检测技术与传感器Word文件下载.docx

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6、传感器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。

7、按输入量分类，传感器包括位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等。

8、传感器的输出量有模拟量和数字量两种。

9、根据传感技术涵盖的基本效应，传感器可分为物理型、化学型和生物型。

10、传感器是能感受规定的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传感器，通常由直接响应于被测量的敏感原件、产生可用信号输出的转换原件以及相应的信号调节转换电路组成。

11、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。

是实现传感功能的基本器件。

12、传感器技术的共性，就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量转换成电量。

13、由传感器的定义可知，传感器要完成两个方面的功能：

检测和转换。

因此传感器通常由敏感元件和转换原件组成。

14、传感技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。

15、根据传感器的构成，可以将传感器分为物性型和结构型。

第二章

1、衡量传感器静态特性的指标不包括（C）。

A.线性度B.灵敏度

C.频域响应D.重复性

2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（A）。

A.时域响应B.线性度

C.零点漂移D.灵敏度

3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是（A）。

A.延迟时间B.上升时间

C.峰值时间D.响应时间

4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（B）。

5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（C）

A．线性度、灵敏度、阻尼系数

B．幅频特性、相频特性、稳态误差

C．迟滞、重复性、漂移

D．精度、时间常数、重复性

6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（B）

A．迟滞、灵敏度、阻尼系数

B．幅频特性、相频特性

C．重复性、漂移

7、不属于传感器静态特性指标的是（B）

A．重复性B．固有频率C．灵敏度D．漂移

8、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随（A）变化时，其输出-输入的特性。

A.时间B.被测量C.环境D.地理位置

9、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持（C）关系的一种度量。

A.相等B.相似C.理想比例D.近似比例

10、回程误差表明的是在（C）期间输出-输入特性曲线不重合的程度。

A.多次测量B.同次测量C.正反行程D.不同测量

1、灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值。

2、系统灵敏度越高，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越差。

3、漂移是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。

4、传感器的灵敏度是指在稳态信号下输出量变化对输入量变化的。

6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、敏感度、迟滞、重复性和漂移。

7、一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和动态特性，才能完成信号无失真的转换。

9、阶跃响应特性是指在输入为阶跃函数时，传感器的输出随时间的变化特性。

常用响应曲线的上升时间、响应时间、超调量作为评定指标。

11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为60MV/MM。

四、简答题

1、什么是传感器的静态特性？

它有哪些性能指标？

如何用公式表征这些性能指标？

2、什么是传感器的动态特性？

其分析方法有哪几种？

3、什么是传感器的静特性？

主要指标有哪些？

有何实际意义？

4、什么是传感器的基本特性?

传感器的基本特性主要包括哪两大类？

解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。

（要求每种特性至少列出2种常用指标）

第三章

1、为减小或消除非线性误差的方法可采用（B）。

A.提高供电电压B.提高桥臂比

C.提高桥臂电阻值D.提高电压灵敏度

2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（C）。

A.不变B.2倍C.4倍D.6倍

3、通常用应变式传感器测量（C）。

A.温度B．密度C．加速度D．电阻

4、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（ 

A 

）。

A．导电材料电阻率的变化B．导电材料几何尺寸的变化

C．导电材料物理性质的变化D．导电材料化学性质的变化

5、产生应变片温度误差的主要原因有（ 

A．电阻丝有温度系数B．试件与电阻丝的线膨胀系数相同

C．电阻丝承受应力方向不同D．电阻丝与试件材料不同

6、电阻应变片的线路温度补偿方法有（ 

B）。

A．差动电桥补偿法B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法

C．补偿线圈补偿法D．恒流源温度补偿电路法

7、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

8、关于电阻应变片，下列说法中正确的是（D）

A．应变片的轴向应变小于径向应变

B．金属电阻应变片以压阻效应为主

C．半导体应变片以应变效应为主

D．金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化

9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（B）。

A.电阻形变效应B.电阻应变效应C.压电效应D.压阻效应

10、（D）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。

这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。

A.箔式应变片B.半导体应变片

C.沉积膜应变片D.薄膜应变片

11、由（A）和应变片．以及一些附件（补偿元件、保护罩等）组成的装置称为应变式传感器。

A.弹性元件B.调理电路C.信号采集电路D.敏感元件

12、直流电桥平衡的条件是（A）。

A相临两臂电阻的比值相等

B相对两臂电阻的比值相等

C相临两臂电阻的比值不相等

D所有电阻都相等

13、直流电桥的平衡条件为（B）

A．相邻桥臂阻值乘积相等B．相对桥臂阻值乘积相等

C．相对桥臂阻值比值相等D．相邻桥臂阻值之和相等

二、填空题

1、单位应变引起的电阻值变化量称为电阻丝的灵敏度系数。

2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。

3、直流电桥平衡条件是相邻两臂电阻的比值相等。

4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是正比关系。

5、电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变时，工作应变片粘贴在被测试件表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的补偿块上，且补偿应变片不成受应变。

6、半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大。

7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非线性误差同时还能起到提高灵敏度的作用。

8、电阻应变式传感器的核心元件是电阻应变片，其工作原理是基于应变效应。

9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的电阻变化量转换成电量的变化，以便方便地显示被测非电量的大小。

10、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非线性误差，同时还能起到温度补偿的作用。

11、应变式传感器是由弹性元件和电阻应变片及一些附件组成的。

12、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；

固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。

13、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化，为显示与记录应变的大小，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的信号调节电路，一般采用测量电桥。

14、电阻应变片的温度误差是由环境温度的改变给测量带来的附加误差，其产生的原因有电阻温度系数的影响和试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。

15、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用直流电桥或交流电桥。

16、减小或消除非线性误差的方法有提高桥臂比和采用差动电桥。

其中差动电桥可分为半桥差动和全桥差动两种方式。

三、简答题

1、什么叫应变效应？

利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因。

3、什么是直流电桥？

若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？

各自的输出电压如何计算？

4、简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿方法。

5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。

6、 

金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？

7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理。

8、请简要一下解释压阻效应。

第四章

1、电感式传感器的常用测量电路不包括（C）。

A.交流电桥B.变压器式交流电桥

C.脉冲宽度调制电路D.谐振式测量电路

2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（C）。

A.衔铁上、下移动时，输出电压相位相反

B.衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化

C.根据输出的指示可以判断位移的方向

D.当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态

3、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（D）。

A.既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向

B.既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压

C.既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向

D.既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压

5、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（B）。

A．直流电桥B．变压器式交流电桥

C．差动相敏检波电路D．运算放大电路

6、通常用差动变压器传感器测量（ 

C 

A．位移 

B．振动 

C．加速度 

D．厚度

7、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（C）。

1、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的，电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈自感系数或互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。

2、对变隙式差动变压器，当衔铁上移时，变压器的输出电压与输入电压的关系是相反。

3、对螺线管式差动变压器，当活动衔铁位于中间位置以上时，输出电压与输入电压的关系是同频同相。

4、产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈的等效机械品质因数下降。

5、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根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用顺向串接形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

6、变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与衔铁位移量的矛盾。

这点限制了它的使用，仅适用于微小位移的测量。

7、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于中间位置时，输出电压应该为零。

实际不为零，称它为零点残余电压。

8、与差动变压器传感器配用的测量电路中，常用的有两种：

差动整流电路和 

相敏检波电路电路。

9、变磁阻式传感器的敏感元件由线圈、铁心和衔铁等三部分组成。

10、当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时，实际输出仍然存在一个微小的非零电压，该电压称为零点残余电压。

11、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或互感系数的变化，并通过测量电路将自感系数或互感系数的变化为电压或电流的变化，从而将非电量转换成电信号的输出，实现对非电量的测量。

12、电涡流传感器的测量电路主要有调频式和调幅式。

电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

13、变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量增加（①增加，②减少）。

1、说明差动变隙式电感传感器的主要组成和工作原理。

2、变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关？

怎样改善其非线性？

怎样提高其灵敏度？

3、差动变压器式传感器有几种结构形式？

各有什么特点？

4、差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？

怎样减小和消除它的影响？

5、何谓电涡流效应？

怎样利电用涡流效应进行位移测量？

6、说明变磁阻式电感传感器的主要组成和工作原理。

7、为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器有更大的测位移范围？

8、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。

9、简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。

第五章

1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，则其灵敏度将（B）。

A.保持不变B.增大一倍

C.减小一倍D.增大两倍

2、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（D）

A．灵敏度K0增加B．灵敏度K0不变

C．非线性误差增加D．非线性误差减小

3、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B 

A．灵敏度会增加 

B．灵敏度会减小

C．非线性误差增加 

D．非线性误差不变

4、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（C）。

A．变间隙式 

B．变面积式

C．变介电常数式 

D．空气介质变间隙式

5、电容式传感器通常用来测量（ 

D 

A．交流电流 

B．电场强度 

C．重量 

D．位移

6、下列不属于电容式传感器测量电路的是（D）

A．调频测量电路B．运算放大器电路

C．脉冲宽度调制电路D．相敏检波电路

7、电容式传感器做成差动结构后，灵敏度提高了（A）倍

A．1B．2C．3D．0

1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。

2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变极距型电容式传感器、变面积型电容式传感器和变介质型电容式传感器。

3、变极距型电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容方向对变化量。

4、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成反比关系。

5、电容式传感器中，变介电常数式多用于液位的测量；

电容式传感器中，变面积式常用于较大的位移量的测量。

6、变间距电容传感器的灵敏度与电容极板初始距离成反比，所以适合于微小位移的测量。

变面积式电容传感器的灵敏度与位移量成正比，所以不适合微小位移的测量。

7、电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的电容相对变化量。

8、电容式传感器利用了将非电量的变化转化为电容量的变化来实现对物理量的测量。

9、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除②（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）外是线性的。

10、电容式传感器将非电量变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量，广泛应用与位移、震动、角度、加速度等机械量的精密测量。

11、移动电容式传感器动极板，导致两极板有效覆盖面积A发生变化时，将导致电容量变化，传感器电容改变量与动极板水平位移成线性关系、与动极板角位移成线性关系。

12、忽略边缘效应，变面积型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性（线性、非线性），变介质型电容式传感器输入量与输出量的关系为线性（线性、非线性），变极距型电容式传感器输入量与输出量的关系为非线性（线性、非线性）。

13、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高了1倍，而非线性误差转化为平方关系而得以大大降低。

1、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型？

每种类型各有什么特点？

各适用于什么场合？

2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性？

3、电容式传感器有哪几种类型？

差动结构的电容传感器有什么优点？

4、简述电容式传感器的工作原理与分类。

5、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？

提高其灵敏度可以采取哪些措施，带来什么后果？

6、根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能够测量哪些物理参量？

8、简述变极距型电容传感器的工作原理（要求给出必要的公式推导过程）。

9、试推导差动变极距型电容式传感器的灵敏度，并与单极式相比较。

10、电容式传感器的基本工作原理是什么？

根据其基本原理说明它的分类并分别举例说明其应用（要求每种类型至少例出一项应用）。

第六章

1、对石英晶体，下列说法正确的是（A）。

A.沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。

B.沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。

C.沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。

D.沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。

2、石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是（B）

A.压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好

B.压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好

C.石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好

D.石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好

3、两个压电元件相并联与单片时相比说法正确的是（D）

A.并联时输出电压不变，输出电容是单片时的一半

B.并联时输出电压不变，电荷量增加了2倍

C.并联时电荷量增加了2倍，输出电容为单片时2倍

D.并联时电荷量增加了一倍，输出电容为单片时的2倍

4、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（B）

A.串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同

B.串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同

C.串联时电荷量增大一倍，电容量不变

D.串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半

5、压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是（A）。

A．前者比后者灵敏度高B．后者比前者灵敏度高

C．前者比后者性能稳定性好D．前者机械强度比后者的好

6、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（C）。

A．晶体厚度成反比B．晶体面积成正比

C．作用在晶片上的压力成正比D．剩余极化强调成正比

7、压电式传感器目前多用于测量（ 

B 

A．静态的力或压力 

B．动态的力或压力

C．位移 

D．温度

8、压电式加速度传感器是适合测量下列哪种信号（D）。

A.适于测量任意B.适于测量直流

C.适于测量缓变D.适于测量动态

9、石英晶体在沿机械轴y方向的力作用下会（B）。

A．产生纵向压电效应B.产生横向压电效应

C．不产生压电效应D.产生逆向压电效应

10、在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器输入电路中的电荷放大器的输出电压与（A）成正比。

A．输入电荷B.反馈电容

C．电缆电容D.放大倍数

11、石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会（D）

A.不产生压电效应B.产生逆向压电效应

C.产生横向压电效应D．产生纵向压电效应

12、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（A）

A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变

B.与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍

C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍

D.与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变

1、压电式传感器是以某些介质的压电效应作为工作基础的。

2、将电能转变为机械能的压电效应称为逆压电效应。

3、石英晶体沿z轴/光轴方向施加作用力不会产生压电效应，没有点电荷产生。

4、压电陶瓷需要有外电场和压力的共同作用才会具有压电效应。

5、压电式传感器可等效为一个电荷源Q和一个电容器C并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。

6、压电式传感器是一种典型的有缘传感器（或发电型传感器），其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量电测的目的。

7、压电式传感器的工作原理是基于某些 

压电材料的压电效应。

8、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷量与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片压电特性和面积无关。

9、沿着压电陶瓷极化方向加力时，其 

晶粒的极化方向 

发生变化，引起垂直于极