传感器与测量技术模拟题.docx

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传感器与测量技术模拟题

传感器与测量技术（1325）

一、单选题

答题要求:

下列各题，只有一个符合题意的正确答案，请选择你认为正确的答案，多选、错选、不选均不得分。

1、符合对粘合剂的要求是：

（）

A.机械滞后小

B.蠕变大

C.温度使用范围小

D.存储期大

参考答案:

答案解析:

无

2、下列哪一项是金属式应变计的主要缺点（）

A.非线性明显

B.灵敏度低

C.准确度低

D.响应时间慢

参考答案:

答案解析:

无

3、测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用（）型的热电偶。

A.普通

B.铠装

C.薄膜

D.热电堆

参考答案:

答案解析:

无

4、发现某检测仪表机箱有麻电感，必须采取（）措施。

A.接地保护环

B.将机箱接大地

C.抗电磁干扰

参考答案:

答案解析:

无

5、半导体应变片的工作原理是基于（）

A.压阻效应

B.热电效应

C.压电效应

D.压磁效应

参考答案:

答案解析:

无

6、在实验室作检验标准用的压电仪表应采用（）压电材料

A.PTC

B.PZT

C.PVDF

D.SiO2

参考答案:

答案解析:

无

7、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（）

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

参考答案:

答案解析:

无

8、公式EH=KHIBcosq中的角q是指（）

A.磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角

B.磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角

C.磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角

D.无法判断

参考答案:

答案解析:

无

9、不能直接用于直线位移测量的传感器是（）

A.长光栅

B.长磁栅

C.标准感应同步器

D.角编码器

参考答案:

答案解析:

无

10、增量式位置传感器输出的信号是（）

A.电流信号

B.二进制格雷码

C.脉冲信号

参考答案:

答案解析:

无

11、超声波频率越高，（）

A.波长越短，指向角越小，方向性越好

B.波长越长，指向角越大，方向性越好

C.波长越短，指向角越大，方向性越好

D.波长越短，指向角越小，方向性越差

参考答案:

答案解析:

无

12、电流互感器时，其二次侧电流多为（）

A.1A

B.7A

C.3A

D.5A

参考答案:

答案解析:

无

13、应变式传感器的温度误差产生的主要原因：

（）

A.应变式温度传感器件的温度系数变化。

B.应变式温度传感器件的测量部分引起的。

C.应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。

D.试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。

参考答案:

答案解析:

无

14、霍尔元件采用恒流源激励是为了（）

A.提高灵敏度

B.克服温漂

C.减小不等位电势

D.以上都对

参考答案:

答案解析:

无

15、在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用（）接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。

A.串联

B.并联

C.既串联又并联

D.以上都不对

参考答案:

答案解析:

无

16、（）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

参考答案:

答案解析:

无

17、考核计算机的电磁兼容是否达标是指（）

A.计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力

B.该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰

C.两者必须同时具备

参考答案:

答案解析:

无

18、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（）

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

参考答案:

答案解析:

无

19、粉尘较多的场合不应采用传感器（）

A.光栅

B.磁栅

C.感应同步器

参考答案:

答案解析:

无

20、超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速（）

A.大

B.小

C.相等

D.无法判断

参考答案:

答案解析:

无

21、下列哪种温度补偿方法是常用和效果较好的补偿方法：

（）

A.电桥补偿法

B.辅助测温元件微型计算机补偿法

C.应变计自补偿法

D.热敏电阻补偿法

参考答案:

答案解析:

无

22、一只十码道的绝对角编码器，其分辨率为（）

A.1/10

B.1/2

C.36°

D.0.01°

参考答案:

答案解析:

无

23、按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常用的（）

A.理论线性度

B.端基线性度

C.独立线性度

D.最小二乘法线性度

参考答案:

答案解析:

无

24、减小放大器的输入电阻时，放大器受到的（）。

A.热干扰减小，电磁干扰也减小

B.热干扰减小，电磁干扰增大

C.热干扰增大，电磁干扰也增大

D.热干扰增大，电磁干扰减小

参考答案:

答案解析:

无

25、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（）。

A.补偿导线法

B.电桥补偿法

C.冷端恒温法

D.差动放大法

参考答案:

答案解析:

无

26、下列哪一项是半导体式应变计的主要优点（）

A.非线性明显

B.灵敏度高

C.准确度高

D.横向效应小

参考答案:

答案解析:

无

27、属于传感器动态特性指标的是（）

A.重复性

B.线性度

C.灵敏度

D.固有频率

参考答案:

答案解析:

无

28、下面的哪个温度补偿方法是不存在的（）

A.电桥补偿法

B.辅助测温元件微型计算机补偿法

C.电阻补偿法

D.热敏电阻补偿法

参考答案:

答案解析:

无

29、以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（）

A.应变计

B.弹性敏感元件

C.敏感栅

D.电路电阻

参考答案:

答案解析:

无

30、人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传播，则沿传播方向的空气分子（）

A.从口腔附近通过振动，移动到听者的耳朵

B.在原来的平衡位置前后振动而产生横波

C.在原来的平衡位置上下振动而产生横波

D.在原来的平衡位置前后振动而产生纵波

参考答案:

答案解析:

无

31、经常看到数字集成电路的VDD端（或VCC端）与地线之间并联一个0.01mF的独石电容器，这是为了（）。

A.滤除50Hz锯齿波

B.滤除模拟电路对数字电路的干扰信号

C.滤除印制板数字IC电源走线上的的脉冲尖峰电流

参考答案:

答案解析:

无

32、测得某检测仪表的输入信号中，有用信号为20mV，干扰电压亦为20mV，则此时的信噪比为（）。

A.20dB

B.1dB

C.0dB

D.40dB

参考答案:

答案解析:

无

33、应变片绝缘电阻是指已粘贴的（）应变片的之间的电阻值

A.覆盖片与被测试件

B.引线与被测试件

C.基片与被测试件

D.敏感栅与被测试件

参考答案:

答案解析:

无

34、容栅传感器是根据电容的工作原理来工作的（）。

A.变极距

B.变面积

C.变介质

参考答案:

答案解析:

无

35、光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了（）

A.提高信号幅度

B.辩向

C.抗干扰

D.三角函数运算

参考答案:

答案解析:

无

36、动态力传感器中，两片压电片多采用（）接法，可增大输出电荷量

A.串联

B.并联

C.既串联又并联

D.以上都不对

参考答案:

答案解析:

无

37、能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用（）

A.PTC

B.PZT

C.PVDF

D.SiO2

参考答案:

答案解析:

无

38、一束频率为1MHz的超声波（纵波）在钢板中传播时，它的波长约为（）

A.5.9m

B.340m

C.5.9mm

D.1.2mm

参考答案:

答案解析:

无

39、数字式位置传感器不能用于测量（）。

A.机床刀具的位移

B.机械手的旋转角度

C.人体步行速度

D.机床位置控制

参考答案:

答案解析:

无

40、在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国标准时，应采用灵敏度K为（）的压电传感器。

A.10V/g

B.100mV/g

C.0.001mV/g

D.10mV/g

参考答案:

答案解析:

无

41、电桥测量电路的作用是把传感器的参数转换为（）的输出。

A.电阻

B.电压

C.电容

D.电荷

参考答案:

答案解析:

无

42、光耦合器是将*信号转换为*信号再转换为*信号的耦合器件。

（注：

*表示答案相同）（）

A.光→电压→光

B.电流→光→电流

C.电压→光→电压

参考答案:

答案解析:

无

43、某直线光栅每毫米刻线为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨率为（）

A.5um

B.50um

C.4um

D.20um

参考答案:

答案解析:

无

44、用在压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用（）

A.PTC

B.PZT

C.PVDF

D.SiO2

参考答案:

答案解析:

无

45、以下属于应变计温度误差产生的原因是：

（）

A.应变式温度传感器件的温度系数变化。

B.应变式温度传感器件的测量部分引起的。

C.应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。

D.敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化。

参考答案:

答案解析:

无

46、测量人的脉搏应采用灵敏度K约为（）的PVDF压电传感器

A.10V/g

B.100mV/g

C.0.001mV/g

D.10mV/g

参考答案:

答案解析:

无

47、超声波从水（密度小的介质），以45°倾斜角入射到钢（密度大的介质）中时，折射角（）于入射角。

A.大于

B.小于

C.等于

D.无法判断

参考答案:

答案解析:

无

48、下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（）

A.非线性明显

B.输出信号微弱

C.抗干扰能力差

D.响应时间慢

参考答案:

答案解析:

无

49、输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小刀同一输入值时的输出值不相等是属于传感器静态特性的哪一种（）

A.灵敏度

B.线性度

C.灵敏度界限

D.迟滞性

参考答案:

答案解析:

无

50、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（）

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

D.以上都对

参考答案:

答案解析:

无

51、属于四端元件的（）

A.应变片

B.压电晶片

C.霍尔元件

D.热敏电阻

参考答案:

答案解析:

无

52、测量CPU散热片的温度应选用（）型的热电偶。

A.普通

B.铠装

C.薄膜

D.热电堆

参考答案:

答案解析:

无

53、组合式压力传感器用于测量（）

A.大压力

B.小压力

C.高速

D.低速

参考答案:

答案解析:

无

54、螺管型差动变压器的衔铁和铁芯用同种材料制成，通常选（）

A.电阻率大，导磁率高，饱和磁感应大的材料

B.电阻率大，导磁率高，饱和磁感应小的材料

C.电阻率大，导磁率底，饱和磁感应大的材料

D.电阻率小，导磁率高，饱和磁感应大的材料

参考答案:

答案解析:

无

55、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（）

A.线性度越好

B.迟滞越小

C.重复性越好

D.分辨力越高

参考答案:

答案解析:

无

二、判断题

答题要求:

判断以下命题正确与否，正确的请选“正确”，错误的请选“错误”。

1、求和取平均是为了减小系统误差。

参考答案:

错误

答案解析:

无

2、电容传感器采用运算放大器测量电路则从原理上解决了单个变间隙型电容传感器输出特性非线性问题。

参考答案:

正确

答案解析:

无

3、变间隙型的电感式传感器初始间隙越大，灵敏度越低，非线性误差越小，量程越大。

参考答案:

正确

答案解析:

无

4、差动结构从根本上解决了非线性误差的问题。

参考答案:

错误

答案解析:

无

5、随机误差可以通过系统校正来减小或消除。

参考答案:

错误

答案解析:

无

6、变面积型的电容式传感器输出与输入之间的关系是线性的。

参考答案:

正确

答案解析:

无

7、压电式传感器只能进行动态测量。

参考答案:

正确

答案解析:

无

8、为了使压电陶瓷具有压电效应，必须在一定温度下通过强电场作用对其作极化处理。

参考答案:

正确

答案解析:

无

三、名词解释

答题要求:

请对给出的词汇做出解答。

1、请简述应变效应的定义。

参考答案:

导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。

答案解析:

无

2、请简述热电偶传感器的定义。

参考答案:

是利用转换元件电磁参量随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置

答案解析:

无

3、请简述化学气相沉积（CVD）的定义。

参考答案:

是半导体技术中一种常用的薄膜生长技术，这种技术使用化学的方法来沉积薄膜。

答案解析:

无

4、请简述霍尔传感器的定义。

参考答案:

是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器

答案解析:

无

5、请简述电容式传感器的定义。

参考答案:

将被测量（如压力、尺寸等）的变化转换成电容量变化的一种传感器

答案解析:

无

6、请简述压电陶瓷的定义。

参考答案:

是人工制造的多晶体，由无数细微的电畴组成

答案解析:

无

7、请简述传感器的定义。

参考答案:

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、便于应用的另一种量的测量装置。

答案解析:

无

8、请简述光电效应的定义。

参考答案:

在光线作用下，半导体的电导率增加的现象称为光电效应

答案解析:

无

四、简答题

答题要求:

请简要回答以下问题。

1、电阻应变计产生温度误差的原因是？

参考答案:

（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，使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。

答案解析:

无

2、应变计的零漂的定义以及产生零漂的原因？

参考答案:

恒定温度下，粘贴在试件上的应变计，在不承受载荷的条件下，电阻随时间变化的特性称为应变计的零漂。

零漂的主要原因是，敏感栅通过工作电流后的温度效应，应变计的内应力逐渐变化，粘接剂固化不充分等。

答案解析:

无

3、试用所学光电传感器分析a、超市用激光扫描检测商品的条形码b、洗手间红外反射式干手机工作原理。

参考答案:

a利用被测光吸收光通量的原理。

b被测光遮蔽光通量原理。

答案解析:

无

4、应变式传感器与其他类型传感器相比具有哪些特点？

参考答案:

（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。

（4）能在恶劣的环境条件下工作。

（5）易于实现小型化、整体化

答案解析:

无

5、系统误差分几类，怎样减小系统误差。

参考答案:

分为恒值误差，例如刻度盘分度差错。

变值误差，环境温度的影响、零点漂移等。

系统误差有规律。

可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。

答案解析:

无

6、什么是电桥补偿法？

参考答案:

在被测试件上安装一工作应变计，在另外一个于被测试件的材料相同，但不受力的补偿件上安装一补偿应变计。

补偿件于被测试件处于完全相同的温度场内。

测量时，使两者接入电桥的相邻臂上，由于补偿片RB是与工作片R1完全相同的，且都贴在相同的试件上，并处于相同的温度下，这样，由于温度变化使工作片产生的电阻变化ΔR1t与补偿片的电阻变化RBt相等，因此，电桥输出Usc与温度无关，从而补偿了应变计的温度误差。

答案解析:

无

7、超声波传感器的发射探头和接收探头各自的工作原理分别是基于那些电学效应？

参考答案:

发射探头：

基于逆压电效应；

接收探头：

基于压电效应

答案解析:

无

8、什么是传感器的灵敏度？

参考答案:

灵敏度是描述传感器的输入量（一般为电学量）对输入量（一般为非电学量）敏感程度的特性参数。

其定义为：

传感器的变化值和相应的被测量（输入量）的变化值之比，用公式表示为：

K（x）=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x

答案解析:

无

9、简述应变计对粘贴剂的要求。

参考答案:

有一定的粘结强度。

能准确传递应变。

蠕变小。

机械滞后小。

耐疲劳性能好。

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。

应有较大的温度使用范围。

答案解析:

无

10、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为EAB（t,t0），其中A、B、t、t0各代表什么意义？

t0在实际应用时常应为多少？

参考答案:

A、B——两热电极，T——热端温度，即被测温度，t0————冷端温度，t0常应为0℃

答案解析:

无

11、简述传感器技术发展迅速的原因。

参考答案:

（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

答案解析:

无

12、什么是零漂和蠕变？

参考答案:

（1）恒定温度下，粘贴在试件上的应变计，在不承受载荷的条件下，电阻随时间变化的特性称为应变计的零漂。

零漂的主要原因是，敏感栅通过工作电流后的温度效应,应变计的内应力逐渐变化，粘接剂固化不充分等。

（2）粘贴在试件上的应变计，保持温度恒定，在某一恒定机械应变长期作用下，指示应变随时间变化的特性，称为应变计的蠕变。

粘合剂的选用和使用不当，应变计在制造过程中产生的内应力等，是造成应变计产生蠕变的主要原因。

答案解析:

无

13、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。

参考答案:

二者相同点：

都能测温度且只能直接测温度量；

不同点：

热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化，而热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化。

答案解析:

无

14、简述光耦合器的特点。

参考答案:

光耦合器是一种电------光-------电耦合器件，它的输入量是电流，输出量也是电流，可是两者之间从电气上却是绝缘的。

有如下特点：

1输入输出回路绝缘电阻高，耐压超过1000v。

2因为光的传输是单向的，所以输出信号不会反馈和影响输入端。

3输入、输出回路在电气上是完全隔离的，能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输的矛盾。

答案解析:

无

15、传感器主要由哪几部分组成？

参考答案:

传感器的组成：

传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。

答案解析:

无

五、作图题

答题要求:

请根据题目要求进行作答。

1、依据已学知识设计一光纤位移传感器（要求画出框架图）

参考答案:

答案解析:

略

2、依据已学知识设计一种加速度传感器（要求画出结构图并注明所用的敏感元件）。

参考答案:

答案解析:

略

3、光纤干涉仪有较高的灵敏度，具有非常大的动态范围等优势。

利用集成电路技术和目前的电光技术起来，请画出集成的迈克尔逊（Michelson）干涉仪，并写出具体部件。

参考答案:

答案解析:

略

4、依据已学知识设计一容器内液体重量传感器。

参考答案:

答案解析:

略

六、材料分析题

答题要求:

阅读给出的材料，回答下列问题。

1、试分析图所示差动整流电路的整流原理，若将其作为螺线管式差动变压器的测量电路，如何根据输出电压来判断衔铁的位置?

1、请作答：

参考答案:

"该差动整流电路是把差动变压器的两个二次输出电压分别整流，然后再将整流后的电压的差值作为输出，具体整流原理如下：

A、当Ui上正下负时，上线圈a正b负，下线圈c正d负。

上线圈：

电流从a→1→2→4→3→b,流过电容C1的电流是由2到4，电容C1上的电压为V24；

下线圈：

电流从c→5→6→8→7→d，流过电容C2的电流是由6到8，电容C2上的电压为U68。

B、当Ui上负下正时，上线圈a负b正，下线圈d正c负。

上线圈：

电流从b→3→2→4→1→a,流过电容C1的电流是由2到4，电容C1上的电压为V24；

下线圈：

电流从d→7→6→8→5→c，流过电容C2的电流是由6到8，电容C2上的电压为U68。

由此可知，不论两个二次绕组的输出电压极性如何，流经电容C1的电流方向总是从2→4，流经电容C2的电流方向总是从6到8，故整流电路的输出电压为：

①当衔铁位于中间位置时，U24=U68，所以，U0=0

②当衔铁位于中间位置以上时，U24＞U68，所以，U0＞0

③当衔铁位于中间位置以下时，U24＜U68，所以，U0＜0。

如此，输出电压的极性反映了衔铁的位置，实现了整流的目的。

答案解析:

略

2、检验一台量程为0~250mmH2O的差压变送器，当差压由0上升至100mmH2O时，差压变送器读数为98mmH2O；当差压由250mmH2O下降至100mmH2O时差压变送器读数为103mmH2O，问此仪表在该点迟滞（变差）是多少？

1、请作答：

参考答案:

"Δhmax＝103－98＝5，

YFS＝250－0＝250，

故δH＝Δhmax/YFS*100%＝2%，

故此在该点的迟滞是2％。

答案解析:

略

3、试说明下面各图中分别是测量哪些被测温度量？

1、请作答：

参考答案:

图a）是测多点温度之和；

图b）是测两点温度之差；

图c）是测多点温度的平均值

答案解析:

略

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