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《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案


传感器与自动检测技术
一、填空题(每题 3 分) 1、传感器通常由直接响应于被测量的 敏感元件 、产生可用信号输出的

转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指 导致其阻值发生变化的现象 3、半导体材料的压阻效应是 金属材料在受到外力作用时,产生机械变形, 叫金属材料的应变效应。 半导体材料在受到应力作用后,其电阻率发生

明显变化 ,这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是 生机械变形 ,从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是 金属材料的应变效应以 它们都是在外界力作用下产

机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反,其应变 效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指 金属应变片单位应变引起的应变片电阻的

相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称 8、 应变式传感器是利用电阻应变片将 应变 压阻 效应。

转换为电阻变化的传感器。 电阻 变化的传感器。

9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为

10、 应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由 在弹性元件上粘贴 电阻敏感 元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻

敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由 在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来 感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、 应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由 在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变, 电阻敏感 件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、 应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由 在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用 元 感知应变 ,电阻敏

来将应变的转换为

电阻的变化



14、 要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来,需采用特别设计的测量 电路,通常采用 电桥 电路。 电容 并联,也可等效为一个与

28、 压电式传感器可等效为一个电荷源和一个 电容相串联的电压源。

29、压电式传感器是一种典型的自发电型传感器 (或发电型传感器) ,其以某些 电介质的 压电效应 为基础,来实现非电量检测的目的。

30、 某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象,同时在它的 表面产生符号相反的电荷,当外力去掉后又恢复不带电的状态,这种现象称为 极化 效应; 在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称电致 伸缩效应。 31、 压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻 抗,并保持 输出电压与输入电压 成正比。 接触电势 构成,另一部

33、热电动势来源于两个方面,一部分由两种导体的 分是单一导体的温差电势。

34、 补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿,它的理论依据是 律。 35、常用的热电式传感元件有 热电偶 和热敏电阻。

中间温度



36、 热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转 换为电阻变化的测温元件。 37、 热电偶是将温度变化转换为 度转换为电阻 电势 的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温

变化的测温元件。 铂 和铜, 工业上被广泛用来测量中低温区的温度,

38、 热电阻最常用的材料是

在测量温度要求不高且温度较低的场合,铜热电阻得到了广泛应用。 42、应该根据元件的 件的尺寸。 43、按照工作原理的不同,可将光电式传感器分为 释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。 44、按照测量光路组成,光电式传感器可以分为透射式、 反射 式、辐射式和 光电效应 传感器、红外热 输入电阻 、输出电阻、灵敏度等合理地选择霍尔元

开关式光电传感器。 45、光电传感器的理论基础是 光电效应 。
电荷

46、用石英晶体制作的压电式传感器中,晶面上产生的 上的压强成正比,而与晶片
几何尺寸

与作用在晶面

和面积无关。

48.电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。 49. 影响金属导电材料应变灵敏系数 K。 的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。 50、传感器的基本特性通常指的是传感器的输入和 系特性。 51 、 在 传 感 器 领 域 , 应 用 比 较 广 泛 的 基 本 电 量 传 感 器 有 电 阻 式 传 感 器 、
电容式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。 输出

之间的关

52、 物质的光电效应通常分为外光电效应、 生伏打效应三类。 53、压电式传感器的工作原理是以晶体的 54、电阻应变片的工作原理是基于金属的 55、.传感器的动态特性包括瞬态响应特性和 57、温度传感器主要用来检测物体的 58、传感器是由
敏感元件 晶体 温度

内光电

效应和光

压电 应变 频率

效应为理论依据。 效应。 响应特性。 。

与转换元件组成的。 的压电效应为理论依据。

61、压电传感器的工作原理是以 62、热电偶属于 68、弹性
滞后 温度

传感器,常用来测量物体的温度。 和弹性后效及蠕变是弹性敏感元件的两个基本特性。
横向

69、金属应变片的弯曲半径越大,其 70、 固体受到作用力后
电阻率

效应也越大。

发生变化的现象称为固体的压阻效应。
半导体

71、热电阻传感器分为金属热电阻和 76、热电偶回路产生的电势由 77、光电管是利用 78、应变片的敏感元件是
接触 外光电 敏感栅

热电阻两大类。

电势传和温差电势两部分组成。 效应制成的光电元件。 。
压电效应

79、压电式传感器的工作原理是以晶体的 81、
热敏电阻

为理论基础。

利用半导体电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
内光电效应 应变效应

82、 光电效应通常分为外光电效应、 83、金属应变片的工作原理是基于金属的

和光生伏特效应。 。

86、压电式传感器的工作原理是以晶体的 87、红外传感器按工作原理可分为 88、 常用的基本电量传感器包括 89、传感器按能量变换关系分为
量子型 电阻式 有

压电效应

为理论依据。 及热型两类。

、 电感式和电容式传感器。

源型和无源型。

四、简答题(4 题,共 18 分)

301、试述传感器的定义、共性及组成。 答: ①传感器的定义:能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件 或装置;②传感器的共性:利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性,将非 电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等); ③传感器的组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成。 302、 什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能 够满足通常的需要。 答:传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输 出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入-输出关系。 静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。 当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。 331、简述热电偶的几个重要定律,并分别说明其实用价值。 答:1、中间导体定律;2、标准电极定律;3、 连接导体定律与中间温度定律 实用价值:略。 332、热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?常用的补偿方法有哪些? 答(1)因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数,而 热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的, 为了使热电势能反映所测量 的真实温度,所以要进行冷端补偿。 (2)A:补偿导线法 B:冷端温度计算校正法 C:冰浴法 D:补偿电桥法。 341、什么是光电式传感器?光电式传感器的基本工作原理是什么? 答:光电式传感器(或称光敏传感器) 。利用光电器件把光信号转换成电信号(电 压、电流、电阻等)的装置。 光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的, 即因光照引起物体的电学特性 而改变的现象。


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