傳感器與檢測(cè)第二版復(fù)習(xí)題

1、一.選擇題1. 用脈沖錘激振時(shí)，為了獲得較寬的激振頻率，可（）oBA、增加敲擊力B、增加錘頭硬度C、增大錘重D、減小錘重2. 利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（）。C兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C. 兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D. 兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片3. 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）。BA. 遲滯B. 過(guò)沖量C. 穩(wěn)定性D. 線性度4. 傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（）。D線性度越好遲滯越小重復(fù)性越好分辨力越高5. 感應(yīng)同步器的作用是測(cè)量（）。C電壓B. 電流C.

2、位移D. 相位差6. 下列測(cè)力傳感器中，屈于發(fā)電型測(cè)力傳感器的是（）oBA. 自感式傳感器B. 磁電感應(yīng)式傳感器C. 電容式傳感器D. 應(yīng)變式傳感器7. 金屬在受到外力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變，其電阻也將隨之發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象稱為（）。CA. 霍爾效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.應(yīng)變效應(yīng)D.壓電效應(yīng)8. 在霍爾元件的主要指標(biāo)中，KH是指（）靈敏度。AA. 磁B.乘積C.電流D.電勢(shì)9. 在檢測(cè)技術(shù)中，主要釆用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的（）oCA. 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傳感器在正、反行程中輸出輸入曲線不重合稱為（）oBA. 非線性B.遲滯C.重復(fù)性D.

3、靈敏度誤差11. 不能實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量的傳感器是（）oAD光纖式A壓電式B電渦流式C光電式12. （）是測(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過(guò)程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。CA. 敏感元件B.轉(zhuǎn)換元件C.傳感器D.被測(cè)量）BC.溫漂小D.穩(wěn)定性好13半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是（A. 線性好B.靈敏度高14為減輕傳感器測(cè)量電路的負(fù)載效應(yīng)，應(yīng)（）oAA. 增大負(fù)載內(nèi)阻B使負(fù)載阻抗與信號(hào)阻抗匹配C.減小負(fù)載內(nèi)阻D.最好使負(fù)載短路15測(cè)量不能直接接觸的高溫物體溫度，可采用（）溫度傳感器。BA. 熱電偶B.亮度式C.半導(dǎo)體三極管D.半導(dǎo)體二極管16壓電式傳感器目前多用于測(cè)量（A.速度B.靜態(tài)

4、的力或壓力)DC.加速度D.動(dòng)態(tài)的力或壓力17選擇二階裝置的阻尼比=0.707,A. 阻抗匹配B.增大輸出量件其目的是（）oDC減小輸出量D.接近不失真條18傳感器的種類和形式很多，RLC震蕩電路的動(dòng)態(tài)特性可看作是（）oCA. 零階系統(tǒng)B.階系統(tǒng)C.二階系統(tǒng)D.三階系統(tǒng)19下列那種器件不是利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的（）。DA.光電池B.光敏二極管C.光敏電阻D.光電倍增管20固態(tài)壓敏電阻在某一方向上承受應(yīng)力時(shí)，它的電阻值發(fā)生顯著變化，這是由哪些方面因素發(fā)生顯著變化引起的（）。AA.電阻率B.幾何尺寸C.晶面上電荷D.極化電荷21、壓電晶片的連接方式中串聯(lián)接法（）AA、輸出電壓大，本身電容小，適宜用于

5、以電壓作輸出信號(hào)B、輸出電荷大，本身電容大，時(shí)間常數(shù)大C、輸出電壓小，本身電容大，適宜用于以電壓作輸出信號(hào)D、輸出電荷小，本身電容小，時(shí)間常數(shù)大22、下面不屬于不等位電勢(shì)U。產(chǎn)生原因的是（）oCA、霍爾電極安裝位置不對(duì)稱或不在同一等電位面上；B、半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或兒何尺寸不均勻；C、元件由金屬或絕緣體構(gòu)成；D、激勵(lì)電極接觸不良造成激勵(lì)電流不均勻分布等23、霍爾元件不等位電勢(shì)產(chǎn)生的主要原因不包括（）CA. 霍爾電極安裝位置不對(duì)稱或不在同一等電位上B. 半導(dǎo)體材料不均勻造成電阻率不均勻或兒何尺寸不均勻C. 周圍環(huán)境溫度變化D. 激勵(lì)電極接觸不良造成激勵(lì)電流不均勻分配24、變隙式電

6、容傳感器的兩極板極間的初始距離dO增加時(shí)，將引起傳感器的（）CA.靈敏度K。增加B.靈敏度K。不變C.非線性誤差增加D.非線性誤差減小25、用電容式傳感器測(cè)量固體或液體物位時(shí)，應(yīng)該選用（）oCA.變間隙式B.變面積式C.變介電常數(shù)式D.空氣介質(zhì)變間隙式26、直流電橋的平衡條件為（）BA.相鄰橋臂阻值乘積相等B.相對(duì)橋臂阻值乘積相等C.相對(duì)橋臂阻值比值相等D.相鄰橋臂阻值之和相等27、全橋差動(dòng)電路的電壓靈敏度是單臂工作時(shí)的（）。CA.不變B.2倍C.4倍D.6倍28、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的面積增大時(shí)，鐵心上線圈的電感量將（）。AA.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定29、

7、固態(tài)壓敏電阻在某一方向上承受應(yīng)力時(shí)，它的電阻值發(fā)生顯著變化，這是由哪些方面因素發(fā)生顯著變化引起的oAA.電阻率；B.兒何尺寸；C.晶面上電荷；D.極化電荷30、在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，如果影響和決定誤差大小的全部因素（條件）始終保持不變，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，這樣的測(cè)量稱為（A.組合測(cè)量B.靜態(tài)測(cè)量C.等精度測(cè)量測(cè)量31、以下那一項(xiàng)不屬于電路參量式傳感器的基本形式的是（A.電阻式B.電感式C.電容式32、電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多的是CD.零位式DD.電壓式（A、60QB、120033、差動(dòng)變壓器屬于（）。DA.電容式傳感器B.壓電式傳感器C、200QC.電阻式傳感器D、)

8、oB350QD.電感式傳感器34、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）oCA、量程B、靈敏度C、阻尼比D、重復(fù)性35、下列被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（）。CA、壓力B、力矩C、溫度D、厚度36、信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生干擾的原因是（）。CA.信號(hào)是緩變的B.信號(hào)是快變的C.干擾的耦合通道D.信號(hào)是交流的37、直流電橋的平衡條件可以概括為（）oAA. 對(duì)臂阻抗之積相等B. 對(duì)臂阻抗之比相等C. 相鄰臂阻抗之積相等D. 相鄰臂阻抗之和相等38、選擇二階裝置的阻尼比©=0.707,其目的是（）oDA. 阻抗匹配B. 增大輸出量C. 減小輸出量D. 接近不失真條件39、壓電式傳感器目前多

9、用于測(cè)量（）。BA.靜態(tài)的力或壓力B.動(dòng)態(tài)的力或壓力C移D溫度40、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）oCA、量程B、靈敏度C、阻尼比D、重復(fù)性41、在以下幾種傳感器當(dāng)中（）屬于自發(fā)電型傳感器。CA、電容式B、電阻式C、壓電式D、電感式42、減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是（）oC減小激勵(lì)電流B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度C、使用電橋調(diào)零電位器D、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度43、以下四種傳感器中屬于四端元件的是（）。D霍爾元件B、壓電晶體C、應(yīng)變片D、熱敏電阻)oD44、傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（A、線性度越好B、遲滯越小C、重復(fù)性越好D、分辨力越高45、傳感器的線性范圍愈寬，表明傳感器工作在線性區(qū)

10、域內(nèi)且傳感器的（）。AA、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46、當(dāng)壓磁元件受外力作用時(shí)磁力線分布呈（）oCA、軸對(duì)稱分布B、原形C、橢圓形D、方形B、靈敏度D、重復(fù)性47、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）oCA、量程C、阻尼比48、傳感器的組成部分中A、轉(zhuǎn)換元件C、轉(zhuǎn)換電路直接感受被測(cè)物理量的是（）。BB、敏感元件D、放大元件49、通常在微機(jī)控制的檢測(cè)系統(tǒng)中完成多路切換的器件是（）。BA、釆樣保持器B、多路模擬開(kāi)關(guān)C、集成運(yùn)放D、濾波器50、在典型噪聲干擾抑制方法中差分放大器的作用是（）oBA、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51、在光的作用下，

11、電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為（）oDA、磁電效應(yīng)B、聲光效應(yīng)C、光生伏特效應(yīng)D、光電導(dǎo)效應(yīng)52、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）oDA、重復(fù)性B、線性度C、靈敏度D、固有頻率53、對(duì)石英晶體，下列說(shuō)法正確的是（）oAA、沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒(méi)有電荷產(chǎn)生。B、沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會(huì)有電荷產(chǎn)生。C、沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒(méi)有電荷產(chǎn)生。D、沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會(huì)有電荷產(chǎn)生。54、用電橋測(cè)量應(yīng)變時(shí)，如下哪種形式既有很好的線性，乂具有最高的增益（）。AA、全橋B、半橋單臂C、半

12、橋雙臂D、對(duì)面放置一對(duì)55、影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是（）。DA、電纜的安裝與固定方式B、電纜的長(zhǎng)度C、前置放大器的輸出阻抗D、前置放大器的輸入阻抗56、傳感器能檢測(cè)到的最小輸入增量為（）。DA、靈敏度B、遲滯C、閾值D、分辨率57、電機(jī)軸上安裝一個(gè)10個(gè)齒的調(diào)制盤，以30兀的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電二極管的輸出信號(hào)頻率是（）。DA、300HzB、180HzC、450HzD、150Hz58、為了提高磁電式加速度傳感器的頻響范圍，一般通過(guò)（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。BA、減小彈贊片的剛度B、增加磁鐵的質(zhì)量C、減小系統(tǒng)的阻尼力D、提高磁感應(yīng)強(qiáng)度59、屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（）。BA、遲滯B、過(guò)沖量C、穩(wěn)

13、定性D、線性度60、光敏二極管或者三極管測(cè)量某光源的光通量時(shí)，是根據(jù)它們的（）特性實(shí)現(xiàn)的。BA、光譜特性B、伏安待性C、頻率待性D、光電特性二.填空題1、傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,分別完成和兩個(gè)基本功能。（檢測(cè)）（轉(zhuǎn)換）2、傳感器的技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為提高與改善傳感器的技術(shù)性能;開(kāi)展基礎(chǔ)理論硏究,尋找新原理、開(kāi)發(fā)新材料、采用新工藝和探索新功能等；傳感器的、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化。（集成化）3、衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)是、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性和漂移。（線性）4、用彈性元件盒電阻應(yīng)變片及一些附件可以組成應(yīng)變片傳感器，按照用途劃分為應(yīng)變式傳感器、應(yīng)變式傳感器。（任填兩個(gè)）本題答

14、案：（測(cè)力）（加速度）5、電阻式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為變化的傳感器。（電阻）6、采用熱電阻作為測(cè)量溫度的原件是將的測(cè)量轉(zhuǎn)化為的測(cè)量。（溫度）（電阻）7、用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是和。（石英晶體）（壓電陶瓷）8、電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成線圈和的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。（自感系數(shù)）（互感系數(shù)）9、將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的壓電效應(yīng)稱為（逆壓電效應(yīng)）10、將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)大小的熱電式傳感器是傳感器（熱電偶）11、某熱敏電阻具3值為2900K若冰點(diǎn)電阻為500kQ，熱敏電阻在100°C時(shí)的阻抗為_(kāi)。（_29kQ_）

15、12、光纖傳感器一般分為兩大類，即傳光型（非功能性）光纖傳感器和光纖傳感器.（傳感性（功能性）13、熱敏電阻常數(shù)B大于零的是_溫度系數(shù)的熱敏電阻。（負(fù)）14、由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱”需要有將其放大或轉(zhuǎn)換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。（信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路）15、數(shù)據(jù)融合的三個(gè)層次：原始層、特征層、。（決策層）16、傳感器可按輸入量、輸出量、基本效應(yīng)、能量變換關(guān)系以及所蘊(yùn)含的技術(shù)特征來(lái)分類。（工作原理）17、傳感器性能的改善主要集中于差動(dòng)技術(shù)、平均技術(shù)、屏蔽、隔離與干擾抑制、穩(wěn)定性處理。（補(bǔ)償與修正技術(shù)）18、傳感器的靜態(tài)特性是它在穩(wěn)態(tài)信號(hào)作用下的關(guān)系。（輸入-輸出）19、個(gè)理想的傳感

16、器就是要確被測(cè)信號(hào)的無(wú)失真轉(zhuǎn)換,使檢測(cè)結(jié)果盡量反映出被測(cè)量的原始特征，寫出他的輸出y（t）和輸入x（t）的關(guān)系（y（t）=Ax（t-to）20、電橋應(yīng)變片R置于單臂測(cè)量電橋,若提高橋臂比貝歸E線性誤差將o（減?。?1、半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是主要基于半導(dǎo)體材料的。（壓阻效應(yīng)）22、某霍爾元件尺寸為1xxwd=1Onmx3.5nmxlnun,沿/方向通以電流Al.OmA,在垂直于/"面方向加有均勻磁場(chǎng)3=0.3T,傳感器的靈敏系數(shù)Ah=22V/（AT）,則其輸出霍爾電勢(shì)為_(kāi),其載流子濃度為。（6.6mV）（2.84xlO20）23、渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是、和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（無(wú)接觸）（

17、動(dòng)態(tài)特性好）24、某些材料（如霍爾元件）的電阻值受到磁場(chǎng)的影響而改變的現(xiàn)象稱為o（磁阻效應(yīng)）25、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí),鐵芯上的線圈電感量（增加，減少）（）26、霍爾傳感器廣泛應(yīng)用于_、_、加速度和振動(dòng)等方面的測(cè)量（電磁）（壓力）27、而將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻大小的熱電式傳感器是（全屬材料）或（半導(dǎo)體材料）。（熱電阻）（熱敏電阻）28、CCD圖像傳感器分為線性CCD和面陣CCD面陣CCD主要用于<（攝像領(lǐng)域）29、軟測(cè)量的輸入數(shù)據(jù)處理包括換算和兩方面。（數(shù)據(jù)誤差處理）30、為便于對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和處理，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)中誤差的特征或特性可以將誤差分為：系統(tǒng)誤差、和。（

18、隨機(jī)誤差）（粗大誤差）31、按傳感器的輸入量進(jìn)行分類可分為位移傳感器、速度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器。（溫度傳感器）32、瞬間響應(yīng)常采用階躍信號(hào)作為輸入，頻率響應(yīng)常采用作為輸入。（正弦函數(shù)）33、傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以兩個(gè)方面來(lái)分析。（時(shí)域和頻域）34、最有效，最常用的電阻應(yīng)變片溫度補(bǔ)償方法是。（電橋補(bǔ)償法）35、電橋平衡的條件可概括為相鄰兩臂電阻的比o（相等）36、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，多釆用o（交流平衡電橋）37、電磁組式傳感器的敏感元件由線圈、和三部分組成。（鐵芯）（銜鐵）38、壓電陶瓷需要有和的共同作用才會(huì)具有壓電效應(yīng)。（外電場(chǎng)）（壓力）39、磁電感應(yīng)式

19、傳感器是以為理論基礎(chǔ)的。（電磁感應(yīng)原理）40、采用熱電阻作為測(cè)量溫度的元件是將的測(cè)量轉(zhuǎn)換為的測(cè)量。（溫度）（電阻）41、光電效應(yīng)分為和兩大類（內(nèi)光電效應(yīng)）（外光電效應(yīng)）42、光纖傳感器由、和光探測(cè)器三部分組成。（光源）（光纖）43、用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫，如從測(cè)量的具體方法來(lái)看它屬于測(cè)量。（偏差式）44、數(shù)據(jù)融合人工智能類方法：、智能融合方法。（模糊邏輯推理）（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法）三、簡(jiǎn)答題1. 改善傳感器性能的技術(shù)途徑有哪些？答：差動(dòng)技術(shù)；平均技術(shù)；補(bǔ)償與修正技術(shù)；屏蔽、隔離與干擾抑制；穩(wěn)定性處理。2. 什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？如何分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性？傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)動(dòng)態(tài)激勵(lì)（輸入）的

20、響應(yīng)（輸出）特性，即輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面分別釆用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來(lái)分析。瞬態(tài)響應(yīng)常采用階躍信號(hào)作為輸入，頻率響應(yīng)常采用正弦函數(shù)作為輸入。3. 試分析差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個(gè)鐵芯上繞有兩個(gè)一次繞組Wla,Wlb=Wl,和兩個(gè)二次繞組W2a,W2b=W2,兩個(gè)一次繞組順向串接，兩個(gè)二次繞組反向串接。銜鐵處于初始位置時(shí)，差動(dòng)變壓器輸出電壓為零；試分析差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個(gè)鐵芯上繞有兩個(gè)一次繞組Wla,Wlb=Wl,和兩個(gè)二次繞組W2a,W2b=W2,兩個(gè)一次繞組順向串接，兩個(gè)二次繞組反向串接。銜鐵

21、處于初始位置時(shí)，差動(dòng)變壓器輸出電壓為零；試分析差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個(gè)鐵芯上繞有兩個(gè)一次繞組Wla,Wlb=Wl,和兩個(gè)二次繞組W2a,W2b=W2,兩個(gè)一次繞組順向串接，兩個(gè)二次繞組反向串接。銜鐵處于初始位置時(shí)，差動(dòng)變壓器輸出電壓為零；銜鐵上移時(shí).嘰甲銜鐵下移時(shí)”；變壓器輸出電壓可以表示銜鐵位移大小，但不能辨別方向。4. 什么是光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)？答：光照射到物體上使物體發(fā)射電子，或電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)等，這些因光照引起物體電學(xué)特性改變的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。當(dāng)光照射到金屬或金屬氧化物的光電材料上時(shí)，光子的能量傳給光電材料表面的電子，如果入射到表面的

22、光能使電子獲得足夠的能量，電子會(huì)克服正離子對(duì)它的吸引力，脫離材料表面進(jìn)入外界空間，這種現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。根據(jù)外光電效應(yīng)制作的光電器件有光電管和光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)是指物體受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)逸出物體的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng)多發(fā)生在半導(dǎo)體內(nèi)，可分為因光照引起半導(dǎo)體電阻率變化的光電導(dǎo)效應(yīng)和因光照產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng)兩種。光電導(dǎo)效應(yīng)是指物體在入射光能量的激發(fā)下，其內(nèi)部產(chǎn)生光生載流子（電子-空穴對(duì)），使物體中載流子數(shù)量顯著增加而電阻減小的現(xiàn)象。基于光電導(dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻。光生伏特效應(yīng)是指光照在半導(dǎo)體中激發(fā)出的光電子和空穴在空間分開(kāi)而產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，是將光能變?yōu)殡?/p>

23、能的一種效應(yīng)?；诠馍匦?yīng)的光電器件典型的有光電池;此外，光敏二極管、光敏晶體管也是基于光生伏特效應(yīng)的光電器件。5. 什么是隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差有何特征？隨機(jī)誤差的產(chǎn)生原因是什么？對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)誤差的絕對(duì)值和符號(hào)不可預(yù)知地隨機(jī)變化，但就誤差的總體而言，具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，這類誤差稱之為隨機(jī)誤差；隨機(jī)誤差大，測(cè)量結(jié)果分散，精密度低。反之，測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性好，精密度高；在實(shí)際測(cè)量中，當(dāng)系統(tǒng)誤差己設(shè)法消除或減小到可以忽略的程度時(shí)，如果仍然存在測(cè)量數(shù)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，則說(shuō)明存在隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差是測(cè)量過(guò)程中許多獨(dú)立的、微笑的、偶然的因素引起的綜合結(jié)果。6、傳感器輸入-輸出特性的

24、線性化由什么意義？如何實(shí)現(xiàn)其線性化？答:傳感器的線性化有助于簡(jiǎn)化傳感器的理論分析、數(shù)據(jù)處理、制作標(biāo)定和測(cè)試。常用的線性化方法是：切線或割線擬合，過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合，端點(diǎn)平移來(lái)近似，多數(shù)情況下用最小二乘法來(lái)求出擬合直線。7、應(yīng)變電阻式傳感器的工作原理是什么？答：電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)的。當(dāng)被測(cè)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(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測(cè)物理量的大小。8. 引起零點(diǎn)殘余電壓的原因是什么？如何消除零點(diǎn)殘余電壓？答：原因有三：（1）

25、傳感器的兩個(gè)次級(jí)繞組的電氣參數(shù)不同和兒何尺寸不對(duì)稱（2）磁性材料的磁化曲線的非線性（3）勵(lì)磁電壓本身含高次諧波。消除方法：（1）盡可能保證傳感器的兒何尺寸、繞組線圈電氣參數(shù)和磁路的對(duì)稱；（2）釆用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路，如相敏整流電路。（3）9. 試區(qū)分功能型和非功能型光纖傳感器。答：（1）功能型光纖傳感器。這是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件，被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸?shù)牡墓膺M(jìn)行調(diào)制，使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振等特性發(fā)生變化，再通過(guò)對(duì)被調(diào)制過(guò)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，從而得出被測(cè)信號(hào)。（2）非功能型光纖傳感器。這是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變化，與其他敏感元件組合而成的傳感器，光纖只作為光的傳輸介質(zhì)。1

26、0. 什么是軟測(cè)量？實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量的一般方法是什么？答：所謂軟測(cè)量，就是依據(jù)某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，選擇與被估計(jì)變量相關(guān)的一組可測(cè)變量，構(gòu)造某種以可測(cè)變量為輸入、被估計(jì)變量為輸出的數(shù)字模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)法直接測(cè)量的重要過(guò)程變量的估計(jì)。方法：輔助變量選擇、輸入數(shù)據(jù)處理、軟測(cè)量模型建立和軟測(cè)量模型的校正等。11. 傳感器一般由哪幾部分組成？答:傳感器的基本組成分為敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩部分，分別完成檢測(cè)和轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本功能。另外還需要信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，輔助電源。12. 傳感器輸入-輸出特性的線性化由什么意義？如何實(shí)現(xiàn)其線性化？答：傳感器的線性化有助于簡(jiǎn)化傳感器的理論分析、數(shù)據(jù)處理、制作標(biāo)定和測(cè)試。常用

27、的線性化方法是：切線或割線擬合，過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合，端點(diǎn)平移擬合，多數(shù)情況下用最小二乘法來(lái)求出擬合直線13-測(cè)量方法是如何分類的?（1）根據(jù)測(cè)量方式的不同可分為直接測(cè)量，間接測(cè)量和組合測(cè)量：（2）根據(jù)測(cè)量方法的不同町以分為偏差式測(cè)量，零位式測(cè)量和微差式測(cè)量；（3）根據(jù)測(cè)量精度要求的不同可以分為等精度測(cè)量和非等精度測(cè)屋：（4）根據(jù)被測(cè)量變化的快慢可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量；（5）根據(jù)測(cè)量敏感元件是否與被測(cè)介質(zhì)接觸町分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。14. 計(jì)量光柵是如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量移位的？答：主光柵與運(yùn)動(dòng)部件連在一起，當(dāng)被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在主光柵、指示光柵后面形成黑白相間的莫爾條紋，條紋寬度和運(yùn)動(dòng)部件的位移成正比

28、。15. 試比較數(shù)據(jù)融合的三個(gè)層次：原始層、特征層、決策層。答：原始層：它是直接在采集到的原始數(shù)據(jù)層上進(jìn)行的融合，在各種傳感器的原始測(cè)報(bào)未經(jīng)預(yù)處理之前就進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合與分析。特征層：屬于中間層次的融合，它先對(duì)來(lái)自傳感器的原始信息進(jìn)行特征提取（特征可以是目標(biāo)的邊緣、方向、速度等），然后對(duì)特征信息進(jìn)行綜合分析和處理。決策層：通過(guò)不同類型的傳感器觀測(cè)同一個(gè)目標(biāo)，每個(gè)傳感器在本地完成基本的處理，其中包括預(yù)處理、特征抽取、識(shí)別或判決，以建立對(duì)所觀察目標(biāo)的初步結(jié)論。16、傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有哪些？答：提高與改善傳感器的技術(shù)性能；開(kāi)展基礎(chǔ)理論研究、尋找新原理、開(kāi)發(fā)新材料、采用新工藝或探索新功能等；傳感器的

29、集成化：傳感器的智能化；傳感器的網(wǎng)絡(luò)化：傳感器的微型化；17、什么是傳感器的靜態(tài)特性？描述傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有哪些？答：傳感器的靜態(tài)特性是它在穩(wěn)態(tài)信號(hào)作用卞的輸入、輸出關(guān)系。靜態(tài)特性所描述的傳感器的輸入-輸出關(guān)系中不含時(shí)間變量。衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)是線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性和漂移。18、引起電阻應(yīng)變片溫度誤差的原因是什么？電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法是什么？一是電阻溫度系數(shù)，二是線膨脹系數(shù)不同。單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片，雙絲組合式自補(bǔ)償應(yīng)變片，補(bǔ)償電路19、光電式傳感器按照工作原理可分為哪四人類？答：（1）光電效應(yīng)傳感器（2）紅外熱釋電探測(cè)器（3）固體圖像傳感器（4）光纖傳感器2

30、0、軟測(cè)量有何意義？（1）能夠測(cè)屋目前由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)的原因無(wú)法或難以用傳感器直接檢測(cè)的重要的過(guò)程參數(shù);（2）打破了傳統(tǒng)單輸入、單輸出的儀表格局；（3）能夠在線獲取被測(cè)量對(duì)彖微觀的二維/三維時(shí)空分布信息，以滿足許多復(fù)雜過(guò)程參數(shù)測(cè)量的需要；（4）可在同一儀表中實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合。采用智能總線化儀表，使在一臺(tái)儀表中實(shí)現(xiàn)多個(gè)回路的控制成為可能：（5）便于修改。軟測(cè)量要通過(guò)編程或組態(tài)來(lái)完成，通過(guò)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修改，可以方便地實(shí)現(xiàn)推理控制模型的修正。（6）有助于提高控制性能。（7）能夠?qū)y(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行誤差補(bǔ)償處理和故障診斷、進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)性能改善，從而可以提高測(cè)量精度和可靠性。四、分析題1、

31、己知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)wlOs,如果用它來(lái)測(cè)量一臺(tái)爐子的溫度，爐內(nèi)溫度在540至500°C之間接近正弦曲線波動(dòng)，周期為80s,靜態(tài)靈敏度K=l。試求該熱電偶輸出的最人值和最小值。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時(shí)間。解：依題意，爐內(nèi)溫度變化規(guī)律可表示為x(t)=520+20sin(cot)°C由周期T=80s,則溫度變化頻率匕1/T,其相應(yīng)的圓頻率3=2兀匸2兀/80=皿40；溫度傳感器（熱電偶）對(duì)爐內(nèi)溫度的響應(yīng)y（t）為y（t）=520+Bsm（cot+（p）°C熱電偶為一階傳感器，其響應(yīng)的幅頻特性為因此，熱電偶輸出信號(hào)波動(dòng)幅值為B=20xA（o）=20x0.7

32、86=15.7由此可得輸出溫度的最人值和最小值分別為y(t)|max=52O+B=52O+15.7=535.7°Cy(t)|mm=520B=520-l5.7=504.3輸出信號(hào)的相位差(P為(p(co)=-arctaii(cor)=-airtan(27c/80x10)=-38.2°相應(yīng)的時(shí)間滯后為At=3602、用壓電式傳感器測(cè)屋最低頻率為1Hz的振動(dòng)，要求在IHz時(shí)靈敏度卞降不超過(guò)5%。若測(cè)量回路的總電容為500pF,求所用電壓前置放人器的輸入電阻應(yīng)為多大？解：由題意知，對(duì)于電荷放人器，動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅值誤差為/=叫-1一5%Jl+(0/%),(取等號(hào)計(jì)算)co!烏=0.95J

33、l+co/Q)2(u)/u)n)2=0.9025+0.9025(u)/u)n)2u)/u)n=3.04T=l/U)n=3.04/u)=3.04/(2nxl)=0.484(s)=RC所以r=t/C=0.484/(500x10'12)=9.68x108Q=968MQ3、(16分)如果線鋸線硅熱電偶冷端溫度由0°C漂移到10°C,且測(cè)量者不知道。測(cè)量的E=3.689mV,那么：(下表供參考)(1) 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償有哪些方法？(4分)(2) 測(cè)量的溫度是多少？(3分)(3) 實(shí)際溫度應(yīng)該是多少？(5分)(4) 產(chǎn)生的誤差為多少？(4分)銀脊銀硅熱電偶分度表(部分)分度

34、號(hào):K(參考端溫度為YC)測(cè)量端溫度。c0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)IE+00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9396.3387.737解：(1) 補(bǔ)償導(dǎo)線法、冷端恒溫法、冷端溫度校正法、自動(dòng)補(bǔ)償法。(2) 測(cè)量的溫度為T(«)=90+(3.689-3.681)/(4.095-3.681)*10=90.193(°C)(3) 實(shí)際溫度為E(t,0)=E(t.to)+E(to.0)即E(t,0)=E(t.10)+E(

35、10.0)=3.689+0.397=4.086(mJT(實(shí))=90+(4.086-3,681)/(4.095-3.681)*10=99.783(°C)(4) 產(chǎn)生的誤差為T=99.78290.197=9.590(mV)4、如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵截面積S=4x4nmi2,氣隙總長(zhǎng)度8=0.8mm,銜鐵最大位移6=±0.08mm,激勵(lì)線圈匝數(shù)W=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06mm,電阻率p=1.75X10%.cm,當(dāng)激勵(lì)電源頻率44000Hz時(shí)，忽略漏磁及鐵損，求:(1) 線圈電感值；(2) 電感的最大變化量;(3) 線圈的直流電阻值；(4) 線圈的品質(zhì)因數(shù)；5/2解

36、：(1) 線圈電感值L=4Kxl0-250(rx4x4xl0-i57xi()_1H=i57mH50.8xlO"3(2) 銜鐵位移Ao=+0.08mni時(shí)，其電感值L+=沁二竺牡泌沖U.31X10畑131屈§+5x2(0.8+2x0.08)x10銜鐵位移&=-0.08mm時(shí),其電感值Z/Ow2sA5x24/rxKT?x2500?x4x4x10“(O.8-2xO.O8)xW3=1.96x10-1(H)=196(niH)故位移6=±008mm時(shí)，電感的最大變化量為L(zhǎng)=L_-L+=196-131=65(mH)(3) 線圈的直流電阻設(shè)0.06Anun2丿為每匝線圈的

37、平均長(zhǎng)度，則R=pl=p2L2£L=i.75xlO_6s/rd2/42500x4x4+xl0_1I2丿x(0.06xl0_1)=249.6(0)(4) 線圈的品質(zhì)因數(shù)=15.8_<yL_2蚯_2x4000x1.57x10_1Q_W_"Ir-_249.6(G)五、綜合題1、已知某廠生產(chǎn)的線性繞線電位器參數(shù)為：導(dǎo)線的電阻率p=3.14X10-3。m,導(dǎo)線橫截面積S=3.14X10'6m2,繞線節(jié)距t=lnun,電位器骨架的高h(yuǎn)=50mni,寬b=30mni,試求（1）該電位器的電阻靈敏度Kr：（2）若通過(guò)導(dǎo)線的電流為I=3A,求其電壓靈敏度Ku。解：由線性線繞電位器傳感器電阻靈敏度和電壓靈敏度的定義知,w2p(