传感器与测试基础复习资料

<5014>《传感器与测试基础》【考试形式】书面闭卷考（需自带2B铅笔填涂答题卡）【考试时间】90分钟【考试题型】1、单项选择题（每小题2分，共28分）2、多项选择题（每小题3分，共12分）3、填空题（每空2分，共20分）4、简答题（每小题6分，共18分）5、分析题（每小题12分，共12分）6、设计题（每小题10分，共10分）【考试题库】一、单项选择题（考14题，一共28分）1.随机误差小表示测量结果。（B）A.准确度高B.精密度高C.精度高D.绝对误差小2.精密度高表明测量结果。（C）A.系统误差小B.系统误差大C.随机误差小D.随机误差大3.差动电感传感器中相敏电路作用是（D）A、放大信号B、检测出衔铁移动距离C、提升灵敏度D、检测出衔铁移动方向4.（C）指传感器在稳定状态下输出改变值与输入改变值比。A.分辨力B.分辨率C.灵敏度D.线性度5.（A）指传感器能检出被测信号最小改变量。A.分辨力B.分辨率C.灵敏度D.线性度6.热敏电阻是将被测量转换为（D）A.电压改变B.电流改变C.电荷改变D.电阻改变7.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自赔偿功效，应选择

C

测量转换电路。A.单臂电桥

B.半桥

C.差动全桥

8.湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了

B

。A.提升灵敏度

B.预防产生极化、电解作用C.减小交流电桥平衡难度9.当日气改变时，有时会发觉在地下设施（比如地下室）中工作仪器内部印制板漏电增大，机箱上有小水珠出现及电路板有结露等，影响了仪器正常工作。该水珠起源是

C

。A.从天花板上滴下来B.因为空气绝对湿度达成饱和点而凝结成水滴C.空气绝对湿度基本不变，但气温下降，室内空气相对湿度靠近饱和，当接触到温度比大气更低仪器外壳时，空气相对湿度达成饱和状态，而凝结成水滴10.在使用测谎器时，被测试人因为说谎、担心而手心出汗，可用

D

传感器来检测。 A.应变片

B.热敏电阻

C.气敏电阻

D.湿敏电阻11.希望线性范围为±1mm，应选择绕组骨架长度为___B___左右螺线管式自感传感器或差动变压器。 A.2mm

B.20mm

C.400mm

D.1mm12.反射式电涡流传感器激磁线圈电源是___C___。 A.直流 B.工频交流C.高频交流 D.以上都不对13.自感传感器或差动变压器采取相敏检波电路最主要目标是为了__C____。A.提升灵敏度

B.将输出交流信号转换成直流信号C.使检波后直流电压能反应检波前交流信号相位和幅度14.在两片间隙为1mm两块平行极板间隙中插入相等厚度___C___，可测得最大电容量。A.塑料薄膜

B.干纸

C.湿纸

D.玻璃薄片15.电容传感器中两极板间电容量与以下哪项无关D。A.极板间相对覆盖面积B.极板间距离C.电容极板间介质介电常数D.极板厚度16.收音机调台是经过调整以下哪种电容值来改变谐振频率B。A.变极距式

B.变面积式

C.变介电常数式17.压电式传感器现在主要用于测量B。A.静态力或压力 B.动态力或压力 C.速度18.压电式传感器工作原理是基于D。A.应变效应 B.电磁效应 C.光电效应 D.压电效应19.石英晶体在振荡电路中工作时，A，从而产生稳定振荡输出频率。 A.压电效应与逆压电效应交替作用 B.只有压电效应作用 C.只有逆压电效应作用20.人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传输，则沿传输方向空气分子__D___。A.从口腔附近经过振动，移动到听者耳朵B.在原来平衡位置前后振动而产生横波C.在原来平衡位置上下振动而产生横波D.在原来平衡位置前后振动而产生纵波21.不可用于非接触式测量传感器有（B）A.电容式B.热电阻C.霍尔式D.光电式22.霍尔效应中，霍尔电势与(A)A.霍尔常数成正比 B.霍尔常数成反比 C.霍尔元件厚度成正比23.公式EH=KHIBcosθ中角θ是指___C___。A.磁力线与霍尔薄片平面之间夹角B.磁力线与霍尔元件内部电流方向夹角C.磁力线与霍尔薄片垂线之间夹角D.霍尔元件内部a、b端连线与c、d端连线夹角24.__C___数值越大，热电偶输出热电动势就越大。A.热端直径B.热端和冷端温度C.热端和冷端温差

D.热电极电导率25.在热电偶测温回路中经常使用赔偿导线最主要目标是___C___。A.赔偿热电偶冷端热电势损失

B.起冷端温度赔偿作用C.将热电偶冷端延长到远离高温区地方

D.提升灵敏度26.热电偶中产生热电势条件是B。A.两热电极材料相同 B.两热电极材料不一样 C.两热电极两端尺寸相同 D.两热电极两端尺寸不一样27.用热电阻测温时，热电阻在电桥中采取三线制接法目标是B。A.接线方便B.减小引线电阻改变产生测量误差C.减小桥路中其它电阻对热电阻影响D.减小桥路中电源对热电阻影响28.温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管暗电流___A___。A．上升

B．下降

C．不变29.在光作用下，物体内电子逸出物体表面，向外发射现象叫D。A.声光效应 B.压电效应C.磁电效应 D.外光电效应30.把光电池看成传感器时，应把它看作B。A.电压源 B.电流源 C.电阻器31.光敏电阻性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下A。A.暗电阻与亮电阻差值大 B.亮电阻大C.暗电阻与亮电阻差值小 D.暗电阻大32.光敏电阻制作依据是（C）A、外光电效应B、光电倍增效应C、内光电效应D、光生伏特效应33.在光线作用下，半导体电导率增加现象属于（C）A、外光电效应B、光电发射C、内光电效应D、光生伏特效应34.当变间隙式电容传感器两极板间初始距离d增加时，将引发传感器（B）A、灵敏度增加B、灵敏度减小C、非线性误差不变D、非线性误差减小35.应变式传感器是将被测量转换为（A）A.应变改变B.压力改变C.压强改变D.应力改变36.实际构建测量电路时，压电式传感器不适适用于测量（C）A、振动B、动态力或压力C、静态力或压力D、加速度二、多项选择题(考4题，一共12分)1.服从正态分布随机误差具备性质有（ABC）A.集中性B.有界性C.对称性D.多峰性2.当变间距式电容传感器两极板间初始距离d增加时，将引发传感器（AC）A、初始电容减小B、非线性误差减小C、非线性误差变大D、灵敏度增大3.压电式传感器实际应用适适用于测量（BC）A、静态压力B、振动 C、动态力D、静态力4．可用于非接触式测量传感器有（BCD）A.热电偶B.压电式 C.霍尔式 D.光电式5．通常在使用应变片作为传感元件时采取差动式结构目标有（ABC）A.提升灵敏度B.减小非线性误差C.减小温度误差D.减小横向效应6.超声波与可闻声波相比较，具备ABCD等特点。A.

频率更高

B.指向性好

C.能量集中度高

D.聚焦轻易7.霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘两对侧面分别引出AC电极。A.激励电极 B.保护电极C.霍尔电极 D.差动电极8.压电材料主要有ABD几个类型。A．石英晶体 B.压电陶瓷C．陶土 D.高分子压电材料9.电涡流式传感器是利用电涡流效应来检测导电物体各种物理参数，当被测物放在交变磁场当中，会产生趋肤效应。表面电流穿透深度与ACD关于。 A.激励源频率

B.

空气间隙C.被测件电导率 D. 被测件磁导率10.无损探伤方法很多，可依据详细对象进行选择。以下检测方式中，能进行无损探伤包含ABCD。A.电涡流法B.磁粉检测法C.超声波检测D.荧光染色渗透法11.电子秤中所使用应变片应选择

B

应变片；为提升集成度，测量气体压力应选择

D

；一次性、几百个应力试验测点应选择

A

应变片。A.金属丝式

B.金属箔式

C.电阻应变仪D.固态压阻式压力传感器12.在变极距式电容传感器中，为了提升灵敏度，应使当d0B，当变极距式电容传感器初始极距d0较小时，它测量范围D。A.大些B.小些C.变大D.变小13.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料___C___；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声压电片发声原理是利用压电材料___D___。A.应变效应

B.电涡流效应

C.压电效应

D.逆压电效应14.对港口吊车吊臂深部缺点定时探伤，宜采取__B____探伤；对涂覆防锈漆输油管外表面缺点探伤，宜采取___A___探伤。A.电涡流

B.超声波

C.测量电阻值

D.X光15.大面积钢板探伤时，耦合剂应选___A___为宜；机床床身探伤时，耦合剂应选___B___为宜；给人体做B超时，耦合剂应选___C___。A.自来水

B.机油

C.液体石蜡

D.化学浆糊16.霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入A；另一对叫霍尔电极，用于引出D。A.激励电流B.激励电压C.霍尔电流D.霍尔电势17.光敏二极管在测光电路中应处于___B___偏置状态，而光电池通常处于___C___偏置状态。A．正向

B．反向

C．零18.属于外光电效应器件有。（BC）A．光敏二极管

B．光电管

C．光电倍增管D.光敏电阻19.属于内光电效应器件有。（AD） A．光敏二极管

B．光电管

C．光电倍增管D.光敏电阻三、填空题（考10空，一共20分）1.传感器特征通常指输入、输出特征，有动、静之分。静态特征指标有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞误差、稳定性等。2.对于测量方法，从不一样角度有不一样分类，按照测量结果显示方式，能够分为模拟式测量和数字式测量。3.对于测量方法，从不一样角度有不一样分类，按照是否在工位上测量能够分为在线测量和离线式测量。4.对于测量方法，从不一样角度有不一样分类，按照测量详细伎俩，能够分为偏位式测量、微差式测量和零位式测量。5.某0.1级电流表满度值，测量绝对误差为±0.1mA。6、服从正态分布随机误差具备以下性质集中性、对称性、有界性。7.硅光电池光电特征中，当负载短路时，光电流在很大范围内与照度呈线性关系。8.把被测非电量改变转换成线圈互感改变互感式传感器是依照变压器基本原理制成，其次级绕组都用差动形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。9、霍尔传感器霍尔电势UH为KHIB若改变I或B就能得到改变霍尔电势。10、电容式传感器中，变极距式通惯用来测量微小位移。11.压电式传感器具备体积小、结构简单等优点，但不宜测量频率太低被测量，尤其是不能测量静态值。12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性好灵感度提升一倍、测量精度高。13、热电偶冷端温度有以下赔偿方法：冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥赔偿法和仪表机械零点调整法。14．空气介质变间隙式电容传感器中，提升其灵敏度和降低非线性误差是矛盾，为此实际中大都采取差动式电容传感器。15.从原理来分，电容式传感器结构类型有：变面积式、变极距式、变介电常数式。16.变极距式电容传感器电容改变与极板间距之间关系是成非线性关系，为了减小这种关系带来测量误差，常采取差动结构来处理。17.电涡流式传感器分反射式和透射式两种，透射式是采取低频（选“高频”或“低频”）激励方式。18.电涡流式传感器与激励源频率关系是：频率越高，电涡流渗透深度越浅，趋肤效应越严重。19.变气隙自感传感器为了消除非线性误差，可采取差动结构。20.在测量次数足够多情况下，如某个数据剩下误差绝对值显著大于真值，可认为该测量值为粗大误差，该坏值应予剔除。21.各类传感器测量放大器作用是放大微弱电信号。另外，还要求能对干扰信号有很强抑制能力。22.电感式自感传感器结构类型有：变间隙式、变截面式和螺线管式。23.通常压电陶瓷材料压电常数比石英压电常数大（选“大”或“小”）。24.压电式传感器工作原理是基于一些电介质材料压电效应。它是经典自发电式传感器。25.热电偶热电势由温差电势和接触电势两部分电势组成，实际应用其冷端温度应保持在零度，不然要进行冷端温度赔偿。四、简答题（考3题，一共18分）霍尔效应压电效应涡流效应热电效应两种不一样导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接，只要两结点处温度不一样，一端温度为T，另一端温度为T0，则贿赂中就有电流产生，即回路中存在电动势，成为热电势，这种现象称为热电效应。压阻效应沿着一块半导体某一轴向施加一定应力时，除了产生一定应变外，材料电阻率也要发生改变，这种现象称为半导体压阻效应。应变效应导体或半导体材料在外界里作用下，会产生机械变形，其电阻值也将伴随发生改变，这种现象称为应变效应。7.什么是传感器？画出其组成框图并介绍各个步骤功效。8.如图所表示是超声波液位计原理图，简述其工作原理。9.如图所表示是型压力传感器结构原理图。弹簧管1自由端与差动式电感传感器衔铁2相连，衔铁2位于传感器两差动线圈5和6中间位置。试介绍其工作原理。10.画出霍尔钳形电流表工作原理图，并简述其工作原理。答：霍尔钳形电流表工作原理图，如右图所表示。他结构是：钳形电流表探头是用环形铁芯做集束器，霍尔器件放在空隙中间。霍尔钳形电流表测电流工作原理是：首先，由安培定律可知，在载流导体周围会产生一正比于该电流磁场。其次，霍尔元件在磁场中会产生霍尔电势，它大小是：UH=KHIB。而钳形电流表中霍尔灵敏度KH以及控制电流I都为定值，霍尔元件输出霍尔电势与磁场成正比，所以经过对磁场测量便可间接测得电流大小。这就是霍尔钳形电流表工作原理。11.简述电容式传感器工作原理。依照其原理，电容式传感器可分为哪几个类型？电容式传感器有三种基本类型，即变面积型、变极距型和变介电常数型。12.热电偶为何要进行冷端温度赔偿？冷端温度赔偿方法有哪些？答：热电偶传感器输出电势大小与冷端和工作端温差关于，通常要保持冷端温度不变。实际应用中，冷端温度会伴随环境温度改变而改变，这将给测量带来误差，所以需要冷端温度赔偿。惯用方法有：冷端恒温法、计算修正法、仪表机械零点调整法冷和电桥赔偿法五、分析题（只考1题，一共12分）1.下列图是汽车进气管道中使用热丝式气体流速（流量）仪电桥结构示意图。在通有洁净且干燥气体，截面积为A管道中部，安装有一根加热到200℃左右细铂丝R1。另一根相同长度细铂丝R参考答案：1）当气体流速v=0时，R1温度与R2温度相等，电桥处于平衡状态。当气体介质本身温度发生波动时，R1与R2同时感受到此波动，电桥仍处于平衡状态，所以设置R2是为了起到温度赔偿作用。2）当气体介质流动时，将带走R1热量，使R1温度变低，电桥不平衡，毫伏表示值与气体流速大小成一定函数关系。图中RP1称为调零电位器，RP2称为限幅电位器。欲使毫伏表读数增大，应将RP2向左调。3）假如被测气体含有水汽，则测量得到流量值将偏小，这是因为气化带走热量。2.如图，生产布料车间用图示装置来检测和控制布料卷取过程中松紧和张力程度，请分析其检测控制工作原理。参考答案：①当卷取辊转动太快时，布料张力将增大，造成张力辊向上位移，使差动变压器衔铁不再处于中间位置。N21与N1之间互感量M1增加，N22与N1互感量M2减小。所以，U21增大，U22减小，经相敏检波之后U0为负值，去控制伺服电机，使它转速变慢，从而使张力恒定。②当卷取辊转动太慢时，布料张力将降低，造成张力辊向下位移，使差动变压器衔铁不再处于中间位置。N22与N1之间互感量M1增加，N21与N1互感量M2减小。所以，U22增大，U21减小，经相敏检波之后U0为正值，去控制伺服电机，使它转速变快，从而使张力恒定。3.振动式粘度计原理示意图如图所表示。导磁悬臂梁6与铁心3组成激振器。压电片4粘贴于悬臂梁上，振动板7固定在悬臂梁下端，并插入到被测粘度粘性液体中。①分析该粘度计工作原理;②