《传感器考》试题Word格式文档下载.docx
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6、要测量微小的气体压力之差，最好选用（A）变换压力的敏感元件。
A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒
7、以下四种传感器中，属于四端元件的是（D）。
A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻
8、下列（C）不能用做加速度检测传感器。
A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶
9、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应
10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（C）。
A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器
11、改变电感传感器的引线电缆后，（C）。
A、不必对整个仪器重新标定B、必须对整个仪器重新调零C、必须对整个仪器重新标定D、不必对整个仪器重新调零
12、变磁阻式传感器的结构由（D）三部分组成。
A、敏感元件、测量电路、显示器
B、线圈、铁芯、测量电路
C、铁芯、衔铁、变压器
D、线圈、铁芯、衔铁
13、变间隙式电感传感器的（C）相矛盾，因此变隙式电感式传感器适用于测量微小位移的场合。
A、测量范围与刚度
B、灵敏度与线性度，要得到好的线性度则灵敏度越低
C、测量范围与灵敏度及线性度
D、刚度与灵敏度
14、为了减小非线性误差，实际测量中广泛采用（B）电感传感器。
A、变气隙截面积式
B差动变隙式
C密集线圈式
D电桥式
15、关于变极距型电容式传感器，正确的是（D）。
A、变极距式电容传感器存在非线性误差，初始极距越大，误差越大
B、要提高其灵敏度，非线性误差必增大
C、缩小初始极距既能提高灵敏度又能减小非线性误差
D、采用差动式结构可以提高灵敏度及减小非线性误差
三、简答题
1、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？
答：
1、电阻应变片，电容等2、热电偶，热电阻等3、电感，电容等4、压电，霍尔等
2、传感器有哪些组成部分？
在检测过程中各起什么作用？
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。
4、计算题
如图为一直流应变电桥。
图中E＝4V，R1＝R2＝R3=R4=120Ω，试求：
（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。
当Rl的增量为ΔR1=1.2Ω时．电桥输出电压U0=?
（2）Rl，R2都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0＝?
（3）题
（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且|ΔR1|=|ΔR2|=1.2Ω，电桥输出电压U0＝?
解：
（2班）
1.下列传感器可实现非接触测量的是（C）传感器。
A.压电式加速度B.电动式速度C.电磁式速度D.电阻应变式
2.描述周期信号频谱的数学工具是（A）
A.傅立叶级数B.傅立叶变换C.拉氏变换D.三角函数
3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为（B）
A.理论直线B.标定曲线C.理论标定曲线D.幅频曲线
4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后（D）
A.相等B.与角频率成反比C.与角频率无关D.与角频率成正比
5.欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（B）传感器。
A.压电式B.磁电式C.电阻式D.热电式
6.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
7.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
8.涡流式电感传感器的测量电路一般用（B）
A.电容反馈式放大电路B.阻抗分压式调幅电路或调频电路C.电阻电容式积分电路D.电桥式脉宽调制电路
9.一般而言，测量装置的灵敏度越高，则（CE）
A.动态特性越好B.动态特性越差C.测量范围越窄D.测量范围越宽E.稳定性越差
10.使用数字频率计测量信号时，在（A）情况下测周法比测频法合理。
A.被测信号频率很低B.被测信号频率很高C.被测信号频率变化较大D.被测信号频率恒定
11．属于传感器动态特性指标的是（D）
A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率
12．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
三、填空题（每空1分，共30分）
1.若位移信号x（t）=Acos（ωt+ψ）,则其速度信号的振幅为__ω_A，加速度信号的振幅为__ω2_A。
2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测周期，高频信号测频率__。
3.信号的频谱函数可表示为__幅值___频谱和___相位___频谱。
4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着.位移共振频率，__速度_共振频率，___加速度共振频率。
5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统进行____标定____。
6.直流电桥中全桥接法的灵敏度最高。
7.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的____乘积____相等，且相对桥臂阻抗的相角____之和____相等。
8.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_金属_。
9.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的标准信号发生器和___标准测试系统____。
10.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持不失真测量条件。
11.周期信号的频谱特点：
离散型、谐波性、衰减性。
12.直流电桥的平衡条件：
=
问答题
什么是测试装置的静态特性?
常用哪几个特性参数来描述?
测试装置的静态特性就是指在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。
常用的特性参数有灵敏度、线性度和回程误差等
实现不失真测试的条件是什么?
分别叙述一、二阶装置满足什么条件才能基本上保证不失真测试。
测试装置实现不失真测试的条件是A（ω）=A0=常数φ（ω）=-t0ω
为能满足上述条件，对于一阶装置，时间常数τ原则上越小越好，对于二阶装置一般选取ξ=0.6～0.8，ω=0～0.58ωn
4.选用传感器时应考虑到哪些原则?
（1）灵敏度
（2）响应特性（3）线性范围（4）可靠性（5）精确度（6）测量方式及其它
5、什么是霍尔效应?
当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）。
6简述涡流式传感器的工作原理，它有哪些特点?
把一个线圈放到一块金属导体板附近，相距为δ，当线圈通以高频交流电流i时，便产生磁通Φ，此交变磁通通过邻近的金属板，金属板上便产生闭合的感应电流i1，即涡电流，涡电流也会产生交变磁场Φ1，根据楞次定律，涡电流产生的交变磁场Φ1与线圈的磁场Φ变化方向相反，Φ1总是抵抗Φ的变化，由于涡电流磁场的作用，使原线圈的等效阻抗Z发生变化，变化程度与δ有关。
二、填空（3班）
1应变式传感器广泛应用于_应变_、_荷重_、_压力_和_加速度_等机械量的测量
2功能上讲，传感器应由_转换电路___、__转换元件___和_敏感元件__部分组成.
3霍尔传感器的理论基础是霍尔效应，霍尔电压UH与控制电流I成正比，霍尔电压UH与磁感强度B成正比。
4热电阻传感器可分为__金属热电阻式__和___半导体热电阻式__两大类，前者简称__热电阻__，后者简称_热敏电阻_。
5传感器动态标定使用的标准激励信号分为两类：
__正弦__和__阶跃__。
6半导体材料的应变电阻效应主要基于__压阻_效应。
7无外磁场时，霍尔元件在额定控制电流下，两霍尔电极之间的开路电势称为__不等位电势____。
8压电陶瓷除了具有压电性，还具有__热释电效应__，因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。
9、编码器按结构形式有__直线式__编码器和_旋转式_编码器。
10热电偶的___连接导体___定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；
__中间温度__定律为制定分度表奠定了理论基础；
__参考电极__定律简化了热电偶的选配工作。
11感器的误差特性主要包括迟滞、重复性、零漂、线性度、和温漂
三、简答
1.差动式电感传感器有什么特点？
差懂事电感传感器有线性度好、示值范围宽、灵敏度高。
2、什么是霍尔效应?
3简述涡流式传感器的工作原理，它有哪些特点?
4什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？
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。
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。
动态特性指当输入量随时间变化时传感器的输入-输出特性。
可以从时域和频域来研究动态特性
5简述电阻应变片式传感器的工作原理
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。
6简述热电偶的工作原理
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。
二、判断
1加速度传感器是由弹性元件与小位移传感器和质量块构成的。
（√）
2用非接触式传感器构成的接近传感器都能直接输出开关电压信号。
（X）
3传感器实现波形测试不失真的条件是：
传感器的幅频特性和相频特性均是常数；
4对于所有的二阶传感器，总是希望其固有频率越高越好；
5应变片的基长越短，则应变片可测的频率越高；
（√）
6涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器；
7金属丝的电阻应变效应中，引起电阻改变的主要原因是电阻率的改变；
8传感器的传感元件通常情况下直接感受被测量；
9等强度梁的不同部位所产生的应变是不相等的。
填空题（4班）
最基本的信号是（正弦信号）。
周期信号的频谱特点是（离散性）、（谐波性）、（衰减性）。
线性系统微积分方程中的各系数取决于（系统的结构参数）及（输入输出的作用位置）。
电桥的三种接法（半桥单臂）、（半桥双臂）、（全桥）。
通用集成运算放大器的核心是（通用集成运算放大器）。
信号的调制方法主要有（幅值调制AM）、（频率调制FM）、（相位调制PM）。
对应于幅频特性有值的频率范围成为（滤波器的通带），对应于幅频特性值为零的频率范围成为（阻带）。
其转折点对应的频率称为（滤波器的截止频率）。
周期信号的频谱是（离散）的，而非周期信号的频谱是（连续）的。
拟合直线可以用（端点连线）、（最小二乘拟合）等方法确定。
（周期信号）指的是每隔固定的时间间隔t不断重复其波形的信号。
交流电桥的平衡条件是（Z1Z3=Z2Z4）。
判断题
目前非常广范的测量方法是传感器技术的非电量测量方法。
（对）
在众多的实际测量中，大多数是对非电量的测量。
非电量可以直接使用一般电工仪表和电子仪器测量。
（错）
电感式传感器的核心部分是可变电感或可变互感。
压力式传感器是一种有源双向机电传感器。
测量工作的基本目的就是要获取关于被测对象的有关信息。
静态特性指的是测量装置对随时间变化较快的输出量所呈现出来的传输特性。
半桥单臂和半桥双臂的接法也称电桥的差动连接。
直流电桥的四个桥臂只能是纯电阻，而交流电桥的桥臂可以是纯电阻、纯电感或纯电容。
复合阻抗的阻抗角-90°
<
Ψ<
0°
为感性阻抗，在0°
90°
时为容性阻抗。
一般滤波器阻带内的幅频特性是成波纹状变化的。
实际滤波器的λ值越接近与1，过滤带的幅频特性曲线越陡，频率选择性越好。
若两个相对的桥臂用纯电阻，则另两个桥臂都用电容或电感。
简答题
1.传动器的选用原则是什么？
（1）根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
（2）灵敏度的选择（3）频率响应特性（4）线性范围（5）稳定性（6）精度（7）工作方式等其他
2.什么是调制和调解？
其作用分别是什么？
调制指的是用原始的缓变信号控制特定高频信号的某个特征参数，使这些参数随被测量的变化而变化。
调解是从已调波中恢复原始缓变信号的过程。
调制的目的是使缓变信号便于放大和输出。
调解的目的是恢复原信号。
3.什么是测量电桥？
是将电阻、电感、电容等参数的变化转换成电压或电流变化的一种电子装置。
4.什么是滤波器的分辨力？
取决于哪些主要因素？
滤波器的分辨力是指滤波器分辨相邻频率成分的能力。
与滤波器带宽B等有关，带宽越小，分辨力越高。
5.旋转机械的振动测试的测量方向有哪几个？
为什么？
水平方向，垂直方向，和轴向方向，这是因为不同的故障在不同的测量方向上有不同的反映，不平衡表现在水平方向，松动表现在垂直方向，不对中表现在轴向方向。
填空题（5班）
传感器的静态灵敏度是（输出变化量）与（输入变化量）之比，或者说是单位输入下所得到的输出。
线性度也称为非线性度、非线性误差，用来表征（标定曲线）接近（拟合直线）的程度。
传感器的灵敏度与（测量范围）密切相关
传感器的分类有电容式、电感式、电涡流式、（电位器式）、（压电式）和热电偶传感器。
目前常用的传感器有（变面积型）、（变间隙型）和螺管插铁型三种。
压电式传感器是一种（有源双向）机电传感器。
电阻应变片接入电桥电路的三种接法分别为（半桥单臂）、（半桥双臂）、（全桥）。
影响电容式传感器可变电容大小的因素有（两平行板正对面积）、电容极板间介质的（介电常数）、两平行板之间的（距离）。
按信号的物理属性可分为（机械信号）、（电信号）、（光信号）等。
测试的两个基本要素是（测试信号）和（测试装置）
基本的测试系统由（传感器）、（信号调理电路）、（显示记录装置）三部分组成。
测量电桥是将（电阻）、（电感）、（电容）等参数的变化转换成（电压）或（电流）变化的一种电子装置。
选择题
1.（C）的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。
A.热端直径B.热端和冷端的温度C.热端和冷端的温差D.热电极的电导率
2.电容式传感器是将被测量的变化转换成（A）变化一种传感器
A.电容量
B.电感量C.介电常数
D.距离
3.涡流式压力传感器利用涡流效应将压力的变化变换成线圈的（D）
A.电阻变化 B.电容变化C.涡流变化D.阻抗变化
4.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（D）测量转换电路。
A.单臂半桥B.双臂半桥C.四臂全桥D.独臂
5.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）
A.应变效应B.电涡流效应C.压电效应D.逆压电效应
6.在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（D）。
A.补偿热电偶冷端热电势的损失B.起冷端温度补偿作用
C.将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D.提高灵敏度
7.产生应变片温度误差的主要原因有（ B ）
A．电阻丝有温度系数 B．试件与电阻丝的线膨胀系数相同C．电阻丝承受应力方向不同
8.电阻式传感器是将被测量的变化转换成（D）变化的传感器。
A.电子 B.电压
C.电感 D.电阻
9.可以完成温度测量的是（A）
A.热电偶B.光电二极管C.光电耦合器D.红外传感器
10.热电偶中产生热电势的条件是（B.C ）
A．两热电极材料相同 B．两热电极材料不同C．两热电极的两端温度不同 D．两热电极的两端温度相同
1、传感器的选用原则（不少于四点）
（1）根据测量环境和测量对象确定传感器的类型
（2）灵敏度的选择（3）频率响应特性（4）线性范围（5）稳定性（6）精度（7）工作方式
2、将传感器做成差动式的优点
将传感器做成差动式，不仅使灵敏度比单圈式提高了一倍，而且大大改善了传感器的非线性，同时还在一定程度上实现了对某些误差的补偿，例如环境条件变化、铁芯材料的磁性不均匀等。
3、传感器
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、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。
4、什么是热电效应？
两种不同导体A和B串接成一闭合回路，如果两节点出现温差，在回路中就有电流产生，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为热电效应。
5、什么是信息、信号、干扰？
信息是事物运动状态和运动方式的反应，可以理解为消息、情报或知识。
信息的载体为信号，蕴涵信息的某种具体物理形式。
信号中除有用信息之外的部分称为干扰
传感器与测试技术试题（机制1006）
一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项正确
1.以下选项中不属于电感式传感器的优点的是（C）
A.结构简单可靠B.输出功率大C.频率响应快D.分辨力较高
2.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
3.属于传感器动态特性指标的是（D）
A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率
4.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
5.测量范围大的电容式位移传感器的类型为（D）
A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型
6.对于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
7.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（C）
A.温度B.温度差C.绝对湿度D.相对湿度
8.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
9.差动电桥由环境温度变化引起的误差为（D）
10.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
11.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
12.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率（B）
A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零
13.结构型传感器是依靠传感器（C）的变化实现信号变换的。
A.材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值
14.在下述位移传感器中，既适宜测量大的线位移，又适宜测量大的角位移的是（C）
A.电容式传感器B.电感式传感器C.光栅式传感器D.电阻应变式传感器
15.非线性度是表示校准曲线（B）的程度。
A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性
二、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）将正确的答案写在括号内。
1.目前常用的自感式传感器有三种，分别是（变面积型）、（变间隙型）、（螺管插铁型）。
2.影响电容式传感器可变电容大小的因素有（两平行板正对面积）、电容极板间介质的
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