.弹性元件 D.机器组件 D.归零 D.电阻值 8.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B ) B.迅速下降 C.保持不变 B.体积大小 C.结构参数 9结构型传感器是依靠传感器( C )的变化实现信号变换的。 A.材料物理特性 10.阻抗头是测量振动系统( D )的拾振器。
A.振动位移 B.振动加速度 C.激振力 D.激振力及其响应 二、填空题（每题3分，共30分） 1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用ON-OFF型微动开关作为传感器。 2．码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数 字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、_光电式_和_电磁式__三种。 3．应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、___阻值的选择___、__尺寸的选择 ___等。 4.有源滤波器由集成运放和___ RC网络____组成。 5.采用__交流_____电源供电的电桥称为交流电桥。 6.多路模拟开关由__地址译码器_____和多路双向模拟开关组成。 7.为了提高检测系统的分辨率，需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行 ___细分____。 8.若随机信号x(t)、y(t)的均值都为零，当τ→∞时，它们的互相关函数 Rxy(τ)=_____0__。 9．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的对地低阻抗端(或接地端) 10．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为 ?1、?2、?3、?4，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为 ?1+?3=?2+?4 。 三、问答题（每小题5分，共20分） 1.简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。 答：1)轴类零件受扭矩作用时，在其表面产生切应变，可通过测量该应变检测扭矩， 如电阻应变式扭矩传感器。2)弹性转轴受扭后，两端面的相对转角只与所承受的扭矩有关，且呈比例关系，可通过测量扭转角测量扭矩，如电容式或光电式扭矩传感器。 2、简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。答：布置原则有：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消 除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用；单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温 度补偿作用。 3.涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感
传感器与测试技术作业参考答案
第一次作业答案 1√2√3×4×5×6×7×8√9√10√ 1、敏感元件、转换元件 2、电容式 3、被测构件 4、线性度 5、高 6、输出、输入 7、传感器的分辨率、分辨率 8、高精度 9、电压、电流 10、直流电桥和交流电桥 三、 1.模拟信号和数字信号，模拟信号的如电阻式传感器、电容式传感器等，数字信号的如光电式编码器 2.p41页，常用的分类方法有按选频作用进行分类（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器）、根据构成滤波器的元器件类型进行分类（CR、LC或晶体谐振滤波器）、根据构成滤波器的电路性质进行分类（有源滤波器、无源滤波器）、根据滤波器所处理信号的性质进行分类（模拟滤波器和数字滤波器） 3.电阻应变片的工作原理是基于应变—电阻效应制作的，即导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为应变电阻效应。 电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。dR/R=Ks*ε 其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。 4.课本74页
5.课本71页 6.当金属线材受到单位拉力时，由于整根金属线的每段都受到同样大小的拉力，其应变也是相同的，故线材总电阻的增加值为各微段电阻增加之和。但整根金属线材弯折成栅状，制成应变片后，在应变片的灵敏轴向施以拉力，则直线段部分的电阻丝仍产生沿轴向的拉伸应变，其电阻式增加的，而各圆弧段，除了有沿轴向产生的应变外，还有在与轴向垂直的方向上产生的压缩应变，使得圆弧段截面积增大，电阻值减小。虽然金属丝敏感栅的电阻总的变现为增加，但是，由于各圆弧段电阻减小的影响，使得应变片的灵敏系数要比同样长度单纯受轴向力的金属丝的灵敏系数小，这种由弯折处应变的变化使灵敏系数减小的现象称为应变片的 横向效应。
传感与检测技术
传感与检测技术 一、填空 1、传感器按工作原理分类，有物理传感、化学传感、生物传感。 2、光电二极管进行简易检测时，分析下列情况的阻值。 10K欧姆、无穷大 3、光电三极管是由光窗,三极管和电极组成的。 4、当一些晶体受热时，在晶体两端将产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，称为热释电效应。 5、光射到某些物质上，该物质的电导率会变大，这种现象称之为光电导效应。 6、解释下列各物理量：亮电阻：特定光源下电阻；暗电阻：切断电源于30秒后测得的暗阻；光电流：亮电流与暗电流之差。 7、应变式传感器的核心元件是电阻应变片，其工作原理是基于电阻应变效应。 8、在压电效应中顺压电效应是指：机械能转换为电能；逆电效应是指：电能转换为机械能。 9、湿敏传感器通常应满足下列的基本要求：电感应、电容、霍尔、磁性、%RH。 10、智能传感器中，数据处理要涉及如下问题：数据采集、信号处理、信号交换。 11、在智能传感器中数字滤波主要指通过软件来实现的数字滤波。 12、在测控系统中传感器主要作用是信号采集,物理参量变换。 13、传感器是由敏感元件、转换元件、基本转换电路和辅助电源元件组成。 14、红外线是人眼不可见的电磁波,它的波长范围为760nm--1000nm介于可见光和微波之间。 15、光纤的纤芯与包层的折射率差值越大，数值孔径就越大、光纤的集光能力就越强。 16、实验证明，热释电红外传感器加菲涅耳透镜后，其探测距离由原来的2米左右增加到10米以上，甚至更远。 17、光敏电阻在给定的外加额定电压下，受光照时的电流称之为亮电流；无光照时的电流称之为暗电流；光电流等于亮电流和暗电流之和。 18)、CCD是由一系列MOS电容器构成的矩形阵列。 19、阻抗式湿敏传感器必须在交流电压下工作。 20、绝对湿度是指在一定温度及压力条件下,单位体积空气中所含的水蒸汽量，其单位为mg/L。 21)、光射到某些物质上，该物质的电导率会变大，这种现象称之为光电导效应。 二简答题 1`、什么是传感器的灵敏度？ 传感器的灵敏度:达到稳定工作状态时输出变化量与引起变化的输入变化量之比. 2`、什么是传感器的静态、动态特性，它们的区别何在？ 静态特性:传感器在被测处于稳定状态下输入与输出关系. 动态特性:输入量随时间动态变化时,输出也随之变化的响应. 区别:静态特性是在静态标准工作条件下测定的,动态特性是在动态条件下测定的. 3`、衡量传感器静态特性、动态特性的主要指标有那些？ 静态特性:量程与测量范围,线性度,迟滞,灵敏度,重复性,精度,零漂与温漂. 动态特性:传感器在测量运动信号时,其输出量随输入量变化的能力 4`、简述光纤的结构与实用光纤的种类说明？ 光纤的结构:由光纤和包层构成; 光纤种类:阶跃折射率光纤,梯度折射率光纤,阶跃多模光纤,渐变多模光纤,单模光纤. 5`、简述光纤传光原理的基础是什么？说明什么是单模光纤？什么是多模光纤？ 光的传输基于光的内全反射,其传输被限制在光纤中,传送至很远距离,光纤中只传播一种模式的光为单模光纤,能同时传送多模式光的光纤称为多模光纤.
测试与传感技术试题
测试与传感技术试题及答案 一、埴空题[每空2分．共26分） 1．铁磁材料在外力的作用下，内部产生应变，从而产生应力，导致各磁畴间的界限发生移 动，各个磁畴的磁化强度矢量转动，破坏了平衡状态，使材料的总磁化强度随之发生变化，这种 现象称为——。 2．用于检测的超声波换能器有——、磁致伸缩型、电磁型、有振板型和弹性 表面波型等。 3．当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，这种现象叫做——· 4．在自动化探伤中，声源和工件之间有相对运动，由缺陷反射回来的超声波的频率将与声源发射超声波的频率有所不同，这种现象即为———兰——，由此效应引起的频率变化称为——。 5．应变片由——、——及覆盖片三部分组成。 ——两头焊有引出线，作连接测量导线用。 6．传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为 ——，它一般由实验方法测得。 7．某些晶体沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产 生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷 的极性也随着改变：晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫 。反之，如对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电 场撤去后，该变形也随之消失。这种现象称为——，也称作电致伸缩效应。 8．超声波探伤作为无损探伤的主要手段，在工业检测中应用十分广泛，常用的超声波探伤
方法有共振法、——和脉冲反射法等。 9．电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做 二、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处。(每空2 分，共26分) 1．声波在介质中传播的速度称为声速。对于不同波型的超声波，其传播速度—— A．不同B．相同 C成线性关系D．纵波的声速约是横波的一半 2．．是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们 所熟悉的各种信号。 A 敏感元件B．转换元件 C传感器D．被测量 3．当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质时，若其方向不垂直于界面，将产生声波的反射、折剔·及——现象。 A．表面波B．兰姆波 C驻波D波型转换 4．利用——制成的光电举件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等：利用——可 制成半导体光敏电阻；利用——制成的光电铝件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。 A压电效应B．外光电效应 C磁电效应D．声光效应 E．光生伏特效应F．光电导效应 5．为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括：——、——和
传感器与测试技术复习题与答案
传感器与测试技术习题及答案 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 4．某位移传感器，在输入量变化5 mm 时，输出电压变化为300 mV ，求其灵敏度。 5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为： S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ，求系统的总的灵敏度。 6．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？ 7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。 8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？ 9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm 2 。试求 10、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数 05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受力F 时，应变片承受平均应变4108-?=ε，求 （1）应变片电阻变化量1R ?和电阻相对变化量11/R R ?。 （2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥 输出电压是多少。 （a ） （b ） 图等强度梁测力系统
11、单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。 12、某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t →∞时，输出为100mV;在t=5s 时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。 13. 交流电桥的平衡条件是什么？ 14．涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响? 15．涡流式传感器的主要优点是什么? 16．电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？ 17．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。问： （1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=?，电容的变化量C ?是多少？ （2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=?时，读数仪表的变化量为多少？ 18．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。 19．简述电容式传感器的优缺点。 20．电容式传感器测量电路的作用是什么？ 21．简述正、逆压电效应。 22．压电材料的主要特性参数有哪些？ 23．简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。 24．能否用压电传感器测量静态压力？为什么？ 25．说明霍尔效应的原理？ 26．磁电式传感器与电感式传感器有何不同？ 27．霍尔元件在一定电流的控制下，其霍尔电势与哪些因素有关？ 28．说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。 29．将一只灵敏度为0.08mv/℃ 的热电偶与毫伏表相连,已知接线端温度为50℃,毫伏表的输出为60 mv, 求热电偶热端的温度为多少? 30．试比较热电阻与热敏电阻的异同。 31．什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。
传感与检测技术参考答案
《传感与检测技术》考试试卷参考答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1、输出量、输出变化值、K=dy/dx； 2、敏感元件、传感元件、测量转换电路、非电量、电量； 3、电涡流、金属； 4、可闻声波、超声波、20KHz； 5、霍尔、霍尔； 6、普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶； 7、线性型、开关型； 二、选择题（每题3分，共21分） 1 2 3 4 5 6 7 C C B C D C C 三、判断题（每题2分，共16分） 1 2 3 4 5 6 7 8 √√√√×√×√ 四、简答题（每题5分，共20分） 1、传感器是一种一测量为目的，以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。（1分）传感器有敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。（3分） （5分）2、某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应（2分）当在电介质极化方向施加电场，会引起电介质内部电荷中心转移，而导致电介质在一定方向上产生机械变形。当外电场消失后，这些变形也随之消失。这种现象称为“逆压电效应”（5分）
3、在汽车倒车时，超声波倒车雷采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离。在汽车尾部装有超声波探头，超声波发射器发出超声波，当超声波遇到障碍物反射回一束超声波，超声波接收器接收超声波。根据发射与接收时间计算出车辆与障碍物距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。 4、两种不同材料的导体A 和B 组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应。（3分）它的数值取决于两种导体的自由电子密度和接触点的温度，而与导体的形状及尺寸无关。（5分） 五、分析计算题（11分） （1）γm ＝±0.5%；(3分) （2）0.5%×600＝3℃；(4分) （3）γx ＝ 150 600 %5.0X 100%＝2%；(4分) 六、设计题（12分） 电子导盲拐杖由四部分构成:超声波测距电路、光敏报警电路、语音录放电路、电源电路构成。利用超声波感应器，能够感应到前方的障碍物，并通过震动手柄通知使用者。利用光电传感器，自动感知光度，在夜晚的时候驱动二极管发光，以提示路人。