传感器学生用复习题.doc

学生用复习题一、选择题：1.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B.导体 C.弹性元件D.机器组件2.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B ) A.上升B.迅速下降 C.保持不变D.归零3.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B.体积大小 C.结构参数D.电阻值4下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ） A压力 B力矩 C温度 D厚度5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6按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A ） A光电式传感器 B电容式传感器 C压电式传感器 D磁电式传感器7测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ） A变极板面积型 B变极距型 C变介质型 D容栅型8利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ） A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片9若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ B ） A1.22mV B2.44mV C3.66mV D4.88mV10、属于传感器静态特性指标的是DA.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性11、属于传感器静态特性指标的是AA.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性12、差动变压器属于BA.物性式传感器B.结构式传感器C.电阻式传感器D.电感式传感器13、某自感式传感器线圈的匝数为N，磁路的磁阻为Rm，则其自感为BA.N/RmB.N2/RmC.Rm/ND.N2/R2m14、莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是BA.调制B.放大C.细分D.降噪15、涡流式压力传感器利用涡流效应将压力的变化变换成线圈的DA.电阻变化B.电容变化C.涡流变化D.阻抗变化16、要使直流电桥输出电压为零的条件是BA.R1R3R2R4 B. R1R3=R2R4C.R1R3=R2R417、电阻式传感器是将被测量的变化转换成B变化的传感器。A.电子B.电压 C.电感D.电阻18、静态误差是指传感器在全量程范围内任一点的输出值与其A的偏离程度A.理论输出值B.实际输出值C.最大输出值D.最小输出值19、电容式传感器是将被测量的变化转换成A变化一种传感器A.电容量 B.电感量C.介电常数 D.距离20、（ B ）不可以改变电容式传感器的电容。 A、改变极板间距离 B、改变极板间电压 C、改变极板面积 D、改变介电常数21、在热电偶传感器中，热电偶回路的主要性质不包括( C )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、欧姆定律 D、标准电极定律22、在下列元件中不属于光电元件的是（ A ）。 A、光纤 B、光敏电阻 C、光电池 D、光敏晶体管23.对压电式加速度传感器，希望其固有频率(C ) A.接近零B.尽量低些 C.尽量高些D.任意24.差动电桥由环境温度变化引起的误差为( B ) A. B. C. D.025.非线性度是表示校准曲线( 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26.非周期信号的频谱是( A ) A.连续的B.离散的 C.基频的整数倍D.脉冲函数27.莫尔条纹光栅传感器的输出是( A ) A.数字脉冲式B.调幅式 C.调频式D.正弦波28.半导体应变片具有( A )等优点。 A.灵敏度高B.温度稳定性好 C.可靠性高D.接口电路复杂29.一阶系统的动态表征参数是( B ) A.线性度B.固有频率 C.阻尼比D.时间常数30.常用于测量大位移的传感器有( D ) A.感应同步器B.应变电阻式 C.霍尔式D.涡流式31、在热电偶传感器中，热电偶回路的主要性质不包括( C )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、欧姆定律 D、标准电极定律32、在下列元件中不属于光电元件的是（ A ）。 A、光纤 B、光敏电阻 C、光电池 D、光敏晶体管33.对压电式加速度传感器，希望其固有频率(C ) A.接近零B.尽量低些 C.尽量高些D.任意34.差动电桥由环境温度变化引起的误差为( B ) A. B. C. D.035.非线性度是表示校准曲线( 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36.非周期信号的频谱是( A ) A.连续的B.离散的 C.基频的整数倍D.脉冲函数37.莫尔条纹光栅传感器的输出是( A ) A.数字脉冲式B.调幅式 C.调频式D.正弦波38.半导体应变片具有( A )等优点。 A.灵敏度高B.温度稳定性好 C.可靠性高D.接口电路复杂39.一阶系统的动态表征参数是( B ) A.线性度B.固有频率 C.阻尼比D.时间常数40.常用于测量大位移的传感器有( D ) A.感应同步器B.应变电阻式 C.霍尔式D.涡流式二填空题：1传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过 额定量程 的能力。2传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 大规模集成电路 方向发展。3为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用 细分 技术。4电容式压力传感器是变 极距 型的。5一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8105Mpa,其中压阻系数L为 10-3 Pa-1。6.热电偶所产生的热电势是由 接触电势 电势和 温差电势 电势组成的，其表达式为Eab（T,To）= Eab+Ea(t-t0)-Eb(t-t0) 。7.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为 旋转式 和 直线式 。 位移和电阻 的理想负载特性曲线具有严格的 线性 关系。假定电位器全长为Xmax，其总电阻为Rmax，它的滑臂间的阻值可以用Rx= ( Rmax/Xmax)*x 来计算。假定加在电位器A、B之间的电压为Vmax，则输出电压为Vx= ( Rmax/Xmax)*X*Vmax 。其电阻灵敏度RI= ( Rmax/Xmax) 。电压灵敏度RU= Vmax/Xmax 。8.磁电式传感器是利用 磁电 产生感应电势的。而霍尔式传感器为 电流 在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量 位移 ， 振动 ， 转角 ， 加速度 。9.测量系统的静态特性指标通常用 灵敏度，量程，线性度，重复性等 来表征。10._由于材料变形引起导体电阻发生变化的现象_ _称为应变效应。11_把两种不同材料的导体A和B两端相连组成闭合回路，当两个接触点的湿度不同时回路中会产生电动势这种现象_简称热电效应。12传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过 额定量程 的能力。13传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 大规模集成电路 方向发展。14为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用 细分 技术。15电容式压力传感器是变 极距 型的。16一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8105Mpa,其中压阻系数L为 10-3 Pa-1。17.热电偶所产生的热电势是由 接触电势 电势和 温差电势 电势组成的，其表达式为Eab（T,To）= Eab+Ea(t-t0)-Eb(t-t0) 。18.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为 旋转式 和 直线式 。 位移和电阻 的理想负载特性曲线具有严格的 线性 关系。假定电位器全长为Xmax，其总电阻为Rmax，它的滑臂间的阻值可以用Rx= ( Rmax/Xmax)*x 来计算。假定加在电位器A、B之间的电压为Vmax，则输出电压为Vx= ( Rmax/Xmax)*X*Vmax 。其电阻灵敏度RI= ( Rmax/Xmax) 。电压灵敏度RU= Vmax/Xmax 。19.磁电式传感器是利用 磁电 产生感应电势的。而霍尔式传感器为 电流 在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量 位移 ， 振动 ， 转角 ， 加速度 。20.测量系统的静态特性指标通常用 灵敏度，量程，线性度，重复性等 来表征。21._由于材料变形引起导体电阻发生变化的现象_ _称为应变效应。22_把两种不同材料的导体A和B两端相连组成闭合回路，当两个接触点的湿度不同时回路中会产生电动势这种现象_简称热电效应。23.光纤的核心是由折射率-_大_和折射率 小 构成的双层同心圆柱结构。24.光电效应分为 内光电效应 和 外光电效应 两大类。25.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用_接触开关_作为传感器。26在电阻应变片公式，=(1+2)中，代表_泊松比_。27.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_导磁材料_。28.动态标定的目的，是检验测试传感器的_响应_指标。29.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持_不失真_条件。30.热电偶电动势由_温差_电动势和接触电动势两部分组成。31.采用_交流_电源供电的电桥称为交流电桥。32.磁电式传感器是利用 电磁感应原理 产生感应电势的。而霍尔式传感器为 霍尔元件 在磁场中有电磁效应而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量 加速度 ， 振动 ， 位置 ，。33.磁电式传感器是利用 电磁感应原理 产生感应电势的。而霍尔式传感器为 霍尔元件 在磁场中有电磁效应而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量 加速度 ， 振动 ， 位置 ， 速度 。 34.测量过程中存在着测量误差。绝对误差是指 测量值与真值之差 其表达式为 =x-x0 ；相对误差是指 绝对误差与被测量真值之比 其表达式为 = /x0 ； 35.光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角=0.1，则莫尔条纹的宽度B=11.464 莫尔条纹的放大倍数K= 573.2 。36.测量系统的静态特性指标通常用 线性度、 灵敏度、回程误差等 来表征。37.半导体应变片在应力作用下电阻率发生变化，这种现象称为_压电效应_效应。38.磁电式传感器包括磁电感应式传感器、霍尔传感器和_涡流传感器_。39.在光栅传感器中，_光电二极管_元件接收莫尔条纹信号，并将其转换为电信号。40.根据电磁场理论，涡流的大小与导体的电阻率、_磁导率_、导体厚度，以及线圈与导体之间的距离，线圈的激磁频率等参数有关。 41.在式L=N/I中，L表示_电感_。三、简答题：（4X8）1、在生产过程中测量金属板的厚度，非金属板材的镀层厚度时常用涡流传感器。试简要叙述说明利用涡流传感器测量金属板厚度的工作原理。答：一个传感器线圈置于金属板（镀层）附近，当通有交变电流时，周围就产生一个交变磁场。置于该磁场中的金属导体会产生涡流，涡流也会产生一个新磁场，方向与前面磁场方向相反以，抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗产生变化。而阻抗也是金属镀层厚度的函数。由此可知道金属板的厚度。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：1在分析受力的基础上，选择主应变最大的点作为贴片位置，并沿主应力方向贴片。 2充分合理利用电桥的和差特性。 3.试件贴片位置应使应变与外载荷成线性关系。 电桥的双臂和全桥接法具有温度补偿作用。3、简述电容式传感器的优缺点。优点：结构简单，适应性强，输入能量小，灵敏度高，动态性能好，湿度补偿性好可实现非接触式测量，其测量精度可达0.01微米。缺点：抗干扰能力差等。4、什么是霍尔效应？ 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应5.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? 可以非接触式测量，线性好，工作范围宽，分辨率小（可达0.1%），受温度、湿度的影响小，高速调整也比较方便。6、什么是压电效应？某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。7、简要说明涡流效应。当金属导体置于变化的磁场中或是在磁场中运动时，金属表面将产生感应电流，这种电流在金属表面导体内是闭合的，称为电涡流或涡流。这种现象称之为涡流效应。8在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性?灵敏度S（定度曲线的斜率）线性度（定度曲线与理想直线的偏离程度）量程（定度曲线的全程）回程误差等（三个算全对）8.简述电子秤的测量原理及举例说明相应的力传感器。答：弹性原件受到外界负荷（电子称秤量物品）作用，产生线性变形，相应贴在弹性原件上的应变片产生电阻变化，通过放大电路测量电桥电压的变化，计算测量电阻的阻值，可求得物品重量。 其它扭矩传感器，拉力传感器等均采用这种方法。四、计算题：（4X7）1.电路中已知R1、R2、R3、Ra和E试计算电桥的输出电压VAB。VER1R2R3R42.已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速(如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为24(Hz)，求：被测轴的转速n(r/min)为多少?当分辨误差为1齿时，转速测量误差是多少?3一热敏电阻在0和100时，电阻值分别为200k和10k。试计算该热敏电阻在20时的电阻值。解：R20=10+20*(200-10)/(100-0)=48（K）4.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动，若传感器的灵敏度为9.8 pC/g（g为重力加速度），电荷放大器的灵敏度为100m V/pC，输入加速度为。试写出系统输出电压的计算公式，并确定当输入加速度为7g，9g时系统的输出电压，。解：U0=KpKAaU7g=KpKAa=9.8pc/g*100mv/p