2019年大學(xué)《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》試題及答案

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》試題及答案

一、選擇題

1、在以下幾種傳感器當(dāng)中（C）屬于自發(fā)電型傳感器。

A、電容式B、電阻式C、壓電式D、電感式

2、（C）的數(shù)值越大，熱電偶的輸出熱電勢(shì)就越大。

A、熱端直徑B、熱端和冷端的溫度

C、熱端和冷端的溫差D、熱電極的電導(dǎo)率

3、將超聲波（機(jī)械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的（C）。

A、應(yīng)變效應(yīng)B、電渦流效應(yīng)C、壓電效應(yīng)D、逆壓電效應(yīng)

4、在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，則電路中（B）。

A、電容和電感均為變量B、電容是變量，電感保持不變

C、電感是變量，電容保持不變D、電容和電感均保持不變

5、在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入（D）,可測(cè)得最大的容量。

A、塑料薄膜B、干的紙C、濕的紙D、玻璃薄片

6、熱電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換電路采用三線(xiàn)制是為了（D）。

A、提高測(cè)量靈敏度B、減小非線(xiàn)性誤差

C、提高電磁兼容性D、減小引線(xiàn)電阻的影響

7、當(dāng)石英晶體受壓時(shí)，電荷產(chǎn)生在（B）o

A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y^Z面上

8、汽車(chē)衡所用的測(cè)力彈性敏感元件是（C）o

A、懸臂梁B、彈簧管C、實(shí)心軸D、圓環(huán)

9、在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的最主要的目的是（C）o

A、補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢(shì)的損失B、起冷端溫度補(bǔ)償作用

C、將熱電偶冷端延長(zhǎng)到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方D、提高靈敏度

10、在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來(lái)檢測(cè)工件尺寸，該加工檢測(cè)裝置是采了

(C)測(cè)量方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式D、零點(diǎn)式

11、測(cè)得某檢測(cè)儀表的輸入信號(hào)中,有用信號(hào)為20亳伏,干擾電壓也為20亳伏，則

此時(shí)的信噪比為(C)。

A、20dBB、1dBC>0dBD、50dB

12、發(fā)現(xiàn)某檢測(cè)儀表機(jī)箱有麻電感，必須采取(B)措施。

A、接地保護(hù)環(huán)B、將機(jī)箱接大地

C、抗電磁干擾D、抗紅外輻射

13、改變電感傳感器的引線(xiàn)電纜后，(C)

A不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定

B必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零

C必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定

D不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零

14、應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的(C)應(yīng)變片的之間的電阻值。

(1)覆蓋片與被測(cè)試件(2)引線(xiàn)與被測(cè)試件

(3)基片與被測(cè)試件(4)敏感柵與被測(cè)試件

A(1)(2)B(1)(2)(3)C(1)(4)D(1)(2)(3)(4)

15、在光的作用下，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(chēng)為(D)

A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)

16、碼盤(pán)式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，

是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、光電式和(C)三種。

A變電式B磁電式C電磁式D感應(yīng)同步器

17、利用測(cè)量?jī)x表指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移來(lái)決定被測(cè)量的方法稱(chēng)為(C)

A零位式測(cè)量B微差式測(cè)量

C偏差式測(cè)量D直接測(cè)量

18、（B）又可分為累進(jìn)性的、周期性的和按復(fù)雜規(guī)律變化的幾種類(lèi)型。

A系統(tǒng)誤差B變值系統(tǒng)誤差

C恒值系統(tǒng)誤差D隨機(jī)誤差

19、傳感器的靜態(tài)特性包括（D）

（1）靈敏度（2）分辨力（3）線(xiàn)性度（4）遲滯

A⑴⑵B⑴⑶C⑴⑵⑷D⑴⑵⑶⑷

20、按照測(cè)量過(guò)程的特點(diǎn)可以將測(cè)量方法分為（A）o

A直接測(cè)量和間接測(cè)量

B偏差式測(cè)量和零位式測(cè)量

C接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量

D靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量

二、填空題（本大題共5空，每空2分，共10分）

21、有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0s200C,精度等級(jí)為0.5級(jí)。該表可能出現(xiàn)

的最大誤差為±1C,當(dāng)測(cè)量100C時(shí)的示值相對(duì)誤差為±1乳

22、在選購(gòu)線(xiàn)性?xún)x表時(shí)，必須考慮應(yīng)盡量使選購(gòu)的儀表量程為欲測(cè)量的1.5倍左

右為宜。

23、傳感器由敏感元件、傳感元件、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。

三、證明題（本大題共1小題，每小題10分，共10分）

24、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R

是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，AR=0,橋路處

于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電

壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）（AR/R）o

24、證明：大學(xué)生期末試題及答案-陽(yáng)光美文網(wǎng)

略去的二次項(xiàng),即可得.

四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）

25、什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？分析熱電偶測(cè)溫的誤差因素,

并說(shuō)明減小誤差的方法。

25、答：①熱電動(dòng)勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個(gè)閉合回

路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會(huì)存在熱電勢(shì)。因而有電流

產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢(shì)稱(chēng)為溫差電勢(shì)或塞貝克電勢(shì)，通稱(chēng)熱電勢(shì)。

②接觸電動(dòng)勢(shì)：接觸電勢(shì)是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而在接觸處

形成的熱電勢(shì)。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀

和尺寸無(wú)關(guān)。

③溫差電動(dòng)勢(shì)：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。

④熱電偶測(cè)溫原理：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng),

就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回

路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適

當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大小。

⑤熱電偶三定律

a中間導(dǎo)體定律

b中間溫度定律

c參考電極定律

⑥誤差因素：參考端溫度受周?chē)h(huán)境的影響

措施：a恒溫法b計(jì)算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法d熱電

偶補(bǔ)償法e電橋補(bǔ)償法f冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法

26、霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么？

26、答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。

霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩

輸出電極之間的空載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。

溫度補(bǔ)償方法：

a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。

b電橋補(bǔ)償法

27、論述CCD的工作原理，如何用設(shè)計(jì)一臺(tái)攝像機(jī)。

27、論述CCD的工作原理，如何用設(shè)計(jì)一臺(tái)攝像機(jī)。7.4（6分）

答：CCD是一種半導(dǎo)體器件，在N型或P型硅襯底上生長(zhǎng)一層很薄的SiO2,再在

SiO2薄層上依次序沉積金屬電極，這種規(guī)則排列的MOS電容數(shù)組再加上兩端的輸

入及輸出二極管就構(gòu)成了CCD芯片。CCD可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。每一

個(gè)脈沖只反映一個(gè)光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元受光的強(qiáng)弱,

輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。

28人們說(shuō)，SMART傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)，為什么？

28、答：從SMART傳感器的功能和優(yōu)點(diǎn)兩方面來(lái)看

①功能

自補(bǔ)償功能：如非線(xiàn)性、溫度誤差響應(yīng)時(shí)間等的補(bǔ)償

自診斷功能：如在接通電源時(shí)自檢

微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作系統(tǒng)

信息存儲(chǔ)和記憶功能

數(shù)字量輸出和顯示

②優(yōu)點(diǎn)：

精度高，可通過(guò)軟件來(lái)修正非線(xiàn)性，補(bǔ)償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補(bǔ)償隨機(jī)誤差，

從而使精度大為提高有一定的可編程自動(dòng)化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)調(diào)

零、自檢等功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過(guò)串口、并口、面板數(shù)

字控制數(shù)或CRT顯示，并配打印機(jī)保存資料功能價(jià)格比大。在相同精度條件下，

多功能智能傳感器比一功能普通的傳感器性能價(jià)格比大可見(jiàn)，SMART傳感器代表

著今后傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)。

29、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？

29、答：當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果誤差按照一定的規(guī)律性

出現(xiàn)，則把這種誤差稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：

①工具誤差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。

②方法誤差：指由于對(duì)測(cè)量方法研究不夠而引起的誤差。

③定義誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而形成的誤差。

④理論誤差:是由于測(cè)量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。

⑤環(huán)境誤差：是由于測(cè)量?jī)x表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗(yàn)

時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差。

⑥安裝誤差：是由于測(cè)量?jī)x表的安裝或放置不正確所引起的誤差。

⑺個(gè)人誤差：是指由于測(cè)量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。

減小系統(tǒng)誤差的方法：

①引入更正值法：若通過(guò)對(duì)測(cè)量?jī)x表的校準(zhǔn)，知道了儀表的更正值，則將測(cè)量結(jié)

果的指示值加上更正值，就可得到被測(cè)量的實(shí)際值。

②替換法：是用可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)量具代替被測(cè)量接入測(cè)量?jī)x表，然后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量具，

使測(cè)量?jī)x表的指針與被測(cè)量接入時(shí)相同，則此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)量具的數(shù)值即等于被測(cè)量。

③差值法：是將標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量相減，然后測(cè)量二者的差值。

④正負(fù)誤差相消法：是當(dāng)測(cè)量?jī)x表內(nèi)部存在著固定方向的誤差因素時(shí)，可以改變

被測(cè)量的極性，作兩次測(cè)量，然后取二者的平均值，以消除固定方向的誤差因素。

⑤選擇最佳測(cè)量方案：是指總誤差為最小的測(cè)量方案，而多數(shù)情況下是指選擇合

適的函