傳感器原理與應用試題及答案（一）
傳感器原理與應用大家準備好如何應對考試了嗎?以下是小編為大家整理推薦關于傳感器原理與應用試題和答案，希望對大家有所幫助。
傳感器原理與應用試題
一、填空題：
1.利用熱敏電阻對電動機實施過熱保護，應選擇 型熱敏電阻。
2.傳感器按輸出量形類可分為 、 、 。
3.熱敏電阻常數B大于零的是 溫度系數的熱敏電阻。
4.傳感器的靈敏度是指穩態標準條件下，輸出 與輸入 的比值。對線性傳感器來說，其靈敏度是 。
5.振筒式傳感器是以均勻 作為敏感元件，將 或密度的變化轉換成 。
6.我們學過的參量式傳感器有 、 、
等。
7.已知某銅熱電阻在0℃時的阻值為50Ω，則其分度號是 ，對于鎳鉻-鎳硅熱電偶其正極是 。
8.誤差按出現的規律分 、 、 。
9.若測量系統無接地點時，屏蔽導體應連接到信號源的 。
10.用彈性元件和電阻應變片及一些附件可以組成應變片傳感器，按用途劃分用應變式
傳感器、應變式 傳感器等(任填兩個)。
11.由光電管的光譜特性看出，檢測不同顏色的光需要選用 不同的光電管，以便利用光譜特性 的區段。
12.可以測量加速度的傳感器有 、 、 等。
13.霍爾元件采用恒流源激勵是為了 。
14.對傳感器進行動態 的主要目的是檢測傳感器的動態性能指標。
15.目前應用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有 、
、 。
16.采用熱電阻作為測量溫度的元件是將 的測量轉換為 的測量。
17.按熱電偶本身結構劃分，有 熱電偶、 熱電偶、 熱電偶。
18.形成干擾的三因素是 、 、 。
19.用水銀溫度計測量水溫,如從測量的具體手段來看它屬于 測量。
20.傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規定性能指標永久改變的條件下，允許超過 的能力。
21.根據電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有 、 、
三種基本類型
22.空氣介質變隙式電容傳感器中，提高靈敏度和減少非線性誤差是矛盾的，為此實際中大都采用
式電容傳感器
23.熱敏電阻正是利用半導體的 數目隨著溫度變化而變化的特性制成的
敏感元件。
24.傳感器通常由 、 、 三部分組成。
25.傳感檢測系統目前正迅速地由 、數字式，向 方向發展。
二、選擇題：
1.差動變壓器傳感器的配用測量電路主要有 [ ]
A.差動相敏檢波電路 B.差動整流電路
C.直流電橋 D.差動電橋
2.目前我國使用的鉑熱電阻的測量范圍是 [ ]
A.-200～850℃ B.-50～850℃
C.-200～150℃ D.-200～650℃
3.測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為 [ ]
A.變極板面積型 B.變極距型 C.變介質型 D.容柵型
4.應變式壓力傳感器主要用于液體、氣體壓力的測量，測量范圍是 [ ]
A.102～106pa B.105～107pa C.104～107pa D.106～109pa
5.在兩片間隙為 1mm的兩塊平行極板的間隙中插入什么，可測得最大的容量 [ ]
A.塑料薄膜 B.干的紙 C.濕的紙 D.玻璃薄片
6.測得某檢測儀表的輸入信號中,有用信號為20 毫伏,干擾電壓也為20毫伏，則此時的信噪比為[ ]
A.20dB B.1 dB C.0 dB
7.按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于 [ ]
A.光電式傳感器 B.電容式傳感器 C.壓電式傳感器 D.磁電式傳感器
8.熱電偶可以測量 [ ]
A.壓力 B.電壓 C.溫度 D.熱電勢
9.利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小 [ ]
A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片
B.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯
C.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片
D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片
10.變氣隙式自感傳感器，當街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量 [ ]
A.增加 B.減小 C.不變 D.不確定
11.熱電阻測量轉換電路采用三線制是為了 [ ]
A.提高測量靈敏度 B.減小非線性誤差
C.提高電磁兼容性 D.減小引線電阻的影響
12.發現某檢測儀表機箱有麻電感,必須采取什么措施 [ ]
A.接地保護環 B.將機箱接大地 C.抗電磁干擾
13.電渦流式傳感器激磁線圈的電源是 [ ]
A.直流 B.工頻交流 C.高頻交流 D.低頻交流
14.下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是 [ ]
A.壓力 B.力矩 C.溫度 D.厚度
15.固體半導體攝像元件CCD是一種 [ ]
A.PN 結光電二極管電路 B.PNP型晶體管集成電路
C.MOS 型晶體管開關集成電路 D.NPN型晶體管集成電路
16.在以下幾種傳感器當中( )屬于自發電型傳感器 [ ]
A.電容式 B.電阻式 C.壓電式 D.電感式
17.當石英晶體受壓時，電荷產生在 [ ]
A.Z 面上 B.X 面上 C.Y 面上 D.X、Y、Z面上
18.在仿型機床當中利用電感式傳感器來檢測工件尺寸，該加工檢測裝置是采了什么測量方法? [ ]
A.微差式 B.零位式 C.偏差式
19.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.正比關系 B.反比關系 C.無關系 D.不確定
20.光敏電阻適于作為 [ ]
A.光的測量元件 B.光電導開關元件
C.加熱元件 D.發光元件
21.已知函數x(t)的傅里葉變換為X(f)，則函數y(t)=2x(3t)的傅里葉變換為 [ ]
A.2X( ) B.X( ) C.X(f) D.2X(f)
22.( )的數值越大,熱電偶的輸出熱電勢就越大 [ ]
A.熱端直徑 B.熱端和冷端的.溫度
C.熱端和冷端的溫差 D.熱電極的電導率
23.汽車衡所用的測力彈性敏感元件是 [ ]
A.懸臂梁 B.彈簧管 C.實心軸 D.圓環
24.在實驗室中測量金屬的熔點時,冷端溫度補償采用 [ ]
A.計算修正法 B.儀表機械零點調整法 C.冰浴法
三、名詞解釋：
1.傳感器
2.傳感器的遲滯
3.傳感器的線性度
4.光電效應
5.傳感器的分辨力
6.接地技術
7.光柵尺
8.霍爾效應
9.絕對誤差
10.應變效應
11.開關傳感器
12.光電耦合技術
四、簡答題 ：
1.彈性敏感元件在傳感器中起什么作用?
2.傳感器有哪些組成部分?在檢測過程中各起什么作用?
3.傳感器有哪些分類方法?各有哪些傳感器?
4.變氣隙式傳感器主要由哪幾部分組成?有什么特點?
5.什么是電阻應變效應?
6.感應同步器有哪幾種?直線感應同步器主要由哪幾部分組成?
7.根據工作原理可將電容式傳感器分為哪幾種類型?各自用途是什么?
8.電感式傳感器的工作原理是什么?能夠測量哪些物理量?
9.光電效應有哪幾種類型?與之對應的光電元件各有哪些?簡述各光電元件的優缺點。
10.試說明熱電偶的測溫原理。
11.什么叫順壓電效應?什么叫逆壓電效應?常用壓電材料有那幾種?
12.分析超聲波汽車倒車防撞裝置的工作原理。
13.何謂電阻式傳感器?它主要分成哪幾種?
14.常用壓電材料有那幾種?
15.干擾有哪些途徑?抑制干擾有哪些基本措施?
16.測量誤差是如何分類的?
17.試分析霍爾效應產生的原因。
18.霍爾電動勢的大小、方向與哪些因素有關?
傳感器原理與應用試題參考答案
一、填空題：
1.NTC突變
2.模擬式、數字式和開關式
3.負
4.變化量、變化量、常數
5.薄壁圓筒、被測氣體壓力、頻率
6.電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器
7.CU50，鎳鉻
8.系統誤差、隨機誤差、粗大誤差
9.對地低阻抗端(或接地端)
10.力、壓力(加速度)
11.光電陰極材料、靈敏度較高
12.電容式傳感器、壓電式傳感器、差分變壓器式傳感器
13.減小溫漂
14.標定(或校準或測試)
15.壓電晶體、壓電陶瓷、有機壓電材料
16.溫度、電阻
17.普通、鎧裝、薄膜
18.干擾源、干擾途徑、接收電路
19.偏位式
20.測量范圍
21.變間隙型、變面積型、變介電常數型
22.差動
23.載流子、溫度
24.敏感元件、傳感元件、測量轉換電路
25.模擬式、智能化
二、選擇題：
1.A B 2.A D 3.D 4.C 5.D 6.C 7.A 8.C 9.C 10.A 11.D 12.B
13.C 14.C 15.C 16.C 17.B 18.B 19.B 20.B 21.B 22.C 23.C 24.C
三、名詞解釋：
1.傳感器 能感受規定的被測量并按照一定規律轉化成可用輸出信號的器件和裝置。
2.傳感器的遲滯 表明傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程中輸出、輸入曲線不重合的程度。
3.傳感器的線性度 是指傳感器輸出、輸入的實際特性曲線和擬合直線之間的最大偏差與輸出量程范圍之百分比。
4.光電效應 光電效應是物體吸收到光子能量后產生相應電效應的一種物理現象。
5.傳感器的分辨力 傳感器分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時，傳感器的輸出不會發生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發生變化。
6.接地技術 ：導線接地起源于強電技術，它的本意是接大地，主要著眼于安全。檢測裝置電路接地的目的是為了安全、對信號電壓有一個基準電位、靜電屏蔽等。
7.光柵尺 又稱長光柵，用于長度或直線位移的測量。
8. 霍爾效應 金屬或半導體薄片置于磁感應強度為的磁場中，當有電流通過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。
9.絕對誤差 是示值與被測量真值之間的差值。
10.應變效應 導體或半導體材料在外力作用下產生機械變形(拉伸或壓縮)時，其電阻值也隨之發生相應的變化。
11.開關傳感器 當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電 平信號。
12.光電耦合技術 :光電耦合器是一種電—光—電耦合器件,它的輸入、輸出都是電流,兩者之間是絕緣的。
四、簡答題 ：
1.彈性敏感元件在傳感器中起什么作用?
答：彈性敏感元件在傳感器技術中占有很重要的地位，是檢測系統的基本元件，它能直接感受被測物理量(如力、位移、速度、壓力等)的變化，進而將其轉化為本身的應變或位移，然后再由各種不同形式的傳感元件將這些量變換成電量。
2.傳感器有哪些組成部分?在檢測過程中各起什么作用?
答：傳感器通常由敏感元件、傳感元件及測量轉換電路三部分組成。
各部分在檢測過程中所起作用是：敏感元件是在傳感器中直接感受被測量，并輸出與被測量成一定聯系的另一物理量的元件，如電阻式傳感器中的彈性敏感元件可將力轉換為位移。傳感元件是能將敏感元件的輸出量轉換為適于傳輸和測量的電參量的元件，如應變片可將應變轉換為電阻量。測量轉換電路可將傳感元件輸出的電參量轉換成易于處理的電量信號。
3.傳感器有哪些分類方法?各有哪些傳感器?
答：按工作原理分有參量傳感器、發電傳感器、數字傳感器和特殊傳感器;按被測量性質分有機械量傳感器、熱工量傳感器、成分量傳感器、狀態量傳感器、探傷傳感器等;按輸出量形類分有模擬式、數字式和開關式;按傳感器的結構分有直接式傳感器、差分式傳感器和補償式傳感器。
4.變氣隙式傳感器主要由哪幾部分組成?有什么特點?
答：變氣隙式自感式傳感器由鐵心線圈、銜鐵、測桿及彈簧等組成。變氣隙式傳感器的線性度差、示值范圍窄、自由行程小，但在小位移下靈敏度很高，常用于小位移的測量。
5.什么是電阻應變效應?
答：導體或半導體材料在外力作用下產生機械變形(拉伸或壓縮)時，其電阻值也隨之發生相應的變化，這種現象即為電阻應變效應。
6.感應同步器有哪幾種?直線感應同步器主要由哪幾部分組成?
答：感應同步器按其用途不同，可分為測量直線位移的直線感應同步器和測量角位移的圓感應同步器兩大類。直線感應同步器由定尺與滑尺組成。在定尺和滑尺上制作有印刷電路繞組，定尺上是連續繞組，節距(周期)W為2mm;滑尺上的繞組分兩組，在空間差90°相角(即1/4節距)，分別稱正弦和余弦繞組，兩組節距相等，W1為1.5mm。定尺一般安裝在設備的固定部件上(如機床床身)，滑尺則安裝在移動部件上。
7.根據工作原理可將電容式傳感器分為哪幾種類型?各自用途是什么?
答：根據電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型(又稱變間隙型)、變面積(A)型和變介電常數(ε)型。變間隙型可測量位移，變面積型可測量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數型可測量液體液位、材料厚度。
8.電感式傳感器的工作原理是什么?能夠測量哪些物理量?
答：電感式傳感器是利用電磁感應原理，將被測非電量的變化轉換成線圈的電感(或互感)變化的一種機電轉換裝置。利用電感式傳感器可以把連續變化的線位移或角位移轉換成線圈的自感或互感的連續變化，經過一定的轉換電路再變成電壓或電流信號以供顯示。它除了可以對直線位移或角位移進行直接測量外，還可以通過
9.光電效應有哪幾種類型?與之對應的光電元件各有哪些?簡述各光電元件的優缺點。
答：光電效應根據產生結果的不同，通常可分為外光電效應、內光電效應和光生伏特效應三種類型。光電管和光電流倍增管是屬于外光電效應的典型光電元件。光電倍增管的優點是靈敏度高，比光電管高出幾萬倍以上，輸出線性度好，頻率特性好;缺點是體積大、易破碎，工作電壓高達上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光測量和要求反應速度很快的場合。
基于內光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管。光敏電阻具有很高的靈敏度，光譜響應的范圍可以從紫外線區域到紅外線區域，而且體積小，性能穩定，價格較低，所以被廣泛應用在自動監測系統中。在使用光敏電阻時，光電流并不是隨光強改變而立刻做出相應的變化，而是具有一定的滯后，這也是光敏電阻的缺點之一。光敏三極管的靈敏度比二極管高，但頻率特性較差，暗電流較大。光敏晶閘管輸出功率比它們都大，主要用于光控開關電路及光耦合器中。
基于光生伏特效應的光電元件主要是光電池。應用最廣泛的是硅光電池，它具有性能穩定，光譜范圍寬，頻率特性好，傳遞效率高、能耐高溫輻射等優點。
10.試說明熱電偶的測溫原理。
答：兩種不同材料構成的熱電變換元件稱為熱電偶，導體稱為熱電極，通常把兩熱電極的一個端點固定焊接，用于對被測介質進行溫度測量，這一接點稱為測量端或工作端，俗稱熱端;兩熱電極另一接點處通常保持為某一恒定溫度或室溫，稱冷端。熱電偶閉合回路中產生的熱電勢由溫差電勢和接觸電勢兩種電勢組成。熱電偶接觸電勢是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，在熱電極接點接觸面處產生自由電子的擴散現象;擴散的結果，接觸面上逐漸形成靜電場。該靜電場具有阻礙原擴散繼續進行的作用，當達到動態平衡時，在熱電極接點處便產生一個穩定電勢差，稱為接觸電勢。其數值取決于熱電偶兩熱電極的材料和接觸點的溫度，接點溫度越高，接觸電勢越大。
11. 什么叫順壓電效應?什么叫逆壓電效應?常用壓電材料有那幾種?
答：某些電介質在沿一定的方向上受到外力的作用而變形時，內部會產生極化現象，同時在其表面上產生電荷，當外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態，這種現象稱為壓電效應。這種機械能轉化成電能的現象，稱為“順壓電效應”。反之，在電介質的極化方向上施加交變電場或電壓，它會產生機械變形，當去掉外加電場時，電介質變形隨之消失，這種現象稱為“逆壓電效應”。應用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有三類：一類是壓電晶體，它是單晶體，如石英晶體、酒石酸鉀鈉等;另一類是經過極化處理的壓電陶瓷，它是人工合成的多晶體，如鈦酸鋇等;第三類是有機壓電材料，是新型的壓電材料，如聚偏二氟乙烯等。
12.分析超聲波汽車倒車防撞裝置的工作原理。
答：把約40kHz的超聲波脈沖從汽車后面發射出去，根據超聲波碰到障礙物后的返回時間換算成距離，便可檢測障礙物的位置，通過指示燈或蜂鳴器告知駕駛員。
13.何謂電阻式傳感器?它主要分成哪幾種?
答：電阻式傳感器是將被測量轉換成電阻值，再經相應測量電路處理后，在顯示器記錄儀上顯示或記錄被測量的變化狀態的一種傳感器。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏電阻、氣敏電阻及濕敏電阻等電阻式傳感器。
14.常用壓電材料有那幾種?
答：應用于壓電式傳感器中的壓電材料通常有三類：一類是壓電晶體，它是單晶體，如石英晶體、酒石酸鉀鈉等;另一類是經過極化處理的壓電陶瓷，它是人工合成的多晶體，如鈦酸鋇等;第三類是有機壓電材料，是新型的壓電材料，如聚偏二氟乙烯等。
15.干擾有哪些途徑?抑制干擾有哪些基本措施?
答：干擾的途徑有“路”和“場”兩種形式。
抑制干擾的基本措施是：第一，消除或抑制干擾源。消除干擾源是積極主動的措施，繼電器、接觸器和斷路器等的電觸點，在通斷電時的電火花是較強的干擾源，可以采取觸點消弧電容等。接插件接觸不良，電路接頭松脫、虛焊等也是造成干擾的原因，對于這類可以消除的干擾源要盡可能消除。對難于消除或不能消除的干擾源，例如，某些自然現象的干擾、鄰近工廠的用電設備的干擾等，就必須采取防護措施來抑制干擾源。
第二，破壞干擾途徑。(1) 對于以“路”的形式侵入的干擾，可以采取提高絕緣性能的辦法來抑制漏電流干擾;采用隔離變壓器、光電耦合器等切斷地環路干擾途徑，引用濾波器、扼流圈等技術，將干擾信號除去;改變接地形式以消除共阻抗耦合干擾等;對于數字信號可采用整形、限幅等信號處理方法切斷干擾途徑。(2) 對于以“場”的形式侵入的干擾，一般采取各種屏蔽措施。
第三，削弱接收電路對干擾信號的敏感性。從前面分析知，高輸入阻抗電路比低輸入阻抗電路易受干擾;布局松散的電子裝置比結構緊湊的電子裝置更易受外來干擾;模擬電路比數字電路的抗干擾能力差。由此可見，電路設計、系統結構等都與干擾的形成有著密切關系。因此，系統布局應合理，且設計電路時應采用對干擾信號敏感性差的電路。
16.測量誤差是如何分類的?
答：按表示方法分有絕對誤差和相對誤差;按誤差出現的規律分有系統誤差、隨機誤差和粗大誤差按誤差來源分有工具誤差和方法誤差按被測量隨時間變化的速度分有靜態誤差和動態誤差按使用條件分有基本誤差和附加誤差按誤差與被測量的關系分有定值誤差和積累誤差。
17.試分析霍爾效應產生的原因。
答：金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流通過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。如將N型半導體薄片,垂直置于磁場中。在薄片左右兩端通以電流，這時半導體中的載流子(電子)將沿著與電流相反的方向運動。由于外磁場的作用，電子將受到磁場力(洛侖茲力)的作用而發生偏轉，結果在半導體的后端面上積累了電子而帶負電，前端面則因缺少電子而帶正電，從而在前后端面間形成電場。該電場產生的電場力也將作用于半導體中的載流子，電場力方向和磁場力方向正好相反，當與大小相等時，電子積累達到動態平衡。這時，在半導體前后兩端面之間建立的電動勢就稱為霍爾電動勢。
18.霍爾電動勢的大小、方向與哪些因素有關?
答：霍爾電動勢的大小正比于激勵電流與磁感應強度，且當或的方向改變時，霍爾電動勢的方向也隨著改變，但當和的方向同時改變時霍爾電動勢極性不變。
一定的感受機構對一些能夠轉換成位移量的其他非電量，如振動、壓力、應變、流量等進行檢測。
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