傳感器期末考試試卷答案

1、1、 填空題（每題3分）1、傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件、以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。2、金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)是指金屬材料在受到外力作用時，產(chǎn)生機械變形，導(dǎo)致其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象叫金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)。3、半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。4、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其相同點是它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機械變形，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。5、金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其不同點是金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機械形變?yōu)橹?，材料的電阻率相對變化為輔；而半導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機械形變導(dǎo)致的

2、電阻率的相對變化為主，而機械形變?yōu)檩o。 6、金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)是指金屬應(yīng)變片單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻的相對變化叫金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。7、固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。 8、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。9、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。10、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構(gòu)成，彈性元件用來感知應(yīng)變，電阻敏感元件用來將應(yīng)變的轉(zhuǎn)換為電阻的變化。11、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構(gòu)成，

3、彈性元件用來感知應(yīng)變，電阻敏感元件用來將應(yīng)變的轉(zhuǎn)換為電阻的變化。12、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構(gòu)成，彈性元件用來感知應(yīng)變，電阻敏感元件用來將應(yīng)變的轉(zhuǎn)換為電阻的變化。13、應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻敏感元件構(gòu)成，彈性元件用來感知應(yīng)變，電阻敏感元件用來將應(yīng)變的轉(zhuǎn)換為電阻的變化。14、要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需采用特別設(shè)計的測量電路，通常采用電橋電路。 15、電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化來實現(xiàn)對物理量的測量。16、變極距型電容傳感

4、器做成差動結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高原來的2倍。 17、電容式傳感器的優(yōu)點主要有測量范圍大、靈敏度高、動態(tài)響應(yīng)時間短、機械損失小、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強。18、 電容式傳感器主要缺點有寄生電容影響較大、當(dāng)電容式傳感器用于變間隙原理進(jìn)行測量時具有非線性輸出特性。19、電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的一種傳感器。20、 電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測量電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實現(xiàn)對非電量的測量。 21、 21、電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測量電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實現(xiàn)對非電量的測量。2

5、2、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)速測量和無損探傷。 23、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)速測量和無損探傷。24、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)速測量和無損探傷。25、電渦流傳感器可用于位移測量、振幅測量、轉(zhuǎn)速測量和無損探傷。26、電渦流傳感器從測量原理來分，可以分為高頻掃射式和低頻透射式兩大類。27、電感式傳感器可以分為自感式、互感式、渦流式三大類。28、壓電式傳感器可等效為一個電荷源和一個電容并聯(lián)，也可等效為一個與電容相串聯(lián)的電壓源。 29、壓電式傳感器是一種典型的自發(fā)電型傳感器(或發(fā)電型傳感器) ，其以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，來實現(xiàn)非電量檢測的目的。 3

6、0、某些電介質(zhì)當(dāng)沿一定方向?qū)ζ涫┝Χ冃螘r內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后又恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為極化效應(yīng)；在介質(zhì)極化方向施加電場時電介質(zhì)會產(chǎn)生形變，這種效應(yīng)又稱電致伸縮效應(yīng)。31、壓電式電壓放大器特點是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸入電壓成正比。32、電荷放大器的特點是能把壓電器件的高內(nèi)阻的電荷源變換為傳感器低內(nèi)阻的電壓源，以實現(xiàn)阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。33、熱電動勢來源于兩個方面，一部分由兩種導(dǎo)體的接觸電勢構(gòu)成，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電勢。34、補償導(dǎo)線法常用作熱電

7、偶的冷端溫度補償，它的理論依據(jù)是中間溫度定律。 35、常用的熱電式傳感元件有熱電偶和熱敏電阻。 36、熱電偶是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)換為電阻變化的測溫元件。 37、熱電偶是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢的測溫元件，熱電阻和熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)換為電阻變化的測溫元件。38、熱電阻最常用的材料是鉑和銅，工業(yè)上被廣泛用來測量中低溫區(qū)的溫度，在測量溫度要求不高且溫度較低的場合，銅熱電阻得到了廣泛應(yīng)用。 39、熱電阻引線方式有三種，其中三線制適用于工業(yè)測量，一般精度要求場合； 二線制適用于引線不長，精度要求較低的場合；四線制適用于實驗室測量，精度要求高的場合。 40、霍爾效應(yīng)是指

8、在垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負(fù)電荷的堆積，從而使這兩個端面出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象。41、制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是半導(dǎo)體材料，因為半導(dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個端面出現(xiàn)電勢差最大。42、應(yīng)該根據(jù)元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇霍爾元件的尺寸。43、按照工作原理的不同，可將光電式傳感器分為光電效應(yīng) 傳感器、紅外熱釋電傳感器、固體圖像傳感器和光纖傳感器。 44、按照測量光路組成，光電式傳感器可以分為透射式、反射式、輻射式和開關(guān)式光電傳感器。45、光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。46、用石英晶體制作的

9、壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的電荷與作用在晶面上的壓強成正比，而與晶片幾何尺寸和面積無關(guān)。47、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù) 變壓器 的基本原理制成的，其次級繞組都用同名端反向形式連接，所以又叫差動變壓器式傳感器。48電阻應(yīng)變片是將被測試件上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的傳感元件。49影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)k。的主要因素是導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化。50、傳感器的基本特性通常指的是傳感器的輸入和 輸出 之間的關(guān)系特性。51、在傳感器領(lǐng)域，應(yīng)用比較廣泛的基本電量傳感器有電阻式傳感器、 電容式傳感器、電感式傳感器和電渦流式傳感器。52、物質(zhì)的光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)、 內(nèi)光電 效

10、應(yīng)和光生伏打效應(yīng)三類。53、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電 效應(yīng)為理論依據(jù)。54、電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的 應(yīng)變 效應(yīng)。55、.傳感器的動態(tài)特性包括瞬態(tài)響應(yīng)特性和 頻率 響應(yīng)特性。56、霍爾電勢與半導(dǎo)體薄片的厚度成 正 比。57、溫度傳感器主要用來檢測物體的 溫度 。58、傳感器是由敏感元件 與轉(zhuǎn)換元件組成的。59、紅外測溫儀是利用熱輻射體在 紅外 波段的輻射通量來測量溫度的。60、霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng) 原理將被測物理量轉(zhuǎn)化為電勢的傳感器。61、壓電傳感器的工作原理是以 晶體 的壓電效應(yīng)為理論依據(jù)。62、熱電偶屬于 溫度 傳感器，常用來測量物體的溫度。63、電磁波譜中紫光攜

11、帶的能量比紅光攜帶的能量要大或多。64、光纖按其傳輸模式多少分為單模光纖和多模 光纖。65、濕敏元件除對環(huán)境濕度敏感外，對 溫度 亦十分敏感。66、熱敏電阻按溫度系數(shù)可分為ptc（或正溫度系數(shù)型） 、ntc或負(fù)溫度系數(shù)型以及在某一溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器ctr的傳感器。67、霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)原理將被測量轉(zhuǎn)換為 電勢 的傳感器。68、彈性 滯后 和彈性后效及蠕變是彈性敏感元件的兩個基本特性。69、金屬應(yīng)變片的彎曲半徑越大，其 橫向 效應(yīng)也越大。70、固體受到作用力后 電阻率 發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為固體的壓阻效應(yīng)。71、熱電阻傳感器分為金屬熱電阻和 半導(dǎo)體 熱電阻兩大類。72、光

12、纖模式指的是 光波 沿光纖傳播的途徑和方式。73、光敏二極管是一種利用pn結(jié) 單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)型光電器件。75、電感式傳感器以電和磁為媒介，利用磁場變換引起線圈的 自感量或者互感量的變化，把非電量轉(zhuǎn)換為電量的裝置。76、熱電偶回路產(chǎn)生的電勢由 接觸 電勢傳和溫差電勢兩部分組成。77、光電管是利用外光電 效應(yīng)制成的光電元件。78、應(yīng)變片的敏感元件是 敏感柵 。79、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電效應(yīng) 為理論基礎(chǔ)。80、磁敏二極管是利用 磁阻效應(yīng) 進(jìn)行磁電轉(zhuǎn)換的。81、 熱敏電阻 利用半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。82、光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)、 內(nèi)光電效應(yīng) 和光生伏特效應(yīng)。8

13、3、金屬應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的 應(yīng)變效應(yīng) 。84、霍爾傳感器的誤差主要包括零位誤差和 溫度誤差 。85、傳感器的頻率響應(yīng)特性通常由幅頻特性 和相頻特性組成。86、壓電式傳感器的工作原理是以晶體的 壓電效應(yīng) 為理論依據(jù)。87、紅外傳感器按工作原理可分為量子型 及熱型兩類。88、常用的基本電量傳感器包括 電阻式 、電感式和電容式傳感器。 89、傳感器按能量變換關(guān)系分為 有 源型和無源型。90、光電池是基于 光生伏打 效應(yīng)。91、傳感器的核心部分是 轉(zhuǎn)換元件 ； 二 、選擇題1、金屬絲應(yīng)變片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由 ( b ) 來決定的。a、貼片位置的溫度變化 b、 電阻絲幾何

14、尺寸的變化 c、電阻絲材料的電阻率變化 d、外接導(dǎo)線的變化2、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是 ( d ) 。a 位移 b 材質(zhì)鑒別 c 探傷 d 非金屬材料3、不能采用非接觸方式測量的傳感器是：（ c ）。a、霍爾傳感器；b、光電 傳感器；c、熱電偶；d、渦流傳感器4、通常所說的傳感器核心組成部分是指：（ b ）a、敏感元件和傳感元件 b、敏感元件和轉(zhuǎn)換元件c、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)理電路 d、敏感元件、調(diào)理電路和電源5、下列四種光電元件中，基于外光電效應(yīng)的元件是：（ c ）a、光敏二極管 b、硅光電池 c、光電管 d、光導(dǎo)管6、為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：（ c ）。a、半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻

15、應(yīng)變片；b、半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；c、適當(dāng)提高電橋的電源電壓；d、增大應(yīng)變片的初始電阻值。7、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的10%到90%所需的時間是(b )。 a、延遲時間b、上升時間c、峰值時間d、響應(yīng)時間8、傳感器的下列指標(biāo)全部屬于靜態(tài)特性的是( c)。 a、線性度、靈敏度、阻尼系數(shù) b、幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差c、遲滯、重復(fù)性、漂移 d、精度、時間常數(shù)、重復(fù)性8、（本題為多選題）利用霍爾片，我們可以測量一步到位哪些物理量（ abcd）。a、磁場；b、電功率；c、載流子濃度；d、載流子類型。8、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( b)。 a、重復(fù)性b、固有頻率 c、靈敏度d、漂移8、影

16、響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏度系數(shù)k的主要因素是(b )。 a、導(dǎo)電材料電阻率的變化 b、導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化c、導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化d、導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化8、電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法有(b)。 a、差動電橋補償法b、補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法c、補償線圈補償法d、恒流源溫度補償電路法8、如將變面積型電容式傳感器接成差動形式，其靈敏度將(b )。 a、保持不變b、增大為原來的一倍c、減小一倍d、增大為原來的兩倍8、試題關(guān)鍵字：變間隙式。當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的(b )。 a、靈敏度增加b、靈敏度減小c、非線性誤差增加d、非線性誤差不變8、（本題為

17、多選題）電容式傳感器中輸入量與輸出量的關(guān)系為線性的有（ab）。a、變面積型電容傳感器b、變介質(zhì)型電容傳感器c、變電荷型電容傳感器d、變極距型電容傳感器8、試題關(guān)鍵字：平衡條件。交流電橋的平衡條件為(b)。 a、相鄰橋臂阻抗值乘積相等b、相對橋臂阻抗值乘積相等 c、相對橋臂阻抗值比值相等d、相鄰橋臂阻抗值之和相等8、下列說法正確的是(d )。 a、差動整流電路可以消除零點殘余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。 b、差動整流電路可以判斷銜鐵的位置和運動方向。 c、相敏檢波電路可以判斷位移的大小，但不能判斷位移的方向。d、相敏檢波電路可以判斷位移的大小和位移的方向。8、試題關(guān)鍵字：測量（本題為多選題）電感

18、式傳感器可以對(abcd)等物理量進(jìn)行測量。 a、位移b、振動c、壓力d、流量8、試題關(guān)鍵字：壓電式傳感器。石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)對比正確的是(b)。 a、壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯，穩(wěn)定性也比石英晶體好 b、壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯，穩(wěn)定性不如石英晶體好 c、石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯，穩(wěn)定性也比壓電陶瓷好 d、石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯，穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好7、試題關(guān)鍵字：石英晶體。石英晶體在沿電軸x方向的力作用下會(d )。 a、不產(chǎn)生壓電效應(yīng)b、產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng) c、產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)d、產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)7、試題關(guān)鍵字：石英晶體的結(jié)構(gòu)。關(guān)于石英晶體的結(jié)構(gòu)下

19、列說法正確的是（c）。a、石英晶體具有完全各向異性的特性；b、石英晶體具有完全各向同性的特性；c、石英晶體是介于各向異性和石英晶體具有完全各向異性的晶體；d、以上說法都不對。267、熱電偶的最基本組成部分是( a )。 a、熱電極 b、保護(hù)管 c、絕緣管 d、接線盒 268、為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，需要進(jìn)行的溫度補償方法不包括(d )。 a、補償導(dǎo)線法b、電橋補償法c、冷端恒溫法d、差動放大法 269、熱電偶測量溫度時(d )。 a、需加正向電壓b、需加反向電壓 c、加正向、反向電壓都可以d、不需加電壓 270、在實際的熱電偶測溫應(yīng)用中，引用測量儀表而不影響測量結(jié)果是利用了熱電偶的哪個

20、基本定律(a )。 a、中間導(dǎo)體定律 b、中間溫度定律c、標(biāo)準(zhǔn)電極定律 d、均質(zhì)導(dǎo)體定律 271、將一支靈敏度為0.08 mv/°c的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為 50°c。電壓表上讀數(shù)為60mv，則熱電偶熱端溫度為（ d）°c。 a、600；b、750；c、850；d、800272、鎳鉻-鎳硅熱電偶靈敏度為0.04 mv/°c，把它放在溫度為1200處，若以指示儀表作為冷端，此處溫度為50°c，則熱電勢大?。?b ）mv。 a、60；b、46；c、56；d、66。273、已知在某特定條件下材料a與鉑配對的熱電勢為13.967 mv

21、，材料b與鉑配對的熱電勢是8.345 mv，則在此特定條件下，材料a與材料 b配對后的熱電勢為（ a ）mv。 a、5.622；b、6.622；c、7.622；d、8.622。1電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法有（ abd ）。a差動電橋補償法b補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法c補償線圈補償法d恒流源溫度補償電路法4當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（ bd ）。a靈敏度增加 b靈敏度減小c非統(tǒng)性誤差增加 d非線性誤差減小5在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（ bd）。a外光電效應(yīng) b內(nèi)光電效應(yīng)c光電發(fā)射 d光導(dǎo)效應(yīng)4. 利用物質(zhì)的光電效應(yīng)制成的傳感器稱為（ b

22、）a壓電傳感器 光電傳感器磁電傳感器 溫度傳感器5. 將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等電信號形式的傳感器稱為（ a ）a力敏傳感器光電傳感器智能傳感器 電阻傳感器6. 磁敏傳感器中將被測物理量轉(zhuǎn)換為電勢的霍爾傳感器是利用（ d ）a壓電效應(yīng)原理力學(xué)效應(yīng)原理 光電效應(yīng)原理 霍爾效應(yīng)原理7. 超聲波傳感器的聲波頻率（d ）a低于16hz 低于10khz高于10khz 高于20khz8. 熱電偶在溫度測量中應(yīng)用非常廣泛，其工作原理是（ a ）a熱電效應(yīng)光電效應(yīng)磁電效應(yīng)熱敏效應(yīng)9. 能夠測量大氣濕度的傳感器稱為（ b ）a溫度傳感器濕度傳感器 光電器件熱敏元件10. 為了檢測我們生活環(huán)境周圍的有害的氣體的濃

23、度，常采用（ c ）a濕度傳感器溫度傳感器氣敏傳感器 力敏傳感器3. 以下屬于無源型傳感器是（ d ）a發(fā)電型熱電偶?xì)饷魝鞲衅麟娮枋絺鞲衅?. 光電傳感器的基本原理是物質(zhì)的（ b ）a壓電效應(yīng) 光電效應(yīng) 磁電效應(yīng) 熱電效應(yīng)5. 傳感器的輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)稱為傳感器的（ a）a動態(tài)響應(yīng) 線性度 重復(fù)性 穩(wěn)定性6. 壓磁式傳感器的原理是利用鐵磁材料的（ b ）a壓電效應(yīng)壓磁效應(yīng)光電效應(yīng)霍爾效應(yīng)7. 超聲波在以下介質(zhì)中傳播時強度會發(fā)生衰減，其中衰減最大的是（ c ）a半導(dǎo)體 石油 空氣 水8. 下列可實現(xiàn)非接觸測量的溫度傳感器是（ d ）a熱膨脹式壓力式 熱電偶 比色高溫計9. 電阻式濕

24、度傳感器最能夠測量大氣的（ b ）a溫度 濕度 成分 密度10. 用來測量一氧化碳、二氧化硫等氣體的固體電介質(zhì)屬于（ d ）a濕度傳感器 溫度傳感器力敏傳感器 氣敏傳感器17. 差動變壓器的零點殘余電壓太大時會使其靈敏度（c ）a較大增加 不變 下降 略有增加4. 以下不屬于電容式傳感器測量電路的是（ b ）a調(diào)頻電路放大器交流電橋 脈沖電路5. 光敏電阻的工作原理是基于（ d ）a磁電效應(yīng)光生伏打效應(yīng)外光電效應(yīng) 內(nèi)光電效應(yīng)6. 微應(yīng)變式傳感器依據(jù)的基本效應(yīng)是（ c ）a磁電效應(yīng)壓電效應(yīng) 壓阻效應(yīng) 光電效應(yīng)7. 通常能夠產(chǎn)生壓磁效應(yīng)的物質(zhì)是（ c ）a金屬 陶瓷 鐵磁材料 高分子8. 以下不屬

25、于超聲波傳感器主要性能指標(biāo)的是（ a ）a工作壓力工作溫度靈敏度 工作頻率9. 利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件是（ b ）a光敏電阻熱敏電阻磁敏電阻力敏電阻11. sno2和zno半導(dǎo)體材料常用于（ a ）a氣敏傳感器電感式傳感器光電傳感器 電阻式傳感器18. 光敏二極管在光照射時產(chǎn)生的電流稱為（ c ）a暗電流 截止電流 光電流 放大電流7. 固體受到作用力后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為（ b ）a電壓效應(yīng) 壓阻效應(yīng) 磁阻效應(yīng) 力阻效應(yīng)8. 當(dāng)超聲波從液體垂直入射到氣體時，反射系數(shù)接近1，此時超聲波會（ d ）a幾乎全部透射幾乎全部吸收 幾乎全部折射 幾乎全部反射11. 可燃?xì)怏w

26、報警電路中，主要采用（c ）a力敏傳感器 磁敏傳感器氣敏傳感器 光敏傳感器19. 電渦流傳感器常用的材料為（ d ）a玻璃 陶瓷 高分子 金屬4. 以下特性屬于傳感器動態(tài)特性的是（ a ）a瞬態(tài)響應(yīng) 線性度 靈敏度 穩(wěn)定性7. 據(jù)光生伏打效應(yīng)制成的光電器件是（ b ）a光敏電阻 光電池 光敏二極管 光敏晶閘管10. 利用霍爾效應(yīng)制成的傳感器是（ c ）a磁敏傳感器 溫度傳感器霍爾傳感器 氣敏傳感器11. 影響超聲波的衰減程度的因素有介質(zhì)和（ b ）a溫度 頻率 濕度 濃度17. 電容式濕度傳感器主要包括陶瓷電容式和（ b ）a金屬電容式 高分子電容式半導(dǎo)體電容式 單晶電容式6. 利用外光電效應(yīng)

27、原理制成的光電元件是（ b ）a光敏電阻光電管 光電池 光敏晶體管11. 熱電偶回路電動勢主要包括接觸電勢和（ d ）a輻射電勢 溫度電勢 熱電勢 溫差電勢16. 傳感器按輸出量可分為數(shù)字傳感器和（ a ）a模擬傳感器 溫度傳感器 生物量傳感器 化學(xué)量傳感器17. 互感式電感傳感器又稱為（ b ）a電流式傳感器變壓器式傳感器差動傳感器 渦流傳感器19. 具有壓電效應(yīng)的物體稱為（ d ）a磁電材料 光電材料 壓電效應(yīng) 壓電材料4. 電位器式電阻傳感器和應(yīng)變片式電阻傳感器相比，后者的靈敏度（ c ）a低 與前者相等高 無法確定7. 光敏二極管在沒有光照時產(chǎn)生的電流稱為（ a ）a暗電流 亮電流 光

28、電流 導(dǎo)通電流12. 超聲波傳播速度最快的介質(zhì)是（ d ）a水 空氣 氧氣 鋼鐵15. 從氣敏元件與被測氣體接觸到氣敏元件參數(shù)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)所需要時間稱為（ c ）a靈敏度 穩(wěn)定性 響應(yīng)時間 選擇性16. 具有壓磁效應(yīng)的磁彈性體叫做（ b ）a壓電元件 壓磁元件 壓阻元件 霍爾元件17. 最適合制作霍爾傳感器的物質(zhì)是（ d ）a絕緣體 金屬 p 型半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體20. 光電傳感器的基本原理是基于物質(zhì)的（ b ）a壓電效應(yīng) 光電效應(yīng) 磁電效應(yīng) 熱電效應(yīng)三、簡答題（4題，共18分）301、試述傳感器的定義、共性及組成。 答：傳感器的定義：能感受被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝

29、置；傳感器的共性：利用物理定律和物質(zhì)的物理、化學(xué)或生物特性，將非電量(如位移、速度、加速度、力等)轉(zhuǎn)換為電量(電壓、電流、電容、電阻等)；傳感器的組成：傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 302、什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性?簡述在什么條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。 答：傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(輸入)的響應(yīng)(輸出)特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 傳感器的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài))信號作用下的輸入輸出關(guān)系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入、輸出關(guān)系式中不含有時間變量。 當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要。 304、什么

30、叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。 答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應(yīng)變效應(yīng)。 應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：當(dāng)被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等作用下發(fā)生形變，變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。 306、在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應(yīng)用場合?用電阻應(yīng)變片組成的半橋、全橋電路與單橋相比有哪些改善? 答：直流電橋適合供電電源是直流電的場合，交流電橋適合供電電源是交流的場合。 半橋電路比單橋電路靈敏度提高

31、一倍，全橋電路比單橋電路靈敏度提高4倍，且二者均無非線性誤差。 311、根據(jù)電容式傳感器工作原理，可將其分為幾種類型?每種類型各有什么特點?各適用于什么場合? 答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，可將其分為3種：變極板間距的變極距型、變極板覆蓋面積的變面積型和變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型。 變極板間距型電容式傳感器的特點是電容量與極板間距成反比，適合測量位移量。 變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點是電容量與面積改變量成正比，適合測量線位移和角位移。 變介質(zhì)型電容傳感器的特點是利用不同介質(zhì)的介電常數(shù)各不相同，通過改變介質(zhì)的介電常數(shù)實現(xiàn)對被測量的檢測，并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。適合于介質(zhì)的介

32、 電常數(shù)發(fā)生改變的場合。 316、何謂電渦流效應(yīng)?怎樣利用電渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測量? 答：:電渦流效應(yīng)指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，通過導(dǎo)體的磁通將發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電 動勢，該電動勢在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流，并形成閉合曲線，狀似水中的渦流，通常稱為電渦流。 利用電渦流效應(yīng)測量位移時，可使被測物的電阻率、磁導(dǎo)率、線圈與被測物的尺寸因子、線圈中激磁電流的頻率保持不變，而只改變線圈與導(dǎo)體間的距離，這樣測出的傳感器線圈的阻抗變化，可以反應(yīng)被測物位移的變化。 317、試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。 答： (1)不同點：1 )

33、自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化； 2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2)相同點：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。 323、什么是正壓電效應(yīng)?什么是逆壓電效應(yīng)?什么是縱向壓電效應(yīng)?什么是橫向壓電效應(yīng)? 答：正壓電效應(yīng)就是對某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。 當(dāng)在片狀壓電材料的兩個電極面上加上交流電壓，那么壓電片將產(chǎn)生機械振動，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形，壓電材料的這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)，也稱為逆壓電 效應(yīng)。 沿石英晶體的x軸(電軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱

34、為"縱向壓電效應(yīng)"。沿石英晶體的y軸(機械軸)方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為"橫向壓電效應(yīng)"。 331、簡述熱電偶的幾個重要定律，并分別說明其實用價值。答：1、中間導(dǎo)體定律；2、標(biāo)準(zhǔn)電極定律；3、 連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律實用價值：略。332、熱電偶測溫時，為什么要進(jìn)行冷端溫度補償？常用的補償方法有哪些？答（1）因為熱電偶的熱電勢只有當(dāng)冷端的溫度恒定時才是溫度的單值函數(shù)，而熱電偶的標(biāo)定時是在冷端溫度特定的溫度下進(jìn)行的，為了使熱電勢能反映所測量的真實溫度，所以要進(jìn)行冷端補償。（2）a：補償導(dǎo)線法b：冷端溫度計算校正法c：冰浴法d：補償電橋法。333、試說明如

35、圖所示的熱電偶三線制測溫時，是如何消除連接導(dǎo)線電阻r帶來的測溫誤差的。答：當(dāng)電橋平衡時，可寫出下列關(guān)系式，即 第333題圖由此可以得出 設(shè)計電橋時如滿足r1=r2則圖中右邊含有r的項完全消去，這種情況下連線阻r對橋路平衡毫無影響，即可以消除熱電阻測量過程中r的影響。但必須注意，只有在對稱電橋(r1=r2的電橋) ，且只有在平衡狀態(tài)下才如此。335、熱電阻傳感器主要分為哪兩種類型?它們分別應(yīng)用在什么場合? 答: (l)鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。 (2)

36、銅電阻傳感器：價錢較鉛金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數(shù)比較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易提純，價格便宜。不足之處是測量精度較鉛電阻稍低、電阻率小。 336、要用熱電偶來測量兩點的平均溫度，若分別用并聯(lián)和串聯(lián)的方式，請簡述其原理，指出這兩種方式各自的優(yōu)缺點是什么? 答：在并聯(lián)方式中，伏特表得到的電動勢為2個熱電偶的熱電動勢的平均電動勢，即它已經(jīng)自動得到了2個熱電動勢的平均值，查表即可得到兩點的平均溫度。該方法的優(yōu)點：快速、高效、自動，誤差小，精度高。缺點：當(dāng)其中有一個熱電偶損壞后，不易立即發(fā)現(xiàn)，且測得的熱電動勢實際上只是某一個熱電偶的。 在串聯(lián)方式中，伏特

37、表得到的電動勢為環(huán)路中2個熱電偶的總熱電動勢，還要經(jīng)過算術(shù)運算求平均值，再查表得到兩點的平均溫度。該方法的優(yōu)點:當(dāng)其中有一個熱電偶損壞后， 可以立即發(fā)現(xiàn)；可獲得較大的熱電動勢并提高靈敏度。缺點：過程較復(fù)雜，時效性低，在計算中，易引入誤差，精度不高。 339、什么是光電效應(yīng)和光電器件?常用的光電器件有哪幾大類?答：所謂光電效應(yīng)，是指物體吸收了具有一定能量的光子后所產(chǎn)生的電效應(yīng)。根據(jù)光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換器件稱為光電器件。 常用的光電器件主要有外光電效應(yīng)器件和內(nèi)光電效應(yīng)器件兩大類。 340、試解釋外光電效應(yīng)器件和內(nèi)光電效應(yīng)器件各自的工作基礎(chǔ)并舉例。 答：外光電效應(yīng)器件的工作基礎(chǔ)基于外光電效應(yīng)。

38、所謂外光電效應(yīng)，是指在光線作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象。相應(yīng)光電器件主要有光電管和光電倍增管。 內(nèi)光電效應(yīng)器件的工作基礎(chǔ)是基于內(nèi)光電效應(yīng)。所謂內(nèi)光電效應(yīng)，是指在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象，它可分為光導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。內(nèi) 光電效應(yīng)器件主要有光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏晶體管。 341、什么是光電式傳感器?光電式傳感器的基本工作原理是什么?答：光電式傳感器(或稱光敏傳感器) 。利用光電器件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號(電壓、電流、電阻等)的裝置。 光電式傳感器的基本工作原理是基于光電效應(yīng)的，即因光照引起物體的電學(xué)特性而改變的現(xiàn)象。 名詞解釋:36.熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)

39、是兩種不同的導(dǎo)體組成閉合回路時(1分)，若兩接點溫度不同1分)在該電路中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象.(1分)38.霍爾效應(yīng)當(dāng)置于磁場中的半導(dǎo)體薄片的電流方向與磁場方向不一致時(1分)，在半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場方向(1分)的兩個面之間產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象.（1分）38.光電效應(yīng)用光照射某一物體（1分），組成該物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)的物理現(xiàn)象.（2分）38.靈敏度傳感器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)時（1分）輸出變化量與引起此變化的輸入變化量之比.（2分）37.內(nèi)光電效應(yīng)光照射于某一物體上，(1分)使其導(dǎo)電能力發(fā)生變化的現(xiàn)象.(2分)39.簡述傳感器的基本組成。傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。(2

40、分) 敏感元件是能夠完成預(yù)變換作用的器件；(1分) 轉(zhuǎn)換元件是能將感覺到的被測非電量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量的器件；(1分) 轉(zhuǎn)換元件是傳感器的核心部分。(1分) 并不是所有的傳感器都包括敏感元件與轉(zhuǎn)換元件.(1分)42.光纖的主要參數(shù)有哪些？光纖的主要參數(shù)有：(1)數(shù)值孔徑 它反映纖芯吸收光量的多少，是標(biāo)志光纖接受性能的重要參數(shù)；(2分) （2）光纖模式 就是光波沿光纖傳播的途徑和方式；(2分)（3）傳播損耗 是由光纖纖芯材料的吸收、散射以及光纖彎曲處的輻射損耗影響造成的.(2分)46.在傳感器技術(shù)這門課程中講述了多種傳感器，其中溫度傳感器在實際應(yīng)用中具有重要實用價值，試論述常用的溫度傳感器的異同。答

41、:常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻和集成溫度傳感器等;(2分)它們的相同點是：都是接觸式測溫方法;(1分) 不同點是：（1）工作原理不同 熱電偶依據(jù)的是熱電效應(yīng)，熱敏電阻利用的是半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，集成溫度傳感器是利用感溫pn的電壓電流特性與溫度的關(guān)系;(3分) （2）主要特點不同 熱電偶具有種類多、結(jié)構(gòu)簡單、感溫部小、廣泛用于高溫測量的特點，熱敏電阻具有種類多、精度高、感溫部較大、體積小、響應(yīng)快、靈敏度高等特點，集成溫度傳感器具有體積小、反應(yīng)快、線性好、價格低等特點.(3分)40.電渦流傳感器是如何實現(xiàn)探傷的？使電渦流傳感器與被測體距離不變，如有裂紋出現(xiàn)，將會引起金屬的電阻率、磁導(dǎo)

42、率的變化。(3分)在裂紋處也可以說有位移的變化。這些綜合參數(shù)的變化將會引起傳感器參數(shù)的變化，(2分)通過測量傳感器參數(shù)的變化即可達(dá)到探傷的目的. (1分)43.簡述霍爾電勢的產(chǎn)生原理。一塊半導(dǎo)體薄片置于磁場中(磁場方向垂直于薄片)，當(dāng)有電流流過時，電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2分） 結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累，而前端面缺少電子，因此后端面帶負(fù)電，前端面帶正電，在前后端面形成電場，該電場產(chǎn)生的力阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)；(2分) 當(dāng)兩力相平衡時，電子積累也平衡，這時在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電場，相應(yīng)的電勢稱為霍爾電勢.(2分)46.傳感器技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，其中超市收款

43、臺采用條形碼掃描的方法來得到各種商品的信息，實現(xiàn)快速收費的目的。條形碼掃描的方法涉及到光電傳感器，試分析條形碼掃描筆的工作原理。答：掃描筆的前方為光電讀入頭，它由一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管組成；(2分) 當(dāng)掃描筆在條形碼上移動時，若遇黑色收線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光將被黑線吸收，光敏三極管接受不到反射光，呈現(xiàn)高阻抗，處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光纖，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產(chǎn)生電流而導(dǎo)通；(4分)整個條形碼被掃描后，光敏三極管將條形碼變成了一個個電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整形后便形成寬窄與條形碼線的寬窄及間隔相對應(yīng)的脈沖列，脈沖列經(jīng)計算機處理后，完成對條形碼

44、的識讀. (3分)五 、計算綜合題（3題，共22分）1、如圖為實驗室常采用的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖，（1） 圖中依據(jù)了熱電偶兩個基本定律，分別指出并簡述其內(nèi)容；（4分）（2） 將冷端至于冰水槽的主要原因是什么？（2分）（3） 對補償導(dǎo)線有何要求？（2分）答案：（1） 中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中，只要接入的第三導(dǎo)體兩端溫度相同，則對回路的總的熱電動勢沒有影響。中間溫度定律：熱電偶ab的熱電勢僅取決于熱電偶的材料和兩個結(jié)點的溫度，而與溫度沿?zé)犭姌O的分布以及熱電極的參數(shù)和形狀無關(guān)。（2） 熱電偶分度表以0攝氏度為基準(zhǔn)；（3） 與導(dǎo)體材料a、b有相同熱電特性（不同型號的熱電偶所配用的補償導(dǎo)線

45、不同；連接補償導(dǎo)線時要注意區(qū)分正負(fù)極，使其分別與熱電偶的正負(fù)極一一對應(yīng)；補償導(dǎo)線連接端的工作溫度不能超出（0100），否則會給測量帶來誤差。）361、一臺精度等級為0.5級、量程范圍6001200的溫度傳感器，它最大允許絕對誤差是多少？檢驗時某點最大絕對誤差是4，問此表是否合格？解：根據(jù)精度定義表達(dá)式a=a/ yf.s×100%，并由題意已知：a=0.5%，yf.s=（1200600），得最大允許絕對誤差 a=a.yf.s=0.5%×（1200600）=3此溫度傳感器最大允許絕對誤差為3。檢驗?zāi)滁c的最大絕對誤差為4，大于3，故此傳感器不合格。366、已知某溫度計測量范圍02

46、00。檢測測試其最大誤差ymax=4，求其滿度相的誤差，并根據(jù)精度等級標(biāo)準(zhǔn)判斷精度等級。解：yfs=2000=200由a=a/yfs100有a4/2001002。精度特級為2.5級。367、檢定一臺1.5級刻度0100pa壓力傳感器，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)50pa處誤差最大為1.4pa，問這臺壓力傳感器是否合格？解：根據(jù)精度定義表達(dá)式：aa/ayfs*100%,由題意可知：a1.5，yfs100所以 aa yfs1.5因為 1.41.5所以 合格。374、采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片（k=2），將其貼在實心圓柱形測力彈性元件上。如圖（a）所示，力f=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm，楊氏模量e=2×107n/cm2，泊松比m =0.3。求（1）畫出應(yīng)變片在圓柱上貼粘位置及相應(yīng)測量橋路原理圖；（2）各應(yīng)變片的應(yīng)變e =？電阻相對變化量r/r=？解：（1）按