2023年傳感器題庫及答案

壓電式傳感器一、選擇填空題:1、壓電式加速度傳感器是（D)傳感器。Ａ、結(jié)構(gòu)型B、適于測量直流信號C、適于測量緩變信號Ｄ、適于測量動態(tài)信號2、沿石英晶體的光軸ｚ的方向施加作用力時，(A）。A、晶體不產(chǎn)生壓電效應(yīng)Ｂ、在晶體的電軸ｘ方向產(chǎn)生電荷C、在晶體的機械軸ｙ方向產(chǎn)生電荷D、在晶體的光軸z方向產(chǎn)生電荷 3、在電介質(zhì)極化方向施加電場,電介質(zhì)產(chǎn)生變形的現(xiàn)象稱為(B）。A、正壓電效應(yīng)B、逆壓電效應(yīng)Ｃ、橫向壓電效應(yīng)Ｄ、縱向壓電效應(yīng)4、天然石英晶體與壓電陶瓷比，石英晶體壓電常數(shù)（C),壓電陶瓷的穩(wěn)定性(C)。A、高，差B、高，好Ｃ、低,差D、低,好５、沿石英晶體的電軸ｘ的方向施加作用力產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為（D）。Ａ、正壓電效應(yīng)B、逆壓電效應(yīng)C、橫向壓電效應(yīng)D、縱向壓電效應(yīng)6、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。7、壓電式傳感器的輸出須先通過前置放大器解決,此放大電路有電壓放大器和電荷放大器兩種形式。二、簡答題1、什么是壓電效應(yīng)?縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)有什么區(qū)別？答:某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┘油饬Χ顾冃螘r,內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，相應(yīng)地會在它的兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷,當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài),這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。通常把沿電軸X－X方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”;而把沿機械軸Y-Y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”；所以縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)的重要區(qū)別在于施力方向不同，電荷產(chǎn)生方向也不同。壓電式傳感器為什么不能測量靜態(tài)信號？答：由于壓電傳感元件是力敏感元件,HYPＥRLINK＂＂壓電式傳感器是運用所測的物體的運動產(chǎn)生的相應(yīng)的電信號，而靜態(tài)的不能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。所以壓電式傳感器不能測量靜態(tài)信號。3、壓電式傳感器連接前置放大器的作用是什么？答:前置放大器的作用:一方面把傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗，另一方面是放大傳感器輸出的薄弱信號。電容式傳感器一、選擇填空題1、變極距型電容傳感器的靈敏度K=２/d０。２、電容式傳感器采用電容器作為傳感元件，將不同的被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。3、根據(jù)工作原理的不同，電容式傳感器可分為面積變化型電容傳感器、極距變化型電容傳感器和介質(zhì)變化型電容傳感器。4、電容式傳感器常用的轉(zhuǎn)換電路有:二極管雙Ｔ形交流電橋、差動脈沖調(diào)制電路運算放大電路、調(diào)頻電路和電橋電路等。轉(zhuǎn)換為電量的變化，進而實現(xiàn)非電量的測量。5、移動電容式傳感器的動極板，導(dǎo)致兩極板有效覆蓋面積A發(fā)生變化的同時，將導(dǎo)致電容量的變化,傳感器電容改變量⊿C與動極板水平位移成反比關(guān)系,⊿Ｃ與動極板角位移成反比關(guān)系。６、電容式傳感器測量固體或液體物位時，應(yīng)當(dāng)選用（Ｂ)。A、變極距式 ?Ｂ、變介電常數(shù)式C、變面積式 Ｄ、空氣介質(zhì)變極距式７、電容式傳感器采用差動連接的目的是（D)。A、改善回程誤差 ??B、提高固有頻率C、提高精度?? ?Ｄ、提高靈敏度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、增大一倍Ｃ、減小一倍? ?D、增大兩倍9、當(dāng)變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增長時,將引起傳感器的（B）。A、靈敏度增長??? B、靈敏度減小Ｃ、非線性誤差增長 ? Ｄ、非線性誤差不變二、計算題１、有一臺變間隙非接觸式電容測微儀,其傳感器的極板半徑r=4mm，假設(shè)與被測工件的初始間隙為d0＝０.３mm，極板間介質(zhì)為空氣。試求：假如傳感器與工件的間隙減少Δd=１0μm,電容的變化量。2、一個以空氣為介質(zhì)的平板電容式傳感器,其中a＝10ｍm,ｂ＝16ｍm,兩極板間距ｄ=１mm。測量時,若上極板在原始位置上向左平移了2ｍｍ,求該傳感器的電容變化量。3、一個圓形平板電容式傳感器,其極板半徑為５mm，工作初始間隙為0.3ｍm,空氣介質(zhì)，所采用的測量電路的靈敏度為100ｍV/ｐF,讀數(shù)儀表靈敏度為５格/mＶ。假如工作時傳感器的間隙產(chǎn)生2μm的變化量，則讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？電阻式傳感器一、填空選擇題1、與金屬箔式應(yīng)變片相比，半導(dǎo)體應(yīng)變片的最大優(yōu)點是靈敏度高。2、應(yīng)變直流電橋測量電路中，全橋靈敏度是單臂電橋靈敏度的4倍。3、應(yīng)變直流全橋電路中,相鄰橋臂的應(yīng)變片的應(yīng)變極性應(yīng)一致（選一致或相反)。４、將電阻應(yīng)變片貼在各種彈性敏感元器件上可以構(gòu)成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。５、金屬絲在外力作用下發(fā)生機械形變時它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)。固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需要采用特別設(shè)計的測量電路，通常采用交流電橋電路或直流電橋電路。6、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)變片的電橋補償法Ｃ、補償線圈補償法 D、恒流源溫度補償電路法7、電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史,是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一。將電阻應(yīng)變片粘貼到各種彈性敏感元件上,可構(gòu)成測量各種參數(shù)的電阻應(yīng)變式傳感器,這些參數(shù)涉及(ABＣ)。A、位移 B、加速度C、力? D、力矩二、簡答題1、什么叫應(yīng)變效應(yīng)？運用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。三、計算題1、假如將1０0?的應(yīng)變片貼在彈性試件上，若試件截面積S=0.5×１0－4ｍm2，彈性模量E=2×１011N/ｍ2,若由5×1０4N拉力引起的應(yīng)變片電阻變化為1?,試求該應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。如題圖１-１所示為等強度梁測力系統(tǒng)，為電阻應(yīng)變片,應(yīng)變片靈敏度系數(shù),未受應(yīng)變時,當(dāng)試件受力時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變,求：（1)應(yīng)變片電阻變化量和電阻相對變化量。（２)將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3v，求電橋輸出電壓是多少。熱電式傳感器１、熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導(dǎo)體的＿_接觸___＿＿_電動勢,另一部分是單一導(dǎo)體的__＿溫差___電動勢。2、熱電偶產(chǎn)生熱電勢必須具有的基本條件是1

兩種導(dǎo)體的材料不同、2

兩接觸點的溫度不同

。3、熱電偶中熱電勢的大小僅與導(dǎo)體材料的性質(zhì)、接觸點的溫度有關(guān)，而與熱電極尺寸、形狀及溫度分布無關(guān)。4、常用的熱電式傳感元件有熱電偶、熱電阻和熱敏電阻。5、在各種熱電式傳感器中，以將溫度轉(zhuǎn)換為電勢或電阻的方法最為普遍，例如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)換為電阻的測溫元件。6、半導(dǎo)體熱敏電阻涉及:(AＢＣ)。A、正溫度系數(shù)熱敏電阻 B、負溫度系數(shù)熱敏電阻C、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻?Ｄ、非溫度系數(shù)熱敏電阻7、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)果是運用了熱電偶的哪個基本定律（B）。A、中間導(dǎo)體定律B、中間溫度定律Ｃ、標(biāo)準電極定律D、均質(zhì)導(dǎo)體定律８、熱電偶中熱電勢由（ＢC)組成。Ａ、感應(yīng)電動勢B、溫差電動勢C、接觸電動勢D、切割電動勢9、工程(工業(yè))中,熱電偶冷端解決方法有（ＣD)A、熱電動勢修正法B、溫度修正法Ｃ、0℃恒溫法D、冷端延長法10、實用熱電偶的熱電極材料中,用的較多的是（D)A、純金屬Ｂ、非金屬Ｃ、半導(dǎo)體Ｄ、合金11、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、反向電壓都可以?D、不需加電壓簡述熱電偶可以工作的兩個條件是什么?答：1、兩金屬電極的材料不同2、兩接觸點的溫度不同簡述熱電偶測溫原理？答:可見:只要測出EAB(T,T０）的大小,就能得到被測溫度T，這就是運用熱電偶測溫的原理14、什么是中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律?它們在運用熱電偶測溫時有什么實際意義?答：中間導(dǎo)體定律:將由Ａ、B兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的冷端（T0端）斷開而接入的三種導(dǎo)體C后，只要冷、熱端的T0、T保持不變,則回路的總熱電勢不變。根據(jù)此定律，只要儀表兩接入點的溫度保持一致（T０）儀表的接入就不會影響熱電勢。并且A、B結(jié)點的焊接方法也可以是任意的。中間溫度定律EAB（T1,T3）=EAB（T1，T2)＋ＥAB（T2,T3）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)果就是運用了熱電偶的中間溫度定律傳感器基礎(chǔ)1、傳感器重要完畢兩方面的功能：檢測和(D）。A、測量 ?B、感知C、信號調(diào)節(jié) D、轉(zhuǎn)換2、屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是(ＡC)。A、反復(fù)性 ?B、固有頻率Ｃ、靈敏度?D、漂移3、傳感器的重要功能是(A)。A、檢測和轉(zhuǎn)換 Ｂ、濾波與放大C、調(diào)制與解調(diào)?Ｄ、傳輸與顯示4、傳感器的下列指標(biāo)中所有屬于靜態(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、反復(fù)性、漂移Ｄ、精度、時間常數(shù)、反復(fù)性一個實用的傳感器由那幾部分構(gòu)成？各部分的功用是什么?用框圖標(biāo)示出你所理解的傳感器系統(tǒng)。答：敏感元件：直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成擬定關(guān)系的某一物理量的元件，是傳感器的核心。轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號。測量電路:將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行進一步的轉(zhuǎn)換和解決,如放大、濾波、線性化、補償?shù)?以獲得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、解決及控制等功能。測量電路轉(zhuǎn)換元件敏感元件測量電路轉(zhuǎn)換元件敏感元件被測量電信號非電信號輔助電源輔助電源電感式傳感器１、電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的,電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的自感或互感的變化，并通過測量電路進一步轉(zhuǎn)換為電量的變化,進而實現(xiàn)非電量的測量。2、電感式傳感器可以對（ＡBC）等物理量進行測量。A、位移??Ｂ、振動C、壓力??D、流量3、差動變壓器結(jié)構(gòu)形式有相敏檢波電路、差分整流電路和直流差分變壓器電路等,它們的工作原理基本同樣，都是基于線圈互感量的變化來測量的。4、為什么電感式傳感器一般都采用差動形式?解:差動式結(jié)構(gòu),除了可以改善非線性,提高靈敏度外，對電源電壓、頻率的波動及溫度變化等外界影響也有補償作用;作用在銜鐵上的電磁力，是兩個線圈磁力之差,所以對電磁力有一定的補償作用,從而提高了測量的準確性。5、渦流式傳感器的重要優(yōu)點是什么?解:電渦流式傳感器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量,此外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點,應(yīng)用極其廣泛。6、電渦流傳感器除了能測量位移外,還能測量哪些非電量？解：還可以對厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量?；魻柺絺鞲衅?.說明霍爾效應(yīng)的原理？解:置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)?；魻杺鞲衅魇沁\用半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)進行磁－電轉(zhuǎn)換的磁電式傳感器什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電動勢與哪些因素有關(guān)?答：置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體,當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時,載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。由知霍爾電勢與輸入電流IC、磁感應(yīng)強度B成正比,且當(dāng)B的方向改變時，霍爾電勢的方向也隨之改變。假如所施加的磁場為交變磁場，則霍爾電勢為同頻率的交變電勢。光電式傳感器1、光纖傳感器用的光纖重要有兩種：（AB）。A、單模光纖 Ｂ、多模光纖C、單晶光纖?D、多晶光纖2、按探測機理的不同，紅外傳感器分為紅外熱探測器和紅外光子探測器兩大類。３、光纖工作的基礎(chǔ)是光的全反射定律。4、任何物質(zhì)，只要它的溫度高于絕對零度(-２７３．1５）,就會向周邊空間輻射紅外線。5、數(shù)值孔徑NＡ是光纖的一個重要參數(shù)，以下說法不對的的是（Ｂ）。A、數(shù)值孔徑反映了光纖的集光能力B、光纖的數(shù)值孔徑與其幾何尺寸有關(guān)Ｃ、數(shù)值孔徑越大，光纖與光源的耦合越容易D、數(shù)值孔徑越大,光信號的畸變也越大光導(dǎo)纖維是運用哪種光學(xué)現(xiàn)象進行導(dǎo)光的？光導(dǎo)纖維的數(shù)值孔徑有何意義?答:光導(dǎo)纖維是運用光的全反射現(xiàn)象進行導(dǎo)光的。NA=光導(dǎo)纖維數(shù)值孔徑反映了光纖的集光能力，數(shù)值孔徑越大,光纖與光源的耦合越容易,數(shù)值孔徑越大，光信號的畸變也越大。簡述什么是紅外傳感器,簡述紅外傳感器的組成