《传感器原理与应用》综合练习题及答案(期末考试)

《传感器原理与应用》综合练习题及答案(期末考试)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.根据传感器定义，传感器将被测非电量转换为____。A.标准电量B.数字信号C.可用输出信号D.模拟信号答案C2.传感器实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程输出之比的百分数，称为____。A.灵敏度B.线性度C.迟滞D.重复性答案B3.电阻应变片工作时，其电阻相对变化ΔR/R与应变ε的关系为ΔA.应变灵敏系数B.电阻温度系数C.灵敏度D.增益答案A4.变极距型电容传感器的电容C与极距d之间呈____关系。A.线性B.指数C.非线性（双曲线）D.对数答案C5.下列被测物理量中，最适合用压电式传感器测量的是____。A.缓慢变化的压力B.稳态温度C.振动加速度D.静态位移答案C6.霍尔电势产生的物理基础是____。A.压阻效应B.塞贝克效应C.载流子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转D.光电导效应答案C7.热电偶测温的理论依据是____。A.热阻效应B.热电效应（塞贝克效应）C.热释电效应D.热敏效应答案B8.光敏电阻的工作原理基于____。A.外光电效应B.内光电效应（光电导效应）C.热释电效应D.压电效应答案B9.二阶传感器的动态特性主要取决于____。A.灵敏度与线性度B.量程与精度C.时间常数D.固有频率与阻尼比答案D10.智能传感器区别于传统传感器的核心特征是____。A.体积小、重量轻B.具有信息处理与通信功能C.输出模拟信号D.结构简单答案B二、填空题（每空1分，共20分）1.传感器通常由__、和__组成。答案敏感元件；转换元件；信号调节转换电路2.传感器灵敏度定义为____与输入变化量之比。答案输出变化量3.金属电阻应变片基于__效应工作，半导体应变片基于__效应工作。答案应变；压阻4.电容式传感器按工作原理可分为__、和__三种基本类型。答案变极距型；变面积型；变介电常数型5.热电偶中间温度定律表明：热电偶在接点温度T与T0间的热电势，等于其在接点温度T与Tn间和Tn答案和6.压电式传感器适合测量____量，不适合测量静态量。答案动态7.霍尔电势公式UH=K答案霍尔灵敏度8.光纤传感器按工作原理可分为__和__两类。答案传光型（非功能型）；传感型（功能型）9.一阶传感器的动态特性参数为__；二阶传感器的主要动态特性参数为和__。答案时间常数；固有频率；阻尼比10.传感器的标定分为__和__两类。答案静态标定；动态标定三、简答题（每题6分，共30分）1.简述传感器的定义及其基本组成，并说明各部分的作用。答案传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和信号调节转换电路组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与之成确定关系的其他物理量；转换元件将敏感元件的输出转换为电参量；信号调节转换电路将电参量转换为便于显示、记录和控制的电量。2.电阻应变片产生温度误差的主要原因有哪些？常用补偿方法是什么？答案(1)主要原因：温度变化引起应变片电阻丝电阻率变化，产生附加电阻；电阻丝与试件材料的线膨胀系数不同，温度变化时产生附加应变。(2)常用补偿方法：桥路补偿法（补偿片法、半桥差动、全桥差动）和温度自补偿应变片法。3.电容式传感器有哪三种基本类型？各有什么优缺点？答案变极距型：灵敏度高，但电容与极距呈非线性关系，仅适用于微小位移测量；变面积型：输出与位移呈线性关系，量程大，但灵敏度较低；变介电常数型：常用于液位、厚度和介质介电常数测量，结构多样，线性较好。4.热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？常用方法有哪些？答案热电偶分度表是在冷端温度为0 ∘C5.压电式传感器为什么不能测量静态量？其测量电路应满足什么要求？为什么？答案压电元件受力产生的电荷会通过元件内部绝缘电阻和测量电路输入电阻缓慢泄漏，测量静态量时电荷不断泄漏，无法获得稳定输出，因此不能测量静态量。测量电路应具有极高的输入阻抗，以减小电荷泄漏，常采用电压放大器或电荷放大器；其中电荷放大器输出电压与电荷量成正比，受电缆分布电容影响小，应用更为广泛。四、计算题（每题10分，共30分）1.四个阻值均为120 Ω的电阻应变片R1、R3感受拉伸应变，R2、R4感受压缩应变，应变绝对值均为ε=1000×答案由应变效应：Δ每片应变片电阻变化量：Δ直流全桥输出电压：U2.用K型热电偶测温，冷端温度为25 ∘C，测得回路热电势E(T,25 ∘C)答