传感器简答题(共40页)

1、PAGE PAGE 45第一章 简答题第一节：机电(jdin)一体化系统常用传感器知识点一：传感器的定义、组成(z chn)和功能。（第一节）1、简述(jin sh)传感器的定义。2、传感器一般由哪几部分组成？试说明各部分的作用。（1-1）3、画出传感器组成原理框图。知识点二：传感器的分类。（第一节及表1-1）4、什么是物性型传感器？什么是结构型传感器？试举例说明。5、按传感器输出(shch)信号的性质可将传感器分为哪几类？6、能量(nngling)转换型传感器和能量(nngling)控制型传感器有何不同？试举例说明。第三节：传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。7、什么是传感器的特性

2、？如何分类。8、什么是传感器的静态特性？试举出三个表征静态特性的指标。（200625）9、传感器检测系统主要有哪些静态评价指标？（套110422）10、什么是传感器的动态特性(txng)？举例说明表征动特性的主要性能指标？11、选用传感器的主要(zhyo)性能要求有哪些？12、什么(shn me)是传感器的测量范围、量程及过载能力？13、什么是传感器的灵敏度？如何表示？14什么是传感器的线性度？如何计算（200825）？15、生么是传感器的重复性？如何(rh)衡量？16、一般情况下，如何(rh)表示传感器的稳定性？（200725）17、选用传感器时要考虑(kol)哪些环境参数？（200525）

3、第四节：传感器的标定与校准18、什么是传感器的标定？什么是传感器的校准？19、传感器的标定系统有哪几部分(b fen)组成？（0625）（套110722）20、什么(shn me)是传感器的静态标定？标定(bio dn)指标有哪些？21、什么是传感器的动态标定？标定指标有哪些？第五节：传感器与检测技术的发展方向。22、简要说明传感器与检测技术的发展方向？(1325)23、现有数字电压表、放大器、信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、被标定的传感器等。请设计(shj)一个用比较法对被标定传感器进行动态标定的系统，并简要说明标定原理。（200425）24、现有数字(shz)电压表（两个）、测

4、力机、高精度稳压电源、精密电阻箱、数字电压表、应变式侧力传感器等。请设计(shj)一个对传感器进行静态标定的系统，并简要说明标定原理。第二章 简答题1、选用位移传感器应注意哪些问题？ 答 无论选用任何传感器，应注意(zh y)的问题有其共同点。对于位移传感器则更具体一些。综合有以下(yxi)几方面：选择传感器时，应分清：被测量是线位移还是角位移；位移量的大小（微波、中、大）及变化范围；静态还是动态(dngti)；接触还是非接触测量等。静态要求：合理的灵敏度，满足测量范围的线性度、滞差、分辨力、精度等。动态要求：满足传感器在不失真频段（允许的精度范围）工作。环境及稳定性：包括温度、湿度、压力、重

5、力、磁场、冲击、振动、倾斜、电源电压波动、辐射等条件下，静态、动态参数的稳定性。第一节：参量型位移传感器。什么是参量型传感器？举例说明。（0526）什么是发电型传感器？举例说明。（0526）（200925）知识点一：电阻式位移传感器。（第一节）4、对于电位计式位移传感器，其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响？如何减少这个影响？（200626）（201126）5、用公式说明线性电位计输出电压与位移的关系。（1226）6、图示为一线绕电位(din wi)计式位移传感器，试回答：（1）该传感器的电压(diny)灵敏度、分辨力与哪些因素有关？为什么？（2）欲提高(t go)该传感器的固有

6、频率，应采取什么措施？为什么？(200934)7、简述电阻应变式位移传感器的基本工作原理。（套110723）知识点二：电容式位移传感器。（第一节）8、简述容栅式电容位移传感器的特点？（0426）9、容栅式位移传感器和电容式位移传感器有何区别？（2-6）10、差动式电容位移传感器和差动电感位移传感器的特点是什么？（2-3）12、简述容柵式位移传感器的优点。（201025）知识点三：电感式位移(wiy)传感器。（第三节）11、就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位(xingwi)分别取决于被测位移的哪些信息？（200226）（实践(shjin)110

7、425）12、什么是差动变压器式位移传感器的零点残余电压？零点残余电压的存在对传感器的工作性能有何影响？(200325)（201125）13、涡流式传感器能否测量大位移量？为什么？（1825）第三节：大位移传感器。知识点一：磁栅式位移传感器15、简述大位移(wiy)磁栅式传感器的类型及用途。（1625）16、简述(jin sh)长磁栅位移传感器的工作原理。（1126）知识点二：光栅(gungshn)式位移传感器17、简述长光栅位移传感器的工作原理。（1326）（套110423）知识点三：感应同步器18、回答与直线式感应同步器有关的下列问题：（200126）（1）、它有哪两个绕组组成？（2）、鉴

8、相式测量电路的作用是什么？ 知识点四：激光式位移传感器19、试述激光(jgung)式位移传感器的特点？ 第三章 简答题第一节：测力(c l)传感器知识点一：电阻(dinz)应变式力传感器简述电阻应变式测力传感器的工作原理。（1826）（1）金属电阻应变式2、对丝式电阻应变片有何要求？3、箔式电阻应变片有哪些优点？（2）半导体应变片式4、与电阻应变片相比，半导体应变片有何特点？(0727)5、金属电阻丝应变片与半导体应变片的工作原理是什么？各有何优缺点？（3-1）6、应变(yngbin)片布桥方式有几种，各有什么特点？（3-2）知识点三：压磁式力传感器7、说明(shumng)压磁元件的工作原理。

9、（200526）8、什么(shn me)是圧磁效应？（套110424）第二节：扭矩传感器8、简述压磁式扭矩仪的工作原理。(200127)（1728）（201027）（201128）9、简述光电式扭矩传感器测量扭矩的原理？（3-6）10、简述电容式扭矩仪的工作原理。第三节：压力传感器知识点一：电量式压力传感器11、简述电容式压力传感器的工作原理及特点。（0226）12、简述(jin sh)电感式压力传感器的工作原理及使用条件。(1227)13、简述涡流式压力传感器的工作原理(yunl)及使用条件。14、简述霍尔式压力(yl)传感器的工作原理。（200926）（200326）15、简述压电式压力传

10、感器的工作原理及使用条件。第四章 简答题第一节：速度传感器知识点一：测速发电机1、在实际应用中，机电一体化系统对测速发电机的主要要求有哪些？（0127）2、简述测速发电机的工作原理。（1626）直流测速发电机3、简述直流测速发电机产生误差的主要(zhyo)原因有哪些？（0427）（套110425）4、简述温度对直流测速发电机测速产生误差(wch)的影响并提出改进方法。（1426）5、简述(jin sh)负载对直流测速发电机测速误差的影响并提出改进方法。6、为什么电刷接触压降的影响是直流测速发电机产生误差的原因？如何改进？（1525）线振动速度传感器7、简述线性振动速度传感器的工作原理。知识点二

11、：变磁通式、霍尔式、电涡流式速度传感器8、简述变磁通式速度传感器的分类及各自的特点。(1027)9、变磁通感应式转速(zhun s)传感器中的开磁路与闭磁路各有何优缺点？（例3-2）10、用电涡流(wli)式传感器测量齿轮的转速时，若齿轮是由尼龙制成的，能否测出转速？为什么？（200327）11、试简要说明硅流速(li s)传感器测流速及流向的工作原理。第二节：加速度传感器12、简述加速度传感器的工作原理？13、简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。（200826）14、画出单片微型平衡式伺服加速度传感器系统的框图。（套110725）第五章练习题第一节：视觉(shju)传感器知识点一：视

12、觉传感器在机电(jdin)一体化系统中的作用1、说明视觉(shju)传感器在机电一体化系统中的主要作用。（200929）（套110426）知识点二：视觉传感器的组成及各部分作用2、以光电变换为基础的视觉传感器一般由哪四部分组成，及各部分的功能？（200627）（实践110422）3、简述视觉传感器的基本组成（套110726）3、视觉传感器单个像素的等效电路如图所示，试说明其光电变换原理。（1628）知识点三：光电式摄像机原理4、简述光电式摄像机的组成和工作原理。知识点四：固体半导体摄像机5、简述固体半导体摄像机的工作原理。知识点五：激光(jgung)视觉传感器6、简述激光视觉传感器将条形码的信

13、息传输给信号处理装置(zhungzh)的工作过程。(200129)知识点六：红外图像(t xin)传感器7、简述热电型红外光导摄像管的工作原理。8、热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别？为什么？（200228）第二节：人工视觉知识点一：人工视觉系统的硬件组成9、简要说明人工视觉系统的硬件构成。（200727）10、说明人工视觉系统中图像输入部分的功能。（200427）11、说明人工视觉系统中图像处理部分的功能。（200427）12、人工视觉系统识别(shbi)物体前，计算机如何获取该物体的明亮度信息？(200829)13、人工视觉系统(xtng)识别物体前，

14、通过何种办法将该物体的明亮度信息输入计算机？（200328）14、什么是图像前处理？（配套(pi to)题解）15、简述物体图像的识别。（配套题解）16、人工视觉图像处理的方法有哪些？第三节：接触觉传感器17、简述硅橡胶触觉传感器的工作原理。（1526）19、简述高密度配置的压觉传感器的功能。（201029）18、简述人工皮肤的构成(guchng)？（配套题解）第六章 简答题第一节：热电偶式温度传感器1、温度测量的方法有哪些？他们(t men)的原理有何不同？2、什么(shn me)是热电效应？（0128）（套110727）3、热电偶整个回路的热电动势有哪几部分组成？（0628）（201028

15、）4、简述金属导体材料形成接触电动势的机理。5、金属导体材料接触电动势与哪些因素有关？6、简述金属导体材料形成(xngchng)温差电动势的机理。(200827)7、金属导体(dot)材料温差电动势与哪些因素有关？（200927）8、为什么要对热电偶进行温度补偿(bchng)？一般有哪些补偿方法？(0728)9、简述热电偶的中间导体定律，并阐述其物理意义？（套110731）10、用简图及公式表示热电偶式温度传感器的中间导体定律。（200329）11、证明教材图6-2中的（中间导体定律），并说明中间导体定律的应用。（例6-1）证明 实践证明，在热电偶回路中起主要作用的是两个结点的接触电势，本证明

16、为简单起见，忽略单一导体的温差电势和，从而有因为所以(suy)同理，热电偶回路(hul)中插入多种导体后，只要保证插入的每种导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势均无影响。在热电偶实际测量温度时，联接导线和显示仪表等均可看成是中间(zhngjin)导体，只要保证中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响。因此，中间导体定律对热电偶的实际应用十分重要。13、证明中间温度定律：。（套110431）12、说明热电偶式温度传感器中间导体定律的实际应用意义。（200527）13、说明铠装热电偶式温度传感器的主要特点。14、说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。(200128)15、试设计用两个同

17、型号的热电偶测量：两点的温度之和 两点的温度之差两点的平均温度 的测温线路。（例6-2）解 其测量线路见图6-2。图a是两个同型号的热电偶正向串联，用于测量两点的温度之和；图b是两个同型号的热电偶反向串联，用于测量两点的温度之差；图c是两个同型号的热电偶并联，用于测量两点的平均温度。图中，串入较大阻值的电阻，以减少热电偶内阻与的不同影响。a) b) c)a)两点温度之和的测量(cling) b)两点温差的测量 c)两点平均温度的测量16、教材(jioci)图6-8中，当T没有变化，但下降时，是否(sh fu)发生变化？热电偶本身输出的实际电动势是否发生变化？为什么？（例6-4）答 不发生变化。

18、因为当时，热电偶自身输出的热电势，但由于的作用，使是具有正温度系数的热电阻，当时，。由电路可知只要保证的下降量与的增加量相等，则保持不变。17、使用热电偶测温时为什么需进行冷端温度补偿？常用补偿方法有哪些？（实践110423）18、对热电偶的参考端温度要采用一定的方法进行处理，一般由哪些方法？（套110427）第二节：电阻式温度传感器金属热电阻式温度传感器17、简述金属(jnsh)热电阻式温度传感器的测温机理。简述(jin sh)金属铂热电阻的测温特点(tdin)。(200828)19、什么是电阻式温度传感器的阻温特性，教材式（6-6）中的n取多少由什么决定？（例6-5）答 电阻式温度传感器敏

19、感元件的电阻值随温度变化的关系称为阻温特性。教材式（6-6）为金属热电阻阻温特性的数学表达式，也可用曲线表示。教材式（6-6）中n的取值，即最终取几项，由材料、测温精度的要求所决定。20、问什么金属热电阻式传感器要采用双线无感绕制法？（1428）（例6-6）（201127）答 热电阻由金属电阻丝绕制而成，采用双线无感绕制法，可使通过两股导线的电流方向相反，从而使产生的磁通相互抵消，避免通过交流电时产生感抗或有交变磁场时产生感应电动势。21、测量温度的金属热电阻应具有什么特性?(例6-3)答 电阻温度系数大而稳定。电阻与温度之间具有良好的线性关系：电阻率高，热容量小，反应速度快；材料的复现性和工

20、艺性好，价格低廉；在测温范围内化学、物理性能稳定。（二）热敏电阻时温度传感器22、简述半导体热敏电阻的测温机理。（200528）23、 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性？热敏电阻的测温范围一般是多少？（例6-7）答 热敏电阻的灵敏度较金属热电阻高。因此，可采用温度系数很小的金属电阻与热敏电阻串联或并联，使热敏电阻的阻温特性在一定范围内呈线性关系，从而提高其测温范围和精度。热敏电阻的测温范围一般在-100350之间。如果要求特别稳定，最高温度是150左右。24、什么叫热敏电阻的正温度(wnd)系数与负温度系数？第三节：非接触式温度传感器25、非接触式温度传感器的工作(gngzu)原理是什么？（0

21、529）26、简述全辐射式温度传感器的工作(gngzu)原理。27、简述亮度式温度传感器的工作原理。（0626）28、简述比色式温度传感器的工作原理。（0626）第四节：半导体温度传感器29、简述半导体P-N结温度传感器的工作机理。（200227）说明半导体温度传感器的特点。（1629）第七章 简答题第一节：气敏传感器1、半导体气敏元件与其它类型(lixng)气敏元件相比，有什么特点？（例7-1）答 气敏元件属于(shy)半导体传感器，有以下特点：气敏元件阻值(z zh)随检测气体浓度呈指数规律变化，低浓度下灵敏度高，高浓度下趋于稳定值。因此，这种器件非常适于检测微量低浓度气体。如检查可燃气体

22、性的泄漏，定限报警等。材料的物理、化学稳定性好，耐腐蚀性强。元件结构简单，成本低，可靠性较高，机械性能良好。对气体检测不需要复杂的处理设备。待检测气体可通过元件电阻的变化直接转化为电信号，且元件电阻率变化大。因此，信号处理不用高倍数放大电路即可实现。2、气敏传感器为何都附有加热器？烧结型气敏元件按加热方式分为哪两种？（例7-2）答 由教材图7-2可见，半导体在加热一定时间后，特性才进入稳定状态。实用时，加热器使附着在探测部分的雾、尘埃等烧掉。同时，加速气体的吸附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。一般，加热到，具体温度视所掺杂质不同而异。烧结型气敏元件在工作时需加热到300左右。按加热方式可分为

23、直热（内热）式和旁热式。前者结构简单，后者性能稳定、可靠性高。3、比较烧结型、薄膜型、厚膜型气敏元件的优缺点。（配套教材）4、图示为矿灯瓦斯报警器的原理图，其中RQ 为气敏元件。简述一定浓度的瓦斯引起信号灯闪光报警的原理。（200628）（图见课本P103 图7-8）5、什么(shn me)是氧化型气敏元件？（1429）6、简述(jin sh)常用气敏元件的类型。（1828）第二节：湿度(shd)传感器：7、说明相对湿度和绝对湿度的定义和表示方法。（1528）8、氯化锂湿敏电阻时利用什么原理制成的？9、为什么要把烧结型半导体陶瓷湿敏元件短时间加热到500oC 的高温？（200928）10、 负

24、感湿性和正感湿性半导体陶瓷湿敏元件的性能有何不同？（例7-3）答 教材图7-19为具有负感湿性的半导体陶瓷湿敏元件的特性，电阻率随湿度的增加而下降，故称为负特性湿敏元件或湿敏电阻。半导体陶瓷湿敏元件具有教材图7-20所示的电阻相对湿度特性，电阻率随相对湿度的增加而增大，所以，称为正感湿性湿敏元件。11、简述热敏电阻式湿度传感器的工作(gngzu)原理和特点。(1028)12、图示为热敏电阻式湿度(shd)传感器的电路原理图，简述该传感器的工作原理及电桥调整方法。（200629）（图见课本(kbn)P109 图7-23）13、简述电容式湿度传感器的工作原理。（例7-4）答 电容式湿度传感器如教材

25、图7-28所示，由电极、高分子膜及导线构成。其中，电极是极薄的金属蒸镀膜，透过电极，高分子膜吸收或放出水份，从而引起介电常数的变化。设高分子膜的厚度为，介电常数为，则由于随气体介质和相对湿度而变化，当气体介质不变时，随相对湿度变化，C亦随相对湿度而变化。可见，此湿度传感器只能测量相对湿度。14、试述高分子膜湿度传感器的测湿原理。（7-5）15、说明电子湿度计的构成。（1630）16、金属氧化物湿敏传感元件有何特点？(1029)17、结露传感器的工作(gngzu)原理。18、简述结露传感器在磁带录像机中的应用(yngyng)情况。（200428）19、结露传感器的优点(yudin)有哪些？（09

26、29）第三节：水分传感器20、说明水分传感器的类型有哪些？（1629）第八章 简答题第一节：传感检测系统的组成1、简述传感检测系统的组成及各个环节的功能。（1430）第二节：电桥1、现有四个相同的应变片，它们应该如何布置在两端固定梁上？如何组成电桥？（实践110426）2、以直流电桥为例，用公式(gngsh)说明电桥的灵敏度和非线性误差是如何定义的。（1328）3、电桥的零测法与偏差测量法有什么不同(b tn)？它们各适于在什么场合下使用？（8-3）4、在用电桥测量(cling)前，为什么要用电桥调零（8-4）？第三节：调制与解调5、什么是调制、解调？（0228）6、在检测系统中为什么通常要加

27、入调制与解调环节？（8-11）第四节：滤波器7、滤波器的作用是什么？（0430）8、滤波方式有几种(j zhn)？各有何特点？（8-5）9、试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性。（例8-10）答 见图8-10。10、试画出RC低通滤波器的幅频特性图，并简述(jin sh)低通滤波器的作用。（200930）11、绘制有源低通滤波器的幅频特性曲线，并分析(fnx)电路特点。（1434）12、有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点？（200229）(0130)13、简述利用算术平均值法进行数字滤波时的过程，并写出计算公式。（200429）14、简述数字滤波的特点和方法（0830）第五节：A/D和D/

28、A转换(zhunhun)15、说明(shumng)数/模转换器的技术指标主要有哪些？（1229）16、采用逐次逼近(bjn)法的模/数转换器主要由哪几部分组成？（200130）（201030）17、简述模/数转换器的主要技术指标。第六节：传感器与A/D转换器的连接通道18、简述理想运算放大器的特点。（200529）19、画出数字化自动检测系统的框图，并作简要说明。（套110432）19、简述多路模拟开关的工作原理。（1530）20、多路模拟开关对信号传递精度的影响因素是什么？如何(rh)加以改善？（例8-7）答 主要是模拟开关在接通时有一定的导通电阻，其上有电压降，因而，影响对信号的传递精度(

29、jn d)。可通过加大负载阻抗减少在开关上的压降。21、写出采样定理的数学表达式，并简要(jinyo)回答采样定理在实际应用中的意义。（200729）22、什么是采样定理？若不满足采样定理，将会出现什么情况？（201129）21、 试分析采样保持器的工作原理？（例8-8）答 最简单的采样保持电路如教材图8-50a所示。采样过程为：当开关S闭合时，通过限流电阻R向C充电，输出电压随的变化而变化。保持过程为：当S断开时，保持电容C在S断开时的电压值，从而满足采样保持电路的要求。22、在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么？（200830）23、已知光栅式位移传感器的

30、栅线为50线/mm，无细分时，其分辨率为多少？若希望其分辨率为0.005mm，采用何种细分电路。(1233)第七节：细分与辨向24、 试说明光栅位移测量系统的四细分原理。（例8-11）答 空间相角彼此相差的四个光电元件接收光栅莫尔条纹的光强信号（即在一个莫尔条纹间距中装四个光电元件），并将其转换为电信号。如图8-11中，A为接收光电管，B为接收光电管，C为接收光电管，D为接收光电管。由A、B、C、D得到相位差的四个光电信号，经整形为四个脉冲。因此，光栅每移动一个栅距，可得到四个脉冲，完成四细分。第八节:抗干扰问题(wnt)25、系统中干扰(gnro)与噪声的主要来源有哪些？（1329）26、什

31、么是串扰。应如何(rh)克服串扰？（0627）27、抑制传感检测系统中的干扰的方法有哪些？（0829）第九节：微机接口28、传感检测系统中微机接口的基本方式有哪些？（0330）29、传感器与微机(wi j)接口的作用是什么？（8-19）30、有多路模拟信号，采取共用信号调理电路的ADC系统应包括哪些(nxi)部分？（200330）31、CPU控制A/D转换器的转换与传送的方式(fngsh)有哪些？（0629）32、简述液晶显示器（LCD）的应用特点。(200630)33、LED与LCD的功能原理有何区别？（8-22）第十节：线性化34、为何对传感器信号进行线性化及温度补偿？（8-23）35、采

32、用计算机软件进行温度补偿(bchng)时，常用的方法有哪两种？（8-24）36、简述利用表格法进行传感器温度误差补偿的基本步骤(bzhu)。（实践110424）36、说明采用计算机软件进行(jnxng)线性化处理的方法及步骤。（8-25）第九章 简答题第一节：信号的分类1、什么是模拟信号、离散信号？（0229）2、信号可采用几个域描述？各域描述信号的物理意义是什么？（9-2）3、什么是非周期信号？什么是离散信号？（套110728）第二节：信号(xnho)的幅值描述3、分别说明信号(xnho)x(t)的均值x、方差(fn ch)2x、均方值2x的含义并写出三者间的联系式。（200230）4、试说

33、明信号的均值、方差、均方值的物理含义。（200530）第三节：信号的相关描述5、以表示时延量，写出x(t)的自相关函数Rx()的定义式，说明Rx（）可以描述x(t)的哪些特性。（200730）6、试述自相关函数和互相关函数的定义及其应用。（9-4）7、写出信号x(t)的自相关函数Rx()的定义式，其中时延量为，并说明自相关函数描述了信号的哪些特征？（1330）8、试写出信号y（t）的自相关函数Ry()的定义时。当y（t）的时延量=0时，其自相关函数有何特征？（201130）9、写出自相关函数的定义，并简要回答(hud)其物理意义？（套110428）第四节：信号(xnho)的频域描述知识点一：周期(zhuq)信号的离散谱8、周期信号与非周期信号的频域描述有何区别？两者的频谱有什么特点？（9-3）知识点二：非周期信号的连