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、，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，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，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。74页71页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8.课本23页.两相对桥壁的阻抗的乘积相等s是发生金属丝单位应变所引起的电阻值得相应变化。课本72页10.课本第80页第二次作业答案×√√4课本116页输出阻抗×5√6电动势式传感器×7×8×9√√热电效应热电效应汤姆逊电动势弱、高电源U、电容器Ca电荷发生器逆压电效应压电效应超声波换能器10.开磁路、角速度三、种形式：电压放大器和电荷放大器3输出电荷与输入压强成正比关系（课本120）4在由A、B两种导体组成的热电偶回路中，将冷端断开，接入第三体或更多种导体，只要保证接入端的温度相同，则回路的总电动势不变，又被称为第三导体定律。有标准电极和7e8、135页查K型热电偶分度表得eAB可得e e （T,T）+e （TMvAB AB 0 AB 0由K型热电偶分度表反查得T=610oC0摄氏度为依据的，否则会产生误差。138页第三作业答案1√2√3√4×5√6×说的不全面，共有三种，电离室，闪烁探测器和G-M计数管7、×温度8、√9、√10、√11、×是伽马γ射线12、√13、×光电效应14、×精度高15、×球心做阳极、金属探伤、密度、红外辐射量、电量CCD图像传感器6、光栅栅距、移动方向和位移量课本159P193页三种，分别为电离室、闪烁探测器和G-M10P181页，交变，交P159页，移动方向和位移量12P186页弱、强13P18614P14715P14816P15117P155、P15519P15820P158页莫尔条纹现象三、1、P151页光纤传感器是近几年来迅速发展起来的一种新型传感器，他具有抗电磁干扰、电绝缘性好。灵敏度高等一系列优点，而且还有广泛的应用前景。2P168电荷耦合元件也可以成为CCDCCDCCD上包含的像素数越CCD的作用好比胶片，但它将图像像素转换为数字信号。3P1484、P146一是先将非电量的变化装换成光电量的变化；二是通过光电器件的作用，将光量的变化转化成电量的变化。这样就实现了将非电量的变化转化成电量的变化的目的。5、P1466APZT热电元件BFET（少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。）C滤光器7、P181页第四次作业一1×2√P205页，这种出现较晚、页、页5、页加速度传感6、√P212、×P234页电信号8、√P248页9、√P250 、×P250开发时间少二、、CCDP234P2363P2394、气P240P240、种类和浓度课本P241P242P24810P244三、、课本P2452种不同类型的数字，3、信号发生和信号的调理课本P267页4、信号调理的目的是尽量减少干扰信号的影响，提高信号的信噪比，他会直接影响分析结放大和加窗等。5、交会即是两个航天器，在预定时间，抵达一定的轨道和空间；对接即是使两航天器连接CCD1、传感器的传感元件通常情况下直接感受被测量；√ ×2、3、对于所有的二阶传感器，总是希望其固有频率越高越好；√ ×4、5、一般情况下，设计弹性敏感元件时，若提高灵敏度，则会使其线性变差、固有频率提高；√ ×6、7、应变片的基长越长，则应变片的动态特性越好；√ ×8、9、变磁阻式电感传感器属于互感型的电感传感器；√ ×10、11、压电式传感器不能测量恒定不变的信号；√ ×12、13、惯性式振幅计，在设计时尽量使其固有频率低。√ ×14、15、传感器的重复性误差是属于系统误差；√ ×16、17、传感器的敏感元件通常情况下不直接感受被测量；√ ×18、19、传感器实现波形测试不失真的条件是：传感器的幅频特性和相频特性均是常数；√×20、21、传感器弹性敏感元件的固有频率越高，则传感器的灵敏度越低，线性度越差；√×22、23输出波动的误差为1%。√ ×24、25、压电片采用并联连接后，更适合于测量快速变化的信号；√ ×26、27、圆柱形弹性元件受力产生的应变大小与圆柱的长度无关；√ ×28、29、驱动电缆法实际上是一种等电位屏蔽法；√ ×30、31、差动变压器采用差动整流电路后，次级电压的相位和零点残余电压都不必考虑；√×32、33、希望压电传感器的电阻率高，介电常数小；√ ×34、35、半导体光吸收型光纤温度传感器是属于传光型光纤传感器；√ ×36、37、传感器的动态灵敏度就是传感器静态特性曲线的斜率；√ ×38、39、按照能量关系分类传感器可分为结构型传感器和物性型传感器×40、41、激波管产生激波压力的恒定时间越长，则可标定的下限频率越低；√ ×42、43、压阻效应中由于几何形状改变引起的电阻变化很小；√ ×44、45、光导摄像管是一种固态图像传感器；√ ×46、47、热释电型红外传感器必须进行调制。√ ×48、49、传感器的幅频特性为常数，则传感器进行信号的波形测量时就不会失真。 √×50、51、等截面梁的不同部位所产生的应变是不相等的。√ ×52、53、一般来说，螺管型差动变压器的线性范围约为线圈骨架长度的二分之一。 √×54、55、压电常数d32所表示的含义是：沿着z轴方向受力，在垂直于y轴的表面产生电荷；√×56、57、涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器；√ ×58、59、金属丝的电阻应变效应中引起电阻改变的主要原因是电阻率的改变×60、6、压电常数dij中的下标i表示晶体的极化方向j表示晶体受力的性质；√ ×62、63、压电常数dij中的下标i的取值范围是1～6。√ ×64、65、时间常数τ越小越好。√ ×66、67、红外传感器在使用时必须进行调制。√ ×68、69、电容式传感器采用差动结构可以提高灵敏度、减小非线性。√ ×70、、、涡流渗透的深度与所加的信号频率成正比。√ ×、、IEEE1451定义了智能化网络传感器的相关内容。√×、、为了改善一阶传感器的动态特性，可以增大其时间常数。√×、、等强度梁的不同部位所产生的应变是不相等的。√×、、感应同步器中，感应正弦信号的绕组称为余弦绕组。√×、、对于所有的二阶传感器，总是希望其固有频率越高越好。√×83、压电式传感器不能测量静态信号。√ ×84、85、金属丝的灵敏度Ks恒小于同一材料金属应变片的灵敏系数。√ ×86、87、透射式涡流传感器所加激励电源的频率越高越好。√ ×88、89、热电偶的热接点尺寸越大，则其动态响应特性越好。√ ×90、91、传感器的非线性误差属于随机误差。√ ×92、93、热电偶回路热电势的大小只与材料和端点温度有关，与热电偶的尺寸形状无关。√×94、95、红外探测器是红外传感器的核心常见两大类热探测器和光子探测器√ ×96、97、把两种相同导体或半导体两端相接组成闭合回路，则回路产生热电势，这种现象称热电效应。√ ×98、99、功能型光纤传感器，光纤不是敏感元件。√ ×100、101、将温度变化转为热电势变化的传感器称为热电阻传感器。√ ×102、103X射线、微波以及无线电波一起构成了完整的无限连续的电磁波谱。√ ×104、105、红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸气等物质的吸收和散射作用，使辐射在传播过程中逐渐衰减。√ ×106、107、热敏电阻型红外探测器的热敏电阻是由锰、镍、钴等氧化物混合烧结而制成的，热敏电阻一般制成圆柱状，当红外辐射照射在热敏电阻上时，其温度升高，内部粒子的无规则运动加剧，自由电子的数目随温度升高而增加，所以其电阻增大。√ ×108、109、当光辐射照在某些材料的表面上时，若入射光的光子能量足够大，就能使材料的电子逸出表面，向外发射出电子，这种现象叫内光电效应或光电子发射效应。√ ×110、111、辐射出射度表征辐射源单位面积所发出的辐射功率。√ ×112、113、当恒定的红外辐射照射在热释电传感器上时传感器才有电信号输出√ ×114、115、使用光电导传感器时，需要制冷和加上一定的偏压，否则会使响应率降低，噪声大．响应波段窄，以致使红外传感器损坏。√ ×116、117、当红外辐射照射在某些半导体材料的pnPnpnpn结两端便产生一个附加电势，称为光生电动势。√ ×118、1197μm左右，时间常数小，响应速度快。√×120、1、 选择二阶装置的阻尼比其目的是（ ）。A．阻抗匹配 B．增大输出量 C．减小输出量 D．接近不失真条件2、 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（ ）。A．增加敲击力 B．增加锤头硬度C．增大锤重 D．减小冲击力3、 测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（

）温度传感器。A．热电偶 B．亮度式 C．半导体三极管 D．半导体二极管4、 电容式湿度传感器只能测量（

）湿度。A．相对 B．绝对 C．任意 D．水分5、 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（A．电阻 B．电容 C．电压 电荷6、 压电式加速度传感器是）信号的传感器。A．适于测量任意 B．适于测量直C．适于测量缓变 D．适于测量动

）的输出。7、 对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压（ ）A．最大 B．最小 C．随机变化 D．中间点8、 电涡流式传感器激磁线圈的电源是（ ）。A．直流 B．工频交流 C．高频流 D．低频交流09、 变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d之间是（ ）A．正比关系 B．反比关系 C．无关系010、单色光的波长越短，它的）。A．频率越高，其光子能量越大 B．频率越低，其光子能量越大C．频率越高，其光子能量越小 D．频率越低，其光子能量越小11、热电偶可以测量（ ）。A压力 B电压 C温度 D热电势12、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（ ）。A -200～850℃ B -50～850℃C -200～150℃ D -200～650℃13、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ ）A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度14、属于传感器动态特性指标的是（ ）A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率15、按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ ）A．光电式传感器 B．电容式传感器C．压电式传感器 磁电式传感器16、测量范围大的电容式位移传感器的类型为）A．变极板面积型 B．变极距C．变介质型 D．容栅型17、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）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D18、影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗19、固体半导体摄像元件CCD是一种（ ）A．PN结光电二极管电路 B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路 型晶体管集成电路20、将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC作用是（）A．抑制共模噪声C．克服串扰B．抑制差模噪声21、已知函数x（t）的傅里叶变换为X（f），则函数y（t）=2x（3t）的傅里叶变换为）A．2X（） B．X（） C．X（f） D．2X（f）22、周期信号的自相关函数必为（ ）A．周期偶函数 数C．周期奇函数 数23、属于传感器动态特性指标的是（ ）A．迟滞 B．过冲C．稳定性 线性度24、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（ ）A．线性度越好 B．迟滞越小C．重复性越好 D．分辨力越25、感应同步器的作用是测量（ ）A．电压 B．电流C．位移 相位差26、下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（ ）A．自感式传感器 B．磁电感应式传感C．电容式传感器 D．应变式传感器27、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（ ）A．温度 B．温度差C．相对湿度 绝对湿28、若周期信号 的周期为T，则其基波角频率为（ ）B． D．29、已知信号A．C．

与信号B．D．

完全不相关则该二信号的互相关系数满（ ）30、金属在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为（）A．霍尔效应B．光电效应C．应变效应D．压电效应31、在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称（Ａ．光电效应B．光生伏特效应C．内光电效应D0032、在扩散硅压力传感器，其敏感元件周边固定圆膜片，当（负应力。00

））具有最大0Ａ．r＝０ 0

Ｃ．r＝0.635

Ｄ．r＝0.812rH33、在霍尔元件的主要指标中，KH

是指（

）灵敏度。Ａ．磁 Ｂ．乘积 Ｃ．电流 Ｄ．电势34、在压电材料的主要特性参数中，（它直接关系到压电输出的灵敏度。

）是衡量材料压电效应强弱的参数，Ａ．压电常数 Ｂ．介电常数 Ｃ．居里点 Ｄ．弹性常数35、光纤按（

）分，有玻璃光纤和塑料光纤。Ａ．传输模式 Ｂ．纤芯和包层 Ｃ．折射率Ｄ．敏感元件对光强制36、某些电介质，当在电介质极化方向施加电场，它会产生变形，这种现象称为（ ）A．逆压电效应 B．正压电效应C．负压电效应 D．无压电效应37、半导体热电阻式传感器简称）。A．热敏晶体管 B．热电偶传感器 C．热电阻D．热敏电阻38、当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为）。A．温度特性B．光照特性C．光谱特性D．伏安特性39、在检测技术中，主要采用的是压电型换能器，发射超声波利用压电材料的（ ），而接收信号则用（ ）。A．多普勒效应B．多普勒频移C．逆压电效应D．正压电效应40感量）。A．增大 B．减小 C．不变41、红外线是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。它的波长范围大致在（ ）1000μｍ的频谱范围之内。A．0.76nm B．1.76nm C．ｍ D．ｍ42、在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和（ ）言。A．微波区 微红外区 射线区D．极远红外区43、红外辐射在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们是～ｍ、 3～5μm和（ ），统称它们为”大气窗口”。A．8～14μｍB．7～15μｍC．8～18μｍD．7～ｍ4、红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据（或称光谱响应，是表示探测器的（ ）相应率与入射的红外辐射波长之间的关系。A．电流 B．电压 功率 D．电阻45、光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下，产生（

）。使材制成的红外探测器。A．光子效应 B．霍尔效应 热电效应 压电效应46来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫）。A．光电效应B．光电导现象 热电效应 光生伏特现象47、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（ ）的频率范围内。A．紫外线区域 射线区域 红外辐射区域可见光区域48、实验表明，波长在（变为热能。

）μm之间的电磁波被物体吸收时，可以显著地转A．8～14μｍB．7～15μｍ C．2．6～14 D．～100049、利用温差电势现象制成的红外传感器称为（）红外传感器，因其时间常数较大，响应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10Hz以下。A．热电偶型B．热释电型 C．热敏电阻型热电动型50、（ ）传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性来反映红外辐射的强弱。A．热电动型 热释电型 高莱气动型 气热型51、传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为（ ）。A．非线性 B．迟滞 C．重复性 D．灵敏度误差52、应变式传感器是一种（ ）的测量装置。A．只能测量应变 B．只能测量电阻的相对变化C．可以测量能转化为应变的被测量D．可以测量所有的被测53、差动电容传感器采用差动脉冲调宽电路时，其输出电压正比于（ ）。A． C． 54、直流电桥的平衡条件可以概括为（ ）A．对臂阻抗之积相等 对臂阻抗之比相等C．相邻臂阻抗之积相等 D．相邻臂阻抗之和相55、电容式传感器在结构上加等位环的目的是为了（ ）。A．补偿温度变化的影响 B．减小寄生电容C．减小边缘效应 可以测量静态信56、微机电系统的英文缩写为（ ）。A．PSD B．PVDF C．PZT D．MEMS57、应变式传感器采用半桥差动等臂电桥转换电路时，若电源电压为时，其输出电为（ ）。A．= B．= C．= D． =58、热电阻传感器的测量引线采用3线制是为了（ ）A．消除引线电阻的影响B．消除接触电动势的影响C．减少绝缘电阻的影响D．减少寄生电动势的影响59、气敏传感器中的加热器是为了（ ）。A．去除吸附在表面的气体B．起温度补偿作用C．去除传感器中的水分D60、栅线密度为50线/mm的光栅，其栅线间距为（ ）。A.50mm B.0.05mm C. D．2mm1、传感器一般由

组成。传感器又称为 、或 等。2、3、在采用正弦输入研究二阶传感器频域动态特性时，常用特性来描述传感器的动态特性，其重要指标是

特性和和。4、、、、组5、对于丝式应变片主要由、、、组、。、、、成。应变片的主要参数有 、、。、、、6、7、电感式传感器是建立在 上，利用线圈 或

的改变、、来实现非电量电测的。电感式传感器可以分为、、等几大类型。8、、、9、涡流式传感器的信号调理电路主要有 几形式。、、10、11、电荷放大器的作用12、

等。其突出优点是。、、13、机器人外界检测传感器可以分为 、、、、、、。、、；机器人触觉传感器包含的内容有、、、。、、14、15、热电偶的热电效应是由

和 效应引起的。热电偶的三个基本定律是16、

定律、

定律以及

定律。17、感应同步器鉴幅型信号处理方式是在滑尺的正余弦绕组中分别加上

相同、相同，但是 的信号，鉴相型信号处理方式在滑尺的正余弦绕18、

组中分别加上

相同、

相同，但是 的信号。、、、19、请列出你所知道的传感器的各种效应、、、、、等。、、20、、、、、。21、、、、。

；信息技术基22、

础的三个方面是、、和、、23、衡量传感器静态特性的重要指标是、、和、、。衡量传感器动态特性的重要指标是等。24、、、、、25、弹性敏感元件的基本特性包括 、、、、、、、、。。对弹性敏感元件材料的基本要求有、、、。26、27、湿度的表示方法有 、

；氯化锂湿敏元件的典型产品有、、。28、29、通过对热电偶回路的大量研究，获得了热电偶的几个基本定律，它们是定30、律、 定律、 定律。31、高频反射式涡流传感器其电感的变化取决于 、、32、、 、 等。33、电感式传感器是建立在 上，利用线圈 或的改变来实现非电量电测的。电感式传感器可以分为 、、34、

等几大类型。、、35、电感式传感器经信号调理电路输出的信号存在有残余电压，残余电压产生的原因是、、等。36、37、感应同步器鉴幅型信号处理方式的工作原理是在滑尺的正、余弦绕组上供给38、39、电荷放大器的作用是40、41、光导纤维的传光原理是利用

的正弦电压进行励磁。、、等。其突出优点。、、，光纤传感器根据它