传感器原理及应用复习题.docx

1、传感器原理及应用复习题一、判断题（在正确的后面划，错误的后面划）1. 传感器是获取信息的重要途径和手段，它相当于人的五官。传感器技术是构成现代信息技术的三大支柱之一，在一定程度上它决定着机器人水平的高低。（ ）2. 传感器正从传统的分立式朝着集成化、微型化、多功能化、智能化、网络化、光机电一体化的方向发展。（ ）3. 物联网是将各种信息传感器设备按约定的协议与互联网结合起来，形成一个巨大的网络，进行信息交换和通信，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。（ ）4. 传感器实际输入输出曲线偏离理想拟合直线的程度称为线性度，通常用最大偏差与满量程输出之比的百分数来表示。（ ）5. 在

2、稳定工作条件下，传感器的灵敏度是一个无单位的常数，它与外加电源电压无关。（ ）6. 在相同条件下，传感器在正行程（输入量由小到大）和反行程（输入量由大到小）期间，所得输入、输出曲线不重合的现象称重复性。（ ）7. 一阶传感器系统的动态响应主要取决于时间常数，越小越好，减少时间常数可以改善传感器频率特性，加快响应过程。（ ）8. 二阶传感器对阶跃信号响应和频率响应特性的好坏很大程度上取决于阻尼系数和固有频率。（ ）9. 直线电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降，这种现象称为横向效应。敏感栅越窄，基片越长的应变片，横向效应越小。（ ）10. 压阻式传感器是利用半导体材

3、料压阻效应制作的电阻式应变传感器，其性能优于金属应变效应制作的电阻式应变传感器，主要用于压力测量。（ ）11电容传感器本身电容量较大，连接电缆的电容量很小（每米几百皮法），这样在低频时电缆的容抗较大，对传感器灵敏度影响就较大，因此低频工作时的电容传感器连接电缆的长度不能任意变化。（ ）12脉冲宽度调制电路适用于任何形式的电容传感器，并有理论线性度。该电路不需解调、检波，对电源也没有什么严格要求，是电容传感器的常用电路。（ ）13根据电涡流效应制作的传感器称电涡流传感器。电涡流传感器的最大特点是能够对被测量进行非接触测量，并且灵敏度与被测对象的材质无关。（ ）14用石英晶体制作的压电传感器，晶面

4、上产生的电压与作用在晶面上外力成正比，而与晶片的厚度和面积无关。（ ）15压电传感器是一种有源传感器，但由于其输出信号很弱，内阻很高，要求前置放大器有相当高的输入阻抗，将传感器高阻抗输出变换为低阻抗输出，在放大微弱信号的同时完成阻抗变换。（ ）16压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自发的极化方向，经过外加电场极化的压电陶瓷才具有压电效应。（ ）17集成温度传感器是利用晶体管PN的电流电压特性随温度变化的关系制作的热电传感器，主要用于低温测量。（ ）18. 热电偶的冷端也称参比端，在用热电偶测温时参比端温度要保持恒定，当参比端温度不是0时，测得的温度应加上参比端的温度才

5、是真正的待测温度。（ ）19磁电感应式传感器是一种有源型传感器，工作时必须外加工作电源。该类传感器只能测量运动速度。（ ）20减少霍尔元件温度误差的补偿方法是采用恒流源激励，同时并联一个负温度系数的热敏电阻分流，以达到霍尔电势保持不变。（ ）21磁敏电阻是一种基于磁阻效应制作的磁敏传感器，其电阻值随着磁场的增加而增大。但磁敏电阻没有判断极性的能力，只能与辅助磁钢并用，才具有识别磁极的能力。（ ）22磁敏二极管都是长“基区”（本征区）的P+-I-N+型二极管结构。在弱磁场情况下可获得较大的输出电压，但输出电压不对称，这是磁敏二极管与霍尔元件和磁敏电阻所不同之处。（ ）23超声波传感器主要是利用压

6、电材料(晶体、陶瓷)的压电效应，其中超声波的发射器利用逆压电效应制成，将高频电振动转换为机械振动产生超声波；超声波接收器利用正压电效应制成，将超声波机械振动转换为电信号。（ ）24人体辐射红外线波长在812m范围，人活动频率范围一般在0.110Hz之间，热释电传感器可以监控人的活动情况。（ ）25. 光电传感器的工作原理是利用各种光电效应。光敏电阻、光电管和光电二极管都是基于光电导效应制作的光电传感器。（ ）26光电池是基于光生伏特效应制成的一种有源光电传感器，作为测量元件使用时，应按电流源的形式应用。（ ）27半导体色敏传感器相当于两只结构不同的光电二极管，浅结的光电二极管对短波长的紫外光灵

7、敏度高，深结的光电二极管对长波长的红外光灵敏度高。（ ）二、选择题1. 一位移传感器的静态数学模型为y=2.16x+0.02。x为输入位移量，单位mm；y为输出电压量，单位V。则此位移传感器的灵敏度为 。A2.18V/mm B2.16V/mm C2.14V/mm D1.08V/mm 2. 金属应变片的灵敏系数为k，被测应变为，采用单臂电桥作测量电路时，如果电源电压为U，则其输出电压和非线性误差分别为 。A， B， C， D， 3. 一差动变极距型电容传感器，初始极距 0为1mm，被测量引起的最大极距变化 为0.02mm，则此电容传感器的相对非线性误差为 。A2.0% B0.04%C0.2% D

8、0.02%4. 已知某一阶传感器的传递函数为，则该传感器的静态灵敏度和时间常数分别为 。Ak=10， =5 Bk=1， =0.5Ck=5， =0.2 Dk=2， =0.25. 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的 。A阈值越低 B分辨率越高C迟滞越小 D线性度越好6. 为了获得较好的动态特性，在二阶传感器设计时，一般阻尼系数选择 。A 1 B 0C = 1 D 0.77. 利用电涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性和灵敏度，其激励线圈半径r与被测物体的距离x应该满足 Ar x Br xCr x Dr P1时，给出一个周期内负载RL上的平均电压的大小，并指出电压的方向。10图示为一种

9、测温电路，其中Rt =2R0(1+0.01t) k 为热电阻，RB为可调电阻，Us为工作电压；G为检流计。(1). 基于该测温电路的工作机理，请给出调节电阻RB随温度t变化的关系。(2). 若测温范围为2050，R0=10k，试计算RB的变化范围。 图题10 图题1111电机通断控制电路如图，VT三极管功率驱动1A负载，PT-525为开关型集成霍尔元件。(1) 叙述电路工作原理；(2) 磁钢N接近时霍尔元件导通，电机M处于什么状态？(3) 磁钢远离时霍尔元件截止，电机M处于什么的状态？(4) 二极管D和电容C分别起什么作用？ 12光电传感器控制电路如图所示，试分析电路工作原理：(1). 试述F

10、S-1WF光电开关工作原理；(2). VCC=5V，说明电阻R1作用，计算发光二极管上通过的电流值；(3). 可变电阻器R2可以调节什么参数；(4). 传感器以下图方式测量车轮转速时，给出测量公式；并指出输出端电压UOUT的高低电平分别代表黑白的哪个信号。 13一温度控制电路如图所示，LM311为比较器，VT为达林顿晶体管。(1). AD590是什么器件？以什么形式输出？(2). 当温度T下降时AD590输出如何变化？VT如何变化？使加热器状态如何变化？(3). 调节R2可以起到什么作用？14某线性差动变压器式振动传感器的灵敏度为1.5V/mmV，在频率为200Hz，峰-峰值为8V的正弦电压激励下工作。若被测正弦振动频率为20Hz，幅度为0.5mm，试画出激励电压、振动位移和输出电压的波形。15指出下列图形符号分别表示什么传感器。（a） （b）（c） （d） （e）（f） （g）