传感器试题填空题和简答题整理
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.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。
3.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。
4.光电流与暗电流之差称为光电流。
5.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。
6.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。
7.反射式光纤位移传感器在位移 - 输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与距离的平方成反
比关系。
8.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。
9.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） =y/x 。
10.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。
11.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。
12.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。
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.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。
15.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。
16.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。
17.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。
18.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。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为 Sr（ f ） =Sr。 /(1+4 π2f 2τ2)
19.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。
20.国家标准 GB 7665--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。
21.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
22.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/ △
x
23.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。
24.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。P3
25.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
26.大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程度称为光谱
灵敏度，其表达式为：S()U ( )
( )
27. 应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电阻两部分组成。
28.应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计
29.传感器种类繁多，根据传感器感知外界信息的基本效应，可将传感器分为基于物理效
应，基于化学效应，分子识别三大类。
30.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：
l
。R
A
31.传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性（5）
32.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（4）
33.在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采用直角线栅式应变计或箔式应变计。
34.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、
光生伏特效应。
35.应变计的允许的最高工作频率 f 是应变计的重要参数，若应变波幅测量的相对误差为e，
在该材料中的传播速度为v，则对于L 的应变计，其f=6e 。
l
36.应变计根据敏感元件的材料不同，可分为金属式和半导体式。
37.应变计根据敏感元件的不同可以分为金属式和半导体式两大类。
38.应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。
39.内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。
40. 光敏电阻的温度特性的公式是α
R2R1100%
（R1为在一定光照下，温度为 T1 =
T1)R2
(T2
时的阻值； R2为在一定光照下，温度为T2时的阻值）
41.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。
42.一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。
43.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)。
44.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。
45.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。
46.入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。
47.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。
48.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。
49.两个各有 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)。
50.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。
51.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。
52.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
53.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Ｙ FS的百分数表示。
54.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
55.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。
56.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。
57.金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。
58.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。
59.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。
60.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
61.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
62.传感器按工作原理分为：应变式，电容式，电感式等。
63.内光电效应分为：光电导效应和光生伏特效应。
64.光电二极管是利用 PN结单向导电性的结构光电器件
65.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。
66.从传感器机理上来说，光纤传感器可分为振幅型和相位型两种。
67.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＿
＿。
68.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
69.辐射能量的最大值所对应的波长随温度的升高想短波方向移动，用公式表达为＿＿。
70.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。
71.半导体色敏传感器是在同一硅基片上具有两个深浅不同的 PN结，其中浅结对短
波长光响应好，深结对长波长光响应好
72.
y 传感器灵敏度定义为： k (x)
x
73.光电二极管是利用 PN结单向导电性的结构光电器件
74.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。
75.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。
76.红外热辐射传感器，从原理上又可分为热电型和光量子型。
77.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。
78.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）。
79.温度传感器从使用上大致可分为（接触类）和（非接触类）两大类。
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）
1、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的
大小。（2 分）
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内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻； 第三类是利用在光线作用下使物体内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
k
N A T ( A
B
)d
T
(T T 0 ) ln
N B T 0
Eab （ T ，To ）=
e
。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，其内部产生机械压力，
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）
4. 测量过程中存在着测量误差， 按性质可被分为 _ 绝对误差 ____ 、
相对误差 _______ 和 引用误差 _____ 三类，其中 ___ 绝对误差 __ 可以通过对多次测量结果求 平均 ____ 的方法来减小它对测量结果的影响
简答题
1、 简说光电倍增管的工作原理。
答 ; 利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子释放效应是指高速电子撞击固体表面，再发射出二次电子的现象。 2、 简要说明光电倍增管的工作原理。
光阴极在光子作用下发射电子，这些电子被外电场 ( 或磁场 ) 加速，聚焦于第一次极。这些冲击次极的电子能使次极释放更多的电子，它们再被聚焦在第二次极。这样，一般经
十次以上倍增，放大倍数可达到 108～ 1010。最后，在高电位的阳极收集到放大了的光电流。输出电流和入射光子数成正比。 3、 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。
4、 温度传感器从使用上分为什么？各自有何不同。
温度传感器从使用上大致分文接触型和非接触型两大类，
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，
红外线，从而达到测温的目的。
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。
前者是让温度传感器直接与待
检测从待测对象放射出的
(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、晶体的压电效应和反向压电效应的定义。
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( 束缚电荷 ), 这种
效应称为压电效应。压电效应是可逆的 , 即晶体在外电场的作用下要发生形变 , 这种效应称
为反向压电效应。
7、应变计温度误差产生的原因？
答：产生温度误差的原因有两点：
（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，是应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。
8、光电效应可分为哪三种类型，简单说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器。
答：光电效应可分为：
a)外光电效应：指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。光电管及光电倍
增管均属这一类。它们的光电发射极，即光明极就是用具有这种特性的材料制造的。
b)内光电效应：指在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此
类。
c)光生伏特效应：利用光势垒效应，光势垒效应指在光的照射下，物体内部产生一
定方向的电动势。光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式有源器件。
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、传感器技术发展迅速的原因
答：（ 1）电子工业和信息技术促进了传感器产业的相应发展
（2）政府对传感器产业发展提供资助并大力扶植
（3）国防、空间技术和民用产品有广大的传感器市场
（4）在许多高新技术领域可获得用于开发传感器的理论和工艺
2.3 静态特性标定方法是什么？
答：标定方法：首先是创造一个静态标准条件，其次是选择与被标定传感器的精度要求相
适应的一定等级的标定用仪器设备。然后开始对传感器进行静态特性标定。
2.7 什么是系统误差？系统误差产生的原因是什么？如何减小系统误差？
答：当我们对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。
系统误差出现的原因有：
①工具误差：指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。
②方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。
③定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。
④理论误差：是由于测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。
⑤环境误差：是由于测量仪表工作的环境（温度、气压、湿度等）不是仪表校验时
的标准状态，而是随时间在变化，从而引起的误差。
⑥安装误差：是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。
⑦个人误差：是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。
减小系统误差的方法：
①引入更正值法：若通过对测量仪表的校准，知道了仪表的更正值，则将测量结果的指示值加上更正值，就可得到被测量的实际值。
②替换法：是用可调的标准量具代替被测量接入测量仪表，然后调整标准量具，使测量仪表的指针与被测量接入时相同，则此时的标准量具的数值即等于被测量。
③差值法：是将标准量与被测量相减，然后测量二者的差值。
④正负误差相消法：是当测量仪表内部存在着固定方向的误差因素时，可以改变被测量的极性，作两次测量，然后取二者的平均值以消除固定方向的误差因素。
⑤选择最佳测量方案：是指总误差为最小的测量方案，而多数情况下是指选择合适的
函数形式及在函数形式确定之后，选择合适的测量点。
4.3 如何获得传感器的静特性？
答：传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。
4.4 传感器的静特性的用途是什么？
答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
2检测系统的一般构成框图：
1）传感器是检测系统的第一环节，设计时要充分考虑被测量和被测对象的特点，在了解被测对象和各种传感器的特性的基础上，根据被测量精度的要求、被测量变化范围、被
测量所处的环境条件、传感器的体积以及整个检测系统的性能要求等限制，合理地选择
传感器。
2）信号调理电路是对传感器的传输电信号做进一步的加工处理，多数是进行信号之间的转换，包括对信号的转换、放大滤波等。
3）纪录、显示仪器是将所测的信号变成一种能成为人们所理解的形式，以供人们观察和分析。
4）信号分析处理用来对测试所得的实验数据今夕处理、运算、逻辑判断、线性变换，对动态测试结果做频谱分析（幅值谱分析、功率谱分析）、相关分析等，完成这些工作必须采用计算机技术。数据处理结果通常送到显示器和执行机构去。所谓的执行机构通常指
各种继电器、电磁铁、电磁阀门、电磁调节阀、伺服电动机等，他们在电路中是起通断、
控制、调节、保护等作用的电气设备。
数据显示、纪录、分析、综合判断、决策、监控
通信接口和总线
底层显示分析处理底层显示分析处理
信号调理电路信号调理电路
传感器传感器
3..传感器组成框图：
输出信息被测信息
敏感元件转换元件信号调理电路
辅助电源电路
论述CCD的工作原理，如何用设计一台摄像机。（6 分）
答： CCD是一种半导体器件，在N 型或P 型硅衬底上生长一层很薄的S i O2，再在S i O2薄层
上依次序沉积金属电极，这种规则排列的 MOS电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构
成了 CCD芯片。 CCD可以把光信号转换成电脉冲信号。每一个脉冲只反映一个光敏元的受光
情况，脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱，输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置，
这就起到图像传感器的作用。
. 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。（6 分）
答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产
生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电
荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。
反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，
称为逆压电效应。
石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常
的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性。（10 分）
答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称。而传感器的输入输出特性是其基本特性，
一般把传感器作为二端网络研究时，输入输出特性是二端网络的外部特性，即输入量和输出量的
对应关系。由于输入量的状态（静态、动态）不同分静态特性和动态特性。传感器的动
态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入━输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变
化极慢时传感器输入━输出特性。
在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态
特性。
2.从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。
答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力
强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输
入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。
15 感应同步器是利用电磁感应原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。
17.红外图像传感器通常是由红外敏感元件和电子扫描电路组成。
19.薄膜热电偶主要用于测量固体表面小面积瞬时变化的温度。
22.光栅位移传感器无细分时，分辨率为0.02mm，在四细分后，其分辨率为0.005mm 。
23.抑制干扰的方法主要是采取单点接地、屏蔽隔离和滤波。
24.能用明确的数学解析关系式或图表描述的信号称为确定性信号。
《传感器本》试题整理(附参考答案)
《传感器本》试题整理(附参考答案)
上海开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材：《自动检测技术及应用》梁森（第2版），机械工业出版社 2. 网上课堂：视频资料，课程ppt资料，李斌 教授主讲 3. 主持教师联系方式： 25653399（周二、五）；xudanli@https://www.sodocs.net/doc/6711567716.html, 4. 期末考试比例（大约）：单项选择20分；填 空20分；多项选择12分；简答题26分；分析 设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性，有 动、静之分。静态特性指标的 有、、、 等。（灵敏度、分辨力、线性度、迟滞误差、 稳定性） 2. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类， 按照测量结果的显示方式，可以分为模拟式测量和数字式测量。 3. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类， 按照是否在工位上测量可以分为在线测量和离线式测量。 4. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，
按照测量的具体手段，可以分为 偏位式测 量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ，测量60mA 的绝 对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集 中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光 电流在很大范围内与照度与呈线性关系。 8. 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 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中，变极距式一般用来测量 微 小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优 点，但不适宜测量 频率太低 的被测量， 特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相 比,线性 好 灵感度提高 一 倍、 测量精度高。 13、热电偶冷端温度有如下补偿方法： 冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥补偿法和仪表
传感器与检测技术(重点知识点总结)
传感器与检测技术知识总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节； ③数字环节。评定其动态特性：正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2）高灵敏度。3）工作可靠。4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。7）结构简单、小巧，使用维护方便等； 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位：传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用：能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用：计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、加工中心（MC）、计算机辅助制造系统（CAM）。 五、基本特性的评价 1、测量范围：是指传感器在允许误差限内，其被测量值的范围； 量程：则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力：一般情况下，在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下，传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度：是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好，因为灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小，即被测量稍有微小变化，传感器就有较大输出。K值越大，对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y（=ymax—ymin）的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件，相当长时间内，其输入/输出特性不发生变化的能力，影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂，零漂是指还没输入时，输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性：是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；（分散范围
传感器技术期末考试简答题
传感器技术期末考试简 答题 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
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。
传感器考试题与答案
传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。 3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。 A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是（D ） A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括（ C ）。
A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（） A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、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__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。 3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法、＿、。 4. 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，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 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 6．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除线性误差同时还能起到温度补偿
传感器简答题
1：简述金属电阻应变片的工作原理，主要测量电路种类及其应用情况 应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将测量物体变形转换成电阻变化的传感器。被广泛应用于工程测量和科学实验中。 一工作原理 （一）金属的电阻应变效应当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。如图2-1所示 设有一根长度为l、截面积为S、电阻率为ρ的金属丝，在未受力时，原始电阻为 （2－1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时，将伸长Δl，横截面积相应减小ΔS，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变Δρ，故引起电阻值变化ΔR。对式（2－1）全微分，并用相对变化量来表示，则有: （2－2） 式中的Δl/l为电阻丝的轴向应变，用ε表示，常用单位με（1με＝1×10-6mm/mm）。若径向应变为Δr/r，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用 泊松比μ表示为，因为ΔS/S＝2(Δr/r)，则（2－2）式可以写成 （2－3） 式（2－3）为“应变效应”的表达式。k0称金属电阻的灵敏系数，从式（2－3）可见，k0受两个因素影响，一个是（1+2μ），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是Δρ/（ρε），是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。对于金属材料而言，以前者为主，则k0≈1+2μ，对半导体，k0 值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明，在金属电阻丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成正比。通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。 （二）应变片的基本结构及测量原理 各种电阻应变片的结构大体相同，以图2－2所示丝绕式应变片为例，它以直径为0.025mm左右的合金电阻丝2绕成形如栅栏的敏感栅，敏感栅粘贴在绝缘的基底1上，电阻丝的两端焊接引出线4，敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层3。l称为应变片的基长，b称为基宽，l×b称为应变片的使用面积。应变片的规格以使用面积和电阻值表示，例如3×10mm2，120Ω。 用应变片测量受力应变时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，根据式（2－3），可以得到被测对象的应变值ε，而根据引力应变关系 б=Eε（2－4） 式中б——测试的应力；
传感器重点总结
一、名词解释 1.偏差式测量用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量值，这种测量方法称为偏差式测量。 2.零位式测量用指零仪表的零位反应测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时，用已知的标准量决定被测量的量值，这种测量方法称为零位式测量。 3.微差式测量将被测量与已知的标准量相比较，取得差值后，再用偏差法测得此差值。 4.静态测量被测量在测量过程中是固定不变的，对这种被测量进行的测量称为静态测量。静态测量不需要考虑时间因素对测量的影响。 5.动态测量被测量在测量过程中是随时间不断变化的，对这种被测量进行的测量称为动态测量。 6.测量误差是测得值减去被测量的真值。 7.随机误差在同一测量条件下，多次测量被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。 8.迟滞传感器在相同工作条件下，输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出曲线不重合的现象。 9.电阻应变效应即导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值相应发生变化。 10.正压电效应机械能转换为电能的现象 11.逆压电效应当在电介质极化方向施加电场，这些电介质会产生几何变形，这种现象称为逆压电效应。 12.通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”。把沿机械轴y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”。 13.在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。 14.光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。 15.绝对湿度是指在一定温度和压力条件下，每单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量。相对湿度是指气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对湿度之比。 二、填空/选择 1.测量误差的表示方法有绝对误差、实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差。 2.传感器的静态特性性能指标有灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移等。 3.传感器的时域动态性能指标有时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、衰减比。 4.半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理基于半导体材料的压阻效应。半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。 5.自感式电感传感器是利用线圈的变化来实现测量的，它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。 6. 变面积型电容式传感器（88页） 7.石英晶体纵向轴z称为光轴，经过六面体棱线并垂直于光轴的x称为电轴，与x和z同时垂直的轴y称为机械轴。 8.气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。 9.半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。 10.图9-3、9-4直热式和旁热式气敏器件的符号（153页） 11.湿度是指大气中的水蒸气含量，通常采用绝对湿度和相对湿度两种表示方法。 12.频率在16～2×Hz之间，能为人耳所闻的机械波，称为声波；低于16Hz的机械波，称为次声波；高于2×Hz的机械波，称为超声波。 三、简答分析计算 1.迟滞的定义、原因、公式、曲线（30页） 2.习题9-7，ppt. 结构、Rp作用、测试过程、测量丝加热丝、旁热式优点等。（163页） 3.（171页）图10-5、10-6工作原理、公式计算
传感器考试题简答题
三.简答题（每题10分） 301、试述传感器的定义、共性及组成。 301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岀信号的器件或装置；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：传感器主要由敬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。 302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）信号作用下的输入一输出关系。 静态特性所描述的传感器的输入.输岀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。 303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么？ 303答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。 实现不失真测量的条件是 幅频特性：AW）二|H（jco） | =A（常数） 相频特性：6（3）二-3t（线性）° 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。 304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岀。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。 303、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪儿种补偿方法。 看：温度误差产生原因包括两方面：305. 温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。 温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。 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？ 311、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。 313.试说明什么电容电场的边缘效应？如何消除？
传感器与检测技术第二知识点总结
、电阻式传感器 1） 电阻式传感器的 原理：将被测量转化为传感器 电阻值的变化，并加上测量电路。 2） 主要的种类：电位器式、 应变式、热电阻、热敏电阻 应变电阻式传感器 1） 应变：在外部作用力下发生形变的现象。 2） 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化 a. 组成：弹性元件+电阻应变片 b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。 c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等 点的输出。 PL 3） 电阻值：R （电阻率、长度、截面积）。 A 4） 应力与应变的关系： 打二E ；（被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量 *轴向应变） 应注意的问题： a. R3=R4; b. R1与 R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值; c. 补偿片的材料一样，个参数相同； d. 工作环境一样； 、电感式传感器 1） 电感式传感器的 原理：将输入物理量的变化转化为线圈 自感系数L 或互感系数 M 的变化 2） 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。 3） 主要测量 物理量：位移、振动、压力、流量、比重。 变磁阻电感式传感器 1） 原理：衔铁移动导致气隙变化导致 电感量变化，从而得知位移量的大小方向。 点 八、、 5） 应力与力和受力面积的关系: 二（应力） F （力）
2)自感系数公式: 2 N 4 (( 磁导率)Ao (截面积) L 二2;(气隙厚度) 3) 种类：变气隙厚度、变气隙面积 4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得 当前厚度。 5) 测量电路：交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。 P56 6) 应用：变气隙厚度电感式压力传感器(位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化) 差动变压器电感式传感器 1) 原理：把非电量的变化转化为互感量的变化。 2) 种类：变隙式、变面积式、螺线管式。 3) 测量电路：差动整流电路、相敏捡波电路。 电涡流电感式传感器 1) 电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动 势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。 Z W 「，r ，f ，x ) 等效阻抗 (电阻率、磁导率、尺寸 、励磁电流的频率、距 离) 2) 趋肤效应：电涡流只集中在导体表面的现象。 3) 原理：产生的感应电流产生新的交变磁场来反抗原磁场，式传感器的等效阻抗变化 4) 测量电路：调频式测量电路、调幅式测量电路。 5) 测量对象：位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤、振幅、转速。 三、电容式传感器 1) 原理：将非电量的变化转化为电容量的变化。 2) 特点：结构简单、体积小、分辨率高、动态响应好、温度稳定性好、电容量小、负载能力差、易受外 界环境的影响。 3) 测量对象：位移、振动、角度、加速度、压力，差压，液面、成分含量。 结构分类：平板和圆筒电容式传感器 1) 公式: >0 zr A d 2) 平板式电容器可分为三类：变极板覆盖面积的 的变极距型。 变面积型，变介质介电常数的 变介质型、变极板间距离 3) 测量电路：调频电路、运算放大器、变压器是交流电桥、二极管双 T 型交流电路、脉冲宽度调制电路 4) 典型应用 四、压电式传感器(有源) 1) 正压电效应：对某些电介质沿一定方向加外力使之形变，其内部产生极化而在表面产生 电荷聚集的现
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。
传感器考试试题答案终极版
传感器原理考试试题 1、有一温度计，它的量程范围为0--200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为__±1℃______，当测量100℃时的示值相对误差为_±%1_______。 2、传感器由___敏感元件___ 转换元件_、______测量电路_三部分组成 3、热电偶的回路电势由_接触电势、温差电势_两部分组成，热电偶产生回路电势的两个必要条件是_即热电偶必须用两种不同的热电极构成；热电偶的两接点必须具有不同的温度。。 4、电容式传感器有变面积型、变极板间距型、变介电常数型三种。 5．传感器的输入输出特性指标可分为_静态量_和____动态量_两大类，线性度和灵敏度是传感器的__静态_量_______指标，而频率响应特性是传感器的__动态量_指标。 6、传感器静态特性指标包括__线性度、__灵敏度、______重复性_______及迟滞现象。 7、金属应变片在金属丝拉伸极限内电阻的相对变化与_____应变____成正比。 8、当被测参数A、d或ε发生变化时，电容量C也随之变化，因此，电容式传感器可分为变面积型_、_变极距型_和_变介质型三种。 9、纵向压电效应与横向压电效应受拉力时产生电荷与拉力间关系分别为 F y。 和q y=?d11a b 10、外光电效应器件包括光电管和光电倍增管。 1、何为传感器的动态特性？动态特性主要的技术指标有哪些？ （1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性； （2）动态指标：对一阶传感器：时间常数；对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
2、传感器的线性度如何确定？拟合直线有几种方法？ 传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；。 四种方法：理论拟合，端基连线拟合、过零旋转拟合、最小二乘法拟合。 3、应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪些？ （1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变； （2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。 4、分布和寄生电容对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响？ 寄生电容器不稳定，导致传感器特性不稳定，可采用静电屏蔽减小其影响，分布电容和传感器电容并联，使传感器发生相对变化量大为降低，导致传感器灵敏度下降，用静电屏蔽和电缆驱动技术可以消除分布电容的影响。 5、热电偶测温时为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪些？ 答：热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。 三、计算题 1、下图为圆形实芯铜试件，四个应变片粘贴方向为R1、R4 轴向粘贴，R 2、R3 圆周向粘贴，应变片的初始值R1=R2=R3=R4=100Ω，灵敏系数k=2，铜试件的箔 松系数μ= 0.285，不考虑应变片电阻率的变化，当试件受拉时测得R1 的变化Δ R1 = 0.2Ω。如电桥供压U = 2V，试写出ΔR2、ΔR3、ΔR4 输出U0（15分）
传感器知识点总结
小知识点总结： 1.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，通常由敏感元件和转换元件组 成。其中，敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，转换元件是指传感器能将敏感元件输出转换为适于传输 和测量的电信号部分。 2.传感器的静态特性：线性度、迟滞、重复性、分辨率、稳 定性、温度稳定性和多种抗干扰能力 3.电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被 测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电 路而最后显示被测量值的变化。 4.电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用 的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。 5.电阻丝要求电阻系数高，电阻温度系数小，强度高和延 展性好，对铜的热电动势要小，耐磨耐腐蚀，焊接性好。 6.电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产 生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。 7.金属电阻应变片分金属丝式和箔式。箔式应变片横向效应 小。 8.电阻应变片除直接用来测量机械仪器等应变外，还可以与 某种形式的弹性敏感元件相配合，组成其他物理量的测试 传感器。 9.电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量 的一种装置。可以用来测量位移、振动、压力、流量、重 量、力矩、应变等多种物理量。 10.电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感。 11.变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感M的一种磁 电机构，很像变压器的工作原理，因此常称变压器式传感 器。这种传感器多采用差分形式。 12.金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电 流，称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应。涡流 式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。13.电容式传感器是利用电容器原理，将非电量转换成电容 量，进而实现非电量到电量的转化的一种传感器。 14.电容式传感器可以有三种基本类型，即变极距型（非线 性）、变面积型（线性）和变介电常数型（线性）。 15.霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被 测量、如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的 一种传感器。 16.热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置，它利 用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到 测量目的。 17.热电阻测温的基础：电阻率随温度升高而增大，具有正的 温度系数 18.目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。 19.热电阻温度计最常用的测量电路是电桥电路（三线连接法 和四线连接法）。 20.工业用标准铂电阻100Ω和50Ω两种。分度号分别为 Pt100和Pt50. 21.热电偶产生的热电动势是由两种导体的接触电动势（珀尔 贴电动势）和单一导体的温差电动势（汤姆逊电动势）组 成的。 22.热敏电阻是用一种半导体材料制成的敏感元件，其特点是 电阻随温度变化而显著变化，能直接将温度的变化转换为 能量的变化。 23.测量方法按测量手段分有：直接测量、间接测量和联立测 量；按测量方式分有：偏差式测量、零位式测量和微差式 测量。 24.偏差式测量的标准量具不装在仪表内，而零位式测量和微 差式测量的标准量具装在仪表内。 25.测量误差的表示方法有以下3种：绝对误差、相对误差、 引用误差； 26.误差按其规律性分为三种，即系统误差、偶然误差和疏失 误差。 27.形成干扰的三要素：干扰源、耦合通道和对干扰敏感的接 收电路 28.为了抑制干扰，常用的电路隔离方法：光电隔离法、变压 器隔离法 简答： 1、什么是霍尔效应？ 答：一块长为l、宽为b、厚为d的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势U h。这种现象称为霍尔效应。 2、简述热电偶的工作原理。 答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。 3、什么是引用误差？ 答：人们将测量的绝对误差与测量仪表的上量限（满度）值的百分比定义为引用误差。 4、如何消除和减小边缘效应？ 答：1、适当减小极间距，使电极直径或边长与间距比很大，可减小边缘效应的影响，但易产生击穿并有可能限制测量范围。2、电极应做得极薄使之与极间距相比很小，这样也可减小边缘电场的影响。3、在结构上增设等位环也可以用来消除边缘效应。论述：电容式传感器的设计要点 答：电容式传感器的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的加工工艺分不开的。在设计传感器的过程中，在所要求的量程、温度和压力等范围内，应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨率、稳定可靠和高的频率响应等。对于电容式传感器，设计时可以从下面几个方面予以考虑：1、保证绝缘材料的绝缘性能。必须从选材、结构、加工工艺等方面来减小温度等误差和保证绝缘材料具有高的绝缘性能。2、消
传感器技术期末考试试题库
传感器技术期末考试试题库 一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性. 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指? 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是传感器的精度等级 是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即A =△ A/Y FS ? 100%. 5、最小检测量和分辨力的表达式是。 6、我们把叫传感器的迟滞. 7、传感器是重复性的物理含意是。 8、传感器是零点漂移是指? 9、传感器是温度漂移是指. 10、传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态 性. 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数. 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比. 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比.
14、传感器确定拟合直线有切线法、端基法和最小二乘法3种 方法。max *100% L F S Y Y a*A=± 15、传感器确定拟合直线切线法是将过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法. 16、传感器确定拟合直线端基法是将把传感器校准数据的零点输出 的平均值a 。和满量程输出的平均值b 连成直线.a b 作为传感器特性的拟合 直线。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是用最小二乘法确定拟合直线的載距和斜率从而确定拟全直践方程的方法. 25、传感器的传递函数的定义是H (S) =Y (S) /X (S)。 29、幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规 律. 30、相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规 律. 31、传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A (过冲)与稳态值之
最新无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网 络的体系结构示意图，组成部分（P1-2） 定义：无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户 另一种定义：无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户 三要素：传感器，感知对象和观察者 任务：利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图： 组成部分：传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点（P2-4） （1）大规模性且具有自适应性 （2）无中心和自组织 （3）网络动态性强 （4）以数据为中心的网络 （5）应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构（P4-6） 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow公司的Mica系列节点（Mica2、Telosb） 的硬件组成（P6） 5、无线传感器网络的协议栈体系结构（P7） 1.各层协议的功能 应用层：主要任务是获取数据并进行初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层：负责数据流的传输控制 网络层：主要负责路由生成与路由选择 数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和差错控制 物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 （1）能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 （2）移动管理平台检测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 （3）任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域（P8-9） （1）军事应用 （2）智能农业和环境监测 （3）医疗健康 （4）紧急和临时场合 （5）家庭应用 （6）空间探索
传感器与检测技术期末考试题与答案
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。