传感器技术习题及答案.docx

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传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题

一、单项选择题

1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B）。

A.应变式传感器B.化学型传感器

C.压电式传感器D.热电式传感器

2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C）两个组成部分。

A.放大电路B.数据采集电路C.转换元件D.滤波元件

3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（C），构成信息技术的完整信息链。

A.汽车制造技术B.建筑技术C.传感技术D.监测技术

4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（A）三大类。

A.生物型B.电子型C.材料型D.薄膜型

5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（B）。

A.传感器＋通信技术B.传感器＋微处理器

C.传感器＋多媒体技术D.传感器＋计算机

6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（D）的传感器。

A.视觉器官B.听觉器官C.嗅觉器官D.感觉器官

7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为（B）。

A．眼睛B.感觉器官C.手D.皮肤

8、传感器主要完成两个方面的功能：

检测和（D）。

A.测量B.感知C.信号调节D.转换

9、传感技术与信息学科紧密相连，是（C）和自动转换技术的总称。

A.自动调节B.自动测量C.自动检测D.信息获取

10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（A）

A．应变式传感器　B．速度传感器

C．化学型传感器D．能量控制型传感器

二、多项选择题

1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。

A.能量守恒定律B.电磁场感应定律C.欧姆定律D.胡克定律

2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC）等多方面的综合技术。

A.传感检测原理B.传感器件设计

C.传感器的开发和应用D.传感器的销售和售后服务

3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：

（ABCD）。

A.工业领域B.海洋开发领域C.航天技术领域D.医疗诊断技术领域

4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ABC）？

A.自源型B.带激励型C.外源型D.自组装型

5、下列属于传感器的分类方法的是：

（ABCD）

A.按输入量分B.按工作原理分C.按输出量分D.按能量变换关系分

6、下列属于传感器的分类方法的是：

（ABCD）

A.按输入量分B.按工作原理分C.按构成分D.按输出量分

7、下列属于传感器的分类方法的是：

（ABCD）

A.按基本效应分B.按工作原理分C.按构成分D.按输出量分

8、传感技术的作用主要体现在：

（ABCD）

A．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段

B.传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用

C．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分

D.传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步

9、传感技术的研究内容主要包括：

（ABC）

A．信息获取B．信息转换

C．信息处理D．信息传输

10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面：

（ABCD）

A．提高与改善传感器的技术性能B．开展基础理论研究

C．传感器的集成化D．传感器的智能化

三、填空题

1、传感技术与信息学科紧密相关，是自动检测和自动转换技术的总称。

2、传感技术是以研究自动检测系统中的信息获取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术性学科。

3、传感器要完成的两个方面的功能是检测和转换。

4、传感器按构成原理，可分为物性型和结构型两大类。

5、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路

等三部分组成。

6、传感器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。

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元件、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。

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，将非电量输入转换成电量输出。

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元件组成。

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。

四、简答题

1、什么是传感器？

传感器的共性是什么？

2、解释什么是传感器？

传感器的基本组成包括哪两大部分？

这两大部分各自起什么作用？

3、请简述传感器技术的分类方法。

4、请谈谈你对传感技术的发展趋势的一些看法。

5、试述传感器的定义、共性及组成。

传感器的特性习题

一、单项选择题

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）。

A.延迟时间B.上升时间

C.峰值时间D.响应时间

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

D．精度、时间常数、重复性

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

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

二、多项选择题

1．阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些？

（ABC）

A.上升时间B.响应时间C.超调量D.重复性

2．动态响应可以采取多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是：

（BCD）

A.精度测试法B.频率响应函数C.传递函数D.脉冲响应函数

3.传感器静态特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有（ABCD）。

A．迟滞B.重复性C.线性度D.灵敏度

4.传感器静态特性指标表征的重要指标有：

（ABCD）

A.灵敏度B.非线性度C.回程误差D.重复性

5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:

ABD）

A.端点线性B.独立线性C.自然样条插值D.最小二乘线性

三、填空题

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比值。

6、衡量传感器的静态特性的指标包含线性度、灵敏度、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越函数时，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）

五、计算题

1、试求下列一组数据的端点线性度：

2、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差（一组测试数据如下表示）。

电阻式传感器习题

一、单项选择题

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 ）。

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，且补偿应变片不承受应变。

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。

四、计算题

1、在半导体应变片电桥电路中，其一桥臂为半导体应变片，其余均为固定电阻，该桥路受到ε=4300μ应变作用。

若该电桥测量应变时的非线性误差为1%，n=R2/R1=1，则该应变片的灵敏系数为多少？

2、图中，设负载电阻为无穷大（开路），图中E=4V，R1=R2=R3=R4=100Ω。

（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为△R1=1.0Ω时，试求电桥的输出电压Uo。

（2）R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，试求电桥的输出电压Uo。

（3）R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变的大小为△R1=△R2=1.0Ω，但极性相反，其余为外接电阻，试求电桥的输出电压Uo。

3、图中，设电阻应变片R1的灵敏度系数K=2.05，未受到应变时，R1=120Ω。

当试件受力F时，应变片承受平均应变ε=800μm/m。

试求：

（1）应变片的电阻变化量△R1和电阻相对变化量△R1/R1。

（2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出的电压及其非线性误差。

（3）如果要减小非新性误差，应采取何种措施？

并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。

4、一应变片的电阻R=120Ω，k=2.05，用作应变片为800μm/m的传感元件。

①.求ΔR/R和ΔR；

②.若电源电压U=3V，惠斯登电桥初始平衡，求输出电压U0。

11、一个直流应变电桥如图5-38。

已知：

R1=R2=R3=R4=R=120Ω，E=4V，电阻应变片灵敏度S=2。

求：

（1）当R1为工作应变片，其余为外接电阻，R1受力后变化R1/R=1/100时，输出电压为多少？

（2）当R2也改为工作应变片，若R2的电阻变化为1/100时，问R1和R2是否能感受同样极性的应变，为什么？

5、一个直流应变电桥如图（a）所示，已知R1=R2=R3=R4=R=100Ω,E=4V，电阻应变片灵敏度S=2。

求：

1）当R1为工作应变片，其余为外接电阻，R1受力后变化ΔR1/R=1/100时，输出电压为多少？

2）当R2也改为工作应变片，若R2的电阻变化为1/100时，问R1和R2能否感受同样极性的应变，为什么？

3）若要测量图（b）所示悬臂梁的受力F,四个臂全部为应变片，请在梁上标出R1、R2、R3、R4应变片粘贴的位置。

6、已知一等强度梁测力系统，Rx为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2，未受应变时，Rx=100Ω。

当试件受力F时，应变片承受平均应变ε=1000μm/m，求：

（1）应变片电阻变化量∆Rx和电阻相对变化量∆Rx/Rx。

（2）将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。

（3）若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取哪些措施？

分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。

电感式传感器习题

一、单项选择题

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）。

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

二、多项选择题BCDE

2、电感式传感器可以对（ABCDE）等物理量进行测量。

A位移B振动C压力D流量E比重

3、零点残余电压产生的原因是（ABC）

A传感器的两次级绕组的电气参数不同

B传感器的两次级绕组的几何尺寸不对称

C磁性材料磁化曲线的非线性

D环境温度的升高

三、填空题

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的自感系数或线圈的自感系数的变化，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反相。

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。

三、填空题

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、铁芯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转换为或电流的变化，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）。

四、简答题

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。

电容式传感器习题

一、单项选择题

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