传感器与检测技术期末考试试卷及答案

传感器与自动检测技术

一、填空题（每题3分）

1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。

2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。

4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。

5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。

6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。

7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。

8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。

9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。

10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。

13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用

来将应变的转换为电阻的变化。

14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。

15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。

16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。

17、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、

结构简单、适应性强。

18、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。

19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。

20、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。

21、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。

22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

23、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

24、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

25、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。

26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射式两大类。

27、电感式传感器可以分为自感式、互感式、涡流式三大类。

28、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。

29、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器(或发电型传感器) ，其以某些电介质的压电效应为基础，来实现非电量检测的目的。

30、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为极化效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称电致伸缩效应。

31、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。

32、电荷放大器的特点是能把压电器件的高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电缆变化的影响。

33、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。

34、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿，它的理论依据是中间温度定律。

35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。

36、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。

37、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。

38、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。

39、热电阻引线方式有三种，其中三线制适用于工业测量，一般精度要求场合；二线制适用于引线不长，精度要求较低的场合；四线制适用于实验室测量，精度要求高的场合。

40、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现电势差

的现象。

41、制作霍尔元件应采用的材料是半导体材料，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。

42、应该根据元件的输入电阻、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元件的尺寸。

43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。

44、按照测量光路组成，光电式传感器可以分为透射式、反射式、辐射式和开关式光电传感器。

45、光电传感器的理论基础是光电效应。

46、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。

47、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

48．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。

49．影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。

50

系特性。

51、在传感器领域，应用比较广泛的基本电量传感器有电阻式传感器、

电容式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。

52、

生伏打效应三类。

53

54

55、.

56

57

58

59

度的。

60

61

62

63

64

65

66、、NTC

或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR 的传感器。

67

器。

68

69

70、

71

72

73

75、电感式传感器以电和磁为媒介，利用磁场变换引起线圈的

自感量或者互感量的变化，把非电量转换为电量的装置。

76

77

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80

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82、

83

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87

88、电感式和电容式传感器。

89

90

91

二、选择题（将正确的选择项填入括号内，每题2分，15题共30分）

1、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由( B) 来决定的。

A、贴片位置的温度变化

B、电阻丝几何尺寸的变化

C、电阻丝材料的电阻率变化

D、外接导线的变化

2、不能用涡流式传感器进行测量的是( D ) 。

A 位移

B 材质鉴别

C 探伤

D 非金属材料

3、不能采用非接触方式测量的传感器是：（ C ）。

A、霍尔传感器；

B、光电传感器；

C、热电偶；

D、涡流传感器

4、通常所说的传感器核心组成部分是指：（ B ）

A、敏感元件和传感元件

B、敏感元件和转换元件

C、转换元件和调理电路

D、敏感元件、调理电路和电源

5、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（ C ）

A、光敏二极管

B、硅光电池

C、光电管

D、光导管

6、为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是：（ C ）。

A、半桥双臂各串联一片电阻应变片；

B、半桥双臂各并联一片电阻应变片；

C、适当提高电桥的电源电压；

D、增大应变片的初始电阻值。

7、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间是( B )。

A、延迟时间

B、上升时间

C、峰值时间

D、响应时间

8、传感器的下列指标全部属于静态特性的是( C)。

A、线性度、灵敏度、阻尼系数

B、幅频特性、相频特性、稳态误差

C、迟滞、重复性、漂移

D、精度、时间常数、重复性

8、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（ABCD）。

A、磁场；

B、电功率；

C、载流子浓度；

D、载流子类型。

8、属于传感器动态特性指标的是( B)。

A、重复性

B、固有频率

C、灵敏度

D、漂移

8、影响金属导电材料应变灵敏度系数K的主要因素是( B )。

A、导电材料电阻率的变化

B、导电材料几何尺寸的变化

C、导电材料物理性质的变化

D、导电材料化学性质的变化

8、电阻应变片的线路温度补偿方法有(B)。

A、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

8、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将(B)。

A、保持不变

B、增大为原来的一倍

C、减小一倍

D、增大为原来的两倍

8、试题关键字：变间隙式。当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加

时，将引起传感器的( B )。

A、灵敏度增加

B、灵敏度减小

C、非线性误差增加

D、非线性误差不变

8、（本题为多选题）电容式传感器中输入量与输出量的关系为线性的有（AB）。

A、变面积型电容传感器

B、变介质型电容传感器

C、变电荷型电容传感器

D、变极距型电容传感器

8、试题关键字：平衡条件。交流电桥的平衡条件为(B)。

A、相邻桥臂阻抗值乘积相等

B、相对桥臂阻抗值乘积相等

C、相对桥臂阻抗值比值相等

D、相邻桥臂阻抗值之和相等

8、下列说法正确的是(D)。

A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。

B、差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动方向。

C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。

D、相敏检波电路可以判断位移的大小和位移的方向。

8、试题关键字：测量（本题为多选题）电感式传感器可以对(ABCD)等物

理量进行测量。

A、位移

B、振动

C、压力

D、流量

8、试题关键字：压电式传感器。石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是

(B)。

A、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好

B、压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好

C、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好

D、石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好

7、试题关键字：石英晶体。石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会(D)。

A、不产生压电效应

B、产生逆向压电效应

C、产生横向压电效应

D、产生纵向压电效应

7、试题关键字：石英晶体的结构。关于石英晶体的结构下列说法正确的是（C）。

A、石英晶体具有完全各向异性的特性；

B、石英晶体具有完全各向同性的特性；

C、石英晶体是介于各向异性和石英晶体具有完全各向异性的晶体；

D、以上说法都不对。

267、热电偶的最基本组成部分是( A )。

A、热电极

B、保护管

C、绝缘管

D、接线盒

268、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

269、热电偶测量温度时( D )。

A、需加正向电压

B、需加反向电压

C、加正向、反向电压都可以

D、不需加电压

270、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热

电偶的哪个基本定律( A )。

A、中间导体定律

B、中间温度定律

C、标准电极定律

D、均质导体定律

271、将一支灵敏度为0.08 mV/°C的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为 50°C。电压表上读数为60mV，则热电偶热端温度为（ D ）°C。

A、600；

B、750；

C、850；

D、800

272、镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04 mV/°C，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50°C，则热电势大小（ B ）mV。

A、60；

B、46；

C、56；

D、66。

273、已知在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为13.967 mV，材料B与铂配对的热电势是8.345 mV，则在此特定条件下，材料A与材料 B配对后的热电势为（ A ）mV。

A、5.622；

B、6.622；

C、7.622；

D、8.622。

1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ABD ）。

A．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

4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（BD ）。

A．灵敏度增加B．灵敏度减小

C．非统性误差增加D．非线性误差减小

5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（BD）。

A．外光电效应B．内光电效应

C．光电发射D．光导效应

4. 利用物质的光电效应制成的传感器称为（B ）

A．压电传感器Ｂ．光电传感器

Ｃ．磁电传感器Ｄ．温度传感器

5. 将力学量转换成电压、电流等电信号形式的传感器称为（A ）

A．力敏传感器Ｂ．光电传感器

Ｃ．智能传感器Ｄ．电阻传感器

6. 磁敏传感器中将被测物理量转换为电势的霍尔传感器是利用（D ）

A．压电效应原理Ｂ．力学效应原理

Ｃ．光电效应原理Ｄ．霍尔效应原理

7. 超声波传感器的声波频率（D ）

A．低于16Hz Ｂ．低于10kHz

Ｃ．高于10kHz Ｄ．高于20kHz

8. 热电偶在温度测量中应用非常广泛，其工作原理是（A ）

A．热电效应Ｂ．光电效应

Ｃ．磁电效应Ｄ．热敏效应

9. 能够测量大气湿度的传感器称为（B ）

A．温度传感器Ｂ．湿度传感器

Ｃ．光电器件Ｄ．热敏元件

10. 为了检测我们生活环境周围的有害的气体的浓度，常采用（C ）

A．湿度传感器Ｂ．温度传感器

Ｃ．气敏传感器Ｄ．力敏传感器

3. 以下属于无源型传感器是（D ）

A．发电型Ｂ．热电偶

Ｃ．气敏传感器Ｄ．电阻式传感器

4. 光电传感器的基本原理是物质的（B ）

A．压电效应Ｂ．光电效应

Ｃ．磁电效应Ｄ．热电效应

5. 传感器的输出对随时间变化的输入量的响应称为传感器的（A）

A．动态响应Ｂ．线性度

Ｃ．重复性Ｄ．稳定性

6. 压磁式传感器的原理是利用铁磁材料的（B ）

A．压电效应Ｂ．压磁效应

Ｃ．光电效应Ｄ．霍尔效应

7. 超声波在以下介质中传播时强度会发生衰减，其中衰减最大的是（C ）

A．半导体Ｂ．石油Ｃ．空气Ｄ．水8. 下列可实现非接触测量的温度传感器是（D ）

A．热膨胀式Ｂ．压力式

Ｃ．热电偶Ｄ．比色高温计

9. 电阻式湿度传感器最能够测量大气的（B ）

A．温度Ｂ．湿度

Ｃ．成分Ｄ．密度

10. 用来测量一氧化碳、二氧化硫等气体的固体电介质属于（D ）

A．湿度传感器Ｂ．温度传感器

Ｃ．力敏传感器Ｄ．气敏传感器

17. 差动变压器的零点残余电压太大时会使其灵敏度（C ）

A．较大增加Ｂ．不变

Ｃ．下降Ｄ．略有增加

4. 以下不属于电容式传感器测量电路的是（B ）

A．调频电路Ｂ．放大器

Ｃ．交流电桥Ｄ．脉冲电路

5. 光敏电阻的工作原理是基于（D ）

A．磁电效应Ｂ．光生伏打效应

Ｃ．外光电效应Ｄ．内光电效应

6. 微应变式传感器依据的基本效应是（C ）

A．磁电效应Ｂ．压电效应

Ｃ．压阻效应Ｄ．光电效应

7. 通常能够产生压磁效应的物质是（C ）

A．金属Ｂ．陶瓷Ｃ．铁磁材料Ｄ．高分子8. 以下不属于超声波传感器主要性能指标的是（A ）

A．工作压力Ｂ．工作温度Ｃ．灵敏度Ｄ．工作频率9. 利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件是（B ）

A．光敏电阻Ｂ．热敏电阻Ｃ．磁敏电阻Ｄ．力敏电阻

11. SnO2和ZnO半导体材料常用于（A ）

A．气敏传感器Ｂ．电感式传感器Ｃ．光电传感器Ｄ．电阻式传感器18. 光敏二极管在光照射时产生的电流称为（C ）

A．暗电流Ｂ．截止电流Ｃ．光电流Ｄ．放大电流7. 固体受到作用力后电阻率发生变化的现象称为（B ）

A．电压效应Ｂ．压阻效应Ｃ．磁阻效应Ｄ．力阻效应8. 当超声波从液体垂直入射到气体时，反射系数接近1，此时超声波会（D ）

A．几乎全部透射Ｂ．几乎全部吸收

Ｃ．几乎全部折射Ｄ．几乎全部反射

11. 可燃气体报警电路中，主要采用（C ）

A．力敏传感器Ｂ．磁敏传感器

Ｃ．气敏传感器Ｄ．光敏传感器

19. 电涡流传感器常用的材料为（D ）

A．玻璃Ｂ．陶瓷Ｃ．高分子Ｄ．金属4. 以下特性属于传感器动态特性的是（A ）

A．瞬态响应Ｂ．线性度Ｃ．灵敏度Ｄ．稳定性7. 据光生伏打效应制成的光电器件是（B ）

A．光敏电阻Ｂ．光电池Ｃ．光敏二极管Ｄ．光敏晶闸管10. 利用霍尔效应制成的传感器是（C ）

A．磁敏传感器Ｂ．温度传感器Ｃ．霍尔传感器Ｄ．气敏传感器11. 影响超声波的衰减程度的因素有介质和（B ）

A．温度Ｂ．频率Ｃ．湿度Ｄ．浓度17. 电容式湿度传感器主要包括陶瓷电容式和（B ）

A．金属电容式Ｂ．高分子电容式Ｃ．半导体电容式Ｄ．单晶电容式6. 利用外光电效应原理制成的光电元件是（B ）

A．光敏电阻Ｂ．光电管Ｃ．光电池Ｄ．光敏晶体管11. 热电偶回路电动势主要包括接触电势和（D ）

A．辐射电势Ｂ．温度电势Ｃ．热电势Ｄ．温差电势16. 传感器按输出量可分为数字传感器和（A ）

A．模拟传感器Ｂ．温度传感器Ｃ．生物量传感器Ｄ．化学量传感器17. 互感式电感传感器又称为（B ）

A．电流式传感器Ｂ．变压器式传感器Ｃ．差动传感器Ｄ．涡流传感器19. 具有压电效应的物体称为（D ）

A．磁电材料Ｂ．光电材料Ｃ．压电效应Ｄ．压电材料4. 电位器式电阻传感器和应变片式电阻传感器相比，后者的灵敏度（C ）A．低Ｂ．与前者相等Ｃ．高Ｄ．无法确定7. 光敏二极管在没有光照时产生的电流称为（A ）

A．暗电流Ｂ．亮电流Ｃ．光电流Ｄ．导通电流12. 超声波传播速度最快的介质是（D ）

A．水Ｂ．空气Ｃ．氧气Ｄ．钢铁15. 从气敏元件与被测气体接触到气敏元件参数达到新的稳定状态所需要时间

称为（ C ）

A．灵敏度Ｂ．稳定性Ｃ．响应时间Ｄ．选择性16. 具有压磁效应的磁弹性体叫做（B ）

A．压电元件Ｂ．压磁元件Ｃ．压阻元件Ｄ．霍尔元件17. 最适合制作霍尔传感器的物质是（D ）

A．绝缘体Ｂ．金属Ｃ．P 型半导体Ｄ．N型半导体20. 光电传感器的基本原理是基于物质的（B ）

A．压电效应Ｂ．光电效应Ｃ．磁电效应Ｄ．热电效应三、判断题（在你认为对的判断后打√，错的判断后打?，每题1分，10题共10分）

1，压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。（?）

2，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。（√）

3，真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观

存在的，而且是可以测量的。（ ）

21.线性度是传感器的静态特性之一。（√）

改正:

22.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。（√）

改正:

23.光电三极管不是根据光电效应原理制成的。（×）

改正:光电三极管是根据光电效应原理制成的。

24.应变片式压力传感器仅能对压力进行测量。（×）

改正:应变片式压力传感器可以对压力进行测量。

25.热敏电阻除了用于温度传感器外，还可用于湿度传感器。（√）

改正:

21.时间响应特性为传感器的静态特性之一。（×）改正:时间响应特性为传感器的动态特性之一

22.变压器式传感器可以进行无接触测量。（√）改正:

23.光敏二极管是根据压电效应原理制成的。（×）改正:光敏二极管是根据内光电效应原理制成的。

24.电阻应变片式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。（√）改正:

25.石英音叉谐振传感器是利用石英晶体的压电效应和谐振特性制成的。（√）改正:

21.在传感器的基本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。（√）

改正:

22.电涡流式传感器不可以进行无接触测量。（×）

改正:电涡流式传感器可以进行无接触测量。

23.钛酸钡压电陶瓷可用于制备光电传感器。（×）

改正:钛酸钡压电陶瓷可用于制备压电传感器。

24.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。（√）

改正:

25.接触燃烧式气体传感器属于气敏传感器。（√）

改正:

21.传感器的稳态响应指的是输入信号为正弦信号的频率响应。（√）改正:

22.电容式传感器不可实现非接触测量。（×）改正:电容式传感器可实现非接触测量。

23.在电磁波谱的可见光范围内，紫光携带的能量最大。（√）改正:

24光电耦合器件仅是光敏元件的组合。（×）改正:光电耦合器件是发光元件和光敏元件的组合。

25.超声波测流速的机理是它在静止流体和流动流体中的传播速度不同。（√）改正:

21.线性度描述的是传感器的动态特性之一。（×）

改正:线性度描述的是传感器的静态特性之一。

22.磁敏传感器可以进行无接触测量。（√）

改正:

23.压电式压力传感器是根据压电效应原理制成的。（√）

改正:

24.力敏传感器可以对力、力矩、压力等进行测量。（√）

改正:热电偶属于温度传感器。

25. 热电偶不属于温度传感器。（×）

改正:

21. 智能传感比普通传感器性能优越，它输出的信号一定为数字信号。（×）改正:智能传感比普通传感器性能优越，它输出的信号可以为数字信号。

22. 电涡流式传感器可以进行无接触测量位移、振幅、板材厚度等参量。（√）改正:

23. 磁敏二极管是根据光生伏打效应制成的。（×）

改正:磁敏二极管是根据内光电效应制成的。

24. 霍尔传感器是根据霍尔效应制成的传感器。（√）

改正:

25. 谐振传感器可以测量压力、频率等参量。（√）

改正:

21.传感器按输入量分为模拟式和数字式传感器。（×）

改正:传感器按输出量分为模拟式和数字式传感器。

22.电涡流式传感器属于电容式传感器，可以用于无损探伤。（×）

改正:电涡流式传感器属于电感式传感器，可以用于无损探伤。

23.光谱特性是光电元件的特性之一。（√）

改正:

24.压磁式传感器和磁阻式传感器都属于磁敏传感器。（√）

改正:

25.电阻传感器和电容传感器都可以用于湿度的测量。（√）

改正:

四、简答题（4题，共18分）

301、试述传感器的定义、共性及组成。

答：①传感器的定义：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；

③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。

302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。

答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。

304、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。

应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。

306、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合?用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善?

答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场

合。半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。

311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点?各适用于什么场合?

答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。

变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。

变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。

变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。

316、何谓电涡流效应?怎样利用电涡流效应进行位移测量?

答：:电涡流效应指的是这样一种现象：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，通过导体的磁通将发生变化，产生感应电动势，该电动势在导体内产生电流，并形成闭合曲线，状似水中的涡流，通常称为电涡流。

利用电涡流效应测量位移时，可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变，而只改变线圈与导体间的距离，这样测出的传感器线圈的阻抗变化，可以反应被测物位移的变化。

317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。

答：(1)不同点：

1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化；

2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。

(2)相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。

323、什么是正压电效应?什么是逆压电效应?什么是纵向压电效应?什么是横向压电效应?

答：正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。

当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。

沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为"纵向压电效应"。沿石英晶体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为"横向压电效应"。

331、简述热电偶的几个重要定律，并分别说明其实用价值。

答：1、中间导体定律；2、标准电极定律；3、连接导体定律与中间温度定律实用价值：略。

332、热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方法有哪些？

答（1）因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数，而热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的，为了使热电势能反映所测量的真实温度，所以要进行冷端补偿。

（2）A：补偿导线法B：冷端温度计算校正法C：冰浴法D：补偿电桥法。

第333题图 333、试说明如图所示的热电偶三线制测温时，是如何消除连接导线电阻

r 带来的测温误差的。

答：当电桥平衡时，可写出下列关系式，即

由此可以得出

设计电桥时如满足R 1=R 2则图中右边含有r 的项完全消去，这种情况下连线阻r 对桥路平衡毫无影响，即可以消除热电阻测量过程中r 的影响。但必须注意，只有在对称电桥(R 1=R 2的电桥) ，且只有在平衡状态下才如此。 335、热电阻传感器主要分为哪两种类型?它们分别应用在什么场合?

答: (l)铂电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。此外，还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递，是目前测温复现性最好的一种。

(2)铜电阻传感器：价钱较铅金属便宜。在测温范围比较小的情况下，有很好的稳定性。温度系数比较大，电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易提纯，价格便宜。不足之处是测量精度较铅电阻稍低、电阻率小。

336、要用热电偶来测量两点的平均温度，若分别用并联和串联的方式，请简述其原理，指出这两种方式各自的优缺点是什么?

答：在并联方式中，伏特表得到的电动势为2个热电偶的热电动势的平均电动势，即它已经自动得到了2个热电动势的平均值，查表即可得到两点的平均温度。该方法的优点：快速、高效、自动，误差小，精度高。缺点：当其中有一个热电偶损坏后，不易立即发现，且测得的热电动势实际上只是某一个热电偶的。

在串联方式中，伏特表得到的电动势为环路中2个热电偶的总热电动势，还要经过算术运算求平均值，再查表得到两点的平均温度。该方法的优点:当其中有一个热电偶损坏后， 可以立即发现；可获得较大的热电动势并提高灵敏度。缺点：过程较复杂，时效性低，在计算中，易引入误差，精度不高。 339、什么是光电效应和光电器件?常用的光电器件有哪几大类?

答：所谓光电效应，是指物体吸收了具有一定能量的光子后所产生的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换器件称为光电器件。

常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。

340、试解释外光电效应器件和内光电效应器件各自的工作基础并举例。

答：外光电效应器件的工作基础基于外光电效应。所谓外光电效应，是指在光线作用下，电子逸出物体表面的现象。相应光电器件主要有光电管和光电倍增管。

内光电效应器件的工作基础是基于内光电效应。所谓内光电效应，是指在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的现象，它可分为光导效应和光生伏特效应。内 光电效应器件主要有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管。

341、什么是光电式传感器?光电式传感器的基本工作原理是什么?

答：光电式传感器(或称光敏传感器) 。利用光电器件把光信号转换成电信号(电压、电流、电阻等)的装置。

光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性

而改变的现象。

名词解释:

36.热电效应

热电效应是两种不同的导体组成闭合回路时(1分)，若两接点温度不同1分)在该电路中产生电动势的现象.(1分)

38.霍尔效应

当置于磁场中的半导体薄片的电流方向与磁场方向不一致时(1分)，在半导体薄片上平行于电流和磁场方向(1分)的两个面之间产生电动势的现象.（1分）

38.光电效应

用光照射某一物体（1分），组成该物体的材料吸收光子能量而发生相应的电效应的物理现象.（2分）

38.灵敏度

传感器达到稳定工作状态时（1分）输出变化量与引起此变化的输入变化量之比.（2分）37.内光电效应

光照射于某一物体上，(1分)使其导电能力发生变化的现象.(2分)

39.简述传感器的基本组成。

传感器一般由敏感元件和转换元件组成。(2分) 敏感元件是能够完成预变换作用的器件；(1分) 转换元件是能将感觉到的被测非电量参数转换为电量的器件；(1分) 转换元件是传感器的核心部分。(1分) 并不是所有的传感器都包括敏感元件与转换元件.(1分) 42.光纤的主要参数有哪些？

光纤的主要参数有：(1)数值孔径它反映纤芯吸收光量的多少，是标志光纤接受性能的重要参数；(2分) （2）光纤模式就是光波沿光纤传播的途径和方式；(2分)（3）传播损耗是由光纤纤芯材料的吸收、散射以及光纤弯曲处的辐射损耗影响造成的.(2分) 46.在《传感器技术》这门课程中讲述了多种传感器，其中温度传感器在实际应用中具有重要实用价值，试论述常用的温度传感器的异同。

答:常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻和集成温度传感器等;(2分)它们的相同点是：都是接触式测温方法;(1分) 不同点是：（1）工作原理不同热电偶依据的是热电效应，热敏电阻利用的是半导体电阻随温度变化的特性，集成温度传感器是利用感温PN的电压电流特性与温度的关系;(3分) （2）主要特点不同热电偶具有种类多、结构简单、感温部小、广泛用于高温测量的特点，热敏电阻具有种类多、精度高、感温部较大、体积小、响应快、灵敏度高等特点，集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等特点.(3分)

40.电涡流传感器是如何实现探伤的？

使电涡流传感器与被测体距离不变，如有裂纹出现，将会引起金属的电阻率、磁导率的变化。(3分)在裂纹处也可以说有位移的变化。这些综合参数的变化将会引起传感器参

数的变化，(2分)通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的. (1分)

43.简述霍尔电势的产生原理。

一块半导体薄片置于磁场中(磁场方向垂直于薄片)，当有电流流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。（2分）结果在半导体的后端面上电子有所积累，而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转；(2分) 当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势.(2分)

46.传感器技术在日常生活中的应用非常广泛，其中超市收款台采用条形码扫描的方法来得到各种商品的信息，实现快速收费的目的。条形码扫描的方法涉及到光电传感器，试分析条形码扫描笔的工作原理。

答：扫描笔的前方为光电读入头，它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成；(2分) 当扫描笔在条形码上移动时，若遇黑色收线条，发光二极管发出的光将被黑线吸收，光敏三极管接受不到反射光，呈现高阻抗，处于截止状态；当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光纤，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生电流而导通；(4分)整个条形码被扫描后，光敏三极管将条形码变成了一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成宽窄与条形码线的宽窄及间隔相对应的脉冲列，脉冲列经计算机处理后，完成对条形码的识读. (3分)

五、计算综合题（3题，共22分）

1、如图为实验室常采用的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线图，

（1）图中依据了热电偶

两个基本定律，分

别指出并简述其内

容；（4分）

（2）将冷端至于冰水槽

的主要原因是什

么？（2分）

（3）对补偿导线有何要求？（2分）

答案：

（1）中间导体定律：在热电偶回路中，只要接入的第三导体两端温度相同，则对回路的总的热电动势没有影响。中间温度定律：热电偶AB的热电势仅取决于热电偶的材料和两个结点的温度，而与温度沿热电极的分布以及热

传感器与检测技术题库

《传感器与检测技术》题库 一、名词解释 二、单项选择题 3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 B 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级 4.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 C 左右为宜。 A.3 倍 B.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 5.用万用表交流电压档(频率上限仅为 5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压，发现示值还不到 2 V，该误差属于B 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8 V，该误差属于 A 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 7.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 D 。

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 8.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0. 5级，试求 该表可能出现的最大绝对误差为 A 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃ 9.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示值 为20 ℃时的示值相对误差为 B A.1℃ B.5％ C.1％ D.10％ 10.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示 值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。 A. 1℃ B.5％ C. 1％ D.10％ 11.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 250 V电压表，其精度应选 B 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 12.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 300 V，其精度应选 C 级。 A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 13.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于

《传感器与检测技术》实验实施方案1

自考“机电一体化”专业衔接考试《传感器与检测技术》课程 实验环节实施方案 一、实验要求 根据《传感器与检测技术》课程教学要求，实验环节应要求完成3个实验项目。考虑到自考课程教学实际情况，结合我院实验室的条件，经任课教师、实验指导教师、教研室主任和我院学术委员会认真讨论，确定开设3个实验项目。实验项目、内容及要求详见我院编制的《传感器》课程实验大纲。 二、实验环境 目前，我院根据编制的《传感器》课程实验大纲，实验环境基本能满足开设的实验项目。实验环境主要设备为： 1、486微机配置 2、ZY13Sens12BB型传感器技术实验仪 三、实验报告要求与成绩评定 学生每完成一个实验项目，要求独立认真的填写实验报告。实验指导教师将根据学生完成实验的态度和表现，结合填写的实验报告评定实验成绩。成绩的评定按百分制评分。 四、实验考试 学生在完成所有实验项目后，再进行一次综合性考试。教师可以根据学生完成的实验项目，综合出3套考试题，由学生任选一套独立完成。教师给出学生实验考试成绩作为最终实验成绩上报。 五、附件

附件1 《传感器与检测技术》课程实验大纲 附件2 实验报告册样式 以上对《传感器与检测技术》课程实验的实施方案，妥否，请贵校批示。 重庆信息工程专修学院 2009年4月14日

附件1 《传感器与检测技术》课程实验教学大纲 实验课程负责人：段莉开课学期：本学期 实验类别：专业课程实验类型：应用性实验 实验要求：必修适用专业：机电一体化 课程总学时：15 学时课程总学分： 1分 《传感器与检测技术》课程实验项目及学时分配

实验一 金属箔式应变片性能—单臂电桥 一、 实验目的 1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 2、测试应变梁变形的应变输出。 3、比较各桥路间的输出关系。 二、 实验内容 了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。（用测微头实现） 三、 实验仪器 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、电压表、主、副电源。 四、 实验原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： R Ku R ?=式中 R R ?为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数, l u l ?=为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换 被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压 14 O EKu U = 。 五、 实验注意事项 1、直流稳压电源打到±2V 档，电压表打到2V 档，差动放大增益最大。 2、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。 3、做此实验时应将低频振荡器的幅度旋至最小，以减小其对直流电桥的影响。 六、 实验步骤 1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。 2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与电压表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使电压表显示为零，关闭主、副电源，拆去实验连线。 3、根据图１接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R X =R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V 档，电压表置20V 档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使电压表显示为零，然后将电压表置2V 档，再调电桥W1（慢慢地调），使电压表显示为零。

《传感器与检测技术》全套教案

!知识目标：掌握接近开关的基本工作原理，了解各种接近开关的环境特性及使用方法，掌握应用接近开 T丨关进行工业 技术检测的方法 教学■ 口h I能力目标：对不同接近开关进行敏感性检测，使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。 目标！ i素质目标： ■ ■ ■ W ■?Fr??T??* 教学 重点 .■该学…t 难点i接近开关的基本工作原理 I ---一一 ^—--十一- ——一一-一-一一--- —一-- . - — - - _-一- --- 教学］理实一体千 輕丨实物讲解手段!小组讨论、协作 接近开关的应用 教学! 学时丨10 教学内容与教学过程设计 1理论学习〗 项目一开关量检测 任务一认识接近开关 一、霍尔效应型接近开关 1.霍尔效应 霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。把N型半导体薄片放在磁场中，通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应 么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流方向相反的方向运动。 如图1-2所示，i || （从a点至b点），那\ I讲解霍尔效应基i本原 理，及霍尔电 I动势。 2.霍尔元件 霍尔元件的结构简单，由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图1-3 所示。 图1-3 霍尔元件

—H ■ ——= H H H —H ■ ■ H H H H — H I 3.霍尔原件的性能参数 1）额定激励电流 2）灵敏度KH 3）输入电阻和输出电阻 4）不等位电动势和不等位电阻 5）寄生直流电动势 6）霍尔电动势温度系数 4.霍尔开关 霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 图1-6霍尔开关 5.霍尔传感器的应用 1）霍尔式位移传感器 霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，有功功率及电能 参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。 1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图 2）霍尔式转速传感器 图1-8所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。 图1-8 几种霍尔式转速传感器的结构 3）霍尔计数装置 图1-9所示的是对钢球进行计数的工作示意图和电路图。当钢球通过霍尔开关传感器 时，传感器可输出峰值20 mV的脉冲电压，该电压经运算放大器（卩A741）放大后，驱动半导 蒞H尤 ｛牛 吐n惑坳强屢曲同的传黑 器 霜晦疋件 \ -Av 骷］罰腋的怖楞传想 器 雷耳朮件 At 畑铀构柑同的拉牌传感盟 1 了解霍尔传感器 I i的应用。 它不仅用于磁感应强度、 U) 2

传感器与检测技术题库

一、选择题 1.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C.精确度愈高 B.工作量程愈小D.精确度愈低 2.属于传感器动态特性指标的是（B） A.固有频率C.阻尼比 B.灵敏度D.临界频率 3.封装在光电隔离耦合器内部的是（D） A两个光敏二极管 C一个光敏二极管和一个光敏三极管B两个发光二极管 D一个发光二极管和一个光电三极管 4.适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是（B） A.霍尔式C.电感式 B.涡流式D.电容式 5.当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（D） A压阻效应B应变效应C霍尔效应D压电效应 6.热电偶式温度传感器的工作原理是基于（B） A.压电效应C.应变效应 B.热电效应D.光电效应 7.矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于（A） A.气敏传感器C.湿度传感器 B.水份传感器D.温度传感器 8.高分子膜湿度传感器用于检测（D） A.温度C.绝对湿度 B.温度差D.相对湿度 9.下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是（B） A自感式B差动变压器式C电涡流式D变极距电容式10. ADC0804是八位逐次逼近型的（B） A.数/模转换器C.调制解调器 B.模/数转换器D.低通滤波器 11.热电偶的热电动势包括（A） A接触电势和温差电势B接触电势和非接触电势

C非接触电势和温差电势D温差电势和汤姆逊电势 12. 为了进行图像处理，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（C） A 编码 B 压缩 C 前处理 D 后处理 13热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（B） A相对湿度B绝对湿度C温度D温度差 14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C.线性度 B.稳定性D.灵敏度 15热电偶传感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿，其作用是（C） A扩大量程B提高灵敏度C确保测量精度D提高测量速度 16.便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和（A） A RC网络组成 B LC网络组成 C RL网络组成 D RLC网络组成 17.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 18.灵敏度高，适合测量微压，频响好，抗干扰能力较强的压力传感器是（A） A.电容式C.电感式 B.霍尔式D.涡流式 19.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（D） A厚度B加速度C转速 D 温度 20.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 21.相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为（B） A电火花干扰B串扰C共模噪声干扰D差模噪声干扰

传感器与检测技术实验报告

“传感器与检测技术”实验报告 学号： 913110200229 姓名：杨薛磊 序号： 83

实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表（自备）。 稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 2 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Ω固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。

2018电大本科《传感器与测试技术》形考

2018电大本科《传感器与测试技术》形考1-4 形考作业一 一、判断题（Y对/N错） 1．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。Y 2．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。Y 3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。N 4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。N 5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。Y 6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。Y 7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。N 8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。Y 9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。Y 10．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。Y 11．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。Y 12．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。Y 13．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。Y 14．线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。Y 15．测量误差越小，传感器的精度越高。Y 16．传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。N 17．传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力，当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。Y 18．测量转换电路首先要具有高精度，这是进行精确控制的基础。N 19．电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。Y

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料部电阻率改变的光电 效应，这类元件有光 敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元 件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为 Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移 至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其部产生机械压力，从 而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 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（①增加②减小③ 不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变 介电常数型）外是线性的。（2分） 9. 电位器传器的（线性），假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax ，它的滑臂间的阻值 可以用Rx = （① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax ）来计算， 其中电阻灵敏度Rr=（① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)） 1、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（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型， ②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成（①正比， ②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁 阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置， 传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信 号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材 料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形 成的，而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过 线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。 1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式 为E ab （T,T o ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中，补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线 和热电偶之间，接入延长线它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。（7分） 3.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器的

传感器与检测技术实验的报告.doc

精品资料 “传感器与检测技术”实验报告 序号实验名称 1 电阻应变式传感器实验 2 电感式传感器实验 学号： 3 电容传感器实验913110200229 姓名：杨薛磊 序号：83

实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。 一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感 器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元 件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。 它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在 机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的± 2V ～± 10V （步进可调）直流稳压电源、±15V 直 流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 12位数显万用表（自备）。 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器 +5V 电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模 板中的 R1( 传感器的左下 )、R2( 传感器的右下 )、R3( 传感器的右上 )、R4( 传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的 5 个电阻符号是空的无实体，其中 4 个电阻 符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R 6、R7是 350 Ω固定电阻， 是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器 上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应 变片输入口，做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上，如图 1 —4 所示。

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。

传感器与自动检测技术实验指导书.

传感器与自动检测技术验 指导书 张毅李学勤编著 重庆邮电学院自动化学院 2004年9月

目录 C S Y-2000型传感器系统实验仪介绍 (1) 实验一金属箔式应变片测力实验（单臂单桥） (3) 实验二金属箔式应变片测力实验（交流全桥） (6) 实验三差动式电容传感器实验 (9) 实验四热敏电阻测温实验 (12) 实验五差动变压器性能测试 (14) 实验六霍尔传感器的特性研究 (17) 实验七光纤位移传感器实验 (21)

CSY-2000型传感器系统实验仪介绍 本仪器是专为《传感器与自动检测技术》课程的实验而设计的，系统包括差动变压器、电涡流位移传感器、霍尔式传感器、热电偶、电容式传感器、热敏电阻、光纤传感器、压阻式压力传感器、压电加速度计、压变式传感器、PN结温度传感器、磁电式传感器等传感器件，以及低频振荡器、音频震荡器、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、涡流变换器等信号和变换器件，可根据需要自行组织大量的相关实验。 为了更好地使用本仪器，必须对实验中使用涉及到的传感器、处理电路、激励源有一定了解，并对仪器本身结构、功能有明确认识，做到心中有数。 在仪器使用过程中有以下注意事项： 1、必须在确保接线正确无误后才能开启电源。 2、迭插式插头使用中应注意避免拉扯，防止插头折断。 3、对从各电源、振荡器引出的线应特别注意，防止它们通过机壳造成短路，并 禁止将这些引出线到处乱插，否则很可能引起一起损坏。 4、使用激振器时注意低频振荡器的激励信号不要开得太大，尤其是在梁的自振 频率附近，以免梁振幅过大或发生共振，引起损坏。 5、尽管各电路单元都有保护措施，但也应避免长时间的短路。 6、仪器使用完毕后，应将双平行梁用附件支撑好，并将实验台上不用的附件撤 去。 7、本仪器如作为稳压电源使用时，±15V和0~±10V两组电源的输出电流之和 不能超过1.5A，否则内部保护电路将起作用，电源将不再稳定。 8、音频振荡器接小于100Ω的低阻负载时，应从LV插口输出，不能从另外两个 电压输出插口输出。

传感与检测技术 传感器技术 形成性考核四 复习题 按拼音排序后

传感与检测技术传感器技术形成性考核四复习题按拼音排序后 【单项选择题】( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大 a. 热端和冷端的温差 b. 热端和冷端的温度 c. 热电极的电导率 d. 热端直径 正确答案是：热端和冷端的温差 【单项选择题】半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ) a. 迅速下降 b. 归零 c. 上升 d. 保持不变 正确答案是：迅速下降 【单项选择题】差动电桥由环境温度变化引起的误差为( ) a. 零 b. 与温度变化成正比 c. 与温度变化成反比 d. 恒定输出值 正确答案是：零 【单项选择题】传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( ) 选择一项： a. 线性度越好 b. 重复性越好 c. 分辨力越高 d. 迟滞越小 正确答案是：分辨力越高 【单项选择题】钢轨内部气泡探伤可用下列哪种类型的传感器进行检测( ) a. 电阻应变片 b. 压电陶瓷 c. 超声波探伤仪

d. 热电偶 正确答案是：超声波探伤仪 【单项选择题】机场安检门金属探测器可以使用下列哪种效应制做( ) 选择一项： a. 应变效应 b. 光电效应 c. 压电效应 d. 涡流效应 正确答案是：涡流效应 【单项选择题】将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( ) a. 逆压电效应 b. 电涡流效应 c. 压电效应 d. 应变效应 正确答案是：压电效应 【单项选择题】通常采用下列哪种弹性辅助器件测量气体或液体的压力( ) a. 弹簧机构 b. 柱形弹性元件 c. 弹性弯管 d. 梁形弹性元件 正确答案是：弹性弯管 【单项选择题】下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（） 选择一项： a. 温度 b. 力矩 c. 厚度 d. 压力 正确答案是：温度 【填空题】电容式传感器按照结构分类可以分为：变正对面积型、变极间距型、和变（）

传感器与检测技术课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。

最新国家开放大学电大《传感器与测试技术(本)》网络核心课形考网考作业及答案

最新国家开放大学电大《传感器与测试技术（本）》网络核心课形考网考作业及答案 100%通过 考试说明：2018年秋期电大把《传感器与测试技术》网络核心课纳入到“国开平台”进行考核，它共有四个形考任务，针对该门课程，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的标准题库，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具，把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案，敬请查看。 形考作业1 一、判断题（共20小题，每小题5分，共100分） 题目1 1．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。选择一项： 对 错 题目2 2．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。 选择一项： 对 错 题目3 3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。 选择一项： 对 错 题目4 4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。 选择一项： 对 错 题目5 5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。 选择一项：对 错 题目6 6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。 选择一项： 对 错 题目7 7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。 选择一项： 对 错 题目8 8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L 或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。 选择一项： 对 错 题目9 9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。选择一项： 对 错 题目10 10．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。 选择一项：

传感器与检测技术试题

中国自考人(https://www.sodocs.net/doc/1212273737.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧！ 中国自考人(https://www.sodocs.net/doc/1212273737.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧！ 浙江省2003年1月自考传感器与检测技术试题 课程代码：02202 一、填空题(每空1分，共15分) 1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为________测试。 2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的_______和标准测试系统。 3. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________。 4. 半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。 5. 测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗________1012(Ω)。 6. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，A n表示________分量的幅值。 7. 当τ→∞时，信号x(t)的自相关函数R x(τ)呈周期性变化，说明该信号为________。 8. LCD是液晶显示器，是一种________功耗器件。 9. A/D卡的转换速率表示________。 10. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，________接法可以得到最大灵敏度输出。 11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是________。为克服该缺点，可采用二阶或二阶以 上有源低通滤波器。 12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气的________程度，它比绝对湿度使用更广泛。 13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率________。 14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下，其________与 温度之间的近似线性关系实现。 15. 图像处理的主要目的是________。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。每小题1分，共 15分) 1. 为了抑制干扰，常采用的电路有( ) A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路 2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是( )。 A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件 3. 自相关函数一定是( )函数。 A. 偶 B. 奇 C. 周期 D. 随机 4. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可( ) A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 C. 增大锤重 D. 减小冲击力 5. 记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将( ) A. 扩展，幅值减小 B. 变窄，幅值减小

传感器与检测技术实验指南.

实验一压阻式压力传感器的压力测量实验第一部分：压阻式压力传感器 一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。 二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。 三、需用器件与单元：压力源(已在主控箱)、压力表、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、流量计、三通连接导管、数显单元、直流稳压源±4V、±15V。 四、实验步骤： 1、这里选用的差压传感器两只气咀中，一只为高压咀，另一只为低压咀。本实验模板连接见图1-1，压力传感器有4端：3端接+2V电源，1端接地线，2端为U0+，4端为U0-。1、 2、 3、4端顺序排列见图1-1。端接线颜色通过观察传感器引脚号码判别。 2、实验模板上R w2用于调节零位，R w2可调放大倍数，按图1-1接线，模板的放大器输出V02引到主控箱数显表的V i插座。将显示选择开关拨到合适档位，反复调节R w2(R w1旋到满度的1/3)使数显表显示为零。 3、先松开流量计下端进气口调气阀的旋钮，开通流量计。 图1-1 压力传感器压力实验接线图 4、合上主控箱上的气源开关K3，启动压缩泵，此时可看到流量计中的滚珠

浮起悬于玻璃管中。 5、逐步关小流量计旋钮，使标准压力表指示某一刻度。 6、仔细地逐步由小到大调节流量计旋钮，使在4～14KP之间每上升1KP 分别读取压力表读数，记下相应的数显表值列于表(1-1) 表(1-1)压力传感器输出电压与输入压力值 思考题 1、计算本系统的灵敏度和非线性误差。 2、如果本实验装置要成为一个压力计，则必须对电路进行标定，方法如下：输入4KPa气压，调节R w2(低限调节)使数显表显示0.400V，当输入12KPa气压，调节R w1(高限调节)，使数显表显示1.200V这个过程反复调节直到足够的精度即可。 3、利用本系统如何进行真空度测量？ 第二部分： 扩散硅压阻式压力传感器差压测量 一、实验目的：了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。 二、基本原理：压阻式压力传感器的硅膜片受到两个压力P1和P2作用时由于它们对膜片产生的应力正好相反，因此作用在压力膜片上是ΔP=P1-P2，从而可以进行差压测量。 三、需用器件与单元：实验八所用器件和单元、压力气囊。 四、实验步骤： 请同学们自拟一个差压测量的方法，并记录实验数据。

传感器与智能检测技术课后习题答案.doc

西安理工研究生考试 传 感 器 与 智 能 检 测 技 术 课 后 习 题

1、对于实际的测量数据，应该如何选取判别准则去除粗大误差？ 答：首先，粗大误差是指明显超出规定条件下的预期值的误差。去除粗大误差的准则主要有拉依达准则、格拉布准则、t检验准则三种方法。准则选取的判别主要看测量数据的多少。 对于拉依达准则，测量次数n尽可能多时，常选用此准则。当n过小时，会把正常值当成异常值，这是此准则的缺陷。 格拉布准则，观测次数在30—50时常选取此准则。 t检验准则，适用于观察次数较少的情况下。 2、系统误差有哪些类型？如何判别和修正？ 答：系统误差是在相同的条件下，对同一物理量进行多次测量，如果误差按照一定规律出现的误革。 系统误差可分为：定值系统误差和变值系统误差。 变值系统误差乂可以分为：线性系统误差、周期性系统误差、复杂规律变化的系统误差。判定与修正： 对于系统误差的判定方法主要有： 1、对于定值系统误差一?般用实验对比检验法。改变产生系统误差的条件，在不同条件下进行测量，对结果进行比较找出恒定系统误差。 2、对于变值系统误差：a、观察法：通过观察测量数据的各个残差大小和符号的变化规律来判断有无变值系统误差。这些判断准则实质上是检验误差的分布是否偏离正态分布。 b、残差统计法：常用的有马利科夫准则（和检验），阿贝-赫梅特准则（序差检验法）等。 c、组间数据检验正态检验法 修正方法： 1.消除系统误差产生的根源 2.引入更正值法 3.采用特殊测量方法消除系统误差。主要的测量方法有：1）标准量替代法2）交换法3）对称测量法4）半周期偶数测量法 4.实时反馈修正 5.在测量结果中进行修正 3、从理论上讲随机误差是永远存在的，当测量次数越多时，测量值的算术平均值越接近真值。因此，我们在设计自动检测系统时，计算机可以尽可能大量采集数据，例如每次采样数万个数据计算其平均值，这样做的结果合理否？ 答：这种做法不合理。随机误差的数字特征符合正态分布。当次数n增大时，测量精度相应提高。但测量次数达到一定数Id后，算术平均值的标准差下降很慢。对于提高精度基本可忽略影响了。因此要提高测量结果的精度，不能单靠无限的增加测量次数，而需要采用适当的测量方法、选择仪器的精度及确定适当的次数等几方面共同考虑来使测量结果尽可能的接近真值。 4、以热电阻温度传感器为例，分析传感器时间常数对动态误差的影响。并说明热电阻传感器的哪些参数对有影响？ 答：1、对于热电阻温度传感器来说，传感器常数对于温度动态影响如式子t2=t x-T （dtJdt）所示，7■决定了动态误差的波动幅度。了的大小决定了随着时间变化

传感器与检测技术期末考试试卷及答案

传感器与自动检测技术 一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用

传感器与检测技术课后答案

第一章课后习题答案 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。 （2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统 ①MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。 ②研制仿生传感器 ③研制海洋探测用传感器 ④研制成分分析用传感器 ⑤研制微弱信号检测传感器 （3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。 （4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。 （5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。 1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度； 2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值； 3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；