傳感器復(fù)習(xí)題

1、傳感器技術(shù)及應(yīng)用復(fù)習(xí)題*試題的類型為：填空、選擇、問答及計(jì)算題四種類型。一、填空題（每個(gè)空格1分，約占25-30分）1 . GB/T7665-2005對(duì)傳感器的定義是 。2 .按照工作機(jī)理可以把傳感器分為 、和 三大類。物理型傳感器可以分為 和 傳感器。3 .按照信息的傳遞方式可以把傳感器分為 和 傳感器。4 .傳感器的基本特性是指?jìng)鞲衅鞯?和 之間關(guān)系的特性，一般分為 和 兩大類。5 .傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)于靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的 與 之問所具有的相互關(guān)系。6 .傳感器所能測(cè)量的最大被測(cè)量（即輸入量的數(shù)值）稱為,最小的被測(cè)量則稱為 ,而用這兩個(gè)數(shù)值表示的測(cè)量區(qū)間，則稱為 。7 .在相同工

2、作條件下，傳感器進(jìn)行全測(cè)量范圍測(cè)量時(shí)，正行程和反行程輸出的不重合程度稱為 或。8 . 用以描述傳感器可以感受到的被測(cè)量最小變化的能力。9 .將傳感器的輸入量設(shè)定在某個(gè)值，測(cè)量出相應(yīng)的輸出值，使環(huán)境溫度上升或下降一定間隔， 若輸出值發(fā)生變化，說明傳感器具有 。10 .當(dāng)傳感器的 隨時(shí)間變化時(shí)，其 的響應(yīng)特性就是傳感器的 011 .溫度傳感器也叫做,是一種 的裝置。12 .利用感溫材料，把測(cè)量溫度變化轉(zhuǎn)化為測(cè)量電阻的測(cè)溫系統(tǒng)，主要有 和 兩大類。13 .熱電阻溫度計(jì)的測(cè)量電路一般采用精度較高的電橋電路，為消除連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測(cè)量誤差，常采用 和 連接法。14 .熱敏電阻一般分為三

3、種類型： 熱敏電阻、 熱敏電阻和 熱敏電阻。15 .利用兩種不同的金屬連接在一起，當(dāng)結(jié)點(diǎn)處溫度變化時(shí)，另兩端產(chǎn)生電勢(shì)變化的原理制成的 傳感器稱為。16 .熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電勢(shì)是由 效應(yīng)和效應(yīng)引起的。17 .珀?duì)栙N效應(yīng)產(chǎn)生 電勢(shì)，湯姆遜效應(yīng)產(chǎn)生 電勢(shì)。18 .光敏傳感器又稱為 ,是 的裝置。19 .按照工作原理將光敏傳感器分為四類：和，其中，是惟一的有光源光敏傳感器。20 .光敏電阻是利用光敏材料的 效應(yīng)制成的光電元件。21 .光電池屬于效應(yīng)器件。22 . CCD是指器件。23 .電阻應(yīng)變計(jì)也稱。按照敏感柵所用材料可以分為和兩種。24 .為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括：和三種方

4、法。25 . a-石英晶體的X軸稱為，垂直于X軸的平面上最強(qiáng)；Y軸稱為，沿Y軸的最明顯；Z軸稱為光軸或中性軸，Z軸方向上無壓電效應(yīng)。26 .壓電陶瓷受外力作用而產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電效應(yīng)的現(xiàn)象就是壓電陶瓷的效應(yīng)。27 .磁敏傳感器是一種將 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 的器件或裝置。28 .霍爾元件是利用 原理將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成 的一種傳感器。29 .在霍爾式傳感器中，霍爾元件的 效應(yīng)使霍爾輸出降低，尤其在強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，霍 爾輸出降低較多，需采取措施予以補(bǔ)償。30 .科賓諾元件是一種典型的 元件。31 .目前，對(duì)不同氣體進(jìn)行檢測(cè)的方法主要有、32 .濕度傳感器按照結(jié)構(gòu)可分為、和其它類型三大類。33 .聲敏傳感器

5、是一種將在氣體、液體或固體中傳播的 轉(zhuǎn)換成 的器件或裝置，它用 或者 的方法檢出信號(hào)。34 .酶?jìng)鞲衅鲗儆凇?5 .從結(jié)構(gòu)上講，智能傳感器是由 和 兩個(gè)中心部分構(gòu)成的。二、選擇題（每項(xiàng)選擇2分，約占30分）1 .下列哪個(gè)指標(biāo)可以用來衡量傳感器的靜態(tài)特性 。a.線性度b.上升時(shí)間c.振蕩次數(shù)d.響應(yīng)時(shí)間2 . PTC熱敏電阻是 熱敏電阻。a.負(fù)溫度系數(shù)b.正溫度系數(shù)c.臨界溫度系數(shù)d.都不是3 . CTR熱敏電阻是 熱敏電阻。a.負(fù)溫度系數(shù)b.正溫度系數(shù)c.臨界溫度系數(shù)d.都不是4 .兩種金屬組成熱電偶的熱電勢(shì)可以用它們分別與第三種金屬組成熱電偶的熱電勢(shì)之差來表 示，這一定律就是 。a.均質(zhì)導(dǎo)體

6、定律b.標(biāo)準(zhǔn)電極定律c.中間導(dǎo)體定律d.中間溫度定律5 .當(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關(guān)系，稱為 。a.溫度特性b.光照特性c.光譜特性d.伏安特性6 .電荷耦合器件屬于。a.光電效應(yīng)傳感器b.紅外熱釋電探測(cè)器c.固態(tài)圖像傳感器d.光纖傳感器7 .在一定溫度下，粘好的應(yīng)變片在一定的機(jī)械應(yīng)變長(zhǎng)時(shí)間作用下，指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化稱為0a.蠕變b.零漂c.滯后d.溫度不穩(wěn)定性8 .壓電式傳感器的物理基礎(chǔ)是 。a.珀?duì)栙N效應(yīng)b.湯姆遜效應(yīng)c.磁阻效應(yīng)d.壓電效應(yīng)9 .以下哪種材料最適合制作霍爾元件。a. N型半導(dǎo)體b. P 型半導(dǎo)體c.金屬d.工程塑料10 .霍爾元件的長(zhǎng)寬

7、比l/b 一般取為最好。a. 1 b. 0.5 c.2 d.1.511 .磁敏二極管屬于 。a.霍爾元件b.半導(dǎo)體磁阻器件c.結(jié)型磁敏器件d.都不是12 .下列哪種元件完全消除了霍爾效應(yīng) 。a.磁敏二極管b.PTC c.科賓諾元件d.電荷耦合器件13 .在多種氣體共存的條件下，氣敏元件區(qū)分氣體種類的能力稱為 。a.靈敏度b.選擇性c.穩(wěn)定性d.電源電壓特性14 .在檢測(cè)技術(shù)中，如果采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的 ,而接收 信號(hào)則用。a.多普勒效應(yīng)b.多普勒頻移c.逆壓電效應(yīng)d.正壓電效應(yīng)10三、問答題（由 4 6 個(gè)小題組成，共占約 20-25 分）1. 簡(jiǎn)述傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)

8、。2. 一般選作感溫電阻的材料必須滿足哪些要求？3. 什么是金屬導(dǎo)體的熱電效應(yīng)？熱電偶中補(bǔ)償導(dǎo)線有什么作用？4. 簡(jiǎn)要分析金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生接觸電動(dòng)勢(shì)的原因和條件。5. 電阻式溫度傳感器有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？6. 簡(jiǎn)述什么是外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)。7. 光電效應(yīng)有哪幾種？與之對(duì)應(yīng)的光電元件各有哪些？8. 簡(jiǎn)述光敏電阻的暗電阻、亮電阻。9. 什么是光生伏特效應(yīng)？列舉一種光生伏特效應(yīng)器件。10. 簡(jiǎn)述光纖傳感器的結(jié)構(gòu)和傳光原理。光纖傳感器有哪些類型？各有何區(qū)別？11.試分析電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理。12. 金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有什么不同？13. 為什么壓電式傳感器不利于測(cè)量靜態(tài)或者變化很

9、慢的信號(hào)14. 簡(jiǎn)述什么是霍爾效應(yīng)并繪制霍爾效應(yīng)原理圖。15. 簡(jiǎn)述影響霍爾效應(yīng)的因素。16. 簡(jiǎn)述霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)。17. 簡(jiǎn)述導(dǎo)致霍爾元件零位誤差的因素。18. 什么是磁阻效應(yīng)？從原理上磁阻效應(yīng)可以分為哪幾類？19. 分析磁阻效應(yīng)產(chǎn)生的根本原因。20. 簡(jiǎn)述什么是科賓諾元件。21. 目前檢測(cè)不同氣體主要采用哪些方法？22. 簡(jiǎn)述氣體傳感器的主要參數(shù)與特性。23. 濕度傳感器按照結(jié)構(gòu)可以分為哪幾類？24. 什么是聲敏傳感器？按照原理可以分為哪幾類？25 .目前生物傳感器中生物信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式有哪幾種?26 .簡(jiǎn)述智能傳感器的主要功能27 .與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器具有哪些特點(diǎn)?28

10、.測(cè)定頻響函數(shù)的方法有哪幾種？（答：確定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸 入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)。）29 .簡(jiǎn)述霍爾電流表的工作原理。（答：霍爾鉗形電流表的探頭是用環(huán)形鐵芯做集束器，霍爾器件放在空隙中間，由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，用霍爾元件來測(cè)量這一磁場(chǎng)，其輸出的霍爾電勢(shì)正比于該磁場(chǎng)，通過對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小。）30 .請(qǐng)畫出兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。（答：對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或包 壓驅(qū)動(dòng)，包壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，但性能較差, 隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于 精度要求不太高的場(chǎng)

11、合；包流驅(qū)動(dòng)線性度 局，精度局，受溫度影響小。兩種驅(qū)動(dòng)方 式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng) 方式。）31 .繪制熱電阻測(cè)溫電橋的三線接法和四 線接法原理圖，并分析二者異同32 .繪制壓電式傳感器的實(shí)際等效電路，并說明圖中各電路元件的意義33 .簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)在無損探傷中的應(yīng)用四、計(jì)算題(由46個(gè)小題組成，共占約20-25分)1 .某溫度傳感器精度等級(jí)為0.5級(jí)，量程范圍6001200C,求其最大允許絕對(duì)誤差A(yù) A。標(biāo)定 時(shí)某點(diǎn)的最大絕對(duì)誤差為4C,問此表是否合格？解：根據(jù)精度定義A 100% ,由題意可知：A=0.5% YFs=1200 600=600CYfs故最大允許名對(duì)誤差A(yù) A=A Y

12、fS=0.5%X 600=3C標(biāo)定時(shí)某點(diǎn)最大絕對(duì)誤差為4C,大于3C,故此溫度傳感器不合格。2 .將一支靈敏度0.08mV/C的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為50 C,電壓表讀數(shù)為60mV求熱電偶熱端溫度。解：由題意，電壓表上的讀數(shù)60mV®由熱端溫度t,冷端溫度50c產(chǎn)生白1即E (t , 50) 二60mV又由中間溫度定律E (t, 0) = E (t , 50) + E (50, 0) =60+50X 0.08=64mV所以熱端溫度為t=64/0.08=800 C3 .將100。電阻應(yīng)變片貼在彈性試件上，試件受力的橫截面積為S=0.5X10 4n2,彈性模量E=2Xl

13、011N/mo若F=5X 104N的拉力可以引起應(yīng)變電阻變化為 1Q,試求該應(yīng)變片的靈敏度系數(shù) K。解：由題意知該應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量為 R 100依據(jù)材料力學(xué)理論可知試件所受應(yīng)力6二F/S,應(yīng)變e =b/E所以J101T 0.005S?E 0.5 102 10應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K &R 1100 20.0054 .用石英晶體加速度計(jì)測(cè)量機(jī)器振動(dòng)。已知加速度計(jì)的靈敏度為 2.5 pC /g (g為重力加速度， g=9.8m/s2),電荷放大器靈敏度為80mV/pC當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度時(shí)，相應(yīng)輸出幅值電壓為4V。試計(jì)算機(jī)器的振動(dòng)加速度a。解：整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度系數(shù) K應(yīng)該等于加速度計(jì)靈

14、敏度與電荷放大器靈敏度的乘積，故 K=2.5 X 80=200mV/gU,故aa200 1020g5 .已知某霍爾元件尺寸為長(zhǎng) L=10mm寬b=3.5mm厚d=1mm沿L方向通以電流I=1.0mA,在垂 直于bXd方向上加均勻磁場(chǎng)B=0.3T,輸出霍爾電勢(shì)U=6.55mM求該霍爾元件的靈敏度系數(shù) ( 和載流子濃度n各是多少？(電荷電量e=1.602 X 10 19C)解：由霍爾電勢(shì)表達(dá)式U=E-IB得R=W (I B) =6.55/ (1X0.3) =21.8mV/mA T又由靈敏度系數(shù)故載流子濃度nKh Jned1193Kh ?e?d 21.8 1.602 101020 ,32.86 10 /m6 .某霍爾壓力計(jì)彈簧管最大位移士 1.5mm控制電流I=10mA,要求輸出電動(dòng)勢(shì)土 20mV選用HZ-3 霍爾片，其靈敏度系數(shù)為 &=1.2mV/mA T。問所求線Tt磁場(chǎng)梯度Kb至少是多少？解：依據(jù)U=&-I B可得B也上Kh I 1.2 101.67T由題意可知在位移量變化為A X=± 1.5mm時(shí)要求磁場(chǎng)變化為A B=± 1.67T所以 磁場(chǎng)梯度 Kb=AB/AX=± 1.67/ ±1.5=1.11T/mm *1 .變間距型平板電容傳感器，若d°=1mm寸，要求測(cè)量線性度為0.1%。求允許間距測(cè)量的最大變 化量A