传感器练习题参考

1检测技术基础——习题11、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为级，另一家仪器商家需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买级的压力表。A、0.2B、0.5C、1.0D、1.52、某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，产生此心理作用的主要因素是。A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。A、3倍B、10倍C、1.5倍D、0.75倍4、用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于。用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于。A、系统误差B、粗大误差C、随机误差D、动态误差5、重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了。A、提高精度B、加速其衰老C、测试其各项性能指标D、提高可靠性6、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为。A、1℃B、0.5℃C、10℃D、200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为，100℃时的示值相对误差为。A、2%B、5％C、1％D、10％7、已知待测拉力约为70N左右。现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0～500N；另一只为1.0级，测量范围为0～100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？8、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选级。若选用量程为300V，其精度应选级，若选用量程为500V的电压表，其精度应选级。9、某个测温仪表测量范围是0-800摄氏度，使用后重新校验,发现最大绝对误差为6摄氏度,此仪表等级为多少呢?10、某压力表的测量范围为0~1MPa，精度等级为1级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？在校验点（产生最大误差点）理论值为0.5MPa，测得值为0.508MPa问此表是否满足该表精度要求？11、随机误差在测量中不可避免，试说明其分布规律？具有哪些特点？（复习测量中三大类误差的特点、产生原因与处理方法）12、已知某一阶传感器的传递函数1()1Hss，0.01s，求该传感器输入信号的工作频率范围？13、设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.810.010.19.910.2（厘米），若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73％的置信概率下的结果表达。14、测量电阻R消耗的功率时，可间接测量电阻值R、电阻上的电压U、流过电阻的电流I，然后计算功率：请给出几种不同的测量方案；假设电阻、电压、电流测量的相对误差分别为γR=±2%，γu=±3%，γI＝±1.5%，试确定最佳测量方案。2传感器原理——习题21、下列因素属于产生应变片温度误差的原因有（）A、电阻丝有温度系数B、试件与电阻丝的线膨胀系数相同C、电阻丝承受应力方向不同2、半导体电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，最主要是由以下哪个方面因素发生显著变化引起的（）。A、电阻率B、几何尺寸C、晶面上电荷D、极化电荷3、下列属于传感器动态特性指标的是()。A、迟滞性B、过冲量或超调量C、稳定性D、线性度4、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的()A、线性度越好B、迟滞越小C、重复性越好D、分辨力越高5、电阻应变片的温度补偿方法，通常可采用法和法。6、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除，同时还能起到的作用。7、压力传感器测量砝码数据如下，试解释这是一种什么误差，产生这种误差的原因是什么。N(g)012345正行程(mv)00.51.01.52.02.5反行程(mv)00.91.31.82.32.58、下图所示在悬臂梁距端部L位置上下面各贴两完全相同的电阻应变片R1、R2、R3、R4，其初始电阻相等R1=R2=R3=R4=R，若将测量电路b图中1234的4个桥臂分别做cde图的替换，试分析cde三种桥臂接法的输出电压对b输出电压的比值分别是多少？(b)(c)(d)(e)9、某截面积S为5cm2的试件，已知材料的弹性模量E为2.0×1011N/m2，沿轴向受到拉力F为105N，若沿受力方向粘贴一阻值R为120Ω、灵敏系数K为2的应变片，试求其ΔR=?10、图1是一个悬臂梁，现用电阻应变片测量作用力F。若考虑电阻应变片的温度线路补偿，试画图表示应变片粘贴的位置和测量线路的接法。图1图211、采用四片相同的金属丝应变片(k=2)，将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上，如上图2；力F=104N，R1R2FFR3R4LR1R3R2R4FR1、R3R1R2R1、R3R2R43圆柱断面半径r=1cm，杨氏模量72210/ENm,泊松比µ=0.3，求：（1）画出应变片测量电桥的原理图（2）各应变片的应变ε=？电阻相对变化量ΔR/R=？传感器原理——习题31、自感传感器采用差动结构是为了（）。A、加长线圈的长度从而增加线性范围B、提高灵敏度，减小温漂C、降低成本D、增加线圈对衔铁的吸引力2、差动变压器式传感器主要由两个完全相同的螺线管和初始状态处于对称位置的铁芯组成，两初级绕组同名端串联，次级绕组同名端串联；当活动衔铁位于初始平衡位置时，输出电压应该为零，实际不为零，称该电压为。利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向（或正负）可采用电路。3、减少差动变压器传感器零点残余误差最有效的方法是尽可能保证传感器、的相互对称。4、螺线管式差动变压器传感器中，是评定差动变压器性能的主要指标之一，它的存在会造成传感器在零位附近降低和测量误差增大。5、差动变压器传感器测量电路常采用的有电路和电路。6、相敏检波电路正常工作，其参考信号us与输入信号u2需要满足的两个条件：、。7、电涡流传感器的整个测量系统由和两部分组成，利用两者的耦合来完成测量任务。8、由电涡流贯穿深度与频率的关系知，其透射式传感器采用激励，而高频激励的则采用。9、说明差动变压器零点残余电压的产生原因及其消除方法？10、利用电涡流法测板材厚度，已知激励源频率f=1MHz，被测材料相对磁导率μr=1电阻率82.910m，70410/Hm。若被测板厚（1+0.2）mm，试求电涡流的贯穿深度h=?并由此说明该测量应采用反射式还是透射式？1、为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用()类型的传感器为最好。A、大间距B、高介电常数C、差动式D、小间距2、当变隙式电容传感器的两极扳间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（）A、灵敏度增加B灵敏度减少C非线性误差增加D非线性误差减少3、电容式传感器的测量电路可采用、、等。4、现有一只同心圆筒形电容式位移传感器如下简图，L=25mm两个外筒A、B半径R=6mm，内筒C的半径r=4.5mm；内电极连屏蔽套管与A构成可变电容Cx，BC构成固定电容CF，信号源Ui=6V，同心圆筒电容公式1.8lnLCRr。采用理想运放测量电路。问：1）推导输出电压u0与被测位移x成正比时的表达式，并在图中标明Cx、CF的连接位置。2）求该传感器输出电容—位移灵敏度Kcx=?3)求该测量电路输出电压—位移灵敏度Kux=?LALBrRCxuiAu04传感器原理——习题41、什么是压电效应？2、压电材料石英晶体具有各向异性，在沿电轴方向、机械轴方向力的作用下压电效应，而沿光轴方向时则压电效应。3、单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；若将相同两片串接后，则其总参数C1=C，U1=U。并接后，则其总参数C1=C，Q1=Q。4、压电材料将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的。5、压电元件的两种测量电路中其高输入阻抗前置放大器的作用？有哪几种形式？各自有何特点？6、压电加速度传感器与电荷放大器连接的等效电路如图所示。图中C为传感器固有电容、电缆等效电容和放大等效电容之和。已知传感器电荷灵敏度100/qSpcg,反馈电容1000fCpF，试求当被测加速度为0.5g时，输出电压是多少?(g为重力加速度)qCfC7、用压电式单向脉动力传感器测量一正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为200pC/N，电荷放大器的反馈电容Cf=2000pF，测得输出电压uo=5sinwt（V）。求：1）该压电传感器产生的总电荷Q（峰值）为多少pC？2）此时作用在其上的正弦脉动力（瞬时值）为多少？1、什么是霍尔效应？影响霍尔电势的因素有哪些？2、霍尔元件使用时电极和电极不能接反；霍尔电势UH=。3、可以减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器5传感器原理——习题51、光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指给定工作电压下（）A、暗电阻大B、暗电阻与亮电阻的差值小C、亮电阻大D、暗电阻与亮电阻的差值大2、光敏电阻受到光照射时,其阻值随光通量的增大而()。A、变大B、不变C变为零D、变小3、下列属于四端的元件。A、应变片B、压电晶片C、霍尔元件D、热敏电阻4、光纤的纤芯是用()材料制成的。A、高折射率的玻璃B、高折射率的塑料C、低折射率的玻璃D、低折射率的塑料5、下列传感器中，不属于有源器件的是()A、压电式传感器B、自感式电感传感器C、霍尔传感器D、热电偶传感器6、光敏元件中()是直接输出电压的。A、光敏电阻B、光电池C、光敏晶体管D、光导纤维7、下列不属于光电器件的是()。A、电荷耦合器B、光敏电阻C、压电晶体D、光敏晶体管8、封装在光电耦合器件内部的是()A.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管和一个光敏三极管C.一个发光二极管和一个光敏三极管D.两个发光二极管或两个光敏三极管9、什么是内光电效应？有哪几种类型?分别与其相对应的光敏器件有哪些？请举例说明生活中光敏传感器的应用10、光电池的照度特性曲线可知：输出开路电压与照度存在饱和现象，呈非线性；光电流与照度成正比。因此用它作测量元件时，应将其作源使用，做开关元件时，应将其作为使用。11、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射电子的现象称效应；相应的器件如；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应称效应。相应的器件如。在光线作用下能使物体电阻率改变的现象称效应，相应的器件如。12、光导纤维是一种利用光的原理而传输光的器件。20004001200λ(nm)硅锗20406080100(%)/S1100008800660044002200003300006600009900001122000011550000λλ（（μμmm））硫硫化化镉镉硫硫化化铊铊硫硫化化铅铅相相对对灵灵敏敏度度//%%6图1图213、若设计一红外传感器，有灵敏度如图1的三种材料可选择，最好选用材料。14、光敏二极管一般处于工作状态，由其光谱特性上图2可知，若光源在可见光范围，应选用材料的较好。15、如下附表1、2（注：为热电偶部分数据），分度号为K、E两种热电偶，问：（1）K、E两种热电偶,100℃时的热电势E(100℃,0℃)分别为多大？（2）用E热电偶测某设备温度，冷端为30℃，测得热电势为E(t,30℃)=17.680mV，则该设备温度t=?（3）在题（2）中改用K热电偶来测该设备温度t，若两种热电偶测得温度相同，则此时对应的热电势E(t,30℃)为多少？表1镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）热电偶分度表（分度号：K）（参考端温度为0℃）0102030405060708090000.3970.7981.2031.6122.0232.4362.853.2663.6811004.0964.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3887.7372008.1388.5378