傳感器原理與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題一、選擇題1、傳感器中直接感受被測(cè)量的部分是（B） A.轉(zhuǎn)換元件 B.敏感元件 C.轉(zhuǎn)換電路 D.調(diào)理電路2、屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A.幅頻特性 B.阻尼比 C.相頻特性 D.靈敏度3、屬于傳感器時(shí)域動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（A） A.階躍響應(yīng) B.固有頻率 C.臨界頻率 D.阻尼比4、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（C） A.量程 B.靈敏度 C.阻尼比 D.重復(fù)性5、傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（D）A.線性度越好 B.遲滯越小 C.重復(fù)性越好 D.分辨力越高6、衡量在同一工作條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的不一致程度的指標(biāo)是（A）A

2、.重復(fù)性 B.穩(wěn)定性 C.線性度 D.靈敏度7、一般以室溫條件下經(jīng)過一定的時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)輸出的差異來表示傳感器的（C）A.靈敏度 B.線性度 C.穩(wěn)定性 D.重復(fù)性8、傳感器的線性范圍愈寬，表明傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)且傳感器的（A） A.工作量程愈大 B.工作量程愈小 C.精確度愈高 D.精確度愈低9、表示傳感器或傳感檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力的量為（B） A.線性度 B.靈敏度 C.重復(fù)性 D.穩(wěn)定性10、在明確傳感器輸入/輸出變換關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具產(chǎn)生已知的標(biāo)準(zhǔn)非電量輸入，確定其輸出電量與輸入量之間關(guān)系的過程，稱為（C） A.校準(zhǔn) B.測(cè)量 C.標(biāo)

3、定 D.審核11、按傳感器能量源分類，以下傳感器不屬于能量轉(zhuǎn)換型的是（D） A.壓電式傳感器 B.熱電式傳感器 C.光電式傳感器 D.壓阻式傳感器12、某溫度計(jì)測(cè)量范圍是20+200，其量程為（B）A. 200 B. 220 C. 180 D. 24013、某溫度測(cè)量?jī)x的輸入輸出特性為線性，被測(cè)溫度為20時(shí)，輸出電壓為10mV，被測(cè)溫度為25時(shí)，輸出電壓為15mV，則該傳感器的靈敏度為（D）A. 5mv/ B. 10mv/ C. 2mv/ D. 1mv/14、熱電偶的T端稱為（C） A.參考端 B.自由端 C.工作端 D.冷端15、隨著溫度的升高，NTC型熱敏電阻的電阻率會(huì)（B） A.迅速增加

4、 B.迅速減小 C.緩慢增加 D.緩慢減小16、有一溫度計(jì)，測(cè)量范圍為0200oC，精度為0.5級(jí)，該表可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差為（A ）A.1 oC B.0.5 oC C.10 oC D.200 oC17、熱電偶式溫度傳感器的工作原理是基于（B） A.壓電效應(yīng) B.熱電效應(yīng) C.應(yīng)變效應(yīng) D.光電效應(yīng)18、熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)包括（A）A.接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì) B.接觸電動(dòng)勢(shì)和非接觸電動(dòng)勢(shì)C.非接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì) C.溫差電動(dòng)勢(shì)和湯姆遜電動(dòng)勢(shì)19、將毫伏表接入熱電偶回路中，只要保證兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度一致，就能正確測(cè)出熱電動(dòng)勢(shì)而不影響熱電偶的輸出，這一現(xiàn)象利用了熱電偶的（C） A.中間溫度定律 B.

5、參考電極定律 C.中間導(dǎo)體定律 D.中間介質(zhì)定律20、金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而（A）A.變大 B.變小 C.不變 D.無法確定21、適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的被測(cè)物理量是（B） A.轉(zhuǎn)速 B.溫度 C.厚度 D.加速度22、電阻應(yīng)變片配用的測(cè)量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用（ D ）。A直流平衡電橋 B直流不平衡電橋 C交流平衡電橋 D交流不平衡電橋23、電阻應(yīng)變式扭矩傳感器在測(cè)量時(shí)會(huì)引起應(yīng)變片的哪個(gè)物理量發(fā)生變化（C）A.磁導(dǎo)率 B.熱導(dǎo)率 C.電阻率 D.介電常數(shù)24、若單臂電橋的靈敏度為1/4，在相同情況下，雙臂電橋的靈敏度為（B） A. 1/4 B. 1/2 C. 2

6、D. 425、金屬電阻應(yīng)變片受力會(huì)產(chǎn)生電阻值的變化，其主要原因是（D） A.壓阻效應(yīng) B.壓磁效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.電阻絲的幾何尺寸變化26、半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理是基于 （A） A.壓阻效應(yīng) B.熱電效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.壓磁效應(yīng)27、對(duì)于金屬絲式應(yīng)變片，靈敏系數(shù)K等于（B） A. B. C. D. 28、應(yīng)變儀電橋的四臂工作方式中，其輸出電壓U0為（D） A. B. C. D.29、差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為 （D）A. B. C. D.030、將電阻應(yīng)變片貼在 上，就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。（C） A.質(zhì)量塊 B.導(dǎo)體 C.彈性元件 D.機(jī)器組件31、霍

7、爾元件是由何種材料制成的（B）A.導(dǎo)體 B.半導(dǎo)體 C.絕緣體 D.以上三種均可32、霍爾元件體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以測(cè)量（C）A.濕度 B.酒精濃度 C.轉(zhuǎn)速 D.溫度33、霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了（ B ）A.提高靈敏度 B.克服溫漂 C.減少不等位電勢(shì) 34、霍爾電勢(shì)公式中的角是指（ C ）A、磁力線與霍爾薄片平面之間的夾角 B、磁力線與霍爾元件內(nèi)部電流方向的夾角C、磁力線與霍爾薄片垂線之間的夾角35、差動(dòng)變壓器式位移傳感器屬于（A） A.電感式傳感器 B.電容式傳感器 C.光電式傳感器 D.電阻式傳感器36、自感式位移傳感器為常數(shù)，如果保持不變，則可構(gòu)成何種類型的位移傳感器 （C）A

8、.變氣隙型 B.螺管型 C.變面積型 D.變極距型37、自感式位移傳感器是將被測(cè)物理量位移轉(zhuǎn)化為（B）A.電阻R的變化 B.自感L的變化 C.互感M的變化 D.電容C的變化38、用電渦流式速度傳感器測(cè)量軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速為50r/min，時(shí)，輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為50Hz，則測(cè)量齒輪的齒數(shù)為（A） A. 60 B. 120 C. 180 D. 24039、當(dāng)某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時(shí).其相應(yīng)的兩個(gè)相對(duì)表面產(chǎn)生極性相反的電荷，去掉外力時(shí)電荷消失，這種現(xiàn)象稱為（B） A.壓阻效應(yīng) B.壓電效應(yīng) C.應(yīng)變效應(yīng) D.霍爾效應(yīng)40、壓電式壓力傳感器不適于測(cè)量（D）A.爆炸力 B.沖擊力 C.

9、動(dòng)態(tài)力 D.靜態(tài)力41、在壓電式力與壓力傳感器中，壓電元件能將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成（A）A.電荷或電壓輸出 B.電壓或電流輸出C.電容或電壓輸出 D.電感或電壓輸出42、在壓電式加速度傳感器中，將被測(cè)加速度轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ氖牵˙） A.壓電元件 B.質(zhì)量塊 C.彈性元件 D.基體43、在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（ B ）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)44、當(dāng)一定波長入射光照射物體時(shí)，反映該物體光電靈敏度的是（ C ）A、紅限 B、量子效率 C、逸出功 D、普朗克常數(shù)45、單色光的波長越短，它的（ A ）A.頻率越高，其光子能量越大 B.頻率越高，其光子能量越大 C

10、.頻率越高，其光子能量越小 D.頻率越高，其光子能量越小46、光電管和光電倍增管的特性主要取決于（ A ）A.陰極材料 B.陽極材料 C.純金屬陰極材料 D.玻璃殼材料47、封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的可能是（D） A.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)發(fā)光三極管 B.一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管 C.兩個(gè)發(fā)光二極管或兩個(gè)光敏三極管 D.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管48、光敏三極管的結(jié)構(gòu)可以看成，用光敏二極管替代普通三極管中的（D） A.集電極B.發(fā)射極C.集電結(jié)D.發(fā)射結(jié)49、在四倍細(xì)分的光柵位移傳感器中，根據(jù)兩路信號(hào)的相位差辨別方向時(shí)，相位差值不能是（D） A. 45° B. 90°

11、; C. 135° D. 180°50、固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（C） A. PN結(jié)光電二極管電路 B. PNP型晶體管集成電路 C. MOS型晶體管開關(guān)集成電路 D. NPN型晶體管集成電路51、固體半導(dǎo)體攝像機(jī)所使用的固體攝像元件為（D）A. LCD B. LED C. CBD D.CCD52、礦燈瓦斯報(bào)警器的瓦斯探頭屬于（A） A.氣敏傳感器 B.水份傳感器 C.濕度傳感器 D.溫度傳感器53、高分子膜濕度傳感器用于檢測(cè)（D） A.溫度 B.溫度差 C.絕對(duì)濕度 D.相對(duì)濕度54、適合在爆炸等極其惡劣的條件下工作的壓力傳感器是（B） A.霍爾式 B.光纖式 C.

12、電感式 D.電容式55、由于所用波登管的頻響較低，所以適用于靜態(tài)或變化緩慢壓力測(cè)量的壓力傳感器為（B） A.渦流式 B.霍爾式 C.電感式 D.壓阻式56、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示，如模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為十位，最大 輸入信號(hào)為5V，則轉(zhuǎn)換器的輸出能分辨出輸入的電壓信號(hào)為（C）A. 2/510V B. 510/2 V C. 5/210V D. 210/5 V57、將微弱的、變化緩慢的直流信號(hào)變換成某種頻率、以便于放大和傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)的過程稱為（A）A.調(diào)制 B.解調(diào) C.濾波 D.整流58、利用光電耦合電路抑制干擾的方法屬于（B） A.接地 B.隔離 C.屏蔽 D.濾波59、

13、屬于發(fā)電型位移傳感器的是（D）A.磁柵式位移傳感器 B.光柵式位移傳感器 C.感應(yīng)同步器 D.壓電式位移傳感器60、電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為何種物理量的輸出（C）A.電阻 B.電容 C.電壓 D.電荷61、若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號(hào)為2. 5 V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號(hào)為（B） A. 1. 22mV B. 2. 44mV C. 3. 66mV D. 4. 88mV62、機(jī)械阻抗的振動(dòng)測(cè)試中，阻抗頭的輸出是（B） A.激振力和振動(dòng)位移 B.激振力和振動(dòng)加速度 C.振動(dòng)位移和振動(dòng)加速度 D.振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度63、在下述位移傳感器中，既適

14、宜于測(cè)量大的線位移，又適宜于測(cè)量大的角位移的是（C） A.電容式傳感器 B.電感式傳感器 C.光柵式傳感器 D.電阻應(yīng)變式傳感器64、在典型噪聲干擾抑制方法中，差分放大器的作用是（B） A.克服串?dāng)_ B.抑制共模噪聲 C.抑制差模噪聲 D.消除電火花干擾二、填空題1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由 敏感元件 、 轉(zhuǎn)換元件 、 基本轉(zhuǎn)換電路 組成。2、傳感器的標(biāo)定分為 靜態(tài)標(biāo)定 、 動(dòng)態(tài)標(biāo)定 兩種。確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測(cè)非電量（或電量）的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的，是檢驗(yàn)測(cè)試傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。工業(yè)上通常采用 比較

15、法 進(jìn)行傳感器的標(biāo)定，俗稱背靠背法。3、所謂靜態(tài)特性，是指當(dāng)被測(cè)量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)（靜態(tài)測(cè)量之下）時(shí)，傳感器的輸出值 與輸入值之間關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性主要有 線性度、靈敏度、 遲滯 、重復(fù)性、閥值與分辨力、穩(wěn)定性 等。4、傳感器的輸出量對(duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性稱為傳感器的 動(dòng)態(tài)特性 。5、傳感器在使用前或使用過程中或擱置一段時(shí)間再使用時(shí)，必須對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)或作必要的調(diào)整與修正，以確保傳感器的測(cè)量精度。這個(gè)復(fù)測(cè)調(diào)整過程稱為 校準(zhǔn) 。6、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，往往要求傳感器能長期使用而不需經(jīng)常更換或校準(zhǔn)。在這種情況下應(yīng)對(duì)傳感器的 穩(wěn)定性 有嚴(yán)格要求。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間和

16、環(huán)境（或環(huán)境因素）。傳感器在同一工作條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間不一致程度的指標(biāo)，稱為 重復(fù)性。7、設(shè)某傳感器的理論滿量程輸出值為Y，其校準(zhǔn)曲線與擬合直線相比的最大偏差為L max ,則該傳感器線性度的計(jì)算公式為。8、傳感器的響應(yīng)特性應(yīng)在所測(cè)頻率范圍內(nèi)保持 不失真。9、在測(cè)量某一通入量的變化量時(shí)，輸出量的變化量較小的傳感器其 靈敏度 較低。10、傳感檢測(cè)系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式向智能化方向發(fā)展。11、熱電偶的四個(gè)基本定律為 均勻?qū)w定律 、 中間導(dǎo)體定律 、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體定律 、中間溫度定律 。12、熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)由溫差電動(dòng)勢(shì)和接觸電動(dòng)勢(shì)兩部分組成。熱電動(dòng)勢(shì)的大小主要與兩

17、種導(dǎo)體材料的熱端和冷端的 溫差（溫度差） 有關(guān)。13、并聯(lián)熱電偶可用于測(cè)量平均溫度。14、按熱電阻材料的不同，熱電阻傳感器分為 金屬熱電阻 、 半導(dǎo)體熱敏電阻 。15、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其阻值隨溫度增加而呈下降趨勢(shì)。16、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻的特點(diǎn)是在臨界溫度附近電阻有急劇變化，因此不適于較，溫度范圍內(nèi)的測(cè)量。17、衡量電橋工作特性質(zhì)量的兩項(xiàng)指標(biāo)是電橋靈敏度及電橋的 非線性誤差 。18、采用 交流 電源供電的電橋稱為交流電橋。19、電橋在測(cè)量時(shí)，由于是利用了電橋的不平衡輸出反映被測(cè)量的變化情況，因此，測(cè)量前電橋的輸出應(yīng)調(diào)為 零 。20、金屬導(dǎo)體的電阻值隨著機(jī)械變形而變化的物理現(xiàn)象，稱為金屬的

18、電阻 應(yīng)變 效應(yīng)。21、半導(dǎo)體應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主，它的靈敏度系數(shù)為金屬應(yīng)變片的5070倍，因而適用于需要大信號(hào)輸出的場(chǎng)合。22、電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償中，若采用電橋補(bǔ)償法測(cè)量應(yīng)變時(shí)，工作應(yīng)變片 粘貼在被測(cè)試件表面上，補(bǔ)償應(yīng)變片粘貼在與被測(cè)試件完全相同的 補(bǔ)償塊 上，且補(bǔ)償應(yīng)變片不承受應(yīng)變 。23、應(yīng)變式加速度傳感器直接測(cè)得的物理量是敏感質(zhì)量塊在運(yùn)動(dòng)中所受到的力（或慣性力） 。24、磁敏二極管工作時(shí)加 正 向電壓。由于它的 磁靈敏度 很高，特別適合測(cè)量弱磁場(chǎng)。25、基于外光電效應(yīng)的光電元件有 光電管 、 光電倍增管 等，基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有 光敏電阻 、 光敏二極管 、 光敏三極管 、 光

19、敏晶閘管 等。26、光纖的傳輸是基于光的 全內(nèi)反射 。光纖傳感器所用光纖有 單模光纖 和 多模光纖 。27、有一光纖纖芯折射率為1.56，包層折射率為1.24，當(dāng)光從空氣中射入時(shí)數(shù)值孔徑為 0.9466 （）28、光柵位移傳感器無細(xì)分時(shí)，分辨率為0.02mm，在四細(xì)分后，其分辨率為 0.005mm。 29、計(jì)量光柵傳感器中，當(dāng)指示光柵不動(dòng)，主光柵左右移動(dòng)時(shí)，查看莫爾條紋的移動(dòng)方向，即可確定主光柵的運(yùn)動(dòng)方向。30、光柵位移傳感器的辨向電路中，用于辨向的兩路信號(hào)其相位差多取為 90° 。31、當(dāng)某些晶體沿一定方向受外力作用而變形時(shí)，在其相應(yīng)的兩個(gè)相對(duì)表面產(chǎn)生極性相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，

20、又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種物理現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。32、在某些晶體的極化方向施加外電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)外電場(chǎng)撤去后，變形也隨之消失，這種物理現(xiàn)象稱 逆壓電 效應(yīng)。33、常用壓電材料有 石英晶體 、 壓電陶瓷 、 高分子壓電材料 等。34、壓電式壓力傳感器適于測(cè)動(dòng)態(tài)力和沖擊力，但不適于測(cè) 靜態(tài)力 。35、壓電式傳感器中的壓電晶片既是傳感器的 敏感 元件，又是傳感器的 轉(zhuǎn)換 元件。36、氣敏電阻元件種類很多，按制造工藝分為 燒結(jié)型 、 薄膜型 、 厚膜型 。37、所謂電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器，是利用半導(dǎo)體氣敏元件同 氣體接觸 造成半導(dǎo)體 電阻值變化，借此來檢測(cè)特定氣體的成分或者濃度的傳感器

21、的總稱。38、氣敏傳感器是一種將檢測(cè)到的氣體成份和 濃度 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。39、電阻式濕敏元件利用濕敏材料吸收空氣中的水份而導(dǎo)致本身 電阻值 發(fā)生變化的原理而制成。氯化鋰濕敏電阻是利用 吸濕性鹽類潮解 ，離子導(dǎo)電率 發(fā)生變化 而制成的測(cè)濕元件，該元件由 引線 、 基片 、 感濕層 與 電極 組成。40、對(duì)于電阻率隨濕度的增加而下降的半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件稱為負(fù)特性 濕敏半導(dǎo)瓷。電阻率隨著濕度的增加而增大的半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件，稱為正特性濕敏半導(dǎo)瓷。41、互感式位移傳感器是將被測(cè)位移量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化，其基本結(jié)構(gòu)原理與常 用變壓器類似，故稱其為變壓器式位移傳感器。42、為了提高自感位移

22、傳感器的精度和靈敏度，增大特性的線性度，實(shí)際用的傳感器大部分都做成 差動(dòng) 式。43、電感式壓力傳感器類型較多，其特點(diǎn)是頻響低，適用于 靜態(tài) 或變化緩慢壓力的測(cè)試。44、電渦流式傳感器的測(cè)量系統(tǒng)由 傳感器 和 被測(cè)體 兩部分組成，利用兩者之間的 磁性 耦合來完成測(cè)量任務(wù)。45、渦流式位移傳感器是利用電渦流效應(yīng)將被測(cè)量變換為傳感器線圈變化 阻抗Z 的一種裝置。46、利用電渦流位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，被測(cè)軸齒盤的材料必須是金屬。47、渦流式壓力傳感器具有良好的 動(dòng)態(tài)（或動(dòng)） 特性，適合于測(cè)量爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力。48、在理想情況下，采樣保持器在采樣期間的輸出 完全跟隨 輸入的變化，而保持期間的輸出保持不變

23、。49、采樣保持電路在采樣過程中，必須遵循 采樣定理 ，否則會(huì)出現(xiàn)信息丟失或信號(hào)失真。50、防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)干擾的有效方法是 屏蔽 。51、為了提高檢測(cè)系統(tǒng)的分辨率，需要對(duì)磁柵、光柵等大位移測(cè)量傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行 細(xì)分 。52、幾個(gè)傳感器串聯(lián)組成的檢測(cè)系統(tǒng)的總靈敏度等于各傳感器的靈敏度之 乘積（或積）53、檢測(cè)系統(tǒng)中，模擬式顯示在讀數(shù)時(shí)易引起 主觀 誤差。54、數(shù)據(jù)處理中使用的溫度補(bǔ)償方法有表格法和 公式法（或曲線擬合法） 。55、抑制干擾的方法主要是采取 單點(diǎn)接地 、屏蔽隔離和濾波。三、簡(jiǎn)答題1、什么是熱電效應(yīng)？熱電偶測(cè)溫回路的熱電動(dòng)勢(shì)由哪兩部分組成？由同一種導(dǎo)體組成的閉合回路能產(chǎn)生熱電勢(shì)嗎？

24、答：1）兩種不同類型的金屬導(dǎo)體兩端分別接在一起構(gòu)成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)有溫差時(shí)，導(dǎo)體回路里有電流流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。2）熱電偶測(cè)溫回路中熱電勢(shì)主要是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成。3）熱電偶兩個(gè)電極材料相同時(shí)，無論兩端點(diǎn)溫度如何變化無熱電勢(shì)產(chǎn)生。2、試比較熱電偶、熱電阻、熱敏電阻三種熱電式傳感器的特點(diǎn)答：（1）熱電偶可以測(cè)量上千度高溫，并且精度高、性能好，這是其它溫度傳感器無法替代。（2）熱電阻結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，金屬熱電阻材料多為純鉑金屬絲，也有銅、鎳金屬。金屬熱電阻廣泛用于測(cè)量-200+850溫度范圍，少數(shù)可以測(cè)量1000。（3）熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，外形大小與電阻的功率有

25、關(guān)，差別較大。熱敏電阻用途很廣，幾乎所有家用電器產(chǎn)品都裝有微處理器，這些溫度傳感器多使用熱敏電阻。3、為什么說差動(dòng)電橋具有溫度補(bǔ)償作用？ 答：由于當(dāng)測(cè)量橋路處于雙臂半橋和全橋工作方式時(shí)，電橋相鄰兩臂受溫度影響，同時(shí)產(chǎn)生大小相等符號(hào)相同的電阻增量而相互抵消，從而達(dá)到電橋溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹?、試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補(bǔ)償辦法。答：（1）由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度偏離應(yīng)變片標(biāo)定溫度而給測(cè)量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片溫度誤差。（2）產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有： 1）由于電阻絲溫度系數(shù)的存在，當(dāng)溫度改變時(shí)，應(yīng)變片的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化。 2）當(dāng)試件與與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于溫度的變化

26、而引起的附加變形，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加電阻。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法兩大類。 5、簡(jiǎn)述應(yīng)變式測(cè)力感器的工作原理。答：電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器是將力作用在彈性元件上，彈性元件在力作用下產(chǎn)生應(yīng)變，利用貼在彈性元件上的應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的變化，然后利用電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換成電壓（或電流）的變化，再送入測(cè)量放大電路測(cè)量。最后利用標(biāo)定的電壓（或電流）和力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可測(cè)出力的大小或經(jīng)換算得到被測(cè)力。6、試述應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。答：應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因：制作應(yīng)變計(jì)時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和工作中出現(xiàn)的剪應(yīng)力，使絲柵、基底，尤其是膠層之間產(chǎn)生的“滑移”所致

27、。消減非線性誤差的措施：選用彈性模量較大的粘結(jié)劑和基底材料，適當(dāng)減薄膠層和基底，并使之充分固化，有利于非線性誤差的改善。7、比較霍爾元件、磁敏電阻、磁敏晶體管，它們有哪些相同之處和不同之處？簡(jiǎn)述其各自的特點(diǎn)。答：（1）霍爾元件具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)特性好、靈敏度高、頻帶寬等許多優(yōu)點(diǎn)，在霍爾元件確定后，可以通過測(cè)量電壓、電流、磁場(chǎng)來檢測(cè)非電量，如力、壓力、應(yīng)變、振動(dòng)、加速度等等，所以霍爾元件應(yīng)用有三種方式：激勵(lì)電流不變，霍爾電勢(shì)正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度，可進(jìn)行位移、加速度、轉(zhuǎn)速測(cè)量。激勵(lì)電流與磁場(chǎng)強(qiáng)度都為變量，傳感器輸出與兩者乘積成正比，可測(cè)量乘法運(yùn)算的物理量，如功率。磁場(chǎng)強(qiáng)度不變時(shí)，傳感器輸出正

28、比于激勵(lì)電流，可檢測(cè)與電流有關(guān)的物理量，并可直接測(cè)量電流。（2）磁敏電阻與霍爾元件屬同一類，都是磁電轉(zhuǎn)換元件，兩者本質(zhì)不同是磁敏電阻沒有判斷極性的能力，只有與輔助材料(磁鋼)并用才具有識(shí)別磁極的能力。（3）磁敏二極管可用來檢測(cè)交直流磁場(chǎng)，特別是弱磁場(chǎng)?？捎米鳠o觸點(diǎn)開關(guān)、作箱位電流計(jì)、對(duì)高壓線不斷線測(cè)電流、小量程高斯計(jì)、漏磁儀、磁力探傷儀等設(shè)備裝置。磁敏三極管具有較好的磁靈敏度，主要應(yīng)用于磁場(chǎng)測(cè)量，特別適于10-6T以下的弱磁場(chǎng)測(cè)量，不僅可測(cè)量磁場(chǎng)的大小，還可測(cè)出磁場(chǎng)方向；電流測(cè)量。特別是大電流不斷線地檢測(cè)和保護(hù)；制作無觸點(diǎn)開關(guān)和電位器，如計(jì)算機(jī)無觸點(diǎn)電鍵、機(jī)床接近開關(guān)等；漏磁探傷及位移、轉(zhuǎn)速、

29、流量、壓力、速度等各種工業(yè)控制中參數(shù)測(cè)量。8、壓電式傳感器的前置放大器有何作用？說明壓電加速度傳感器要使用高輸入阻抗電荷放大器的原因。答：一是把傳感器的高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵?；二是把傳感器的微弱信?hào)進(jìn)行放大 。 壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非常微弱，因此在使用時(shí)，必須接高通入阻抗的前置放大器。電荷放大器即可，且其輸出電壓與電纜分布電容無關(guān)。因此，連接電纜即使長達(dá)幾百米以上，電荷放大器的靈敏度也無明顯變化，這是電荷放大器的突出優(yōu)點(diǎn)。9、何謂零點(diǎn)殘余電壓？說明該電壓產(chǎn)生的原因和消除的方法。答：零點(diǎn)殘余電壓：差動(dòng)變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓。零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的主要原因：1.由于兩個(gè)二次

30、測(cè)量線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱時(shí)輸出地基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時(shí)，也不能達(dá)到幅值和相位同時(shí)相同。2.由于鐵芯的特性非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。 為了減小差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓可以采用的方式：1.盡可能保證傳感器尺寸線圈電氣參數(shù)和磁路對(duì)稱 2.選用合理的測(cè)量電路 3.采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電壓10、按在傳感器中的作用，光纖傳感器常分為哪兩大類型？它們之間有何區(qū)別？答：光纖傳感器大致可分為功能型和非功能型兩大類，它們的基本組成相似，由光源、入射光纖、調(diào)制器、出射光纖、光敏器件等組成。功能型又稱傳感型，這類傳感器利用光纖本身對(duì)外界被測(cè)對(duì)象具有敏感能力和檢測(cè)功能，光纖不僅

31、起到傳光作用，而且在被測(cè)對(duì)象作用下使光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)等光學(xué)特性得到調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)攜帶了被測(cè)信息。如果外界作用時(shí)光纖傳播的光信號(hào)發(fā)生變化，使光的路程改變，相位改變，將這種信號(hào)接收處理后，可以得到與被測(cè)信號(hào)相關(guān)的變化電信號(hào)。非功能型又稱傳光型，這時(shí)光纖只作傳播光媒介，待測(cè)對(duì)象的調(diào)制功能是由其它轉(zhuǎn)換元件實(shí)現(xiàn)的，光纖的狀態(tài)是不連續(xù)的，光纖只起傳光作用。11、光纖可以通過哪些光的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行非電量的檢測(cè)，簡(jiǎn)要說明原理。答：光纖可以通過光強(qiáng)、相位、頻率等的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行非電量的檢測(cè)，光強(qiáng)度調(diào)制：利用外界物理量改變光纖中的光強(qiáng)度，通過測(cè)量光強(qiáng)的變化測(cè)量被測(cè)信息。根據(jù)光纖傳感器探頭結(jié)構(gòu)形式可分為透射、反射

32、、折射等方式調(diào)制。相位調(diào)制：一般壓力、張力、溫度可以改變光纖的幾何尺寸（長度），同時(shí)由于光彈效應(yīng)光纖折射率也會(huì)由于應(yīng)變而改變，這些物理量可以使光纖輸出端產(chǎn)生相位變化，借助干涉儀可將相位變化轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)的變化。干涉系統(tǒng)的種類很多，可根據(jù)具體情況采用不同的干涉系統(tǒng)。頻率調(diào)制：當(dāng)光敏器件與光源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，光敏器件接收到的光頻率fs與光源頻率f不同，這種現(xiàn)象稱為光的“多普勒效應(yīng)”。頻率調(diào)制方法可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體（流體）的速度、流量等。12、什么是光纖的數(shù)值孔徑？ 物理意義是什么？NA取值大小有什么作用？答：（1）數(shù)值孔徑定義為：，表示了光纖的集光能力，無論光源的發(fā)射功率有多大，只有在2張角之內(nèi)的入射

33、光才能被光纖接收、傳播。若入射角超出這一范圍，光線會(huì)進(jìn)入包層漏光。（2）NA越大集光能力越強(qiáng)，光纖與光源間耦合會(huì)更容易，但NA越大光信號(hào)畸變?cè)酱?，所以要選擇適當(dāng)。13、什么是內(nèi)光電效應(yīng)？什么是外光電效應(yīng)？說明其工作原理并指出相應(yīng)的典型光電器件。答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。1）當(dāng)光線照在物體上,使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)又分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象稱光電導(dǎo)效應(yīng)，典型的光電器

34、件有光敏電阻；光照時(shí)物體中能產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫光生伏特效應(yīng)，光電池、光敏晶體管。2）在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，典型的光電器件有光電管、光電倍增管。 14、什么是智能傳感器系統(tǒng)？簡(jiǎn)述系統(tǒng)的基本組成形式及相互關(guān)系？ 答：智能傳感器系統(tǒng)是傳感器與微處理器相結(jié)合，兼有信息檢測(cè)和處理功能的傳感器系統(tǒng)?；窘M成：傳感器、調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)及其/接口設(shè)備 相互關(guān)系：由傳感器獲取信號(hào)，并將被測(cè)參量轉(zhuǎn)換成電量輸出；但輸出的信號(hào)通常含有干擾噪聲，需要通過調(diào)整電路進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理；調(diào)整后的信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換A/D、D/A等，實(shí)現(xiàn)分

35、時(shí)或并行采樣；最后經(jīng)過計(jì)算機(jī)及其I/O接口設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。四、計(jì)算題1、某線性位移測(cè)量?jī)x，測(cè)量范圍為020mm。當(dāng)被測(cè)位移由5mm變到5.5mm時(shí)，位移測(cè)量?jī)x的輸出電壓由3.5V減至2.5 V，求：（1）該儀器的靈敏度K；（2）當(dāng)測(cè)量?jī)x的輸出電壓為7. 5V時(shí)，被測(cè)位移是多少?解：（1） （2）（線性測(cè)量?jī)x，K的值相同）2、有一溫度傳感器，理論滿量程測(cè)量范圍為（30120 ），其實(shí)測(cè)的校準(zhǔn)曲線與擬合直線的最大偏差為，求：（1）該傳感器的量程；（2）該傳感器的線性度。解：（1）里程為：Y=120（-30）=150 （2）線性度3、某次壓力測(cè)量時(shí)，壓電式傳感器的靈敏度為80.Onc/MPa

36、，將它與增益為0.005V/nc的電荷放大器相連，其輸出接到靈敏度為20mm/V的筆式記錄儀上，求：（1）計(jì)算此系統(tǒng)的靈敏度； （2）當(dāng)壓力變化10MPa時(shí)，記錄筆在紙上的偏移量是多少?解：（1）系統(tǒng)的總靈敏度（說明當(dāng)壓力變化1MPa時(shí)，偏移量為8mm）4、有一電阻應(yīng)變片，靈敏度系數(shù)K=2，電阻R=120。設(shè)其工作時(shí)應(yīng)變?yōu)?000。求（1）應(yīng)變片的電阻變化量R；（2）采用應(yīng)變儀電橋，若Ui=6V，計(jì)算U0的值。解：（1）因?yàn)樗砸黄瑧?yīng)變片采用應(yīng)變儀電橋，所以為單臂形式5、用四片靈敏度系數(shù)K=2，初始電阻值均為120金屬絲應(yīng)變片組成全橋，供橋直流電壓為4V，當(dāng)，且電橋輸出電壓U0 = 6mV時(shí)，求：（1）應(yīng)變片的應(yīng)變值；（2）應(yīng)變片的電阻變化值。解：（1） （2） 6、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)頻率為=30r/min，被測(cè)物上的標(biāo)記齒數(shù)為=2求：（1）所測(cè)轉(zhuǎn)速為多少?（2）角速度又是多少?解：（1）所測(cè)轉(zhuǎn)速為：（2）角速度7、有一電渦流位移傳感器用于測(cè)量轉(zhuǎn)速，輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由記錄儀記錄的情況為0. 1秒內(nèi)輸出12個(gè)脈沖信號(hào)，所用帶齒圓盤的齒數(shù)為=12,求：（1）被測(cè)轉(zhuǎn)速； （2）被