1、精選優質文檔-傾情為你奉上傳感器與檢測技術復習題一、 選擇填空1、傳感器是能夠感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置（國標定義）。2、信號調理電路的作用是對傳感器輸出的微弱信號進行濾波、放大、線性化等環節，以方便檢測系統后續處理或顯示。3、計量是指用精度等級更高的標準量具、器具或標準儀器，對被測樣品、樣機進行考核性質的測量。4、測量是以確定量值為目的的一系列操作。5、標準表是各級計量部門專門用于精確計量、校準送檢樣品和樣機的儀表。6、實驗室表是指用于各類實驗室中的儀表，它的使用環境條件較好，故往往無特殊的防水、防塵措施。7、工業用表是長期安裝使用于實際工業生產現場上的檢測

2、儀表與檢測系統。有可靠的防護，能抵御惡劣的環境條件。8、測量誤差是指測量結果不能準確地反映被測量的真值而存在的一定偏差。9、工業檢測儀表（系統）常以最大引用誤差作為判斷其精度等級的尺度。10、示值是指檢測儀表指示或顯示的數值。11、最大引用誤差是檢測系統基本誤差的主要形式，故也常稱為檢測系統的基本誤差。12、用最大引用誤差百分數的分子來表示檢測儀器的精度等級，精度等級用符號G表示。13、在相同條件下，多次重復測量同一被測參量時，其測量誤差的大小和符號保持不變；或在條件改變時，誤差按某一確定的規律變化，這種測量誤差稱為系統誤差。14、在相同條件下多次重復測量同一被測參量時，測量誤差的大小與符號均

3、無規律變化，這類誤差稱為隨機誤差。15、粗大誤差是指明顯超出規定條件下預期的誤差。16、正常的測量數據應是剔除了粗大誤差的數據。17、通常的測量結果中僅包含系統誤差和隨機誤差。18、按被測參量與時間的關系可分為靜態誤差和動態誤差兩大類。19、被測參量不隨時間變化時所測得的誤差稱為靜態誤差。20、被參測量隨時間變化過程中進行測量時所產生的附加誤差稱為動態誤差。21、系統誤差的特點是測量誤差出現具有規律性，其產生原因一般可通過實驗和分析研究確定與消除。22、測量不確定度是指測量結果不能肯定的程度。23、靈敏度是指測量系統在靜態測量時，輸出量的增量與輸入量的增量之比。24、線性度是反映測量系統實際輸

4、出、輸入關系曲線與理想直線的偏離程度，通常用最大非線性引用誤差來表示。25、重復性表示檢測系統或傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變動時所得特性曲線不一致的程度。26、工程上習慣把壓強稱為壓力。27、以絕對真空作為參考點的壓力稱為絕對壓力。28、由地球表面空氣層重力所形成的壓力，稱為大氣壓力。29、以大氣壓力為參考點，大于或小于大氣壓力的壓力稱為表壓力。30、任意兩個壓力之差稱為差壓。31、鉑熱電阻Pt100代表的含義是0度阻值100。32、兩種不同類型的金屬導體，導體兩端分別接在一起構成閉合回路，當兩個結點溫度不等時，回路里會產生熱電勢，這種現象稱為熱電效應。33、壓力法測量液位是依據

5、液體重量所產生的表壓力進行測量的。34、流量是指單位時間內流體流經管道某處橫截面的數量，又稱瞬時流量。35、瞬時流量通常可分為體積流量和質量流量；其相應單位分別是m3s和kgs。36、在某一段時間內流體流經管道某處橫截面的總量稱為累積流量。37、差壓式流量計基于流體在通過設置于流通管道上的節流元件時產生的壓力差與流體流量之間的確定關系，通過測量差壓值求得流體流量。38、電磁流量計的測量介質必須是導電的液體，不能用于氣體、蒸汽及石油制品的流量測量。39、超聲流量計既可以測量液體，也可以測量氣體。40、物位傳感器根據具體用途分為液位、料位、界位傳感器。1、通常傳感器由敏感元件、轉換元件、輔助部件三

6、部分組成。2、金屬絲在外力作用下發生機械形變時它的電阻值將發生變化，這種現象稱為應變效應；半導體或固體受到作用力后電阻率要發生變化，這種現象稱為壓阻效應。直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現象稱為橫向壓電效應。3、螺線管式差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為零點殘余電壓；利用差動變壓器測量位移時如果要求區別位移方向（或正負）可采用相敏檢波電路。4、把一導體（或半導體）兩端通以控制電流I，在垂直方向施加磁場B，在另外兩側會產生一個與控制電流和磁場成比例的電動勢，這種現象稱為

7、霍爾效應，這個電動勢稱為霍爾電勢。5、在光線作用下電子逸出物體表面向外發射稱為外光電效應；入射光強改變物質導電率的現象稱為內光電效應；半導體材料吸收光能后在PN結上產生電動式的效應稱為光生伏特效應。6、塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導體內部會產生一圈圈閉合的電流，利用該原理制作的傳感器稱為電渦流傳感器。7、不同的金屬兩端分別連在一起構成閉合回路，如果兩端溫度不同，電路中會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應；若兩金屬類型相同兩端溫度不同，加熱一端時電路中電動勢E =0。8、傳感器的輸入輸出特性指標可分為靜態指標和動態指標兩大類，線性度和靈敏度是傳感器的靜態指標，而頻率響

8、應特性是傳感器的動態指標。9、變磁阻式傳感器的靈敏度與氣隙的關系是氣隙越小，靈敏度越大。10、光敏電阻的光電流是指亮電流與暗電流之差。11、熱電偶所產生的熱電動勢是由接觸電動勢和溫差電動勢組成。12、磁電式傳感器是利用電磁感應產生感應電勢的。而霍爾式傳感器為導體或半導體_在磁場中有電磁效應（霍爾效應）而輸出電勢的。13、感應同步器是利用電磁原理將線位移和角位移轉換成電信號的一種裝置。14、光柵式位移傳感器有測量線位移的長光柵和測量角位移的圓光柵。二、選擇題1、遲滯特性是表示實際曲線（C）A偏離擬合直線的程度 B接近真值的程度 C正反行程不重合程度次測量不重合程度 2、壓電式傳感器屬于下列哪一類

9、型傳感器（B）A參量型 B發電型 C電感型 D 電容型 3.變間隙式電容傳感器測量位移量時,傳感器靈敏度隨下列哪一因素的變小（B）A間隙的減小 B間隙的增大 C電流的增大 D電壓的增大 4、為消除壓電傳感器的聯接電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響,可采用（C）A電壓放大器 B相敏檢波器 C 電荷放大器 D濾波器 5、半導體應變片的工作原理是基于（C）A金屬應變效應 B光電效應 C壓阻效應 D熱電效應 6、半導體應變片的靈敏度和電阻應變片的靈敏度相比（A）A半導體應變片的高 B電阻應變片的高 C二者相等 D不能確定7、光敏電阻的光譜響應從（C）A紫外區到可見光區 B紫外區到紅外區 C可見光區到紅

10、外區 D紅外區到微波區 8、使用熱電偶分度表必須滿足熱電偶冷端溫度為（A）A 0 B 20 C +20 D +25 9、兩壓電晶體串聯后其總的電容量為（A）A C ' =C/2 B C ' =C C C ' =2C D C =3C 10、光敏電阻的響應時間除與元件材料有關外，還與（B）。 A. 給定的偏壓值有關 B.光照強弱有關 C. 元件材料 D.亮電阻有關11、變氣隙式自感傳感器，當街鐵移動靠近鐵心時，鐵心上的線圈電感量（A）。A 增加 B 減小 C 不變）12、電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關系，除（B）外是線性的。A 變面積型 B 變極距型 C 變介電常

11、數型 13、在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關系中，（A）是線性的關系。A 面積型 B 變極距型 C 變介電常數型14、在變壓器式傳感器中，一次側和二次側互感M的大小與一次側線圈的匝數成（B）A 正比 B 反比 C 不成比例三、簡答題1、簡述霍爾電動勢產生的原理。答：一塊長為l、寬為d的半導體薄片置于磁感應強度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當有電流I流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢Uh。這種現象稱為霍爾效應，也是霍爾電動勢的產生原理。2、差動變壓器式傳感器的零點殘余電壓產生的原因是什么?怎樣減小和消除它的影響?答：1）產生基波分量的主要原因是:傳感器兩線圈的電

12、氣參數和兒何尺寸的不對稱，以及構成電橋另外兩臂的電氣參數不一致。2）造成高次諧波分量的主要原因是:磁性材料磁化曲線的非線性，同時由于磁滯損耗和兩線圈磁路的不對稱，造成兩線圈中某些高次諧波成分不一樣，不能對消，于是產生了零位電壓的高次諧波。此外，激勵信號中包含的高次諧波及外界電磁場的干擾，也會產生高次諧波。3、什么是電渦流效應？答：根據法拉第電磁感應定律，塊狀金屬導體置十變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導體內將產生呈漩渦狀的感應電流，此電流叫電禍流，以上現象稱為電渦流效應。4、 在熱電阻溫度測量系統中，熱電阻的外引線有兩線制、三線制和四線制，說明原理并畫電路圖。5、什么是壓電效應？答：

13、某些電介質，當沿著一定方向對其施力而使它變形時，內部就產生極化現象，同時在它的一定表面上產生電荷，當外力去掉后，又重新恢復不帶電狀態。這種現象稱為壓電效應。6、什么是逆壓電效應(電致伸縮效應)？答：當在電介質的極化方向施加電場，這些電介質就在一定方向上產生機械變形或機械壓力，當外加電場撤去時，這些變形或應力也隨之消失的現象。7、什么是霍爾效應?霍爾電勢與哪些因素有關?答：1）通電的導體或半導體，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種現象稱為霍爾效應，該電勢稱為霍爾電勢。2）霍爾電勢正比于激勵電流及磁感應強度，其靈敏度與霍爾系數RH成正比而與霍爾片厚度d成反比。為了提高靈敏度，霍爾元件常制

14、成薄片形狀。8、應變電橋的單臂電橋、半橋及全橋靈敏度有什么區別？畫出電路圖9、如圖所示，Rt是Pt100鉑電阻，簡述下圖所示熱電阻測量溫度電路的工作原理，以及三線制測量電路的溫度補償作用。答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示儀表組成。圖中G為指示儀表，R1、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調節電阻。熱電阻都通過電阻分別為r2、r3、Rg的三個導線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的Rg分別接在指示儀表和電源的回路中，其電阻變化也不會影響電橋的平衡狀態，電橋在零位調整時，應使R4=Ra+Rt0為電阻在參考溫度（如0°C）時的電阻值。三線連接法

15、的缺點之一是可調電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻相連，可能導致電橋的零點不穩。10、 什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應用。四、分析題1、分析下圖所示自感傳感器，當動鐵心左右移動（x1,x2發生變化）時自感L的變化情況。（已知空氣氣隙的長度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導率為，線圈匝數W不變）。2、 Pt100和Cu50各代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測量電橋之三線、四線連接法的主要作用。3、壓電式傳感器更適用于靜態測量，此觀點是否正確，分析原因。4、 用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量爐溫，其儀表示值為600，而冷端溫度t0為65，則實際溫度為665，對不對？

16、為什么？應如何計算？5、制作霍爾元件應采用什么材料，為什么？為何霍爾元件都比較薄？6、霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補償的方法有哪幾種？五、計算及證明題1、用鎳鉻鎳硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電動勢為 -1.19mV，此時電位差計所處的環境溫度為15，試求該時刻溫箱的溫度是多少攝氏度？鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表測量端溫度熱電動勢(mV)0123456789-20 -0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62

17、-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.162、圖為一直流電橋，圖中E=4V，R1= R2=R3= R4=12 ，試求：1）R1為金屬應變片，其余為外接電阻，當R1的增量為R1=1.2時，電橋輸出電壓Uo=？2） R1、R2都是金屬應變片，且批號相同，感

18、應應變的極性和大小都相同，其余為外接電阻，電橋輸出的電壓Uo=？3）題（2）中，如果R2與R1感受應變的極性相反，且 R1= R2=1.2，電橋輸出的電壓Uo=?（習題3-5）【解】1）電橋輸出電壓為 ：2）電橋輸出電壓為 ：3）當R1受拉應變，R2受壓應變時，電橋輸出電壓為 ：當R1受壓應變，R2受拉應變時，電橋輸出電壓為 ：3、已知變隙式電感傳感器的鐵芯截面積A =1.5cm2，磁路長度l= 20cm，相對磁導率1 = 5000，氣隙=0.5cm，=士0.1mm，真空磁導率0=4×10-7H/m，線圈匝數W = 3000，求單端式傳感器的靈敏度L/。若將其做成差動式結構形式，靈敏度