傳感器及檢測第二版復(fù)習(xí)題

1、一、選擇題1. 用脈沖錘激振時，為了獲得較寬的激振頻率，可（ ）。 BA、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的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。?）。 C 兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個橋臂應(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.屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（ ）。 B A遲滯 B過沖量 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)同步器的作用是測量（ ）

2、。 C 電壓 B.電流 C位移 D相位差 6.下列測力傳感器中，屬于發(fā)電型測力傳感器的是（ ）。 B A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，會產(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（ ）。 C A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。 A磁 乘積 電流 電勢9.在檢測技術(shù)中，主要采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的（ ）。 CA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（ ）。 BA非線性 B遲滯 C

3、重復(fù)性 D靈敏度誤差11.不能實(shí)現(xiàn)非接觸式測量的傳感器是( )。AA 壓電式 B 電渦流式 C 光電式 D 光纖式12.（ ）是測試系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，將被測系統(tǒng)或過程中需要觀測的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。CA敏感元件B轉(zhuǎn)換元件C傳感器D被測量13.半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是（ ）。BA線性好B靈敏度高C溫漂小D穩(wěn)定性好14.為減輕傳感器測量電路的負(fù)載效應(yīng)，應(yīng)（ ）。AA增大負(fù)載內(nèi)阻B使負(fù)載阻抗與信號阻抗匹配C減小負(fù)載內(nèi)阻D最好使負(fù)載短路15.測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量

4、（ ）。DA速度B靜態(tài)的力或壓力C加速度 D動態(tài)的力或壓力17.選擇二階裝置的阻尼比=0. 707，其目的是（ ）。DA. 阻抗匹配B. 增大輸出量C. 減小輸出量D. 接近不失真條件18.傳感器的種類和形式很多， RLC震蕩電路的動態(tài)特性可看作是（ ）。CA零階系統(tǒng)B一階系統(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，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、

5、輸出電壓大，本身電容小，適宜用于以電壓作輸出信號B、輸出電荷大，本身電容大， 時間常數(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D、輸出電荷小，本身電容小， 時間常數(shù)大22、下面不屬于不等位電勢U0產(chǎn)生原因的是（ ）。 CA、霍爾電極安裝位置不對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幾何尺寸不均勻； C、元件由金屬或絕緣體構(gòu)成；D、激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分布等23、霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的主要原因不包括（ ） CA霍爾電極安裝位置不對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幾何尺寸不均勻C周圍環(huán)境溫度變化D激勵電極接觸不良造成

6、激勵電流不均勻分配 24、變隙式電容傳感器的兩極板極間的初始距離d0增加時，將引起傳感器的（ ） CA靈敏度K0增加 B靈敏度K0不變C非線性誤差增加 D非線性誤差減小25、用電容式傳感器測量固體或液體物位時，應(yīng)該選用（  ）。 CA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相對橋臂阻值乘積相等C相對橋臂阻值比值相等 D相鄰橋臂阻值之和相等27、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（ ）。 CA. 不變

7、B. 2倍 C. 4倍 D. 6倍28、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量將（ ）。 AA增大 B減小 C不變 D無法確定29、固態(tài)壓敏電阻在某一方向上承受應(yīng)力時，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 30、在整個測量過程中，如果影響和決定誤差大小的全部因素（條件）始終保持不變，對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量，這樣的測量稱為（） CA組合測量 B靜態(tài)測量C等精度測量 D零位式測量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( )。 DA.電阻式  B

8、.電感式C.電容式D.電壓式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 （   ）。 BA、 60      B、 120     C、 200      D、 35033、差動變壓器屬于( )。 DA.電容式傳感器B.壓電式傳感器C.電阻式傳感器D.電感式傳感器34、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( )。 C A、量程 B、靈敏度 C、阻尼比 D、重復(fù)性 35、下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測量的是（ ）。 C A、壓力 B、力

9、矩 C、溫度 D、厚度 36、信號傳輸過程中產(chǎn)生干擾的原因是( )。 C A.信號是緩變的 B.信號是快變的 C.干擾的耦合通道 D.信號是交流的 37、直流電橋的平衡條件可以概括為（ ）。 AA對臂阻抗之積相等 B對臂阻抗之比相等 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=0707，其目的是（ ）。 DA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用于測量（     ）。 BA靜態(tài)的力或壓力       B動態(tài)的力或壓力C位移 &#

10、160;               D溫度40、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( )。 C A、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的辦法是( )。 C減小激勵電流 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

11、阻44、傳感器能感知的輸入變化量越小,表示傳感器的( )。 DA、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)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磁力線分布呈( )。 CA、軸對稱分布 B、原形 C、橢圓形 D、方形 47、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( )。 CA、量程 B、靈敏度 C、阻尼比 D、重復(fù)性 48、傳感器的組成部分中直接感受被測物理量的是( )。 B A、轉(zhuǎn)換元件 B、敏感元件 C、轉(zhuǎn)換電路 D、放大元件 49、通常在微機(jī)控制的檢測

12、系統(tǒng)中完成多路切換的器件是( )。 B A、采樣保持器 B、多路模擬開關(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( )。 BA、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，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為( )。 DA、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、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( )。 DA、重復(fù)性 B、線性度C、靈敏度 D、固有頻率53、對石英晶體，下列說法正確的是（ ）。 AA、 沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生。B、

13、沿光軸方向施加作用力，不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會有電荷產(chǎn)生。C、 沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但沒有電荷產(chǎn)生。D、 沿光軸方向施加作用力，會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會有電荷產(chǎn)生。54、用電橋測量應(yīng)變時，如下哪種形式既有很好的線性，又具有最高的增益( )。 AA、全橋 B、半橋單臂C、半橋雙臂 D、對面放置一對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10個齒的調(diào)制盤，以30p的角速度轉(zhuǎn)動

14、時，光電二極管的輸出信號頻率是( )。 DA、300Hz B、 180 HzC、 450Hz D、 150Hz58、為了提高磁電式加速度傳感器的頻響范圍，一般通過( )來實(shí)現(xiàn)。 BA、減小彈簧片的剛度 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、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是( )。 BA、遲滯B、過沖量C 、穩(wěn)定性D、線性度60、光敏二極管或者三極管測量某光源的光通量時，是根據(jù)它們的( )特性實(shí)現(xiàn)的。 BA、光譜特性 B、伏安特性 C、頻率特性 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_兩個基本功能。（檢測）（轉(zhuǎn)換）2、 傳感器的技術(shù)

15、的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為提高與改善傳感器的技術(shù)性能；開展基礎(chǔ)理論研究，尋找新原理、開發(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）本題答案：（測力）（加速度）5、 電阻式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)化為_變化的傳感器。（電阻）6、 采用熱電阻作為測量溫度的原件是將_的測量轉(zhuǎn)化為_的測量。（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

16、）8、 電感式傳感器是利用 電磁感應(yīng) 原理將被測物理量轉(zhuǎn)換成線圈 和 的變化，再由測量電路轉(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)換為電勢大小的熱電式傳感器是 傳感器（熱電偶）11、 某熱敏電阻，其B值為2900K，若冰點(diǎn)電阻為500k，熱敏電阻在100時的阻抗為_ _。（_29k_）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一般都很微弱，需

17、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。（信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路）15、 數(shù)據(jù)融合的三個層次：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)特征來分類。（工作原理）17、 傳感器性能的改善主要集中于差動技術(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)信號作用下的_關(guān)系。（輸入-輸出）19、 一個理想的傳感器就是要確被測信號的無失真轉(zhuǎn)換，使檢測結(jié)果盡量反映出被測量的原始特征，寫出他的輸出y(t)和輸入x(t)的關(guān)系_。（y(t)=Ax(t-t0)）20、 電橋應(yīng)變片R置

18、于單臂測量電橋，若提高橋臂比則非線性誤差將_。（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，沿l方向通以電流I=1.0mA，在垂直于lw面方向加有均勻磁場B=0.3T，傳感器的靈敏系數(shù)KH=22V/(A·T)，則其輸出霍爾電勢為_ ，其載流子濃度為_。（6.6mV）（2.84×1020）23、 渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是 、 和結(jié)構(gòu)簡單。（無接觸）（動態(tài)特性好）24、 某些材料（如霍爾元件）的電阻值受到磁場的影響而改變的現(xiàn)象稱為_。（磁阻效應(yīng)）25、 變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量 （增

19、加，減少）。（）26、 霍爾傳感器廣泛應(yīng)用于 、 、加速度和振動等方面的測量（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 （金屬材料）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、 為便于對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和處理，根據(jù)測量數(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 。（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)

20、常采用階躍信號作為輸入，頻率響應(yīng)常采用_作為輸入。（正弦函數(shù)）33、 傳感器的動態(tài)特性可以從_兩個方面來分析。（時域和頻域）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值_。（相等）36、 電阻應(yīng)變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用_。（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 的共同作用才會具有壓電效應(yīng)。（外電場）（壓力）39、 磁電感應(yīng)式傳感器是以 為理論基礎(chǔ)的。（電磁感應(yīng)原理）40、 采用熱電阻作為測量溫度的元件是將 的測量轉(zhuǎn)換為

21、的測量。（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 、 和光探測器三部分組成。（光源）（光纖）43、 用水銀溫度計(jì)測量水溫，如從測量的具體方法來看它屬于 測量。（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、簡答題1. 改善傳感器性能的技術(shù)途徑有哪些？答： 差動技術(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. 什么是傳感器的動態(tài)特性？如何分析傳感器的動態(tài)特性？

22、傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵（輸入）的響應(yīng)（輸出）特性，即輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 傳感器的動態(tài)特性可以從時域和頻域兩個方面分別采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來分析。瞬態(tài)響應(yīng)常采用階躍信號作為輸入，頻率響應(yīng)常采用正弦函數(shù)作為輸入。3. 試分析差動變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個鐵芯上繞有兩個一次繞組W1a,W1b=W1，和兩個二次繞組W2a,W2b=W2，兩個一次繞組順向串接，兩個二次繞組反向串接。銜鐵處于初始位置時，差動變壓器輸出電壓為零；試分析差動變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個鐵芯上繞有兩個一次繞組W1a,W1b=W1，和兩個二次繞組W2a,W2b=W2，

23、兩個一次繞組順向串接，兩個二次繞組反向串接。銜鐵處于初始位置時，差動變壓器輸出電壓為零；試分析差動變壓器式傳感器工作原理。答：在A、B兩個鐵芯上繞有兩個一次繞組W1a,W1b=W1，和兩個二次繞組W2a,W2b=W2，兩個一次繞組順向串接，兩個二次繞組反向串接。銜鐵處于初始位置時，差動變壓器輸出電壓為零；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)生光生電動勢等，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，光子的能量傳給光電材料表面的電子，

24、如果入射到表面的光能使電子獲得足夠的能量，電子會克服正離子對它的吸引力，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，而不會逸出物體的現(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)生電動勢的光生伏特效應(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），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而產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象

25、，是將光能變?yōu)殡娔艿囊环N效應(yīng)。基于光生伏特效應(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？對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，絕對誤差的絕對值和符號不可預(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，測量結(jié)果分散，精密度低。反之，測量結(jié)果的重復(fù)性好，精密度高； 在實(shí)際測量中，當(dāng)系統(tǒng)誤差已設(shè)法消除或減小到可以忽略的程度時，如果仍然存在測量數(shù)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，則說明存在隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差是測量過程中許多獨(dú)立的、微笑的、偶然的因素引起的綜合結(jié)果。6、 傳

26、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化傳感器的理論分析、數(shù)據(jù)處理、制作標(biāo)定和測試。 常用的線性化方法是：切線或割線擬合，過零旋轉(zhuǎn)擬合，端點(diǎn)平移來近似，多數(shù)情況下用最小二乘法來求出擬合直線。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，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。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

27、壓？ 答：原因有三：（1）傳感器的兩個次級繞組的電氣參數(shù)不同和幾何尺寸不對稱（2） 磁性材料的磁化曲線的非線性（3） 勵磁電壓本身含高次諧波。 消除方法：（1） 盡可能保證傳感器的幾何尺寸、繞組線圈電氣參數(shù)和磁路的對稱；（2） 采用適當(dāng)?shù)臏y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，被測量對光纖內(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，再通過對被調(diào)制過的信號進(jìn)行解調(diào)，從而得出被測信號。（2）非功能型光纖傳感器。這是利用其它敏感元件感受被測量的變化，與其他敏感元件組合而成的

28、傳感器，光纖只作為光的傳輸介質(zhì)。10.什么是軟測量？實(shí)現(xiàn)軟測量的一般方法是什么？答：所謂軟測量，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)的一組可測變量，構(gòu)造某種以可測變量為輸入、被估計(jì)變量為輸出的數(shù)字模型，通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對無法直接測量的重要過程變量的估計(jì)。方法：輔助變量選擇、輸入數(shù)據(jù)處理、軟測量模型建立和軟測量模型的校正等。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，分別完成檢測和轉(zhuǎn)換兩個基本功能。輔助電源信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路傳感元件被測量敏感元件另外還需要信號調(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

29、：傳感器的線性化有助于簡化傳感器的理論分析、數(shù)據(jù)處理、制作標(biāo)定和測試。 常用的線性化方法是：切線或割線擬合，過零旋轉(zhuǎn)擬合，端點(diǎn)平移擬合，多數(shù)情況下用最小二乘法來求出擬合直線13.測量方法是如何分類的？（1） 根據(jù)測量方式的不同可分為直接測量，間接測量和組合測量；（2） 根據(jù)測量方法的不同可以分為偏差式測量，零位式測量和微差式測量；（3） 根據(jù)測量精度要求的不同可以分為等精度測量和非等精度測量；（4） 根據(jù)被測量變化的快慢可分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量；（5） 根據(jù)測量敏感元件是否與被測介質(zhì)接觸可分為接觸式測量和非接觸式測量。14.計(jì)量光柵是如何實(shí)現(xiàn)測量移位的？答：主光柵與運(yùn)動部件連在一起，當(dāng)被測物體

30、運(yùn)動時，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)動部件的位移成正比。15.試比較數(shù)據(jù)融合的三個層次：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，它先對來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)，然后對特征信息進(jìn)行綜合分析和處理。決策層：通過不同類型的傳感器觀測同一個目標(biāo)，每個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、識別或判決，以建立對所觀察目標(biāo)的初步結(jié)論。16、傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢有哪些？答：提高與改善傳感器的技術(shù)

31、性能；開展基礎(chǔ)理論研究、尋找新原理、開發(fā)新材料、采用新工藝或探索新功能等；傳感器的集成化；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)信號作用下的輸入、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大

32、類？答：（1）光電效應(yīng)傳感器 （2）紅外熱釋電探測器 （3）固體圖像傳感器 （4）光纖傳感器20、軟測量有何意義？（1）能夠測量目前由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)的原因無法或難以用傳感器直接檢測的重要的過程參數(shù)；（2）打破了傳統(tǒng)單輸入、單輸出的儀表格局；（3）能夠在線獲取被測量對象微觀的二維/三維時空分布信息，以滿足許多復(fù)雜過程參數(shù)測量的需要；（4）可在同一儀表中實(shí)現(xiàn)軟測量技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合。采用智能總線化儀表，使在一臺儀表中實(shí)現(xiàn)多個回路的控制成為可能；（5）便于修改。軟測量要通過編程或組態(tài)來完成，通過對模型參數(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量系統(tǒng)進(jìn)行誤

33、差補(bǔ)償處理和故障診斷、進(jìn)行動態(tài)校準(zhǔn)和動態(tài)性能改善，從而可以提高測量精度和可靠性。四、分析題1、已知一熱電偶的時間常數(shù)t=10s，如果用它來測量一臺爐子的溫度，爐內(nèi)溫度在540至500之間接近正弦曲線波動，周期為80s，靜態(tài)靈敏度K=1。試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時間。 解：依題意，爐內(nèi)溫度變化規(guī)律可表示為x(t) =520+20sin(wt)由周期T=80s，則溫度變化頻率f=1/T，其相應(yīng)的圓頻率 w=2pf=2p/80=p/40； 溫度傳感器（熱電偶）對爐內(nèi)溫度的響應(yīng)y(t)為y(t)=520+Bsin(wt+j) 熱電偶為一階傳感器，其響應(yīng)的幅頻特

34、性為因此，熱電偶輸出信號波動幅值為B=20A(w)=200.786=15.7 由此可得輸出溫度的最大值和最小值分別為y(t)|=520+B=520+15.7=535.7y(t)|=520B=520-15.7=504.3 輸出信號的相位差j為j()= -arctan()= -arctan(2p/80´10)= -38.2°相應(yīng)的時間滯后為Dt =2、用壓電式傳感器測量最低頻率為1Hz的振動，要求在lHz時靈敏度下降不超過5。若測量回路的總電容為500pF，求所用電壓前置放大器的輸入電阻應(yīng)為多大? 解： 由題意知，對于電荷放大器，動態(tài)響應(yīng)幅值誤差為，（取等號計(jì)算） (/n)2

35、=0.9025+0.9025 (/n)2/n =3.04=1/n =3.04/=3.04/(2×1)=0.484(s)=RC 所以R=/C=0.484/(500×10-12) =9.68×108W=968MW3、（16分）如果鎳鉻-鎳硅熱電偶冷端溫度由0漂移到10，且測量者不知道。測量的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）鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表（部分）分度號：K （參考端溫度為0）測量端溫度0102030405060

36、708090熱電動勢/mV+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、自動補(bǔ)償法。（2）測量的溫度為 T(測)=90+(3.689-3.681)/(4.095-3.681)*10=90.193()（3）實(shí)際溫度為 E（t,0）=E(t，t0)+E(t0，0)即E（t,0）=E(t，10)+E(10，0) =3.689+0.397 =4.086(mV)T（實(shí)）=90+（4.086-3,681）/(4.095-3.681)*10=99.783()（4）產(chǎn)生的誤差為T=99.782-90.197=9.590(mV)4、如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵截面積S=4×4mm2，氣隙總長度= 0.8mm，銜鐵最大位移=±0.08mm，激勵線圈匝數(shù)W=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06mm，電阻率=1.75×10-6.cm，當(dāng)激勵電源頻率f=4000Hz時，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)； 解：（1）線圈電感值（2）銜鐵位移=+0.08mm時，其電感值 銜鐵位