《传感器与检测技术》复习题纲 1完整版.docx

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《传感器与检测技术》复习题纲1完整版

《传感器和检测技术》复习提纲

题型：

1、选择题（占24%）

2、填空题（占24%）

3、简答题（占24%）

4、计算题（占20%）

5、使用题（占8%）

参考题：

一、填空题：

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、信号传输过程中，产生干扰的原因是（C）

A.信号是缓变的B.信号是快变的

C.干扰的耦合通道D.信号是交流的

3、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

4、对压电式加速度传感器，希望其固有频率（C）

A.接近零B.尽量低些

C.尽量高些D.任意

5、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B）。

A电压放大器；B电荷放大器；

C前置放大器D电流放大器

6、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

7、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

8、半导体应变片具有（A）等优点。

A.灵敏度高B.温度稳定性好

C.可靠性高D.接口电路复杂

9、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

10、将电阻应变片贴在（C）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块B.导体

C.弹性元件D.机器组件。

11、关于光敏电阻，下列说法错误的是：

（A）

A、光敏电阻既可作检测元件，也可作开关元件使用；

B、光敏电阻的光谱特性和光敏电阻本身材料有关，需选择合适光源配合使用；

C、在一定的光照度下，光敏电阻所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现象；

D、多数光敏电阻的时延都比较大，所以，它不能用在要求快速响应的场合。

12、在常用测振传感器中，适合于测量振动位移的传感器是：

（A）

A、电感式传感器；B、压电式传感器；

C、磁电式传感器；D、电动式传感器

13.属于传感器动态特性指标的是（C）

A.迟滞B.过冲量

C.稳定性D.线性度

14．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）

A．压力B．力矩

C．温度D．厚度

15．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A）

A．光电式传感器B．电容式传感器

C．压电式传感器D．磁电式传感器

16．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）

A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

17．固体半导体摄像元件CCD是一种（D）

A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路

C．NPN型晶体管集成电路D．MOS型晶体管开关集成电路

18.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（A）

A.温度B.相对湿度

C.绝对湿度D.温度差

19.封装在光电隔离耦合器内部的是（D）

A.一个发光二极管和一个发光三极管

B.一个光敏二极管和一个光敏三极管

C.两个发光二极管或两个光敏三极管

D.一个发光二极管和一个光敏三极管

20．半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的（A）。

A、压阻效应B、应变效应

C、霍尔效应D、光电效应

21在测量线位移的传感器中，结构简单、灵敏度高、不受油污等介质影响，并能进行非接触测量的是（D）传感器。

A、电容式B、电阻式

C、压电式D、电涡流式

22．热力学温度T和摄氏温度t的关系是（D）。

A、T=t-273.15B、T=t

C、T=1.8t+32D、T=t+273.15

23．有源滤波器由运算放大器和（A）

A．RC网络组成　　　　B．RL网络组成

C．LC网络组成　　D．RLC网络组成

24．发光二极管显示器的英文缩写为（B）

A．LCD　　　　　B．LED

C．BCD　　　　　D．CRT

25．在传感器及检测系统的静态特性指标中，表达对其输入量变化的反应能力的是（CCP6）

A、量程B、重复性

C、灵敏度D、线性度

26．下列指标中，属于传感器动态特性指标的是（DP5D）。

A、灵敏度B、线性度

C、过载能力D、幅频特性

27．传感器中直接感受被测量的部分是（BBP1）。

A、转换元件B、敏感元件

C、转换电路D、调理电路

28．用电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min时，输出感应电动势的频率为50Hz，则测量齿轮的齿数为（AA

）。

A、60B、120

C、180D、240

29．下列测力传感器的类型中，属于发电型的是（CCP3）

A、电感型B、电容型

C、压磁型D、应变型

30．下列线位移传感器中，测量范围大的类型是（BBP22）。

A、自感式B、差动变压器式

C、电涡流式D、变极距型电容式

31．为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（CCP81）。

A、编码B、压缩

C、前处理D、后处理

32．热电偶的热电动势包括（AAP90）。

A、接触电动势和温差电动势B、接触电动势和非接触电动势

C、非接触电动势和温差电动势D、温差电动势和汤姆逊电动势

33．在四倍细分的光栅位移传感器中，根据两路信号的相位差辨别方向时，相位差值不能是（DDP151）。

A、45°B、90°

C、135°D、180°

34．封装有光电耦合器内部的是（DDP155）。

A、两个发光二极管B、两个光敏三极管

C、一个光敏二极管和一个光敏三极管D、一个发光二极管和一个光敏三极管

35．由RC网络和集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为（BBP134）。

A、1B、2

C、3D、4

36．信号的方差小，表示信号的（AAP175）。

A、滤动范围小B、波动范围大

C、平均功率小D、平均功率大

二、填空题

13、对传感器进行动态标定（或校准或测试）的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

14.运算

是计算传感器线性度的公式。

15.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。

16.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的__乘积__相等。

17．在研究传感器的动态特性时，可采用不同频率的正弦输入信号来分析传感器的动态响应。

18．广泛用于工业测温的铂热铂电阻，物理化学性能稳定，测温精度高。

19．电容式压力传感器是间隙型的。

20．利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是导磁金属材料。

21．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为微分法。

22．热敏电阻常数B大于零的是负温度系数的热敏电阻。

23．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的接地端。

24．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为

若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为

。

25．传感器的响应特性应在所测频率范围内保持不失真不失真P8。

26．在测量某一输入量的变化时，输出量的变化量较小的传感器其灵敏度灵敏度P6较低。

27．线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和精度。

28．把电容式位移传感器做成差动式，既可以提高测量灵敏度，又可以使零点附近工作特性的线性度线性度P21得到改善。

29．金属导体的电阻值随着机械变形而变化的物理现象，称为金属的电阻应变应变效应。

30．涡流式压力传感器具有良好的动态特性，适合于测量爆炸时产生的压力。

31．热敏电阻常数B的单位是k（开尔文）KP94。

32．人工视觉系统图像处理的方法有微分法和区域法。

33．温度补偿中使用的数据处理方法有表格法和公式法公式法。

34．传感器的中间转换电路将输出信号转换成易于测量和处理的电信号。

35．周期信号频谱的特点是离散性、收敛性和谐波性谐波性P180。

36．对于非确定性信号，只能用概率统计概率统计P173方法来描述它的规律。

二、简答题

1，试简述检测系统噪声干扰形成的要素。

2、简述一种速度测量的方法。

3，请画出光电传感器的一般构成框图，并说明光电传感器的一般组成部分。

4、压电元件在使用时常采用多片串接或并接的结构形式，试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种使用场合？

5、在静态测量中，根据测量系统输入量和对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性?

答:

在静态测量中,根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：

灵敏度，非线性度，回程误差。

6、压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号?

答：

适用于测量缓慢信号和以电荷作为输出的场合

7.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：

x1（t）=sin（3ωt+Φ），x2（t）=e-t，x3（t）=esinωt，x4（t）=δ（t），x5（t）=sin

1,3,5为周期函数，2,4为非周期函数

8．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。

9．什么是传感器的线性度？

如何计算？

答：

传感器的输入/输出特性的拟合直线和校准曲线不一致的程度称为传感器的线性度。

其计算公式为：

Δl=传感器的输入/输出特性的拟合直线和校准曲线不一致的程度称为传感器的线性度。

其计算公式为：

Y：

传感器满量程的输出值；

△Lmax：

输入/输出特性的拟合直线和校准曲线的最大偏差。

P7

10．简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。

如题图所示，壳体和被测体固定在一起，当有加速度时，质量块受力，悬臂梁弯曲，应变片变形便可测得力的大小。

在已知质量块的m大小时，便可算得加速度的大小。

P69

11．简述金属导体材料形成温差电动势的机理。

温差电动势指的是在一个金属导体中，由于其两端的温度不同而产生的热电动势。

在金属导体材料中，当其两端存在温差时，高温端的电子能量比低温端的电子能量大，从而高温端容易失去电子带正电，低温端得到电子带负电，于是在金属导体上形成和材料性质及两端温差有关的电位差。

P91

12．简述金属铂热电阻的测温特点。

铂电阻物理化学性能稳定，抗氧化能力强，测量精度高，测量温度范围宽，测量灵敏度低，价格贵。

P93

13．人工视觉系统识别物体前，计算机如何获取该物体的明亮度信息？

计算机借助A/D转换器将明亮度信息数字化，从而形成由像素组成的数字图像。

P81

14．在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么？

四、计算题

1.已知测量齿轮齿数Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速（如图所示）。

若测得输出电动势的交变频率为24（Hz），求：

被测轴的转速n（r/min）为多少?

当分辨误差为±1齿时，转速测量误差是多少?

（1）测量时，齿轮随工作轴一起转动，每转过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，磁通也变化一次，因此，线圈感应电动势的变化频率f等于齿轮的齿数Z和转速n的乘积。

f=nZ/60

n=

=

=80（r/min）

（2）读数误差为±1齿，所以应为

转，即：

n=80±

（r/min）

2、图示为一种测温范围为0℃~100℃的测温电路，其中

为感温热电阻，

、

均为常值电阻，n为正整数，E为工作电压，M和N两点的电位差为输出电压。

问：

1）如果

℃时输出电压为零，

应取多少？

2）给出该测温电路的输出特性方程。

3、图为一直流应变电桥，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，

求：

①R1为应变片其余为外接电阻，

R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?

。

②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同

其余为电阻，电压输出U0=?

。

③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?

。

④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，

邻臂异性，电压输出U0=?

。

4.由RC组成无源低通滤波器，已知R=500（Ω），C=10（μF），试求：

（1）截止频率f0，并画出该滤波器的幅频示意图。

（2）设输入信号x（t）=0.2cos

判断其是否在该滤波器的通频带内。

五、使用题

1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。

（1）用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理；

（2）用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。

=

（1）传感器的结构如图a所示，它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座等几部分组成。

原理：

被测力F通过传力块作用在弹性圆桶上，弹性圆桶的变形带动衔铁移动，使双螺管线圈的电感量发生变化，从而实现力的测量。

（2）电桥的接法如图b所示：

2、为实现以下目的，试选用合适的滤波器：

（1）滤除麦克风中混入的广播电波信号；

（2）从接收的电视波中仅选择第三频道；

（3）除去混入信号中的电力线频率（50Hz）干扰。