傳感器總復習題

傳感器總復習題一、單項選擇題1、傳感器中直接感受被測量的部分是（B）A、轉(zhuǎn)換元件B、敏感元件C、轉(zhuǎn)換電路D、放大電路2、屬于傳感器動態(tài)特性指標的是(B)A.重復性B.固有頻率C.靈敏度D.線性度3、屬于傳感器動態(tài)特性指標的是（D）A、靈敏度B、線性度C、遲滯D、幅頻特性4、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.重復性越好D.分辨力越高5、在傳感器的靜態(tài)特性中，描述傳感器在正、反行程期間，其輸入—輸出曲線不重合現(xiàn)象的是（A）A、遲滯B、重復性C、線性度D、穩(wěn)定性6、某位移傳感器在輸入量變化為5mm時，輸出電壓變化800mV，其靈敏度為（C）。A、160V/mmB、160mV/mC、160mV/mmD、160mV/cm7、下列測力傳感器中，屬于發(fā)電型測力傳感器的是(B)見教材P90A、自感式傳感器B、磁電感應式傳感器C、電容式傳感器D、應變式傳感器8、當某晶體沿一定方向受外力作用而變形時，其相應的兩個相對表面產(chǎn)生極性相反的電荷，去掉外力時電荷消失，這種現(xiàn)象稱為（B）見教材P107A、壓阻效應B、壓電效應C、應變效應D、霍爾效應提示：壓阻效應是引起電阻率變化壓電效應是引起電荷變化應變效應是引起電阻變化壓磁效應是引起磁導率變化霍爾效應的對象是半導體，產(chǎn)生霍爾效應的變化9、單色光的波長越短，它的（A）。A頻率越高，其光子能量越大B頻率越低，其光子能量越大C頻率越高，其光子能量越小D頻率越低，其光子能量越小10、光敏電阻適于作為（B）。見教材P127A、光的測量元件B、光電導開關元件C、加熱元件D、發(fā)光元件11、可以作為遠紅外探測的光電元件是（C）。見教材P128A、光敏二極管B、光電倍增管C、光敏電阻D、光敏三極管12、下列光電元件中，依據(jù)“光生伏特效應”原理來工作的是（A）。見教材P129A、硅光電池B、Sb-Cs光電倍增管C、硒化鎘光敏電阻D、鍺光敏三極管13、有關光敏電阻的描述，正確的是（A）見教材P127-128A、暗電阻大B、亮電阻大C、暗電流大D、亮電流小14、在下面幾種傳感器中，攝像機中常用的是（D）A、光纖傳感器B、霍爾片C、光敏二極管D、CCD15、不依據(jù)“內(nèi)光電效應”原理工作的光電式傳感器是（A）見教材P125-126A、光電倍增管B、光電池C、光敏電阻D、光敏二極管16、下列類型的熱敏電阻，最適合作為溫度開關使用的是（C）。見教材P168A．NTC負溫度系數(shù)型B.PTC正溫度系數(shù)型C．CTR臨界溫度系數(shù)型D都可以17、熱電偶溫度計采用補償導線不能起到的作用是（A）。見教材P166A．節(jié)省熱電偶的長度B.避免使用冷端補償C.將熱電偶的參考端遠離熱端D.使得參比端不受熱端高溫的影響18、對于正溫度系數(shù)半導體熱敏電阻(PTC)，隨著溫度的上升，其電阻率將A。A、上升B、下降C.、保持不變D.、歸零19、下列關于熱電偶理論的敘述，其中正確的是：（A）見教材P163-165A若熱電偶兩電極材料相同，則無論兩端接觸點的溫度如何，總的熱電勢為0B由于熱電偶使用不同的A，B材料制成，即使其兩端接觸點的溫度相同，但也會使回路中的總熱電勢不等于0。C熱電偶產(chǎn)生的熱電勢不僅和材料、溫度有關，還與熱電極的尺寸有關。D在熱電偶電路中接入第三種導體，即使該導體的兩端溫度不同，熱電偶產(chǎn)生的總熱電勢也不會有所變化。20、常見的熱電阻是由（B）材料制成的。A、非金屬B、金屬C、半導體D、陶瓷21、常見的熱敏電阻是由（C）材料制成的。A、非金屬B、金屬C、半導體D、陶瓷22、為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，不能采用的溫度補償方法是（D）。見教材P165A、補償導線法B、電橋補償法C、冷端恒溫法D、差動放大法23、下列諧振式傳感器的諧振頻率與被測量成線性關系的是（D）見教材P187A、振筒式B、振弦式C、振梁式D、壓電式24、振筒式雙管密度傳感器和單管密度傳感器相比較，二者的測量誤差關系是（C）見教材P192A、相同B、前者大C、后者大D、不一定25、可用來制作超聲波探頭的材料是（C）見教材P196A、應變片B、熱電偶C、壓電陶瓷D、霍爾片26、已知超聲波在某工件中的傳播速度為5200米/秒，測得超聲波從發(fā)射到接收的時間間隔為20微秒，則該工件的厚度為（C）毫米見教材P197公式（11-5）A、5.2B、10.4C、52D、10427、測量大厚度工件的厚度，可以采用的放射源是（C）。見教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以28、測量材料表面涂層的厚度，可以采用的放射源是（B）見教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以29、測量氣體壓力，可以采用的放射源是（A）見教材P200A、α射線B、β射線C、γ射線D、前述3種都可以30、可以用SnO2氣敏傳感器測量的物理量是（C）A位移B濕度C煙霧濃度D速度31、能用來檢測酒精含量的傳感器是（C）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件32、能用來監(jiān)測大氣中酸雨濃度的傳感器是（D）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件33、可用作無觸點開關的傳感器是（A）見教材P214A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件34、可以用來制作溫室大棚用濕度計的傳感器是（B）A、磁敏二極管（SMD）B、Fe3O4濕敏半導瓷C、SnO2氣敏器件D、ISFET離子敏器件二、判斷題（正確打√標記，錯誤打×標記）1、（×）造成電感傳感器零點殘余電壓的原因是由于電感線圈受外界磁場的干擾。（見P49：零點殘余電壓的原因是由于兩電感線圈的等效參數(shù)不對稱）2、（√）螺管型電感傳感器采用差動結(jié)構(gòu)后也不能完全消除非線性誤差。（有零殘電壓）3、（√）傳感器的閾值，實際上就是傳感器在零點附近的分辨力。4、（×）變極距型電容式傳感器，即使采用差動結(jié)構(gòu)也不能完全消除非線性誤差。（原因見P69：變極距型電容式傳感器存在著原理非線性）5、（×）如果電容傳感器的電纜丟失了，更換另一根電纜后，可以不必對測量系統(tǒng)重新進行標定，也可直接使用。（原因見P76:更換電纜后，必須要對測量系統(tǒng)重新進行標定）6、（×）在壓電式傳感器的測量線路中，電壓放大器能夠測量靜態(tài)量，只是更換電纜后需要重新標定靈敏度。（原因：壓電式傳感器不能測量靜態(tài)力）7、（×）壓電式力傳感器既可以測量靜態(tài)力，也可以測量動態(tài)力。8、（×）光纖是利用光的折射原理工作的，光纖由纖芯和包層構(gòu)成，且纖芯的折射率小于包層的折射率。（原因：纖芯的折射率大于包層的折射率）9、（×）由均質(zhì)材料構(gòu)成的熱電偶，熱電勢的大小與導體材料及導體中間溫度有關，與熱電偶尺寸、形狀及電極溫度分布無關。（因為：熱電勢的大小與電極溫度分布有關）10、（×）在熱電偶回路中接入第三種材料的導線，不會影響熱電偶的輸出熱電動勢(因為還要求：接入的第三種材料的導線的兩端的溫度要相等)11、（×）半導體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值就越大12、（×）超聲波傳感器的發(fā)射探頭是利用正壓電效應、接收探頭是利用負壓電效應來對被測量進行測量的。（原因：發(fā)射探頭是利用負壓電效應、接收探頭是利用正壓電效應）13、（√）超聲波的能量遠遠大于振幅相同的一般聲波。14、（×）超聲波在固體中的傳播速度要比其在空氣中的傳播速度慢很多。（原因：快很多）15、（√）超聲波的能量遠遠大于振幅相同的一般聲波，16、（√）超聲波在液體只能傳播縱波，不能傳播橫波。17、（×）壓電式傳感器的前置放大電路采用電壓放大器，其輸出與電纜的分布電容和放大器的反饋電容有關。（原因：其輸出與電纜的分布電容無關）18、（√）振弦式諧振傳感器常采用差動式結(jié)構(gòu)，主要目的是減小非線性誤差。19、（√）諧振式傳感器的轉(zhuǎn)換電路常以頻率的平方作為輸出量,其目的是為了提高線性度。三、填空題：1、傳感器一般由（敏感元件）、（轉(zhuǎn)換元件）、（轉(zhuǎn)換電路）三部分組成2、由于電阻應變片存在“橫向效應”，使得電阻應變片的應變靈敏度系數(shù)（小于）電阻絲的應變靈敏度系數(shù)。3、要使直流電橋平衡，必須使電橋相對臂電阻值的（乘積）相等。4、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(應變)效應。5、電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除（非線性誤差），同時還能起到提高（靈敏度）的作用。7、電感式傳感器按照工作原理，可以分為（變氣隙）型、（變截面）型、（螺管）型三種。8、電容式傳感器可以分為（變極距）型、（變面積）型、（變介電常數(shù)）型三種。9、電感式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路，可分為（調(diào)幅）電路、（調(diào)頻）電路、（調(diào)相）電路三種。10、磁電感應式傳感器的工作原理是（電磁感應），可以分為（恒定磁通）式和（變磁通）式兩類12、光電效應有三種類型，即（外光電）效應、（內(nèi)光電）效應和（光生伏特）效應。13、在光照射下，物體的導電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的效應稱為（光電效應）14、光電式傳感器是利用光敏元件將（光）信號轉(zhuǎn)換為（電）信號的裝置。15、按傳播模式的多少來分類，光纖有（單模光纖）和（多模光纖）兩類。16、光線在纖芯和包層的界面上不斷地產(chǎn)生全反射而向前傳播的條件是：入射角（大于）臨界角17、熱電偶產(chǎn)生的熱電勢一般由（接觸）電動勢和（溫差）電動勢組成。19、諧振式傳感器是直接將被測量的變化轉(zhuǎn)換為物體（諧振頻率）變化的裝置。20、按照振動頻率從低到高，機械波可以分為（次聲波）、（聲波）和（超聲波）21、半導體受到作用力后，其電阻率會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為半導體的（壓阻）效應。22、半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為半導體的（霍爾）效應。23、金屬導體置于變化的磁場中，導體內(nèi)部就會產(chǎn)生感應電流，這種電流在導體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，稱之為（電渦流）效應四、簡答題1、書上習題：P20的1題：傳感器靜態(tài)特性主要有哪些性能指標？答：線性度、遲滯、重復性、靈敏度、分辨力、閾值、穩(wěn)定性、溫度漂移、靜態(tài)誤差。2、電阻應變片傳感器的轉(zhuǎn)換電路采用差動電橋的優(yōu)點是什么？答：（1）提高了電橋的電壓靈敏度；（2）消除了非線性誤差；（3）消除了電阻應變片的溫度誤差。3、減小電感式傳感器的零殘電壓的有效措施？（書上P66的2題）答：（1）盡可能保證傳感器幾何尺寸、電感線圈電氣參數(shù)對稱。（2）選用合適的測量電路，例如采用相敏整流電路。（3）采用補償線路，例如在差動變壓器的二次線圈一側(cè)串聯(lián)、并聯(lián)適當數(shù)值的電阻、電容元件。4、簡述霍爾元件的誤差來源及其相應的補償措施（教材P97—99）答：（1）不等位電動勢誤差：加調(diào)節(jié)電阻（2）寄生直流電動勢誤差：在霍爾元件制作和安裝時，盡量使電極歐姆接觸，并使散熱良好，散熱均勻。（3）溫度誤差：采用恒流源供電和輸入回路加串聯(lián)、并聯(lián)電阻；合理選擇輸出負載電阻；采用溫度補償元件（如熱敏電阻、電阻絲等）；在霍爾輸出端接入溫度補償電橋。五、計算題1、書上習題：P20的4解：P17的公式（1-39）得：時間常數(shù)=a1/a0=30/3=10靜態(tài)靈敏度k=b0/a0=0.15/3=0.052、已知兩個二階傳感器的固有頻率分別是800Hz和1200Hz，阻尼比都是0.5，測量頻率為400Hz的信號時，應該選用哪個傳感器比較好？為什么？見第1章的PPT課件，知：二階傳感器的歸一化幅頻特性函數(shù)為是二階傳感器的固有角頻率見第1章的PPT課件，知道：二階傳感器的歸一化幅度誤差為：解：分別計算歸一化幅度誤差所以，選擇固有頻率1200Hz的二階傳感器比較好（誤差?。?、下圖為一直流應變電橋，圖中E=6V，R1=R2=R3=R4=200Ω，R3和R4為外接電阻，R1，R2都是應變片，且批號相同，感應應變的大小都相同，但是極性相反。當被測試件受到軸向拉伸時，測得兩應變片的電阻變化值ΔR1=ΔR2=2Ω。（1）求電橋的輸出電壓U0=？（2）如果應變片的靈敏系數(shù)為2，求被測試件受到軸向拉伸的應變值。解：(1)由教材P29的圖2-9（a）知道，此電橋為兩臂差動半橋。電橋的輸出電壓U0由教材P30的式（2-11）給出，即：輸出對稱電橋，故=30mV(2)解：由教材P24的知，被測試件受到軸向拉伸的應變值和應變片的靈敏系數(shù)k的關系為：4、書上習題：P89的第2題解：線位移平板形單組式的變面積（S）型的電容傳感器，見右圖，兩極板相對覆蓋部分的寬度為b=4mm;兩極板覆蓋部分的長度為l；兩極板的間隙為d=0.5mm當寬度為b的極動板移動時，兩極板的相對移動變化距離為2mm，按照上述公式，得到電容變化量：靜態(tài)靈敏度5、書上習題：P106的第2題已知霍爾元件的l、b、d（長、寬、厚）分別為1.0cm×0.35cm×0.1cm，沿l（長度）方向通電流I=1.0mA，在垂直lb（長×寬）方向上加上均勻磁場B=0.3T，霍爾傳感器靈敏系數(shù)KH為22V/(A.T)，求輸出的霍爾電動勢UH和霍爾元件的霍爾系數(shù)RH解