传感器原理及应用试题库(已做)

1一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx。5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。10.国家标准GB7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器，化学传感器，生物传感器。215.应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为柱式传感器、轮辐式传感器、悬梁式传感器和环式传感器16.长为l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：AlR。17.应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。18.电阻应变计，也称应变计或应变力，是一种能将机械构件上的应变的变化转换成电阻变化的传感元件。19.一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组合而成的。20.敏感光栅越窄，基长越长的应变计，其横向效应引起的误差越小(大/小)。21.应变式传感器的基本结构通常可以分为两部分，弹性敏感元件和应变计。22.应变计自补偿方法包括：选择式自补偿应变计和双金属敏感栅自补偿应变计。23.依据传感器的输出信号形式，传感器可分为模拟式传感器，数字式传感器。24.传感器线性度公式max100%tFSeY，其中，YFS表示的是传感器满量程输出平均值。25.两个各有G1(s)和G2(s)传递函数的系统串联后，如果其阻抗匹配合适，相互之间不影响彼此的工作状态，那么其传递函数为G(s)=G1(s)•G2(s)。26.实验表明，金属线材的应变计实际灵敏度k恒（＞、＜或＝）理论灵敏度系数k0,其原因除了粘合剂、基片传递变形失真外，主要原因是存在横向效应。27.输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等，叫做迟滞现象。迟滞差表示这种不相等的程度。其值以满量程的输出ＹFS的百分数表示。28.由于环境改变而带来的温度误差，称为应变计的温度误差，又称热输出29.悬臂梁作为弹性敏感原件，根据其界面形状不同，一般可分为等截面梁和等强度梁。330.线性度和灵敏度是传感器的静态指标，而频率响应特性是传感器的动态指标。31.金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。半导体电阻应变片是基于压阻效应。32.测量加速度的传感器种类很多，目前使用最广泛、最普遍的是压电加速度传感器33.热敏电阻有三种类型，即正温度系数型、负温度系数型、临界温度系数型34.传感器按工作原理分为：应变式，电容式，电感式等。35.传感器灵敏度定义为：()ykxx36.光电二极管是利用PN结单向导电性的结构光电器件37.当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是，在其表面上会产生电荷，这种效应称为压电效应＿＿。38.半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍。39.变磁阻式传器是利用被测量调制磁路的磁阻,导致线圈电感量改变,实现对被测量测量的。40.半导体传感器大致可分为接触型和非接触型，前者是让温度传感器直接与待测对象接触，后者是使温度传感器与待测对象离开一定距离，检测从待测对象放射出的红外线，从而达到测温的目的。41.热敏电阻主要有哪三种类型：正温度系数型（PTC）、临界温度系数型（CTR）、负温度系数型（NTC）。4单项选择题（每题2分）1、下列哪一项是金属式应变计的主要缺点（A）A：非线性明显B：灵敏度低C：准确度低D：响应时间慢2、螺管型差动变压器的衔铁和铁芯用同种材料制成，通常选（A）A：电阻率大，导磁率高，饱和磁感应大的材料B：电阻率大，导磁率高，饱和磁感应小的材料C：电阻率大，导磁率底，饱和磁感应大的材料D：电阻率小，导磁率高，饱和磁感应大的材料3、属于传感器动态特性指标的是（D）A、重复性B、线性度C、灵敏度D、固有频率4、应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（E）A：应变式温度传感器件的温度系数变化。B：应变式温度传感器件的测量部分引起的。D：应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。E：试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一,使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。5、下面的哪个温度补偿方法是不存在的（C）A:电桥补偿法B:辅助测温元件微型计算机补偿法C:电阻补偿法D:热敏电阻补偿法6、下列哪一项是半导体式应变计的主要优点（B）A：非线性明显5B：灵敏度高C：准确度高D：横向效应小7、电桥测量电路的作用是把传感器的参数转换为（B）的输出A：电阻B：电压C：电容D：电荷28、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（D）A：线性度越好。B：迟滞越小。C:重复性越好。D:分辨力越高。9、传感器的输出量通常为（B）A非电量信号B电量信号C位移信号D光信号10、按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常用的（D）A：理论线性度B：端基线性度C：独立线性度D：最小二乘法线性度11、输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小刀同一输入值时的输出值不相等是属于传感器静态特性的哪一种（D）A:灵敏度B:线性度C:灵敏度界限D:迟滞性12、以下属于应变计温度误差产生的原因是：（D）A：应变式温度传感器件的温度系数变化。6B：应变式温度传感器件的测量部分引起的。C：应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。D：敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化。13、符合对粘合剂的要求是：AA机械滞后小B蠕变大C温度使用范围小D存储期大14、组合式压力传感器用于测量BA大压力B小压力C高速D低速15、下列哪种温度补偿方法是常用和效果较好的补偿方法：（A）A：电桥补偿法B：辅助测温元件微型计算机补偿法C：应变计自补偿法D：热敏电阻补偿法16、下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（D）A：非线性明显B：输出信号微弱C：抗干扰能力差D：响应时间慢17、以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（B）A：应变计。B：弹性敏感元件。C：敏感栅。D：电路电阻。E：暗视场光纤微变传感器信号不易受到温度影响。18、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（D）。A.补偿导线法B.电桥补偿法C.冷端恒温法D.差动放大法D可用于恶劣环境E可根据需要做成各种形状19、电阻应变片的线路温度补偿方法有(A.B.D).7A.差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C.补偿线圈补偿法D.恒流源温度补偿电路法20、通常用应变式传感器测量(BCD).A.温度B.速度C.加速度D.压力21、压电式加速度传感器是（D）传感器。A、结构性B、适于测量直流信号的C、适于测量缓变信号的D、适于测量动态信号的22、石英晶体测量加速度基于哪个物理效应（B）A、热电效应B、压电效应C、横向效应D、霍尔效应23、属于传感器动态特性指标的是（D）A、重复性B、线性度C、灵敏度D、固有频率24、传感器一般包括敏感元件，还包括（A）A、转换元件B、敏感头C、压敏器件D、温敏器件25、电阻应变计的电阻相对变化ΔR/R与应变ΔL/L=ε之间在很大范围内是线性的则k=（A）A.ΔR/R/εB.ΔR/R/LC.ΔR/R/ΔLD.ΔL/L/R26、应变式传感器的温度误差产生的主要原因DA.应变式温度传感器件的温度系数变化。B.应变式温度传感器件的测量部分引起的。C.应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。D.试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一,使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。27、下列传感器不属于按基本效应分类的是DA．半导体传感器8B．磁传感器C．物理传感器D．真空传感器9简答题1、什么是压电效应？压电传感器有哪些？答：当某些晶体沿一定方向伸长或压缩时，在其表面上会产生电荷，这种效应成为压电效应。压电传感器有压电加速度传感器、压电谐振式传感器、声表面波传感器。2、电阻应变计产生温度误差的原因是？答：（1）敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化。（2）试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。3、什么叫线性度？其定义为:传感器的输出—输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比,称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”,也称“非线性度”。通常用相对误差表示其大小:max100%tFSeY4、简述温度补偿方法有哪些？:(1)电桥补偿法。(2)辅助测温元件微型计算机补偿法。(3)应变计自补偿法。(4)热敏电阻补偿法。5、应变式传感器与其他类型传感器相比具有如下特点:(1)测量范围广、精度高。(2)性能稳定可靠,使用寿命长。(3)频率响应特性较好。(4)能在恶劣的环境条件下工作。(5)易于实现小型化、整体化6、应变计的零漂的定义以及产生零漂的原因？答：恒定温度下，粘贴在试件上的应变计，在不承受载荷的条件下，电阻随时间变化的特性称为应变计的零漂。零漂的主要原因是，敏感栅通过工作电流后的温度效应，应变计的内应力逐渐变化，粘接剂固化不充分等。107、什么是传感器的灵敏度灵敏度是描述传感器的输入量（一般为电学量）对输入量（一般为非电学量）敏感程度的特性参数。其定义为：传感器的变化值和相应的被测量（输入量）的变化值之比，用公式表示为：K（x）=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x8、应变式传感器与其他类型传感器相比具有如下特点:(1)测量范围广、精度高。(2)性能稳定可靠,使用寿命长。(3)频率响应特性较好。(4)能在恶劣的环境条件下工作。(5)易于实现小型化、整体化9、金属式应变片和半导体式应变片在工作原理上有什么不同？答：金属应变片是通过变形改变丝栅的几何尺寸，而它的电阻率一般不变，半导体应变片是基于压阻效应而工作的，就是说沿半导体晶轴的应变，使它的电阻率有很大的变化，从而产生电阻变化。10、什么是电桥补偿法？在被测试件上安装一工作应变计，在另外一个于被测试件的材料相同，但不受力的补偿件上安装一补偿应变计。补偿件于被测试件处于完全相同的温度场内。测量时，使两者接入电桥的相邻臂上，由于补偿片RB是与工作片R1完全相同的，且都贴在相同的试件上，并处于相同的温度下，这样，由于温度变化使工作片产生的电阻变化ΔR1t与补偿片的电阻变化RBt相等，因此，电桥输出Usc与温度无关，从而补偿了应变计的温度误差。11、什么是传感器？答：传感器是与人的感觉器官相对应的元件。能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。12、什么是零漂和蠕变？11答：（1）恒定温度下，粘贴在试件上的应变计，在不承受载荷的条件下，电阻随时间变化的特性称为应变计的零漂。零漂的主要原因是，敏感栅通过工作电流后的温度效应,应变计的内应力逐渐变化，粘接剂固化不充