西南民大传感器复习及答案

1、首先，是对还是错的问题(勾选正确的和错误的)1.传感器是获取信息的重要方式和手段，相当于人类的五种感官。传感器技术是现代信息技术的三大支柱之一，在一定程度上决定了机器人的水平。()2.传感器正从传统的分立模式向集成化、小型化、多功能、智能化、网络化和光机电一体化方向发展。()3.物联网是将各种信息传感器设备按照约定的协议与互联网相结合，形成一个巨大的信息交换和通信网络，从而实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。()4.传感器的实际输入输出曲线偏离理想拟合直线的程度称为线性度，通常表示为最大偏差与满量程输出之比的百分比。()5.在稳定的工作条件下，传感器的灵敏度是一个无单位常数，与外加电源

2、电压无关。()6.在相同条件下，传感器的输入和输出曲线在正向冲程(从小到大的输入)和反向冲程(从大到小的输入)期间不重合的现象称为重复性。()7.一阶传感器系统的动态响应主要取决于时间常数t，时间常数t越小越好。减小时间常数t可以改善传感器的频率特性并加快响应过程。()8.二阶传感器对阶跃信号的响应和频率响应特性在很大程度上取决于阻尼系数和固有频率。()9.线性电阻丝缠绕成敏感网格后，虽然长度相同，但应变不同，圆弧部分使灵敏度降低。这种现象被称为横向效应。敏感网格越窄，衬底上的应变仪越长，横向效应越小。()10.压阻传感器是利用半导体材料的压阻效应制成的电阻应变传感器。其性能优于金属应变效应，

3、主要用于压力测量。()11.电容式传感器本身的电容比较大，而连接电缆的电容很小(几百皮法每米)，所以电缆的容抗在低频时比较大，这对传感器的灵敏度有很大的影响。因此，在低频操作期间，电容传感器的连接电缆的长度不能任意改变。()12.脉宽调制电路适用于任何类型的电容传感器，并具有理论线性。该电路不需要解调和检测，对电源没有严格要求。它是电容传感器的常用电路。()13.根据涡流效应制成的传感器称为涡流传感器。涡流传感器最大的特点是可以进行非接触测量，其灵敏度与被测物体的材料无关。()14.压电传感器由应时晶体制成，在晶面上产生的电压与作用在晶面上的外力成正比，与晶片的厚度和面积无关。()15.压电传

4、感器是一种主动传感器。然而，由于前置放大器的输出信号较弱，内部电阻较高，因此要求其具有相当高的输入阻抗，这样可以将传感器的高阻抗输出转换为低阻抗输出，并在放大微弱信号的同时完成阻抗转换。()16.压电陶瓷是人工制造的多晶，由无数微小的电畴组成。电畴具有自发极化方向，并且由施加的电场极化的压电陶瓷具有压电效应。()17.集成温度传感器是利用晶体管PN的电流和电压特性与温度变化之间的关系制成的热电传感器，主要用于低温测量。(x)18.热电偶的冷端也称为参考端。当使用热电偶测量温度时，参考端温度应保持恒定。当参考端温度不为0时，应将测量温度与参考端温度相加，得到待测的真实温度。(x)19.磁电感应传

5、感器是一种有源传感器，必须补充21.磁阻是一种基于磁阻效应的磁敏传感器，其电阻值随着磁场的增大而增大。然而，磁阻没有判断极性的能力，只能与辅助磁钢一起使用，以具有识别磁极的能力。()22.磁敏二极管都是具有长“基区”(本征区)的二极管结构。在弱磁场的情况下，可以获得大的输出电压，但是输出电压是不对称的，这是磁敏二极管和霍尔元件与磁敏电阻之间的差别。()23.超声波传感器主要利用压电材料(晶体和陶瓷)的压电效应，其中超声波发射器采用逆压电效应，将高频电振动转化为机械振动，产生超声波；超声波接收器采用正压电效应，将超声波机械振动转化为电信号。()24.人体发出的红外辐射波长在8 12毫米范围内，人

6、体活动的频率范围一般在0.110Hz之间。热电传感器可以监测人类活动。()25.光电传感器的工作原理是利用各种光电效应。光敏电阻、光电池和光电二极管都是基于光电导效应的光电传感器。()26.光伏电池是一种基于光伏效应的有源光电传感器。当用作测量元件时，它应该以电流源的形式应用。()27.半导体颜色传感器相当于两个不同结构的光电二极管。浅结光电二极管对短波长紫外光具有高灵敏度，而深结光电二极管对长波长红外光具有高灵敏度。()第二，选择题1.位移传感器的静态数学模型是y=2.160.02。x是输入位移，单位为毫米；y是输出电压，单位为v.那么这个位移传感器的灵敏度是B。A.2.18V伏/毫米B.2

7、.16V伏/毫米C.2.14V伏/毫米D.1.08V伏/毫米2.金属应变计的灵敏度系数为K，测得的应变为E。如果电源电压为U，其输出电压和非线性误差为C。A.b，C.d .3.一种差动变极距电容式传感器，初始极距d 0为1毫米，测量引起的最大极距变化Dd为0.02毫米，该电容式传感器的相对非线性误差为B。0.04%C.0.2% D.0.02%4.如果已知某一阶传感器的传递函数，则传感器的静态灵敏度和时间常数分别为D。A.k=10，t=5，B.k=1，t=0.5C.k=5，t=0.2 D.k=2，t=0.25.传感器能够感知的输入变化越小，意味着传感器的B。A.阈值越低，分辨率越高C.滞后越小，

8、线性越好6.为了获得更好的动态特性，在设计二阶传感器时，一般的阻尼系数为D。A.x 1 B.x 0C.x=1 D.x 0.77.使用涡流传感器测量位移时，为了获得更好的线性度和灵敏度，励磁线圈半径R与被测物体之间的距离X应满足BA.r x B.r xC.r x D.r x8.为了增加霍尔元件的灵敏度，霍尔元件大多由C制成。A.金属材料b .绝缘材料C.n型半导体9.如果单个压电晶片的电荷量、电压和电容为Q、U和C，则如图所示连接的压电晶片的电荷量、电压和电容分别为D。A.问、答、答B.问、2U、C/2C.问：2U、2Cd2q、U、2C10.磁电感应传感器输出电动势与摄氏度成正比。A.位移应力磁

9、电感应传感器的输出电动势与速度成正比C.速度d .温度11.适用于测量紫外线的光电传感器是A.光电池b .光敏电阻C.光电池d .光电晶体管12.现代传感器正从传统的分立元件向集成元件发展。下列可集成的传感器是B。A.涡流传感器b .压阻传感器C.磁电感应传感器d .超声波传感器13.根据传感器的一般分类方法，热电偶属于D。A.被动结构传感器b .主动结构传感器C.被动物理传感器14.在传感器的组件中，A是要测量的直接感觉。A.b .转换元件C.放大元件数模转换电路15.六对极性相反的永磁体等距嵌在电机轴周围。当电机以60p/s的角速度旋转时，开关型集成霍尔传感器的输出信号频率为B。a . 3

10、00赫兹B.180赫兹直流450赫兹，直流150赫兹.16.当磁电感应传感器测量加速度时，它应该连接到下图所示的电路A。A.B.C.D.第三，填空1.传感器一般由三部分组成：敏感元件、转换元件和基本电路。分辨率和稳定性属于传感器的静态特性，而幅频特性和相频特性属于传感器的动态特性。2.当采用线性拟合线性化时，传感器输出和输入的实际曲线与其拟合直线之间的最大偏差通常用相对误差g L来表示，称为线性，即G L=( LMAX/yFS) 100%，其中 LMAX为最大非线性误差，yFS为满量程输出。3.理论上讲，当差动变压器传感器的核心位于中心时，输出电压应该为零，但实际上输出电压并不为零。该电压被称

11、为零残余电压，这主要是由于两个次级线圈的电系数不同。相敏检测电路能很好地抑制误差，正确反映位移的大小和方向。4.金属应变仪的工作原理是利用机械变形产生的应变效应；半导体应变计的工作原理是利用半导体材料的压阻效应。两者灵敏度系数的主要区别在于金属应变仪的电阻变化主要是由机械变形引起的，而半导体应变仪的电阻变化主要是由载流子迁移率的变化引起的。5.电容式传感器可分为三种基本结构形式：可变面积电容式传感器、可变极距电容式传感器和可变介电电容式传感器。为了减少非线性误差，传感器通常被制成差动结构。6.电容式传感器，可变极距型主要用于检测小位移，可变面积型主要用于检测大位移，可变介质型可用于检测材料、温

12、度和湿度。当工作频率过高时，电容传感器连接电缆的长度不能任意改变；驱动电缆技术常用于克服分布电容的影响，提高传感器的稳定性。7.为了减小DC桥的非线性误差，常用的方法有：微分桥；取n的值为大；和高内阻恒流源。8.集成温度传感器利用晶体管pn结的伏安特性与温度之间的关系来测量温度，一般温度测量范围为-50至150。AD590是一款典型的集成温度传感器，具有电流输出。9.光电倍增管是一种基于外部光电效应的光电传感器，主要由光电阴极、阳极和倍增电极组成；它的电流增益非常高，并且与所施加的电压有关，这要求工作电源具有出色的稳定性。10.光伏电池是一种基于光伏效应的有源光电传感器。其光伏电动势与照度呈线

13、性关系，其开路电压与照度呈非线性关系。硅光电池的开路电压一般可达0.5v11.内部光电效应分为光电效应和光电导效应。光电二极管是一种基于光伏效应的光电传感器。基于外部光电效应的光电传感器包括光电池和光电倍增管。12.频率高于20k Hz的机械波称为超声波，超声波在液体中的传播速度高于它在空气中的传播速度；超声波传感器的检测方法有两种：反射式和直接式，其流量主要根据超声波传播速度的变化来测量。13.超声波传感器的检测方法有两种：反射式和直接式。超声波传感器的发射采用逆压电效应，超声波的接收采用正压电效应。超声波传感器的测距精度取决于发射和接收时间，测距范围取决于发射频率。14.压电传感器(即前置放大器)的测量电路有两种形式：电压放大器和电荷放大器。与电荷放大器连接时，不受连接电缆长度的限制。15.根据电磁感应原理，磁电感应传感器可分为两种类型：恒定磁通型和可变磁通型。它仅适用于测量10-500hz的频率，并直接测量物体的机械振动或转速。如果要测量位移，应连接积分电路，测量加速度时应连接微分电路。16.闭合回路是由两个不同性质的导体串联而成的。如果连接点的温度不同，两个导体之间会产