傳感器原理與工程應(yīng)用考試題庫

第1頁共11頁傳感器原理與工程應(yīng)用習(xí)題單項(xiàng)選擇題1、在整個(gè)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（C）A．組合測量B．靜態(tài)測量C．等精度測量D．零位式測量1.1在直流電路中使用電流表和電壓表測量負(fù)載功率的測量方法屬于（B）。A.直接測量B.間接測量C.組合測量D.等精度測量2、1屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（B）A．重復(fù)性B．固有頻率C．靈敏度D．漂移2．1不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（B）A．重復(fù)性B．固有頻率C．靈敏度D．漂移2.2以下那一項(xiàng)不屬于電路參量式傳感器的基本形式的是(D)。

A.電阻式

B.電感式

C.電容式D.電壓式2.2傳感器的主要功能是（A）。A.檢測和轉(zhuǎn)換B.濾波和放大C.調(diào)制和解調(diào)D.傳輸和顯示3.電阻式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成(B)變化的傳感器。

A.電子B.電壓

C.電感D.電阻3.1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（

D

）。A．直流平衡電橋

B．直流不平衡電橋C．交流平衡電橋

D．交流不平衡電橋3.2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（B）。

A、60Ω

B、120Ω

C、200Ω

D、350Ω3.3電阻應(yīng)變片式傳感器一般不能用來測量下列那些量（D）Ａ、位移Ｂ、壓力Ｃ、加速度Ｄ、電流3.4直流電橋的平衡條件為（B）A．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3.5全橋差動(dòng)電路的電壓靈敏度是單臂工作時(shí)的（C）。A.不變B.2倍C.4倍D.6倍3.6、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（

B）。A．導(dǎo)電材料電阻率的變化B．導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C．導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化D．導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化3.7、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（

A、B）。A．電阻絲有溫度系數(shù)B．試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)C．電阻絲承受應(yīng)力方向不同D．電阻絲與試件材料不同

3.8、直流電橋平衡的條件是（A）。A相臨兩臂電阻的比值相等B相對兩臂電阻的比值相等C相臨兩臂電阻的比值不相等D所有電阻都相等4、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（A）。A．增大B．減小C．不變D．無法確定4.1、差動(dòng)螺線管式電感傳感器配用的測量電路有(C)。A．直流電橋B．變壓器式交流電橋C．差動(dòng)相敏檢波電路D．運(yùn)算放大電路差4.2、差動(dòng)變壓器屬于(D)。

A.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4.3、渦流式壓力傳感器利用渦流效應(yīng)將壓力的變化變換成線圈的(D)。

A.電阻變化B.電容變化

C.渦流變化D.阻抗變化4.4下列不是電感式傳感器的是D。A變磁阻式自感傳感器B電渦流式傳感器C變壓器式互感傳感器D霍爾式傳感器(磁電式傳感器)4.5下列傳感器中不能做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的是A。A電阻應(yīng)變式B自感式C電容式D電渦流式4.6關(guān)于電渦流傳感器說法不正確的是（）A、電渦流傳感器是基于電磁感應(yīng)原理工作的B、電渦流傳感器是由渦流線圈和支架構(gòu)成的C、電渦流傳感器可以實(shí)現(xiàn)無接觸測量D、電渦流傳感器只測量靜態(tài)量，不能測量動(dòng)態(tài)量。5、電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成()變化一種傳感器

A.電容量

B.電感量

C.介電常數(shù)

D.距離5.1變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離d0之間是（）。A正比關(guān)系B反比關(guān)系C無關(guān)系5.2、下列不屬于電容式傳感器測量電路的是（）A．調(diào)頻測量電路B．運(yùn)算放大器電路C．脈沖寬度調(diào)制電路D．相敏檢波電路5.3、如將變面積型電容式傳感器接成差動(dòng)形式，則其靈敏度將（）。A.保持不變B.增大一倍C.減小一倍D.增大兩倍5.4、當(dāng)變隙式電容傳感器的兩極板極間的初始距離d0增加時(shí)，將引起傳感器的（）A．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5.5、用電容式傳感器測量固體或液體物位時(shí)，應(yīng)該選用（

）。A．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C.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)D．產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)7.17、關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接，以下說法正確的是（）A．與單片相比，并聯(lián)時(shí)電荷量增加1倍、電容量增加1倍、輸出電壓不變B.與單片相比，串聯(lián)時(shí)電荷量增加1倍、電容量增加1倍、輸出電壓增大1倍C．與單片相比，并聯(lián)時(shí)電荷量不變、電容量減半、輸出電壓增大1倍D.與單片相比，串聯(lián)時(shí)電荷量不變、電容量減半、輸出電壓不變9．下列光電器件中，基于光電導(dǎo)效應(yīng)工作的是（）A．光電管B．光敏電阻C．光電倍增管D．光電池9.1、封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是（）A．一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)發(fā)光三極管B．一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管C．兩個(gè)發(fā)光二極管或兩個(gè)光敏三極管D．一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管9.2、光電二極管工作是需（）A、加正向工作電壓B、加反向工作電壓C、不需加電壓D、正、反電壓都可以9.3、有關(guān)光敏電阻的描述，正確的是（）A、暗電阻大B、亮電阻大C、一樣大D、無法比較9.4、基于外光電效應(yīng)的光電器件有（）A、光電倍增管B、光電池C、光敏電阻D、發(fā)光二極管9.5、利用內(nèi)光電效應(yīng)原理制成的光電元件是（）。A．光電管B．光電倍增管C．光電池D．光敏電阻9.6、下列器件中是基于外光電效應(yīng)制成的是。A光敏電阻B光電池C光電倍增管D光敏晶體管9.7光敏電阻的特性是（D）A．有光照時(shí)亮電阻很大B．無光照時(shí)暗電阻很小C．無光照時(shí)暗電流很大D．受一定波長范圍的光照時(shí)亮電流很大9.8、基于光生伏特效應(yīng)工作的光電器件是（C）A．光電管B.光敏電阻C．光電池D.光電倍增管10．不能實(shí)現(xiàn)非接觸式測量的傳感器是A。A壓電式B電渦流式C光電式D光纖式二、

填空題1、運(yùn)算是計(jì)算傳感器線性度的公式。2、要使直流電橋平衡，必須使電橋相對臂電阻值的乘積相等。3、量程是指傳感器在__測量范圍__內(nèi)的上限值與下限值之差。4、相對誤差是指測量的__絕對誤差__與被測量量真值的比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示。5、傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)主要有靈敏度、線性度、遲滯性、重復(fù)性、漂移等。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片在應(yīng)力作用下電阻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為__壓阻___效應(yīng)。7、電阻應(yīng)變片一般由__敏感柵__、基片、覆蓋層、引線四個(gè)部分組成，其中__敏感柵____是核心部件。8、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱___應(yīng)變_____效應(yīng)；半導(dǎo)體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱_______壓阻_____效應(yīng)。9、電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件是 電阻應(yīng)變片 ，其工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng) 。10、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng) 效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大。11、應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因?yàn)殡娮铚囟认禂?shù)的影響和試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。通常采用的溫度補(bǔ)償方法有線路補(bǔ)償法、應(yīng)變片自補(bǔ)償法等。電感式傳感器是利用_電磁感應(yīng)__原理，將被測量的變化轉(zhuǎn)化成__電感_____變化的一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。13、自感式傳感器主要有變間隙式、變截面式和螺管式三種類型。14、差動(dòng)變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時(shí)輸出電壓為零，而實(shí)際上由于兩線圈的結(jié)構(gòu)及參數(shù)不相等，差動(dòng)變壓器輸出電壓不為零，此電壓稱為_零點(diǎn)殘余電壓______。15、在電感式傳感器中，線圈之間的沒有耦合的是自感式傳感器，被測對象也是磁路一部分的是電渦流傳感器。16、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(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對非電量的測量。17、電感式傳感器根據(jù)工作原理的不同可分為自感式、互感式和電渦流式等種類。18、差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式有變隙式、變面積式和螺線管式等，但它們的工作原理基本一樣，都是基于電感量的變化來進(jìn)行測量，實(shí)際應(yīng)用最多的是螺線管式差動(dòng)變壓器。19、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（①增加，②減少）。20、電容式傳感器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為變極距型、變介電常數(shù)型和變面積型等三種。21、電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為 電容的變化來實(shí)現(xiàn)對物理量的測量。22、電容式傳感器根據(jù)其工作原理的不同可分為 電容式傳感器、 電容式傳感器和電容式傳感器。23、變極距型電容式傳感器單位輸入位移所引起的靈敏度與兩極板初始間距成 反比 關(guān)系。24、忽略邊緣效應(yīng)，變面積型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為線性（線性、非線性），變介質(zhì)型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為線性（線性、非線性），變極距型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為非線性（線性、非線性）。25、變極距型電容傳感器做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)后，靈敏度提高了1倍，而非線性誤差轉(zhuǎn)化為平方反比關(guān)系而得以大大降低。26、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) 。27、壓電式傳感器是一種典型的有源型傳感器（或發(fā)電型傳感器），其以某些電介質(zhì)的壓線效應(yīng)為基礎(chǔ)，來實(shí)現(xiàn)非電量電測的目的。28、某些電介質(zhì)當(dāng)沿一定方向?qū)ζ涫┝Χ冃螘r(shí)內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后又恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)；在介質(zhì)極化方向施加電場時(shí)電介質(zhì)會產(chǎn)生形變，這種效應(yīng)又稱逆壓電效應(yīng)。29、為了分析方便，在晶體學(xué)中把石英晶體用三根互相垂直的軸x、y、z來描述，分別稱為電軸、機(jī)械軸和光軸。30、石英晶體沿 Z軸（光軸）方向施加作用力不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)，沒有點(diǎn)電荷產(chǎn)生。31、石英晶體的X軸稱為電軸_，垂直于X軸的平面上縱向壓電效應(yīng)最強(qiáng)；Y軸稱為 機(jī)械軸，沿Y軸的橫向壓電效應(yīng)最明顯；Z軸稱為光軸或中性軸，Z軸方向上無壓電效應(yīng)。32、正壓電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，逆壓電效?yīng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（或機(jī)械運(yùn)動(dòng)）。33．壓電式傳感器可等效為一個(gè)電荷源和一個(gè)電容并聯(lián)，也可等效為一個(gè)電壓源與電容相串聯(lián)的電壓源。34、壓電式傳感器使用電壓放大器時(shí)，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。35、壓電元件測量電路采用前置放大器的目的是：一是把它的高輸出阻抗變換成低輸出阻抗、二是放大傳感器輸出的微弱信號。目前經(jīng)常應(yīng)用的前置放大器有電壓放大和電荷放大兩種。36、目前壓電式傳感器的常用的材料有壓電晶體、壓電陶瓷和高分子電致伸縮材料等三類，其中壓電晶體具有良好的溫度穩(wěn)定性，常用于高精度的測量。壓電材料的逆壓電效應(yīng)還可以用來產(chǎn)生超聲波。37、霍爾元件有兩對電極，一對用來施加_激勵(lì)電壓或電流，稱為_______________電極，另一對用來輸出_輸出引線_，稱為________________電極。38、霍爾效應(yīng)指：金屬或半導(dǎo)體置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在_垂直于電流和磁場方向上會產(chǎn)生電動(dòng)勢。39．光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)三大類。光電效應(yīng)分為內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)兩大類，其中，光敏電阻的原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)效應(yīng)的。三、名詞解釋：1、傳感器：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。重復(fù)性：用本方法在正常和正確操作情況下，由同一操作人員，在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，使用同一儀器，并在短期內(nèi)，對相同試樣所作多個(gè)單次測試結(jié)果，在95%概率水平兩個(gè)獨(dú)立測試結(jié)果的最大差值線性度：測試系統(tǒng)的輸出與輸入系統(tǒng)能否像理想系統(tǒng)那樣保持正常值比例關(guān)系（線性關(guān)系）的一種度量。2、正壓電效應(yīng)答：壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用時(shí)發(fā)生變形，并且在其表面上會產(chǎn)生電荷，若將外力去掉，它們又重新回到不帶電的狀態(tài)。具有壓電效應(yīng)材料有石英晶體、人工制造的壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛等。逆壓電效應(yīng)：是指對晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象四、簡答題1、解釋什么是傳感器？傳感器的基本組成包括哪兩大部分？這兩大部分各自起什么作用？答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。什么是傳感器的靜態(tài)特性，描述靜態(tài)特性的技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出—輸入關(guān)系。與時(shí)間無關(guān)。主要性能指標(biāo)有：線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性和量程等。3．金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同? 答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。4、簡要說明電容式傳感器的工作原理。答：電容式傳感能將被測量轉(zhuǎn)換為傳感器電容變化。傳感器有動(dòng)靜兩個(gè)板板，板板間的電容為：，式中：ε0真空介電常數(shù)εr介質(zhì)的相對介電常數(shù)δ兩極板間的距離有關(guān)A極板的有效面積當(dāng)動(dòng)板板運(yùn)動(dòng)或極板間的介質(zhì)變化就會引起傳感器電容值的變化，從而構(gòu)成變極距式、變面積式和變介質(zhì)型的電容式傳感器。什么是電渦流效應(yīng)？答:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈漩渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，這種現(xiàn)象成為電渦流。石英晶體x、y、z軸的名稱及其特點(diǎn)是什么？X軸叫做電軸，y軸叫做機(jī)械軸，軸叫做光軸。通常把沿電軸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(jī)械軸y方向上的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”。沿z軸方向的力作用時(shí)不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。畫出壓電元件的兩種等效電路畫出壓電式傳感器中采用電荷放大器的電路圖，并分析證明輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。9．試說明壓電式傳感器中，壓電片并聯(lián)和串聯(lián)后對測量的影響。答：壓電元件能夠方便地組合應(yīng)用，起到提高電壓輸出靈敏度的作用，這是壓電式傳感器的一個(gè)特點(diǎn)（2分）。組合的基本方式有串聯(lián)和并聯(lián)。并聯(lián)的特點(diǎn)是：輸出電壓相等，電容相加，總電荷量相加，因此輸出的電荷量增加，適用于電荷輸出場合（3分，圖1分）。串聯(lián)的特點(diǎn)是總電荷量不變，電壓相加，電容減小，因此，電靈敏度提高，適用于電壓輸出場合（3分，圖1分）。10.什么是霍爾效應(yīng)？答：在置于磁場的導(dǎo)體或半導(dǎo)體中通入電流，若電流與磁場垂直，則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個(gè)電勢差，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，是由科學(xué)家愛德文·霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的。產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電壓。11．光電效應(yīng)有哪幾種?與之對應(yīng)的光電元件各有哪些? 答：光電效應(yīng)有外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種?；谕夤怆娦?yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等；基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等；基于光生伏特效應(yīng)的光電元件有光電池等。什么是內(nèi)光電效應(yīng)？列舉幾種基于內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電器件（不少于三個(gè)）。答：在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能（電阻率）發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。（包括光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)）13、什么是外光電效應(yīng)？什么是內(nèi)光電效應(yīng)？在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。當(dāng)光照射在物體上，使物體的電阻率ρ發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)。根據(jù)工作原理的不同，內(nèi)光電效