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一、填空题（每题 3 分）

1、传感器静态性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性。

2、

静态特性指标其中的线性度的定义是指。

3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指。

4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是

大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即

传感器的精度等级是允许的最A＝ A/Y FS＊100％。

5、最小检测量和分辨力的表达式是。

6、我们把叫传感器的迟滞。

7、传感器是重复性的物理含意是。

8、传感器是零点漂移是指。

9、传感器是温度漂移是指。

10、传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性。

11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数。

12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率

13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、、阻尼比。阻尼比。

14、传感器确定拟合直线有切线法、端基法和最小二乘法 3 种方法。

15、传感器确定拟合直线切线法是将过实验曲线上的初始点的切线作为按惯

例直线的方法。

16、传感器确定拟合直线端基法是将把传感器校准数据的零点输出的平均值

a0和滿量程输出的平均值b0连成直线a0b0作为传感器特性的拟合直线。

17、传感器确定拟合直线最小二乘法是用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜

率从而确定拟全直线方程的方法。

25、传感器的传递函数的定义是H(S)=Y(S)/X(S)。

29、幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律。

30、相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律。

31、传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A（过冲）与稳态值之比的百分数。

32、我们制作传感器时总是期望其输出特性接近零阶传感器。

33、零阶传感器的幅频特性是直线。

34、当待测频率远小于传感器的固有频率时，传感器测得的动态参数与静态参数一致。

35、当待测频率远大于传感器的固有频率时，传感器没有响应。

36、当待测频率等于传感器的固有频率时，传感器测得的动态参数会严重失真。

37、传感器是能感受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。

38、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。

44 、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为常数。

45、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

46、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。

47、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。

48、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。

49、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相

对变化叫金属应变片的灵敏度系数。

50、金属箔应变片的灵敏度系数与金属丝应变片灵敏度系数不同点是金属应变片

的灵敏度系数与金属丝应变片灵敏度系数不同，金属丝应变片由于由金属丝弯折

而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属箔式应变片的灵敏度。

54、采用应变片进行测量时要进行温度补偿的原因是（ 1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等

都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变。

55、对电阻应变式传感器常用温补方法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法三种。

56、对电阻应变式传感器常用温补方法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法三种。

62、直流电桥根据桥臂电阻的不同可以分成等臂电桥、第一对称电桥和第二等臂电桥。

65、直流电桥的等臂电桥输出电压为在 R＞＞R 的情况下，桥路输出电压与应变成线性关系。

66、直流电桥的第一对称电桥输出电压为在 R＞＞R 的情况下，桥路输出电压与应变成线性关系。

67、直流电桥的第二对称电桥输出电压为输出电压的大小和灵敏度取决于邻臂电

阻的比值，当 k 小于 1 时，输出电压、线性度均优于等臂电桥和第一对称电

桥。。

68、仅单臂工作的直流第一对称电桥的电桥灵敏度为。

69、仅单臂工作的直流第二对称电桥的电桥灵敏度

为。

70、某位移传感器，当输入量变化 5mm时，输出电压变化 300mY，其灵敏度为

60mV/mm 。

71、单位应变引起的电阻的相对变化称为电阻丝的灵敏系数。

72、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称

应变效应。

73、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。

74、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。

75、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。

76、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

80、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量

电路，通常采用电桥电路。

81、对第二对称电桥为了减小或消除非线性误差的方法可以采用增大桥臂比的方法。

82、为了消除温度误差可以采用半差动电桥和全差动电桥。

83、为了消除温度误差可以采用半差动电桥和用全差动电桥。

84、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。

85、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成

反比关系。

86、移动电容式传感器动极板，导致两极板有效覆盖面积 A 发生变化的同时，将导致电容量变化，传感器电容改变量 C 与动极板水平位移成线性关系。

89、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的 2 倍。而非线性误差转化

为平方反比关系而得以大大降低。

90、电容式传感器信号转换电路中，运放电路适用于单个电容量变化的测量，二极管环形检波电路和宽度脉冲调制电路用于差动电容量变化的测量。

94、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单，适应性强。

98、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、

结构简单、适应性强。

99、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变

间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。

111、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。

112、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。

114、与差动变压器传感器配用的测量电路中，常用的有两种: 差动整流电路和相敏检波电路。

116、变磁阻式传感器由线圈、铁芯和衔铁3部分组成。

119 、变磁阻式传感器测量电路包括交流电桥、变压器式交流电桥和谐振式测量电路。

122、差动电感式传感器结构形式主要有变气隙式、螺线管式两种。

126、差动变压器结构形式不同，但工作原理基本一样，都是基于线圈互感系数

的变化来进行测量的，实际应用最多的是螺线管式差动变压器。

128、电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式两种。

130、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

134 、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。

136、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。

139、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。

143、压电式传感器是一种典型的有源传感器 ( 或发电型传感器 ) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。

144、压电式传感器使用电荷大器时，输出电压几乎不受连接电缆长度的影

响。

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

149、压电式传感器的前置放大器两大作用是进行阻抗变换和放大信号。151 、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输

出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。

153、电荷放大器的特点是能把压电器件的高内阻的电荷源变换为传感器低内阻

的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电缆变化的影响。

160、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。

162、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。

164 、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。

166、在各种热电式传感器中，最为普遍是以将温度转换为电势或电阻变化。167、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温

度转换为电阻变化的测温元件。

169、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，

在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。

172、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工业测量，一般精度要求场

合；二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测

量，精度要求高的场合。

175、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差

的现象。

176、制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。

180、应该根据元件的输入电阻、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元件的尺寸。

186、 CCD的突出特点是以电

荷作为信号。

187、光纤工作的基础是光的全反射。

188、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。

192、按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。

196、光电传感器的理论基础是光电效应。

198 、通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 3 大类。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；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。

三、简答题（每题 10 分）

302 、什么是传感器动态特性和静态特性 ?简述在什么条件下只研究静态特性就

能够满足通常的需要。

302 答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励 ( 输入 ) 的响应 ( 输出 ) 特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的静态特性是指它在稳态( 静态或准静态 ) 信号作用下的输入－输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。

303 、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性 ?实现不失真测量的条件是什么 ?

303答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。

实现不失真测量的条件是

幅频特性 : A( ω) = |H(jω ) | =A(常数)

相频特性 : Φ( ω) =- ωt o ( 线性 )

305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。

305答：温度误差产生原因包括两方面：

温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的

线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。

温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。

306 、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合 ?用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善 ?

306、答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交

流的场合。半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高 4 倍，且二者均无非线性误差。

310 、试分析圆筒型电容式传感器测量液面高度的基本原理。 310 答：当初始状态时，液面高度 h=0, 则

2 1l

，当液面高度为 h 时， ln R

则

由此可见，电容变化量 ΔC 与液面高度 h 成正比，只要将电容的变化量测出发出来，就可间接获得被测液面高度。

311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型 ?每种类型各有什么特点 ?各适用于什么场合 ?

311、答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为 3 种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。

变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。

变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。

变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。

317 、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。 317、答： (1) 不同点：

1 ) 自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；

2) 差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。

(2) 相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。

319、试分析图所示差动整流电路的整流原理，若将其作为螺线管式差动变压器的测量电路，如何根据输出电压来判断衔铁的位置 ?

319 答：该差动整流电路是把差动变压器的两个二次输出电压分别整流，然后再将整流后的电压的差值作为输出，具体整流

原理如下：

A 、当 Ui 上正下负时，上线圈 a 正 b 负，下线圈 c 正 d 负。

319 图

差动整流电路原理图

上线圈：电流从 a →1→2→4→3→b, 流过电容 C 1 的电流是由 2 到 4，电容 C 1 上的电压为 V 24；

下线圈：电流从 c →5→ 6→ 8→ 7→ d ，流过电容 C 2 的电流是由 6 到 8，电容 C 2 上的电压为 U 68。

B 、当 Ui 上负下正时，上线圈 a 负 b 正，下线圈 d 正 c 负。

上线圈：电流从 b→ 3→ 2→ 4→ 1→a, 流过电容 C1的电流是由 2 到 4，电容 C1上

的电压为 V24；

下线圈：电流从d→7→ 6→ 8→ 5→ c，流过电容 C2的电流是由 6 到 8，电容 C2上的电压为 U68。

由此可知，不论两个二次绕组的输出电压极性如何，流经电容C1的电流方向总是从 2→ 4 ，流经电容 C2的电流方向总是从 6 到 8，故整流电路的输出电压为：

U0 U26 U24 U86 U24 U68

①当衔铁位于中间位置时， U24 = U68，所以， U0 =0

②当衔铁位于中间位置以上时， U24＞ U 68，所以， U0 ＞0

24 68 0 ＜0。

③当衔铁位于中间位置以下时， U ＜U ，所以，U

如此，输出电压的极性反映了衔铁的位置，实现了整流的目的。

321、试说明图示的电感式传感器差动整流电路的工作原理。

321 答：图示的全波相敏整流电路，是根据半导体二级管单向导通原理进行解调

的。如传感器的一个次级线圈的输出瞬时电压极性，在 f 点为 "+" ， e 点为 " －" ，则电流路径是 fgdche 。反之，如 f 点为 " － " ，e 点为 " ＋" ，则电流路径是 ehdcgf 。

可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何，通过电阻R 的电流总是从 d 到Co同理可分析另一个次级线圈的输出情况。输出的电压波形见图(b)，其值为U SC = e ab + e cd。

第 321 题图

324、压电元件在使用时常采用 n 片串联或并联的结构形式。试述在不同联接下

输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合 ?

324 答：并联接法在外力作用下正负电极上的电荷量增加了n 倍，电容量也增加了 n 倍，输出电压与单片时相同。适宜测量慢变信号且以电荷作为输出量的场

合。

串联接法上、下极板的电荷量与单片时相同，总电容量为单片时的 1/n ，输出电压

增大了 n 倍。适宜以电压作输出信号且测量电路输入阻抗很高的场合。

325 、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。

325答: 传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成

正比，但容易受电缆电容的影响。

传感器与电荷放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出的电荷成正比，

电缆电容的影响小。

330 、试说明压电传感器电荷放大器中所说的“密勒效应”是什么意思？

330答：“密勒效应”是说，将压电传感器电荷放大器中反馈电容与反馈电阻

C F、R F等效到 A0的输入端时，电容 C F将增大（ 1＋A0）倍。电导 1/R F也增大了（ 1 ＋ A0）倍。

331、简述热电偶的几个重要定律，331 答： 1、中间导体定律； 2、标准电极定律； 3、连接导体定律与中间温度定律

332、热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方法有哪些？

332 答（1）因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数，

而热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的，为了使热电势能反映所测

量的真实温度，所以要进行冷端补偿。

（2） A：补偿导线法 B：冷端温度计算校正法 C：冰浴法 D：补偿电桥法。333、试说明如图所示的热电偶三线制测温时，是如何消除连接导线电阻 r 带来的测温误差的。

333答：当电桥平衡时，可写出下列关系式，即

由此可以得出

设计电桥时如满足R1=R2则图中右边含有r 的项完全消去，这种情况下连线阻r 对桥路平衡毫无影响，即可以消除热电阻测量过程中r 的影响。但必须注意，只有在对称电桥 (R1=R2的电桥 ) ，且只有在平衡状态下才如此。

338 、采用热电阻测量温度时，常用的引线方式主要有哪几种 ?试述这几种引线

方式各自的特点及适用场合。

338答：热电阻常用的引线方式主要有：两线制、三线制和四线制。

两线制的特点是结构简单、费用低，但是引线电阻及其变化会带来附加误差。主要适用于引线不长、测温精度要求较低的场合。

三线制的特点是可较好地减小引线电阻的影响，主要适用于大多数工业测量

场合。

四线制的特点是精度高，能完全消除引线电阻对测量的影响，主要适用于实验室等高精度测量场合。

342、霍尔电动势与哪些因素有关 ?如何提高霍尔传感器的灵敏度 ?

342 答：霍尔电动势与霍尔电场 E H、载流导体或半导体的宽度 b、载流导体或半导

体的厚度 d、电子平均运动速度 u、磁场感应强度 B、电流 I 有关。

霍尔传感器的灵敏度 K H = K H R H 1

。为了提高霍尔传感器的灵敏度，d ned

霍尔元件常制成薄片形。又因为霍尔元件的灵敏度与载流子浓度成反比，所以可采用自由电子浓度较低的材料作霍尔元件。

355 、光在光纤中是怎样传输的 ?对光纤及入射光的入射角有什么要求 ?

355 答：光在同一种介质中是直线传播的，当光线以不同的角度入射到光纤端面

时，在端面发生折射进入光纤后，又入射到折射率较大的光密介质 ( 纤芯 ) 与折射率较小的光疏介质 ( 包层 ) 的交界面，光线在该处有一部分投射到光疏介质，一部分反射回光密介质。对光纤的要求是包层和纤芯的折射率不同，且纤芯的折射率大于包层的折射率。对入射角的要求是入射角小于临界角。四、计算题

361、一台精度等级为级、量程范围 600~1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是 4℃，问此表是否合格？

361 解：根据精度定义表达式 A=△A/ ×100%，并由题意已知： A=%， =（ 1200— 600）℃，得最大允许绝对误差

△ A=（1200—600）=3℃

此温度传感器最大允许绝对误差为 3℃。检验某点的最大绝对误差为 4℃，大于3℃，故此传感器不合格。

362 、已知电感压力传感器最县检测量为，测量范围 0~250 mmH 2O ，输出电压为0~500mV ，噪声系数 C=2；另一个电容压力传感器最小检测量为 mmH 2O ，测量范围

为 0~100 mmH 2O ，输出电压为 0~300 mV ，噪声系数 C=2。问：哪个传感器噪声电平大？大多少？

362 解：根据传感器灵敏度计算式 K=△ Y/ △X ，得

电感压力传感器 K 1=（ 500－0）/ （250－0）=2Mv/mmHO 电容药理传感器 K 2=（ 300－0）/ （100－0）=3Mv/mmH 2O

由最小检测量计算式 M=CN/K ，得噪声电平 N=KM/C ，分别计算结果如下：

电感压力传感 N 1 K 1M 1 2 0.5

C 0.5mv

2 电容压力传感器 N 1 K 1M 1 2 0.5 0.5mv C 2

答：电感压力传感器噪声电平大， N N 2 N 1 0.25mv 。

363 、某玻璃水银温度计微分方程式为 4

dQ 0

+2Q 0=2× 10-3 Q i ，式中为水银柱

高度（m ）；Q 为被测温度（℃）。试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。

363 解：该温度计为一阶传感器，其微分方程基本形式为

，此

a 0Y

b 0 X

式与已知微分方程比较可知时间常数与静态灵敏度系数，即：

= a 1 4

2s a 0 2

b 0 2 103

10 3 m o C

a 0

364、某压电式加速器计动态特性可用下述微分方程描述；

3.0 10 3

dq 10 10

t 2

2.25 10 q

11.0 10 a ，式中 q 为输出电荷量（ PC ）；a 为输

入加速度（ m/s 2 ）.

试确定该加速度计的静态灵敏度系数

K 值；测量系统的固有振荡频率 ω0

及阻

尼比数。

364 解：该加速度计为二阶传感器，其微分方程基本形式为：

a 2 t

a 0Y

b 0 X

此式与已知微分方程式比较可得：

静态灵敏度系数 K=

b 0

=×1010 / ×1010 = （m/s 2 ）

a 0

2.25* 10

固有振荡频率 W 0 =

1.5

10 5

rad / s

a 2

阻尼比 =

3.0 103

0.01

2 a 0

a 2

2.25 1010 1

365、已知某一阶传感器的传递函数 ω（ p ） =1/ （ p+1）， = 。求该传感器输入信号工作频率范围。

365 解：由题目可知该一阶传感器的频率传递函数 ω（ j ω） =1/ （ 1+j ω ）, 幅频特性 B/A=| ω(j ω)|=1/

1+(j )2 。曲线如图所示。由

图可知当

B/A>时输出信号失真较小，测量

结果比较精确，故取此范围为工作段。则

又ωτ =1，即ω =1/ τ=2*f 故

所以输入信号工作范围 0~159Hz 。

1 2

366、已知某温度计测量范围 0~200℃。检测测试其最大 ωτ

误差△ Ymax=4℃，求其满度相的误差，并根据精度等级标准计算题 365 题图判断精度等级。 366 解： Y FS =200－0=200 由 A= A/Y FS ＊100％有 A ＝4/200 ＊100％＝ 2％。精度特级为级。 368 、检验一台量程为 0~250mmHO 的差压变送器，当差压由 0 上升至 100 mmH 2O

时，差压变送器读数为 98 mmH 2O ；当差压由 250 mmH 2O 下降至 100 mmH 2O 时差压变送器读数为 103 mmH 2O ，问此仪表在该点迟滞（变差）是多少？ 368 解： hmax ＝103－ 98＝5 Y FS ＝250－0＝250

故δ H ＝ hmax/Y FS *100%＝2%

故此在该点的迟滞是2％。

-4 2 372、如果将 100Ω电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面积 S=×10 m，弹性模量 E=2×1011N/m2，若有 F=5×104N的拉力引起应变电阻变化为 1Ω。试求该应变片的灵敏度系数？

372解：由题意得应变片电阻相对变化量△R/R=1/100。

根据材料力学理论可知：应变= /E （为试件所受应力，=F/S），故应变

=F/S·E=5× 104/ × 10-4×2×1011=

应变片灵敏度系数

K=△R/R/=1/100/=2

375、采用四片相同的金属丝

应变片（K=2），将其贴

在实心圆柱形测力弹

性元件上。如图（ a）

所示，力 F=1000kg。圆柱断

面半径 r=1cm，杨氏模量 E=2

× 107N/cm2，泊松比 = 。应变片在圆柱上计算题 373 题图贴粘位置及相应测量桥路原理如图所示，若

各应变片的应变为1＝3＝156 ，2＝4＝－47 （1）若供电桥压 U=6V，求桥路输出电压 U O＝？

（2）此种测量方式能否补偿环境温度对测量的影响？说明原因。375 解：

R1R3

，

R2R4

计算题 375 题图

（2）此种测量方式可以补偿环境温度变化的影响。因为四个相同电阻应变在同样环境条件下，感受温度变化产生电阻相对变化量相同，在全桥电路中不影响输出电压值，即

故

377、一应变片的电阻R＝120Ω， k＝，应变为 800μ m/m的传感元件。求 : (l)ΔR和ΔR/R ；

(2)若电源电压 U＝3V，求此时惠斯通电桥的输出电压 U0。

377 解：已知 R＝120Ω， K＝，ε＝ 800μm/m

由ε *K＝ R/R＝800＊＊ 10-6＝＊ 10-3

R＝ *10 -3 *120 ＝Ω

U＝EKε/4 ＝ 3* ＊10-3 /4 ＝ *10 -3 (v)

384、电阻应变片的灵敏度定义为k R ，如今△ R 为受到应变ε作用后应变

片电阻的变化，R 为应变片初始电阻。一个初始阻值为120Ω的应变片，灵敏度为 K = ，如果将该应变片用总阻值为 12Ω的导线连接到测量系统，求此时应变片的灵敏度。

384解：由应变片灵敏度的定义可得应变的表达式为

k Rk

因为用导线将应变片连接到测量系统的前后，应变片的应变量相同，故用导线连接后应变片的灵敏度变为

390 、图(a) 为二极管环形检波测量电路。C1和C2为差动式电容传感器，C3为滤波电容，R L为负载电阻，R0为限流电阻，U P

R L很大，并且 C3 C1，

是正弦波信号源。设

C3 C2。

（1）试分析此电路工作原理；

（2）画出输出端电压U AB在C2C1、C1C2、

计算题 390 题图

C1 C 2三种情况下波形图。

390 解：（1）工作原理：U P为交流信号源，在正、负周内电流的流程如

下正半周 F点

负半周 B点

由以上分析可知：在一个周期内，流经负载的电流I1与C1有关，I2与C2有关。因此每个周期内流过负载电流是I 2 I 1的平均值，并随C1和C2而变化。输出电压可以反映C1和C2的大小。

（ 2）U AB波形图如图 3-5(b) 所示。由波形图可求

4 2 396 、有一只变间距电容传感元件，两极板重叠有效面积为8 10 m，两极板间距为 1mm，已知空气 1 , 试计算该传感器位移灵敏度。

396解：

c 0 r S 8.85 * 12 * 8 * 4

10 10 7.08 *

10 9

K 2 6 7.08(PF / mm)

d d 10

399 、如图所示二极管环形检波测量电路用于电容式液位测量系统。图中

D 1到D4为二极管，设正向电阻为零，反向

电阻无穷大。传感器电

容； H x 为待测液位；

C e旁路电容；C0调零电容；并且C0C H，

C0C e，C H、M输出电流指示。试分析

其工作原理，

399 解：当电源为正半周时D1、D3导通， D2、

D 截止，计算题 399 题图

E →D → C→对 C 充电，通过 C 的电荷为： q ＝C（E － E ）

21 H E 1 02 1

↓→C E→B→D3→D对 C0充电；

电源在负半周时， D2、D2导通 , D 1、D3截止，

通过 C 的电荷为： q ＝C（E － E ）

C →C→D→B→C→A 放电

H 2 E E 2H21

C0→D→D4 →A 放电

传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)

传感器原理及应用一、单项选择题(每题2分．共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零； D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器； D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。 A、动量守恒； B、能量守恒； C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池

传感器与检测技术试卷及答案

1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D 粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A 、接近真值 B 、偏离拟合直线 C 、正反行程不重合 D 、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C ） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B ） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D 热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ） A 测量 B 感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C ）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 9、仪表的精度等级是用仪表的（C ）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D 粗大误差二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√）二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。答：框图如下：测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。输入输出相对真值测量误差测量值

传感器技术期末考试简答题

传感器技术期末考试简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

四、简答题（4题，共18分） 301、试述传感器的定义、共性及组成。答：①传感器的定义：能感受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；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。 302、什么是传感器动态特性和静态特性简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。 304、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。 306、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场合。半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。 311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型每种类型各有什么特点各适用于什么场合答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。 316、何谓电涡流效应怎样利用电涡流效应进行位移测量答：:电涡流效应指的是这样一种现象：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，通过导体的磁通将发生变化，产生感应电动势，该电动势在导体内产生电流，并形成闭合曲线，状似水中的涡流，通常称为电涡流。利用电涡流效应测量位移时，可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变，而只改变线圈与导体间的距离，这样测出的传感器线圈的阻抗变化，可以反应被测物位移的变化。 317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答： (1)不同点： 1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化； 2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。 (2)相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。 323、什么是正压电效应什么是逆压电效应什么是纵向压电效应什么是横向压电效应答：正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为"纵向压电效应"。沿石英晶体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为"横向压电效应"。 331、简述热电偶的几个重要定律，并分别说明其实用价值。答：1、中间导体定律；2、标准电极定律；3、连接导体定律与中间温度定律实用价值：略。

传感器技术期末试题1答案

辽宁地质工程职业学院2008～2009学年度第一学期期末《检测技术》试卷A 使用班级：07电气1、2、3班出题人：杜慧审题人：王春考试时间：90分钟一、填空题（每空1分，共20分） 1、1、误差产生的原因和类型很多，其表现形式一般分为三种，分别是(粗大误差 )、（系统误差）、（随机误差）。 2、2、传感器灵敏度是指（ K=x y ??）。 3、MQN 气敏电阻可测量的(还原性气体)浓度。 3、4、电涡流传感器的最大特点是（非接触式）测量。 5、用万用表交流电压档（频率上限为5KHZ ），10V 左右的高频电压，发现示值还不到2V ，误差属于( 系统 )误差 6、自感式传感器常见的类型有(变隙式)（变面积式）（螺线管式）这三种形式 7、热电阻测量转换电桥电路通常采用（三线制）制连接法。 8、实际差动变压器的线性范围仅约为线性骨架长度的（ 1/10 ）左右。 9、气敏电阻工作时必须加热的目的有两方面，分别是（加速被测气体的化学吸附过程）、（烧去气敏电阻表面的污物）。 10、电流变送器电流输出为（4-20 ）mA 。 11、调频法电路的并联谐振频率f=（C O L π21 ）。 12、接近开关采用三线制接线方式，棕色为电源正极，黑色是（输出端）。可直接带继电器。 13、电容传感器的测量转换电路有三种，分别是（调频电路）、（电桥电路）、（运算放大电路）。二、选择题（每题2分，共30分） 1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压力表的精度等级应定为（B ） A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。（C ） A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了（ B ）。 A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 4、已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只测力仪表，1为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；2为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。问选用哪一只测力仪表较好（B ） A.1 B.2 C.3 D.4 5、希望远距离传送信号，应选用具有（ D ）输出的标准变送器。 A. 0~2V B.1~5V C.0~10mA D.4~20mA 6、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ B ）。 A. 加长线圈的长度从而增加线性范围 B. 提高灵敏度，减小温漂 C. 降低成本 D. 增加线圈对衔铁的吸引力 7、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（ C ）的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 8、欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为（ D ）。 A. 50~100Hz B. 1~10kHz C.10~50kHz D. 100kHz~2MHz 9、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中（ B ） A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量，电感保持不变 C. 电容保持常数，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 10、在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（D ）传感器来检测。 A. 应变片 B. 气敏电阻 C. 热敏电阻 D. 湿敏电阻 11、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（ C ） A. 人的体重 B. 车刀的压紧力 C. 车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力 12、超声波在有机玻璃中的声速比在水中的生速（A ），比在钢中的声速（ B ）题号一二三四五六七八总分得分批卷人：审核：得分得分装订线注意：考生在填写个人信息时，必须字迹工整、数据准确、不得漏填。答题时，装订线内禁考场号：____ 级：____________ 姓名：____ 学号：

传感器检测技术及应用期末考试试题

《自动检测技术》复习题．．．．．．．．．．．一、填空题： 1.自动检测系统分为开环系统和闭环系统，气象观测系统属于开环系统，炉温自动系统属于闭环系统。 2.有人把计算机比喻为一个人的大脑，传感器则是人的感官。 3.对仪表读数不需经过任何运算就能直接得到测量的结果，就叫直接测量。对被测物理量必须经过方程组才能得到最后结果，就叫间接测量。 4.传感器命名：由主题词加四级修饰语构成，第一级修饰语是指被测量；第三级修饰语是指特征描述；第四级修饰语是指主要技术指标。 5.1994年12月1日国家批准实施的GB/T14479-93《传感器图用图形符号》已与国际接轨。按照它的规定，传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成，其中要素正方形表示转换元件。等边三角形表示敏感元件。 6.我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差γm分级的；按大小依次分成,,,,,。例如某电表S=即表明它的准确度等级为3级，也就是它的满度误差不超过±%，即|γm|≤，或习惯上写成γm=±。为了减小测量中的示值，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般以示值不小于满度值的2/3为宜。

7.某级电流表，满度值A=100μA，求测量值分别为x1=100μA时的示值相对误差为±1%。x2=80μA时的示值相对误差为±%；x3=20μA时的示值相对误差为±0,5%。 9.家用电器的温度检测中，空调器属于湿度传感器，电冰箱属于温度传感器。 10.热敏电阻按其性能分为正温度系数（PTC），负温度系数（NTC），临界温度系数（CTC）三种，电机的过热保护属PTC保护，晶体管保护属NTC保护。 11.电容式传感器有三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。 13.0.5级电工仪表的引用误差的最大值不超过±%.。 14.标称值为102μf，容许误差为±5%的电容，其实际值范围是测量100℃的温度用级温度计可能产生的绝对误差+，示值相对误差 16.由温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17.热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18.辐射测温方法分辐射法、和。 19.电容式传感器的基本类型有3种。 20.在流量检测中，先测出流体和流速，再乘以管道截面，即可得出流量的方法称为速度法。

测试与传感器技术试题库及答案

测试与传感器技术试题(1) 一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“×”。每小题2分，共10分) 1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B ) 2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A ) 3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A ) 4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A ) 5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B ) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分) 1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A ) A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 *2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。 A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器 4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。 A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加 5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B ) A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化三、填空题(每空1分，共30分) 1.若位移信号x(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____，加速度信号的振幅为 ______AW2__。 2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测________，高频信号测________。 3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。 4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着________共振频率， ________共振频率，________共振频率。 5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统进行____标定____。 6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上，由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。 7.阻抗头由两部分组成，一部分是___力_____传感器，一部分是_加速度_______传感器。它是用来测量驱动点__阻抗______的。 8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_______两端取出，RC称为__积分______时间常数， RC值越大，积分结果越__准确______，但输出信号___越小_____。 9.光线示波器的关键部件是________，通过它，可将按一定规律变化的________信号，转换成按同样规律变化的________摆动信号，从而记录测量结果。 10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。 @@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______。 12.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为________。

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示：图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题一、填空:(２0分) 1,测量系统得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、霍尔元件灵敏度得物理意义就是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时得霍尔电势大小。 3、光电传感器得理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生得光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下光电子逸出物体表面得外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;第二类就是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变得内光电效应，这类元件有光敏电阻;第三类就是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势得光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表。 4、热电偶所产生得热电势就是两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为Eab（T,To）=。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间,接入延长线，它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定得地方,以减小冷端温度变化得影响。 5、压磁式传感器得工作原理就是：某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场得作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上得线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表得精度等级就是用仪表得(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示得(２分) 8、电容传感器得输入被测量与输出被测量间得关系,除(①变面积型②变极距型③变介电常数型)外就是线性得。(2分） 9、电位器传器得(线性)，假定电位器全长为Xｍaｘ, 其总电阻为Rｍａx,它得滑臂间得阻值可以用Rx = （① Xmax/ｘ Rｍａx,②ｘ／Xmａx Ｒｍａx,③ Xmaｘ/XＲmaｘ④Ｘ/Xma ｘＲｍaｘ)来计算，其中电阻灵敏度Rr=（① 2p(b+h)/At, ② 2ｐAt／b+ｈ，③2A(b+b)/pt，④ 2Ａtp(ｂ＋ｈ）) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙得面积增大时,铁心上线圈得电感量(①增大，②减小，③不变)。２、在平行极板电容传感器得输入被测量与输出电容值之间得关系中,(①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）就是线性得关系。３、在变压器式传感器中,原方与副方互感Ｍ得大小与原方线圈得匝数成（①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈得匝数成(①正比,②反比,③不成比例)，与回路中磁阻成(①正比,②反比，③不成比例)。 4、传感器就是能感受规定得被测量并按照一定规律转换成可用输出信号得器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量得敏感元件与产生可用信号输出得转换元件以及相应得信号调节转换电路组成。５、热电偶所产生得热电热就是由两种导体得接触电热与单一导体得温差电热组成。２、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属＿材料与②__＿_半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①得电阻变化主要就是由 _电阻应变效应形成得,而②得电阻变化主要就是由温度效应造成得。半导体材料传感器得灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中，原方与副方互感M得大小与绕组匝数成正比,与穿过线圈得磁通＿成正比,与磁回路中磁阻成反比，而单个空气隙磁阻得大小可用公式 _＿表示。 1、热电偶所产生得热电势就是由两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为E ab(T,T o)=。在热电偶温度补偿中，补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间，接入延长线它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳

传感器技术期末考试试题库

传感器技术期末考试试题库一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性. 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指? 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即A =△ A/Y FS ? 100%. 5、最小检测量和分辨力的表达式是。 6、我们把叫传感器的迟滞. 7、传感器是重复性的物理含意是。 8、传感器是零点漂移是指? 9、传感器是温度漂移是指. 10、传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性. 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数. 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比. 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比.

14、传感器确定拟合直线有切线法、端基法和最小二乘法3种方法。max *100% L F S Y Y a*A=± 15、传感器确定拟合直线切线法是将过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法. 16、传感器确定拟合直线端基法是将把传感器校准数据的零点输出的平均值a 。和满量程输出的平均值b 连成直线.a b 作为传感器特性的拟合直线。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是用最小二乘法确定拟合直线的載距和斜率从而确定拟全直践方程的方法. 25、传感器的传递函数的定义是H (S) =Y (S) /X (S)。 29、幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律. 30、相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律. 31、传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A (过冲)与稳态值之

传感器与检测技术试题及答案

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《传感器与检测技术》试题一、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大小。 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势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（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，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。（2分） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。

传感器与检测技术期末考试题与答案

第一章传感器基础 l. 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2. 传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C 等，（其中I 、Q不用）。例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3. 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0 的要求，因此对△ U，这个小量造成的U0 的变化就很难测准。测量原理如下图所示：图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r 和E 分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1 为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L 的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0 的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。

传感器试题(答案)

《传感器及应用技术》期末考试试题（C套）答案 1、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、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I，并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象就是霍尔效应。

传感器期末考试试卷问题详解

一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。 15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。 16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。 17、电容式传感器的优点主要有测量围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单、适应性强。 18、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。 19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。 20、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。 21、21、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 23、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 24、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 25、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。 27、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。 28、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。 29、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器(或发电型传感器) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。 30、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为极化效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。 31、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。 32、电荷放大器的特点是能把压电器件的高阻的电荷源变换为传感器低阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电缆变化的影响。 33、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。 34、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。 35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。 36、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。 37、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。 38、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。 39、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工业测量，一般精度要求场合；二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测量，精度要求高的场合。 40、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差的现象。 41、制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。 42、应该根据元件的输入电阻、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元件的尺寸。 43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。 44、按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。 45、光电传感器的理论基础是光电效应。 46、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。 47、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变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 48．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。

传感器技术期末考试试卷

传感器技术期末考试试卷(A) 一、名词解释（每题4分，共20分） 1. 传感器：（传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的测量装置）（能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成） 2. 电位器式传感器：（是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，，又可做分压器用的测量装置） 3. 电容式传感器：（将被测量（如压力、尺寸等）的变化转换成电容量变化的一种传感器） 4. 霍尔传感器：（是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器） 5. 测量：（是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较，获得被测量对比该标准量的倍数，从而在量值上给出被测量的大小和符号）二、填空题（每空1分，共20分） 1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的装置。 2.压电式传感器元件是力敏元件，它能测量最终能变换为力的那些物理量是：应力、压力、加速度等。 3.压电陶瓷是人工制造的多晶体，由无数细微的电畴组成。 4.测定温度传感器通常是用热电偶、热电阻及热敏电阻三种。 5. 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。 6.在光线作用下，半导体的电导率增加的现象称为光电效应。 7.功能型光纤传感器分为：相位调制型传感器、光强调制型传感器和偏振态调制型传感器三种类型。 8.直接测量的方法通常有三种方法，即：偏差法、零位法和微差法。 9. 电位器式传感器是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，又可做分压器用的测量装置三、简答题（每题10分，共30分） 1. 按传感器的工作原理分类有哪些？