1、传感器试题（一）一、 选择题1. 正常人的心电图信号是（C）A 数字信号 B 随机信号 C 模拟信号 D 离散信号2. 传感器中直接感受被测量的部分是（B）A 传感元件 B 弹性元件 C 测量转换电路 D 辅助件3.某温度仪的相对误差是1%，测量800炉温时，绝对误差是（D） A. 0.08； B. 8； C. 0.8； D. 84.以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是（D）A.0.1 B.0.2 C.5 D.25. 属于传感器静态特性指标的是（D）A.幅频特性 B.阻尼比 C.相频特性 D.灵敏度6下列指标中，属于传感器动态特性指标的是(D)A灵敏度 B线性度 C过载能力 D时
2、间常数7.衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是（A）A.重复性 B.稳定性 C.线性度 D.灵敏度8表示传感器对被测物理量变化的反应能力的量为（B）A.线性度 B.灵敏度 C.重复性 D.稳定性9.传感器的分辨力越高，表示传感器（D）A 迟滞越小 B 重复性越好 C 线性度越好 D 能检测到的输入量越小10.传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的（A）A.工作量程愈大 B.工作量程愈小 C.精确度愈高 D.精确度愈低11.线性度是表示校准曲线(B)的程度。A.接近真值B偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性12.传感器能感知的
3、输入量越小，说明（D）越高。A.线性度好 B.迟滞小 C.重复性好 D.分辨率高13按传感器能量源分类，以下传感器属于能量控制型的是（D）A 压电式传感器 B 光电式传感器 C 热电式传感器 D 电阻式传感器14. 属于能量转换型的传感器是（D）A.电阻应变式 B.电感式 C.电容式 D.热电偶15. 属于物性型的传感器是（D）A.电阻应变式 B.电感式 C.电容式 D.压电式16. 属于结构型的传感器是（B）A.光敏电阻 B.电感式 C.半导体传感器 D.压电式二、判断题1.检测系统的灵敏度越高，系统就越容易受外界干扰，系统的稳定性越差。（T）2.绝对误差越小，测量精度越高。（F）3.在被测
4、量值相同时，绝对误差越小，测量精度越高。（T）4.迟滞反映了装置机械结构上的缺陷问题。（T）5.一阶系统的时间常数越小，动态响应越快。（T）6.一阶检测系统适用于缓变或低频的被测量。（T）7.传感器的弹性元件可以兼做传感元件使用。（T）三、填空题1.常见信号类型有位移信号 、 压力信号、电气信号、光信号 2.检测系统中传递的信号形式可以分为模拟信号、数字信号、 开关信号。3.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量值的 1.5 倍左右为宜。4.传感器在同一条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间不一致程度的指标，称为 重复性 。 5.在测量某一输入量的变化量时，输出量的
5、变化量较小的传感器其 灵敏度 较低。 6.检测系统的稳态响应包括 幅频特性 和 相频特性 。7.传感器一般由 弹性元件、 传感元件 及测量转换电路等组成。四、名词解释传感器，静态特性，动态特性，灵敏度S，绝对误差，相对误差r，满量程相对误差qmax，精度等级，线性度eL，迟滞eH，重复性，分辨力，弹性元件，传感元件五、简答题1.简述检测系统的组成及各部件的作用。答：一个完整的传感检测系统通常由传感器、变换及测量装置、数据处理装置及记录显示装置等部分组成，分别完成信息的获取、转换、传输、分析处理、显示记录等功能。2. 简述传感器的作用及组成。答：作用：将自然界中的非电量转换成与其有一定关系的易于
6、处理和传输的电量。组成：弹性元件、传感元件、转换电路及辅助件。3. 传感器的静态性能指标有哪些？其含义是什么？答：传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨力和阈值、稳定性、漂移及量程范围等几种性能指标来描述。含义：线性度是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离理论拟合直线的程度，又称非线性误差。灵敏度是指传感器在稳态下，输出增量与输入增量的比值。对于线性传感器，其灵敏度就是它的静态特性曲线的斜率，对于非线性传感器，其灵敏度是一个随工作点而变的变量，它是特性曲线上某一点切线的斜率。重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。迟滞是传感器在正
7、向行程(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间，输出输入特性曲线不一致的程度。传感器的分辩力是在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量。有时也用该值相对满量程输入值的百分数表示，称为分辨率。阈值通常又称为死区、失灵区、灵敏限、灵敏阈、钝感区，是输入量由零变化到使输出量开始发生可观变化的输入量的值。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。传感器常用长期稳定性表示，它是指在室温条件下,经过相当长的时间间隔，如一天、一月或一年，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。通常又用其不稳定度来表征其输出的稳定度。传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的不需要的变化。漂移包括零点漂移和灵
8、敏度漂移。零点漂移和灵敏度漂移又可分为时间漂移和温度漂移。时间漂移是指在规定的条件下，零点或灵敏度随时间而缓慢变化的情况；温度漂移为环境温度变化而引起的零点或灵敏度的变化。传感器所能测量的最大被测量（输入量）的数值称为测量上限，最小被测量称为测量下限，上限与下限之间的区间，则称为测量范围。测量范围可能是单向的（只有正向与负向）、也可能是双向的、或双向不对称的和无零值的等。测量上限与下限的代数和称为量程。4. 传感器的动态特性主要从哪两方面来描述？采用什么样的激励信号？其含义是什么？答：传感器的动态特性主要从时域和频域两方面来描述，采用瞬态响应法和频率响应法来分析。通常采用阶跃信号和正弦信号作为
9、激励信号。以阶跃信号作为系统的输入，研究系统输出波形的方法称为瞬态响应法（时域）；以正弦信号作为系统的输入，研究系统稳态响应的方法称为频率响应法（频域）。5举例说明什么是物性型传感器？什么是结构型传感器？答：物性型传感器是利用某些物质的某种物理性质随被测参数变化而变化的原理制成。如压电式传感器、热电传感器式、光电传感器式等。结构型传感器是利用物理学中的场的定律和运动定律等构成的，其被测参数变化引起传感器的结构变化，从而使输出电量变化。如电容式、电感式等。6.指出下图中压力传感器的弹性元件和传感元件分别是什么。1.壳体2.膜盒3.电感线圈4.磁芯5.转换电路答：膜盒为弹性元件，电感线圈为传感元件
10、。7.指出下图中加速度传感器的弹性元件和传感元件分别是什么。答：弹性悬臂梁为弹性元件，应变片为传感元件。六、计算题两只精度均为1.0级的温度表，一个测量范围是0-50，另一个测量范围是0-100，用两只仪表去测同一温度，结果均为40，求两只仪表可能产生的误差分别为多少？答： 传感器试题（二）1.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，选择（ C ）的测量转换电路。A单臂半桥 B.双臂半桥C.全桥2利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ） A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工
11、作应变片 D两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变3.差动电桥由环境温度变化引起的误差为( A ) A.0 B. C. D.4.半导体应变片的工作原理是基于 （A）A.压阻效应 B.热电效应 C.压电效应 D.压磁效应5. 变气隙型位移传感器的自感L与气隙厚度的关系是（A）A.非线性关系 B.线性关系 C.对称关系 D.互补关系6.变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（ A ）A.增加 B.减小 C.不变7.变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（ A ）A.增加 B.减小 C.不变8.电磁炉主要是应用了下面哪种技术？(B)
12、A.微波；B.电涡流；C.热电式；D.红外9.欲检测金属表面裂纹采用的传感器是（B）A 压磁式 B 电涡流式 C 气敏式 D 光纤式10电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min 时，输出感应电动势的频率为50Hz，则测量齿轮的齿数为（A）A60 B120 C180 D24011.电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（B）外是线性的。A. 变面积型 B. 变极距型 C. 变介电常数型12. 在下列传感器中，将被测物理量的变换量直接转换为电荷变化量的是（A）A 压电传感器 B 电容传感器 C 电阻传感器 D 电感传感器13. 下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是（B
13、）A 变气隙自感式 B 差动变压器式 C 电涡流式 D 变极距电容式二、判断题1.半导体应变片比金属应变片灵敏度低。(F)2.半导体应变片缺点是温度系数大。(T)3.半导体应变片的应变灵敏系数比电阻应变片大，因而适用于需要大信号输出的场合。(T)4.电感式压力传感器适用于静态或变化缓慢压力的测试。(T)5.涡流式传感器适合动态非接触式测量。(T)6.涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。(T)7.变间隙型电容、电感传感器在初始间隙附近可近似认为工作在线性区。(T)8.变极距型电容传感器可测量较大位移量。 (F) 9.电容式传感器适合高频动态信号的测量。(T)1
14、0.光纤临界入射角大小与光纤的几何尺寸有关。(F)三、填空题1.金属丝在外力作用下发生 机械形变 时它的电阻值将发生变化，这种现象称压电 效应；半导体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。2.在电阻应变片公式，dR/R=(1+2)+E中，代表压阻系数。3.电桥在测量时，由于是利用了电桥的不平衡输出反映被测量的变化情况，因此，测量前电桥的输出应调为 零 。4.设有一直流电桥，其四臂的受感电阻为R1、R2、R3、R4，在正确使用前提下，当被测物理量发生变化时，R1、R2增大，而R3、R4减小。那么在电桥中与R1相邻的电阻为R3和R4 。5.电感式传感器利用电磁感应原理将被测量变化转换为
15、电感量变化。6.对于变隙式电感传感器，电感L与气隙厚度成_反_比，小，灵敏度就_高_。为了保证一定的线性度，变隙式电感传感器只能用于_小_位移的测量。7.变截面式电感传感器的电感量L与气隙截面积A是_线性（线性/非线性）关系。8.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_金属_。9.电容传感器有三种基本类型，即变极距型电容传感器、变面积型电容传感器、 变介电常数型电容传感器。10.变极距型的电容位移传感器灵敏度较高，但电容变化与极距变化之间为非线性 关系。11.涡流传感器利用 金属导体在交变磁场中的涡电流效应 将被测量转换为电感量的变化。12.形成涡流的两个条件是 存在交变磁场
16、和 导体处于交变磁场中。光纤的结构由纤芯、包层、保护层三个部分组成。13.光纤传感器的类型分为 功能型 和 传光型 。 四、名词解释应变效应，压阻效应，涡电流五、简答题1.金属丝电阻应变片与半导体应变片的工作原理上有何不同？答：金属丝电阻应变片利用导体变形引起电阻的变化，半导体应变片利用导体材料的压阻效应引起电阻率的变化。2.请举出两种用于直线位移测量的传感器，并说明各自的测量原理。答：1）变极距式电容传感器。被测位移变化引起电容极板移动，从而引起电容量变化。2）电涡流式传感器。由于涡流效应把被测位移转换成线圈的阻抗变化。3.简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。答：壳体与被测件固定在一
17、起，当有加速度时，质量块受力，悬臂梁弯曲，应变片变形便可测出力的大小；在已知m大小时，便可测得加速度的大小。六、计算题1.某悬臂梁受力如下图所示： （1）为了测出力F，如何贴四个应变片接成全桥？绘出贴片和接桥图；（2）已知应变片灵敏度系数为2，供桥电压为2V，输出电压为12mV，试求该悬臂梁产生的轴向应变。全桥：2.下图为采用同一种传感器测量不同的非电量的示意图。图中被测物体2均由铁磁性材料制成，1为传感器。试问：（1）该种传感器是何种传感器？（2）分别测量的是哪些非电量？（3）总结该种传感器的两大优点。答：（1）电涡流传感器（2）（a）旋转轴转速；（b）金属板材厚度；（c）金属零件计数；（3）优点：非接触测量、结构简单、灵敏度高、适用于动态测量、等 。
