传感器习题 (2)

一、填空题（每空1分，共28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.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是反比关系。3.依据光纤传感器的原理，可以分为强度型(振幅型)光纤传感器与干涉型光纤传感器。4.内光电效应分为：光电导效应和光生伏特效应。5.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)。6.差动变压器两个次级线圈采用差动连接，原副线圈间靠互感耦合，7.输出特性曲线呈V字型。8.按用途分类光纤可分为:普通光纤和非通信光纤。9.相位检测方法:(1)零差检测(2)外差检测(3)合成外差检测10.光在光纤中传播的基本原理可以用光线或光波的概念来描述。11.根据转换原理，电感式传感器分为互感和自感式两种，按结构自感式又可分为变气隙、变截面和螺管式等。12.红外热辐射传感器，从原理上又可分为热电型和光量子型。13.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。14.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15.半导体湿度传感器响应时间分为吸湿响应时间和脱湿响应时间。16.根据菲涅尔定律，光线在折射率分别为n1和n2的不同介质的分界面上会产生折射现象，折射定律为n1sinθ1=n2sinθ2。17.电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介电常数型三种。18.电容传感器将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。19.霍尔传感器的零位误差主要由不等位电动势和寄生直流电动势引起的。20.直流电桥按桥臂工作方式不同可分为全桥、半桥和单臂电桥。21.相位型光纤传感器通常使用相位检测的方法，该方法主要包括：零差检测、外差检测、合成外差检测等三种方法。22.为了减小非线性误差，采用差动变隙式电容传感器，其灵敏度相比单体提高一倍。23.若两个应变量变化相同的应变片接入测量电桥的相对桥臂，则电桥的输出将增大24.热电偶的热电势由接触电势和温差电势组成。25.电阻丝绕制成敏感栅后，长度不变，则其灵敏系数比电阻丝的灵敏系数小。26.空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器27.热电偶工作原理是基于热电效应，其热电势包括温差电势和接触电势。28.某一铂电阻温度传感器，测量温度范围为0～100℃，测量温度为50.2℃，实际温度为50.0℃，绝对误差为0.2℃，引用相对误差为0.2%。29.电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器，主要类型有：变极距型、_变面积型_、_变介电常数型____。30.变间隙式电容式传感器常作成差动的，其主要目的之一是提高灵敏度，目的之二是改善非线性，目的之三是抗干扰。。31.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。32.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。33.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。34.为提高光栅式测试系统的分辨率和测得比栅距更小的位移量，常采用_细分技术。35.对于给定光栅常数W的两光栅，夹角越小，则条纹宽度越大，即条纹越稀。36.光栅尺栅距为0.02mm，主光栅与指示光栅相对位移，计数器计得脉冲数为500，则位移为10mm，其分辨力为0.02mm。37.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。38.压电谐振式传感器有应变敏感型、热敏感型、声敏感型、质量敏感型和回转敏感型等五种。39.压电式传感器使用电荷放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。40.压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化。41.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。42.入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。43.光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。它由光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。44.激光器具有单色性好、方向性好和亮度高的优点。45.用光电转速传感器测轴的转速，若传感器一周开缝数为500，5秒内测得计数值为5000个，则轴的转速为120转/分或2转/秒。46.在自动控制领域中，光电耦合器的作用是强弱电隔离。47.光电池的短路电流与光照强度成线性关系，而开路电压与光强度成非线性关系，所以把它作为照度计使用，宜工作于短路电流状态。48.压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量静态的被测量。49.天然的石英晶体呈六角形晶体50.超声波的发射探头是利用压电材料的逆压电效应来工作的，而接受探头是利用压电材料的压电效应来工作的。51.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。52.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。53.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1、温度传感器从使用上分大致可以分为接触型和非接触型两大类54.热电偶冷端温度补偿方法有电桥补偿法和补偿导线或冰浴法。55.热电偶的基本定律包括均质导体定律、中间温度定律、中间导体定律2、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。56.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。57.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。58.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59.根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别是：物理传感器、化学传感器、生物传感器60.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。61.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。62.传感器按工作原理分为：应变式，电容式，电感式，压电式，霍尔式等。74．电感式传感器按转换原理分为互感和自感两种。75．电感式传感器按结构分为变气隙、变截面和螺管式。76．电涡流传感器中，被测导体中电涡流强度和被测导体与激磁线圈之间的距离呈线性关系，且随距离的增加，电涡流将迅速减小。77．自感式传感器是把被测量的变化转换成自感的变化，通过一定转换电路转换成电压或电流输出。可分为变气隙式自感传感器、变面积式自感传感器和螺线管是自感传感器。78．某一涡流转速传感器，若旋转盘端部开20个齿，已测得传感器输出频率为10Hz，则轴的转速为30转/分。79．光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。80．光电流与暗电流之差称为光电流。81．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。82．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83．入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。84．光纤的类型按折射率变化类型分类有跃阶折射率光纤，渐变折射率光纤，按传播模式的多少分类有单模光纤，多模光纤。二、判断题（每空2分，共20分）1.一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统串联而成的。（√）2.热电偶产生的热电动势是由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成的。（对）3.霍尔式压力传感器就是一种将非电量转换成位移量的传感器。（对）4.热释电元件多用于红外波段的辐射测温（对）5.在热释电效应中，为了使产生的束缚电荷不被中和掉，就必须使晶体处于冷热交变工作状态（对）6.热敏电阻的温度系数随温度的增大而增大，所以高温时热敏电阻的温度系数大，灵敏度高。（错）7.传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。（√）8.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”。（√）9.无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。（×）10.非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度一样。（×）11.数值孔径是反映纤芯接收光量的多少,标志光纤接收性能的一个重要参数（对）12.光纤传感器中的弯曲损耗是有害的，必须消除。（错）13.光纤纤芯折射率低于包层的折射率。（错）14.根据全内反射原理，设计光纤纤芯的折射率n1要小于包层的折射率n2。（错）15.变极距平板电容式传感器不受线性范围限制（错）16.变极距平板电容式传感器适合于测量微小位移（对）17.热释电材料有晶体、陶瓷和塑料等。（对）18.正温度系数型半导体热敏电阻研究最早，生产最成熟，是应用最广泛的热敏电阻之一。（错）19.热敏电阻的温度每变化1℃时，阻值的相对变化率，单位为％/℃，如不作特殊说明，是指25℃时的温度系数。（错）20.温度传感器从使用上大致分文接触型和非接触型两大类。（对）21.热释电元件多用于红外波段的辐射测温————（对）22.电容式传感器，更换高频电源和传输线路时，无须对测量系统进行重新定标。（错）23.半导体色敏传感器能用来直接测量从可见光到红外波段内单色辐射的波长。(对)24.半导体色敏传感器可以用来直接测量从可见光到红外波段内单色的波长，它有两个深度相同的PN结构成。（错）25.光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产生电动势的效应。（对）26.光电效应能否产生，取决于光子的能量是否大于该物质表面的溢出功（对）27.为了使电子从价带激发到导带，入射光子的能量E0应该大于禁带宽度Eg。（对）28.压电谐振式感器可以不利用压电晶体谐振器的共振频率随被测物理量变化进行测量的。（×）29.压缩式压电加速度传感器中为便于装配和增大电容量常用两片极化方向相同的晶片，电学上串联输出。（错）30.压电传感器的系统功耗小，抗干扰能力强，稳定性好，是传感技术重点发展的方向之一。（对）31.某些晶体沿一定方向伸长或压缩时，在其表面会产生电荷（束缚电荷），这种效应称为压电效应。（对）32.一般压电材料都有一定的温度系数，温度变化引起的频偏往往超过压力变化引起的频偏，不必对温度变化引起的频偏进行补偿。（错）33.在压电式传感器的测量线路中，电荷放大器的低频特性要比电压放大器好的多。（√）34.晶体的压电效应是一种机电耦合效应。(√)35.外光电效应分为光电导效应和光生伏特效应错36.光在半导体材料传播是不会产生衰减。（错）37.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。（对）38.当光电池密封良好、电极引线可靠、应用合理时，光电池的性能是相当稳定的，寿命也很长。（对）39.光电池作为测量元件使用时，应利用短路电流与照度有较好线性关系的特点，可当做光电检测使用。（对）40.光电管属于外光电传感器（对）41.光电池研制的最主要问题是提高光电池的光电转换效率。（对）42.硅光电池的光谱响应波长范围比锗光的光谱响应波长范围广。（错）43.光电器件的灵敏度、暗电流或光电流与温度的关系称为温度特性，通常由曲线表示或温度特性给出。（对）44.当光通量一定时，阳极电流与阳（阴）电压的关系，叫光电管的伏安特性曲线。（错）45.硒光电池比硅光电池更稳定。（错）46.电涡流传感器是利用被测半导体材料的电涡流效应。（错）47.板状线位移变面积型电容传感器是线性传感器，其量程不受线性范围限制。（对）48.板状线位移变面积型电容传感器适合于测量较大直线位移。（对）49.电容式传感器的测量电路采用耦合电感电桥，可串联电容来来提高稳定性，但这是以牺牲灵敏度为代价来提高稳定性。（错）50.将差