闽西职业技术学院2016—2017学年下学期
《无线传感器网络技术原理》期末试卷(A卷)
考试时间:120分钟考试形式:闭卷
单项选择题(每小题3分,共30分)
1、下列不属于
...无线网络面临的问题的是()
A、无线信号传输易受干扰。
B、无线网络产品标准不统一。
C、无线网络的市场占有率低。
D、无线信号的安全性问题。
2、zigbee无线传感器网络采用的通信标准是 ( )标准。
A.IEEE802.2 B.IEEE802.3 C.IEEE802.11 D.IEEE802.15
3、下列不属于
...无线网络特点的是()
A、电源能量有限。
B、通信能力受限。
C、计算和存储能力受限。
D、设计空间受限。
4、无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。
A.可移动性 B.传输速度快 C.安全性高 D.抗干扰性强
5、无线传感器网络的基本要素不包括
...( )。
A.传感器 B.感知对象 C.无线AP D.观察者
6、将CC2530串行通信接口USART0设置成异步通信模式程序正确的是 ( )。
A、U0CSR|=0X80
B、U0CSR|=0X90
C、U0GCR|=0X80
D、U0GCR|=0X90
7、以下是CC2530端口0方向寄存器的是()。
A、POSEL
B、PLSEL
C、POINP
D、PODIR
8、将CC2530的P1.2引脚设置为通用I/O端口,下列程序正确的是()
A、P1SEL&=~0XC0
B、P1SEL&=~0X04
C、P1SEL&=0XC0。
D、P1SEL&=0X04
9、将CC2530的P0.2和P0.3引脚设置为输出端口,下列程序正确的是()
A、P0DIR|=0X0C
B、P0DIR&=~0X0C
C、P0DIR|=0XC0
D、P0DIR&=0X0C
10、CC2530 有几个定时器( )。
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
二、填空题。(每小题3分,共30分)
1、典型短距离无线通信技术主要有:、、、。
2、传感器网络的基本功能:、、、。
3、无线传感器节点的基本功能:、、、。
4、无线通信物理层的主要技术包括:、、、。
5、无线传感器网络可以选择的频段有:、、等。
6、传感器网络的电源节能方法:、等。
7、ZigBee无线传感器网络特点:、、、等。
8、无线传感器网络关键技术主要包括:、、、网络
安全和应用层技术等。
9、IEEE 802.15.4标准主要包括:、。
10、传感器网络通常采用的传输介质有、、等。
三、简答题。(每小题5分,共15分)
1、什么是无线传感器网络?无线传感器网络体系结构包括哪些部分?
2、简述ZigBee网络通常的三种逻辑设备类型及其在网络中的作用。
3、简述无线传感网开发需要哪些开发环境。
四、程序题(上机操作,第1小题7分,其余每小题9分,共25分)。
(1)如下图所示,当按键S1按下时,要求LED1和LED2以0.5S间隔交替闪烁,当再次按下S1键时,LED1和LED2停止闪烁并熄灭,要求用中断方法实现功能,试编写相应程序并下载运行调试。
(2)通过下位机(CC2530学习开发板)向PC串口发送字符串“what is your name?”,PC 机向下位机发送JACK,名字以#号结束,下位机向PC串口发送字符串“HELLO+ JACK”利用串口调试助手观察程序的运行结果。
(3)设定S1按键为外部中断源唤醒CC2530,每次系统唤醒LED2灯亮,LED1闪烁6下后同时关闭两个LED,进入系统睡眠模式PM3,试编写相应程序并下载运行调试。
辽宁地质工程职业学院2008~2009学年度 第一学期期末《检测技术》试卷A 使用班级:07电气1、2、3班 出题人:杜慧 审题人:王春 考试时间:90分钟 一、填空题(每空1分,共20分) 1、1、 误差产生的原因和类型很多,其表现形式一般分为三种,分别是(粗大误差 )、(系统误差) 、(随机误差 )。 2、2、传感器灵敏度是指( K=x y ??)。 3、MQN 气敏电阻可测量的(还原性气体)浓度。 3、4、电涡流传感器的最大特点是(非接触式)测量。 5、用万用表交流电压档(频率上限为5KHZ ),10V 左右的高频电压,发现示值还不到2V ,误差属于( 系统 )误差 6、自感式传感器常见的类型有(变隙式)(变面积式)(螺线管式)这三种形式 7、热电阻测量转换电桥电路通常采用(三线制)制连接法。 8、实际差动变压器的线性范围仅约为线性骨架长度的( 1/10 )左右。 9、气敏电阻工作时必须加热的目的有两方面,分别是(加速被测气体的化学吸附过程)、(烧去气敏电阻表面的污物)。 10、电流变送器电流输出为(4-20 )mA 。 11、调频法电路的并联谐振频率f=(C O L π21 )。 12、接近开关采用三线制接线方式,棕色为电源正极,黑色是(输出端)。可直接 带继电器。 13、电容传感器的测量转换电路有三种,分别是(调频电路)、(电桥电路)、(运算放大电路)。 二、选择题(每题2分,共30分) 1、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(B ) A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2、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。(C ) A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了( B )。 A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 4、已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只测力仪表,1为 0.5 级,测量范围为 0 ~ 500N ;2为 1.0 级,测量范围为 0 ~ 100N 。问选用哪一只测力仪表较好(B ) A.1 B.2 C.3 D.4 5、希望远距离传送信号,应选用具有( D )输出的标准变送器。 A. 0~2V B.1~5V C.0~10mA D.4~20mA 6、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了( B )。 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 7、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出( C )的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 8、欲测量镀层厚度,电涡流线圈的激励源频率约为( D )。 A. 50~100Hz B. 1~10kHz C.10~50kHz D. 100kHz~2MHz 9、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中 ( B ) A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量,电感保持不变 C. 电容保持常数,电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 10、在使用测谎器时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗,可用(D )传感器来检测。 A. 应变片 B. 气敏电阻 C. 热敏电阻 D. 湿敏电阻 11、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量( C ) A. 人的体重 B. 车刀的压紧力 C. 车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力 12、超声波在有机玻璃中的声速比 在水中的生速(A ),比在钢中的声速( B ) 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得 分 批卷人: 审 核: 得分 得分 装 订 线 注意:考生在填写个人 信息时,必须字迹工整、数据准确、不得漏填。答题时 ,装订 线内禁 考场号:____ 级:____________ 姓名:____ 学号:
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等,下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述,并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下: 这里T指开氏绝对温度,A、B、C、D是常数,根据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一般它与ADC的参考电压一致,因此如果ADC的参考电压是5V,Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压,其阻值变化使得节点处的电压也产生变化,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
无线传感器网络试题 库1
《无线传感器网络》 一、填空题(每题4分,共计60分) 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知 信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括:介质选择、频段选取、调制技术、扩频 技术 5.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:直接序列扩频、跳 频、跳时、宽带线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路 径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为 中心的网络、应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同 步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据 库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识 别、情况评估和预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有:_800MHz___915M__、2.4GHz、___5GHz
13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题:(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 15.802.11规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度,即 78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ,DIFS长度=PIFS +1个时隙长度,DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容包括 了:接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置,传感器一般由敏感元件、转换 元件、转换电路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四 部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构 造一个覆盖万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释(每题5分,共40分) 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制:
《传感器原理与应用》综合练习 一、填空题 1.热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关,而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。 2.按热电偶本身结构划分,有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。3.热电偶冷端电桥补偿电路中,当冷端温度变化时,由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势,使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变,达到自动补偿的目的。 4.硒光电池的光谱峰值与人类相近,它的入射光波长与人类正常视觉的也相近,因而应用较广。 5.硅光电池的光电特性中,光照度与其短路电流呈线性关系。 6.压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。 7.压电陶瓷是人工制造的多晶体,是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己极化方向。经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。 8.压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。但石英晶体具有很多优点,尤其是其它压电材料无法比的。 9.压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不能测量频率小的被测量。特别不能测量静态量。 10.霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。 11.霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体,扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入激励电流;另一对叫霍尔电极,用于引出霍尔电势。 12.减小霍尔元件温度误差的措施有:(1)利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化;引起的误差。(2)激励电极采用恒流源,减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。 13.霍尔式传感器基本上包括两部分:一部分是弹性元件,将感受的非电量转换成磁物理量的变化;另一部分是霍尔元件和测量电路。 14.磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。 15.变磁通磁电式传感器,通常将齿轮的齿(槽)作为磁路的一部分。当齿轮转动时,引起磁路中,线圈感应电动势输出。 16.热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。 17.热敏电阻与金属热电阻的差别在于,它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。 18.热敏电阻的阻值与温度之间的关系称为热敏电阻的。它是热敏电阻测温的基础。 19.热敏电阻的基本类型有:负温度系数缓变型、正温度系数剧变型、临界温度型。 20.正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制,而在某一温度范围内的温度控制中却是十分优良的。 21.正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于型,适用于温度监测和温度控制。
《自动检测技术》复习题 ........... 一、填空题: 1.自动检测系统分为开环系统和闭环系统,气象观测系统属于开环系统,炉温自动系统属于闭环系统。 2.有人把计算机比喻为一个人的大脑,传感器则是人的感官。 3.对仪表读数不需经过任何运算就能直接得到测量的结果,就叫直接测量。对被测物理量必须经过方程组才能得到最后结果,就叫间接测量。 4.传感器命名:由主题词加四级修饰语构成,第一级修饰语是指被测量;第三级修饰语是指特征描述;第四级修饰语是指主要技术指标。 5.1994年12月1日国家批准实施的GB/T14479-93《传感器图用图形符号》已与国际接轨。按照它的规定,传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成,其中要素正方形表示转换元件。等边三角形表示敏感元件。 6.我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差γm分级的;按大小依次分成,,,,,。例如某电表S=即表明它的准确度等级为3级,也就是它的满度误差不超过±%,即|γm|≤,或习惯上写成γm=±。为了减小测量中的示值,在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值,一般以示值不小于满度值的2/3为宜。
7.某级电流表,满度值A=100μA,求测量值分别为x1=100μA时的示值相对误差为±1%。x2=80μA时的示值相对误差为±%;x3=20μA时的示值相对误差为±0,5%。 9.家用电器的温度检测中,空调器属于湿度传感器,电冰箱属于温度传感器。 10.热敏电阻按其性能分为正温度系数(PTC),负温度系数(NTC),临界温度系数(CTC)三种,电机的过热保护属PTC保护,晶体管保护属NTC保护。 11.电容式传感器有三种基本类型,即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。 13.0.5级电工仪表的引用误差的最大值不超过±%.。 14.标称值为102μf,容许误差为±5%的电容,其实际值范围是测量100℃的温度用级温度计可能产生的绝对误差+,示值相对误差 16.由温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17.热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18.辐射测温方法分辐射法、和。 19.电容式传感器的基本类型有3种。 20.在流量检测中,先测出流体和流速,再乘以管道截面,即可得出流量的方法称为速度法。
《传感器原理与应用》作业参考答案 作业一 1.传感器有哪些组成部分在检测过程中各起什么作用 答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是:敏感元件是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 2.传感器有哪些分类方法各有哪些传感器 答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 3.测量误差是如何分类的 答:按表示方法分有绝对误差和相对误差;按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。 4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用 答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量(如力、位移、速度、压力等)的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。 5.弹性敏感元件有哪几种基本形式各有什么用途和特点 答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多,在同样的截面积下,轴的直径可加大数倍,这样可提高轴的抗弯能力,但其过载能力相对弱,载荷较大时会产生较明显的桶形形变,使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构,圆环受力后容易变形,所以它的灵敏度较高,多用于测量较小的力,缺点是圆环加工困难,环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点是结构简单,易于加工,输出位移(或应变)大,灵敏度高,所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移,且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比,其刚度较大,灵敏度较小,但过载能力强,常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏,因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 作业二 1.何谓电阻式传感器它主要分成哪几种 答:电阻式传感器是将被测量转换成电阻值,再经相应测量电路处理后,在显示器记录仪上显示或记
无线传感器网络试题 一填空题 1、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。 3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应 4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。它们分别是:大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求 二、判断题 1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式(对) 2、SINK节点:亦称网关节点,与簇头结点的功能完全相同。(错) 3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。(对) 4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。(对) 三、选择题
1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是(B) A中国B美国C日本D韩国 2、无线传感器网络的特点包括(C) (1)可快速部署 (2)可自组织 (3)隐蔽性强和高容错性 (4)成本高,代价大 A (1)(2)(4) B (2)(3)(4) C (1)(2)(3) D(1)(3)(4) 3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN 的研究,启动了EYES 等研究计划的组织是(D) A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是(A) A虚拟运营技术 B无线通信 C片上系统(SOC) D低功耗嵌入式技术
信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,是现代信息产业的三大支柱。 1.什么是传感器? 广义:传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准:定义:能够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。 2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。敏感元件感受被测量,转换原件将其响应的被测量转换成电参量,基本电路把电参量接入电路转换成电量。传感器的核心部分是转换原件,转换原件决定传感器的工作原理。 3.传感器的总体发展趋势是什么?传感器的应用情况。 传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化,微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展,具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。未来还会有更新的材料,如纳米材料,更有利于传感器的小型化。发展趋势主要体现在这几个方面:发展、利用新效应;开发新材料;提高传感器性能和检测范围;微型化与微功耗;集成化与多功能化;传感器的智能化;传感器的数字化和网络化。 4.了解传感器的分类方法。所学的传感器分别属于哪一类? 按传感器检测的范畴分类:物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器 按传感器的输出信号分类:模拟传感器、数字传感器 按传感器的结构分类:结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器 按传感器的功能分类:单功能传感器、多功能传感器、智能传感器 按传感器的转换原理分类:机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器 电化学传感器 按传感器的能源分类:有源传感器、无源传感器 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为:物理量、化学量、生物类传感器 含12个小类:力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。 1.传感器的性能参数反映了传感器的输入输出关系 2.传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?主要性能参数的意义是什么 1线性度:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比,线性度RL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数 拟合方法:理论线性度(理论拟合)、c、端基线性度(端点连线拟合)d、独立线性度(端点平移) 最小二乘法线性度 2迟滞:传感器在正、反行程期间输入、输出曲线不重合的现象称迟滞(迟环)。 3重复性:传感器输入量按同一方向作多次测量时输出特性不一致的程度。 4灵敏度: 在稳定条件下输出微小增量与输入微小增量的比值 传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。灵敏度S 反映输入变量能引起的输出变化量 ①纯线性传感器灵敏度为常数,与输入量大小无关;②非线性传感器灵敏度与x有关。 5分辨率和阈值:分辨率——传感器能够检测到的最小输入增量; 阈值——输入小到某种程度输出不再变化的值 6 漂移是指传感器的输入被测量不变,而其输出量却发生了改变。包括零点漂移与灵敏度漂移, 7稳定性:传感器在一较长时间内保持性能参数的能力 3.传递函数的定义是什么? 初始条件为零时输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。 4.电涡流传感器有较好的线性和灵敏度
无线传感器网络技术试 题 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet网络,WLan网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议
17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、()、计算模块、存储模块和电源模块。A A.传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成()。A A.球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是()D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构,下列哪种不是。D A.星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A.定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A.能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限
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。
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,光电效应,热释电效应三种。 4.亮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。 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.画出达林顿光电三极管部接线方式: U CE 10.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 。 11.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。 12.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。 13.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。 14.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。 15.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。 16.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。 17.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光电效应。 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 19.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+4π2f2τ2) 20.光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21.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。 22.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 23.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 24.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;
无线传感器网络与RFID技术复习题 一、填空题 1、传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、观察者(用户)。 2、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。 3、无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。 4、无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等。 5、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。 6、无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、传感模块、计算模块、存储模块和电源模块。 7、传感器网络的支撑技术包括:时间同步、定位技术、数据融合、能量管理、安全机制。 8、传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。 9、传感器节点的能耗主要集中在通信模块。 10、当前传感器网络应用最广的两种通信协议是:zigbee、IEEE802.15.4。 11、ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构:星型(Star)结构、网状(Mesh)结构、簇树型(Cluster Tree)结构。 12、根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为以下三类:特征级融合、数据级融合、决策级融合。 13、信道可以从侠义和广义两方面理解,侠义的信道(信号输出的媒质),分为(有线信道和无线信道);广义信道(包括除除传输媒质还包括有关的转换器)广义信道按照功能可以分为(模拟信道)和(数字信道)。 14、无线传感器网络可以选择的频段有:868MHZ、915MHZ、2.4GHZ、5.8GHZ。 15、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。 16、IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层和MAC层的标准。 17、传感器网络中常用的测距方法有:到达时间/到达时间差(ToA/TDoA)、接收信号强度指示(RSSI)、到达角(AoA)。
盐城师范学院考试试卷 2006 - 2007 学年第一学期 物电院电子信息工程专业《传感器原理与应用》试卷A 班级学号姓名 一、填空题(本大题30空 ,每空1分,共30分) 1. 电容传感器的转换电路除可用谐振调幅和调频电路外,较多采用的 电路还有、、、。 2.将温度转换为电势大小的热电式传感器是传感器,而将温 度变化转换为电阻大小的热电式传感器是(金属材料)或(半导体材料)。 3.用于制作压电传感器的常用压电材料是和。 4.在磁敏式传感器中,传感器和传感器属于体型磁 敏传感器,和属于结型磁敏传感器。 5. 光纤传感器由光源、光纤和三部分组成,光纤传感器一般分 为两大类,即传光型光纤传感器,也称为非功能性光纤传感器,另一类是光纤传感器,也称为光纤传感器,前者多使用光纤,而后者只能用光纤。 6.基于外光电效应的器件有和;基于内光电效 应的器件有、、等。 7. 湿敏电阻是一种随环境变化而变化的敏感元件。 8. 目前常用的数字式传感器有、、、四 大类。 9. 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_ __。
二、选择题(本大题10小题 ,每小题2分,共20分) 1.目前,我国使用的铂热电阻的测量范围是()。 A. -200~850?C B. -50~850?C C. -200~150?C D. -200~50?C 2.通常用应变式传感器测量()。 A.温度 B.密度 C.加速度 D.电阻 3.在光线作用下,半导体电导率增加的现象属于()。 A. 外光电效应 B. 内光电效应 C. 光电发射 4.位置敏感器件的缩写为 ( )。 A.PSD B. CCD C.PZT 5. 常见的数显游标卡尺用( )作基准器件。 A.感应同步器 B. 光栅尺 C.容栅尺 6.气敏传感器中的加热器是为了( )。 A.去除吸附在表面的气体 B. 去除吸附在表面的油污和尘埃 C.去除传感器中的水分 D. 起温度补偿作用 7. 霍尔效应中,霍尔电势与()。 A.霍尔常数成正比B.霍尔常数成反比 C.霍尔元件的厚度成正比D.霍尔元件的厚度成反比 8.压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是()。 A.前者比后者灵敏度高得多B.后者比前者灵敏度高得多 C.前者比后者性能稳定性高得多D.后者比前者性能稳定性高得多9.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有()。 A.两块栅距相等的光栅叠在一起B.两块光栅的刻线之间有较大的夹角C.两块光栅的刻线之间有较小的夹角D.两块光栅刻线之间必须平行
《传感器及应用技术》期末考试试题(C套)答案 1、填空题(每空1分,共30分): 1、现代信息技术的三大支柱是指:传感器技术、通信技术、计算机技术 2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义:能够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。 3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。 4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代,来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。 5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。 6、对测量结果评价的三个概念(1)精密度、(2)准确度、(3)精确度 7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述--称为传感器的特性。 8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上,使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化,从而变成电阻值变化。 9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。 10、电感式传感器是利用电磁感应原理,将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。 11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面产生电荷,从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器,主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I,并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势,这种现象就是霍尔效应。
: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,可米用直线栅式应变计 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)=△ y△ x。 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:心)=输出量的变化值/输入量的变化 值=△ y/ △ x 13. 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。
一、填空 1.无线传感器网络系统通常包含汇聚节点、传感器节点、管理节点。 2.传感器节点一般由通信模块、传感器模块、存储模块和电源模块 组成。 3.无线传感器节点的基本功能是:采集数据、数据处理、控制和通 信。 4.传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。 5.无线通信物理层的主要技术包括介质的选择、频段的选择、调制 技术和扩频技术。 6.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为四种:直接序列扩频、 跳频、跳时和宽带线性调频扩频。 7.目前无线传感器网络采用的主要传输介质包括无线电波、光纤、 红外线等。 8.无线传感器网络可以选择的频段有:868MHz、915MHz、和5GHz。 9.传感器网络的电源节能方法:休眠机制、数据融合。 10.根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为一下三类: 决策级融合、特征级融合、数据级融合。 11.根据融合前后数据的信息含量分类(无损失融合和有损失融合) 12.根据数据融合与应用层数据语义的关系分类(依赖于应用的数据 融合、独立于应用的数据融合、结合以上两种技术的数据融合)13.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩散、梯度建立、路 径加强。
14.无线传感器网络的关键技术主要包括:时间同步机制、数据融合、 路由选择、定位技术、安全机制等。 15.无线传感器网络通信安全需求主要包括结点的安全保证、被动抵 御的入侵能力、主动反击入侵的能力。 16.标准用于无线局域网,标准用于低速无线个域网。 17.规定三种帧间间隔:SIFS、PIFS、DIFS。 18.标准为低速个域网制定了物理层和MAC子层协议。 19.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支 持三种拓扑结构:网状网络、树形网络、星型网络。 20.传感器网络中常用的测距方法有:接收信号强度指示、到达时间 差、到达角。 21.ZigBee网络分4层分别为:物理层、网络层、应用层、数据链路 层。 22.与传统网络的路由协议相比,无线传感器网络的路由协议具有以 下特点:能量优先、基于局部拓扑、以数据为中心、应用相关。 23.数据融合的内容主要包括:目标探测、数据关联、跟踪与识别、 情况评估与预测。 24.无线传感器网络信息安全需求主要包括数据的机密性、数据鉴别、 数据的完整性、数据的实效性。 25.传感器结点的限制条件是电源能量有限、通信能力有限、计算和 存储能力有限。
传感器原理及应用期末试题 一.判断题.(本题共10分,对则打“√”,不对则打“×”) 1.A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。() 2.固有频率fn=400Hz的振动子的工作频率范围为f>400Hz。() 3.信号在时域上波形有所变化,必然引起频谱的相应变化。() 4.一台仪器的重复性很好,但测得的结果并不准确,这是由于存在随机误差的缘故。()5.一般来说测量系统的固有频率越高,则其灵敏度就越低。() 6.交流电桥的输出信号经放大后,直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。()7.测量小应变时,应选用灵敏度高的金属丝应变片,测量大应变时,应选用灵敏度低的半导体应 变片。() 8.传递函数表征了系统的传递特性,并反映了物理结构,因此凡传递函数相同的系统,其物理结 构必然相同。() 9./称为信号x(t)的频率响应函数。() 10.作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度场的材料上。() 选择题(共24分,每空1.5分,每题只有一个正确答案) 1.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于() a.加速度计力学系统的频率特性; b.压电晶体的电路特性; c.测量电路的时间常数。 2.用惯性式加速度计进行测量,为保证相位关系不变,应选择适当的阻尼比β,一般取β=() 或β=();而对惯性式位移传感器应有β=() a.β=0; b.β=0.7; c.β=1; d.β=0.86 3.要测量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt的振动位移信号,为了尽量减少失真,应采用()的惯性加速度计。 a.fn=15Hz、β=0.707; b.fn=1000Hz、β=0.707; c.fn=50kHz、β=0.04 4.压电式加速度传感器的阻尼率一般为() a.β>1; b.0.707<β<1; c.β=0.707; d.β<<0.707 5.描述非周期信号的数学工具是()。 a.三角函数; b.拉氏变换; c.付氏变换; d.付氏级数 6.复杂周期信号的频谱是() a.离散谱; b.连续谱; c.δ函数; d.sinc函数 7.对某二阶系统输入周期信号X(t)=A0sinωmt,则系统输出信号有以下特性()。 [注:ωm>ωn] 幅值、频率、相位皆不变;b.频率改变,幅值、相位不变;c.幅值、相位改变,频率不变; d.相位不变,幅值、频率改变 8.测量等速变化的温度时,为了减小测量误差,希望测温传感器的时间常数() a.大些好; b.小些好; c.要适中; d.可不考虑 9.半导体应变片是根据()原理工作的;压电式加速度计的工作原理是基于() 电阻应变效应;b.压阻效应;c.压电效应;d.电磁效应 10.金属丝应变片在测量某一构件的应变时,其电阻的相对变化主要由()引起的。