传感器与检测技术

《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。N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）N=k(TT)ln AT

。在热电偶温度补偿中补偿导线法e 0 NB

A B T（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。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，这种现象称为正变形，这种现象称为负压电效应。（2分）圈电感量（①增加②减小③不变（2分）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）电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①面积型②变极距型③变介电常数型）（2分）电位器传器的（线性，假定电位器全长为Xmax,其总电阻为RmaxRx=x/XmaxRmaxRr=2p(b+h)/At,1增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）2（①变面积型，②变极距型，变介电常数型）3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例（①正比，②反比，③不成比例。4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可感元件和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。5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属_料和②半导体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其化主要是由温度效应造成的。半导体材料传感器的灵敏度较大。3M_成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式

表示。N1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体N的温差电势组成的，其表达式为Eab

（T,T）o=k(TT)ln AT

。在热电偶温度补偿中，补偿导线e 0 NB

A B T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。（7分）3.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非系。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= X Rmax来计算假定加在电位Xmax

AB之间的电压为

X Vmax。其电阻灵敏Xmax度R2(bh)

I2(bh（7分）I At U At5.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。（6分）8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征（5）1面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大②减小③不变。2（①变面积型②变极距型③变介电常数型）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反比简答题（6分）的大小，就可测得温度的大小。（6分）答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。简述电阻应变片式传感器的工作原理（6分）产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。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要研究传感器的动态特性？（10）2、简述霍尔电动势产生的原理。（5分）B的磁场(磁场方向垂直于薄片)IUH。二、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（15）（15）1（4分）面。光纤传感器利用光导纤维，按其工作原理来分有功能型（或称物性型、传感型）与非功能型（或称结构型、传光型）两大类。功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的的波导，而且具有测量加上其他敏感元件才能组成传感器。5（4分）输入—输出特性。说明减小误差的方法（10）答：①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A、B塞贝克电势，通称热电势。②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。四、霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，表示。温度补偿方法：a.的情况。b.电桥补偿法一、填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立分）1．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。2．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连接，所以又叫差动变压器式传感器。3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。当圈磁阻的变化。4．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。K几何尺寸的变化。二、选择题电阻应变片的线路温度补偿方法有（A.B.D 。差动电桥补偿补偿线圈补偿法D．恒流源温度补偿电路法电阻应变片的初始电阻数值有多种其中用的最多的（A． 60Ω B．120Ω C．200Ω D．350Ω通常用应变式传感器测量（BCD。温度 B．速度 C．加速度 D．压力4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将起传感器的B,。灵敏度增加 灵敏度减小 非统性误差加 D．非线性误差减小5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（B。A．外光电效应 B．内光电效应 C．光电发D．光导效应《传感器与应用》一、填空题（每空1分，共25分）1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入（任填两个3.4性外壳和可沿线圈轴向移动的活动铁芯组成。5．利用涡流式6．空气介质变隙7薄壁圆筒作为敏感元件，将被测气体压力或密度的变化转换成频率。8．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管，以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。9．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶。10．硒光电池的光谱响应区段与人类相．热敏电阻正是利用半导体载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的温度敏感元件。电阻。13．磁敏二极管工作时加正向电压。由于它的磁灵敏二、选择题（每小题2分，共16分，7、8两题答案不止一个）（。A60ΩB120ΩC200ΩD350Ω电涡流式传感器激磁线圈的电源是（C。A直流B工频交流C高频交流D低频交流3．变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0是。ABC无关系单色光的波长越短，它的（A。A频率越高，其光子能量越大B大C频率越高，其光子能量越小D频率越低，其光子能量越小热电偶可以测量（C。A压力 B电压 C温度 D热电势光敏电阻适于作为（B。A光的测量元件 B光电导开关元件C加热元件 D发光元件目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（AD。A-200～850℃ B-50～850℃ C-200～150℃D-200～650℃差动变压器传感器的配用测量电路主要有 （AB 。A差动相敏检波电路B差动整流电路C流电桥D差动电桥一、单项选择题下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的（c ）压力 B．力矩 C．温D．厚度属于传感器动态特性指标的是（d ）重复性 B．线性度 C．灵敏D．固有频率3．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．压电式感器 D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（d ）变极板面积型 变极距型 质型 D．容栅型5．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两个桥臂都应当用两个工作应变片串联两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（d ）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D7CCD是一种（c）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D．NPN型晶体管集成电路将电阻RC串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（d）抑制共模噪声 抑制差模噪声 D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采值Yn应选为（a ） A．0.301 B．0.303C．0.308 D．0.315若模/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 ）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mVD．4.88mV周期信号的自相关函数必为（a ）周期偶函数 非周期偶函数 数 D．非周期奇函数已知函数x(tf，则函数y(t)=2x(3t的傅里叶变换为（b ）D．2X(f)

f ) B．23 3

X(f3

) C．2X(f)3二、填空题对传感器进行动态 的主要目的是检传感器的动态性能指标。标定(或校准或测试)14．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 的能力测量范围15．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。智能化已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs=(△K0/K0)×100% 。为了测得比栅距W技术。.细分在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中利用孔的透光面表示扭矩大小，透光面积减小，则表明矩 。增大电容式压力传感器是变 型的。极距(或间隙)180，半导体材料的弹性模量为1.8 ×105Mpa, 其中压阻系数πL 为Pa-1。1×10－9图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法为 。微分法热敏电阻常数B大于零的是