《传感器原理与应用期末复习（复习题）202212.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器原理与应用期末复习（复习题）202212.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、每小题2分。每小题3分。每小题2分。第一部分题型说明本课程考试共4种题型，即单选题、多选题、判断题和分析选择题，各题型分值如下: 1.单选题共30分,2.多选题共15分,3.判断题共40分, 4.分析选择题共15分，每空3分。62 .噪声是影响CMOS传感器性能的首要问题。T63 .光电式传感器就是将电信号转化成光信号的一种器件，简称光电器件。F64 .光电器件的物理基础是热电效应。F65 .光电器件具有可靠性较高结构简单等特点但精度比较低。F四、分析选择题（一）图1为热释电红外传感器的结构图，图中（）、（）、（）三处分别是什么？简述热释电红外传感器的工作原理。要点（1）:当红外辐射照射到已经
2、极化的（）薄片表面上时引起薄片温度升高，使其极化强度降低；要点（2）：表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，如果将负载电阻与（）薄片相连，则负载电阻上便产生一个电信号输出；要点（3）：输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射的红外辐射的 强弱。要点（4）：如果对红外辐射进行调制，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的 温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。图1热释电红外传感器结构图A.热电元件B. FET管C.滤光片D.铁电体参考答案 1. C、A、B2. D、D（二）1 .图2中各编号名称:是是是式B.质量块D.差动加速度传感器结构示意图。2 .图2是A.弹簧C.固
3、定电极E.电容参考答案1. B、C、A2. D、E（三）如图3所示结构可用于转速测量，由导磁材料制成的齿轮安装在被测转轴上，与 转轴一起旋转。图31.图3中各编号名称：是；是；是。2,图3是式A.变磁通磁电B.速度图31.图3中各编号名称：是；是；是。2,图3是式A.变磁通磁电B.速度传感器结构示意图。C.软铁D.齿轮E.感应线圈参考答案1. D、E、CA、B第二部分复习题（含参考答案）一、单选题.（）的缺点是容易引入人工干扰，需要直流放大，易受零漂和接地电位的影响。 交流电流#直流电桥#整流仪表B1 .首先对红外辐射进行（）,使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度变化，才能导致热释电
4、产生，并输出交变信号。调制#滤波#补偿A2 .适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（）o转速#温度#加速度#流量B3 .电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的（）间的电阻值。 覆盖片与被测试件#基片与被测试件#引线与被测试件#覆盖片与基片C4 .下列属于磁电式传感器非线性误差产生的原因是（ ）o 温度变化对传感器产 生的影响#传感器线圈电流产生的磁通对工作磁通产生影响#传感器的补偿线圈产生的磁 通对工作磁通产生影响#光源变化对传感器产生的影响B6,应变电阻材料本身的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（）o大#小#相等#小或相等A7 .利用（）制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增
5、管等。外光电效应#压电效应#声光效应#波光效应 A8 .金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数（）o大#小#相等#大或相等B9 .传感器一般由敏感元件、转换元件和（）三部分组成。转换电路#虚拟仪器#电容#磁头A10 .以下（）是影响CMOS传感器性能的首要因素。暗电流#噪声#像素的饱和#振动方向B11 .差动变压器属于（）o电容式传感器#压电式传感器#电感式传感器#电阻式传感器C12 .超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，并以（）的应用最为广泛。 电动式换能器#压电式换能器#电磁式换能器#霍尔元件B13 .压电传感器的测量电路中前置放大器的作用有（）。消除电缆电容对灵敏度的
6、影响#减小测量误差#把传感器的高输入阻抗变换成低输入阻抗#增加测量误差C超声波的频率高，因而（），绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向传播。波长短#波长长#速度慢#速度快A14 .（）被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力强的情况，如金属探伤、测厚以及测量物体的密度等。&射线#Y射线#X射线#Y射线B15 .（）不属于虚拟仪器技术所具有的特点。集成性强#扩展性强#开发时间长#开发时间短c16 .能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，称为（）o电感量#触发器#电动机即传感器D17,直流电桥的优点是电源稳定性高，可用（）测量，准确度高。扬声器#交流仪表#整流仪
7、表#直流仪表D18 .线性度、重复性、精度和灵敏度属于传感器的（）性能指标。 线圈#电源#动态#静态D19 .交流电桥按照接入阻抗的形式不同主要分为纯电阻交流电桥、（）交流电桥和电感式交流电桥。静电式#平衡式#电压式#电容式D20 .电容式传感器是将被测量的变化转换成（）变化的一种传感器。电容量#霍尔系数#介电常数#电感量A21 .下列属于磁电式传感器非线性误差产生原因的是（ ）o 光源变化对传感器产 生的影响#传感器线圈电流产生的磁通对工作磁通产生影响#传感器的补偿线圈产生的磁 通对工作磁通产生影响#温度变化对传感器产生的影响 B灵敏度高#结构简单域灵压电效应#光电效应#磁22 .以下不属于
8、压电式传感器的特点的是（ ）o23.利用（）可制成半导体光敏电阻。23.利用（）可制成半导体光敏电阻。敏度低#体积小C电效应#滤波B24 .以下（）是由一列M0S光敏元和一列移位寄存器并行构成的。线阵CCD图 像传感器#面阵CCD图像传感器#有源CMOS图像传感器#无源CMOS图像传感器 A25 .在工业放射性同位素自动检测仪表中广泛采用的核辐射传感器为（ ）o电感式传感器#磁电式传感器#电离室#霍尔元件C26 .超声波是（）的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。电磁波#机械波#表面波#滤波B27 .适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（）。 转速#温度#加速度#流量B28 .
9、以下（）不属于虚拟仪器技术所具有的特点。开发时间短#扩展性强#开发时间长#集成性强C29将电容量转换成电量的电路称作电容式传感器的转换电路，它们的种类很多，目前 较常采用的有（）、调频电路、脉冲调宽电路和运算放大器式电路等。 #滤波电路 #差动电路#屏蔽电路#电桥电路D30 .传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传 感器，（）。其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小#其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近#其输出量中与被测输入量无关的变化 小#其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示B31 .当声波传播至两介质的分界面时，一部分能量返回
10、原介质，称为反射波；另一部分 能量透过介质面，到另一介质内继续传播，称为（）o驻波#兰姆波#折射波#波型转换C32 .为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括：双丝自补偿法、单丝自 补偿法和（）o温度补偿法#电流补偿法#电压补偿法#桥路补偿法D33 .超声波的频率高（可达109Hz）,因而（）速度快#波长短#波长长#速度慢B34 .在相同的电压和相同幅值的光强度下，当入射光以不同的正弦交变频率调制时，光 敏元件输出的光电流I和灵敏度S随调制频率f变化的关系：I = fl（f）、S = f2（f）称为（）o频率特性#光照特性#光谱特性#伏安特性A35 .粘贴应变片做好准备工作后要进行的
11、工作是：（）。涂胶-贴片-复查-接线-防护#涂胶-接线-复查-贴片-防护#涂胶-防护-贴片-复查-接线#涂胶-接线-贴片-复查-防 护 A36 .当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为（）o温度特性#光照特性#光谱特性#伏安特性B37 .压电材料开始丧失压电特性时的温度叫（）o压电系数#弹性系数#机电耦合系数#居里点I）38 .声波在介质中传播的速度称为声速，对于不同波型的超声波，其传播速度（）o不同#相同#成线性关系#纵波的声速约是横波的一半A39 .（）是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。敏感元件#转换元件#传感
12、器#被测量C40 .当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质时，若其方向不垂直于界面，将产生声波的反射、折射及（）现象。表面波#兰姆波#驻波#波型转换D41 .零位误差是评定差动变压器性能的重要指标之一，产生零位误差的原因主要有两个： 一是由于次级绕组两线圈电气参数和几何尺寸不对称，致使产生的感应电动势幅值不等，相 位不同。这种情况下，不管怎样调整衔铁位置也不能使零位输出电压调到零；二是由于（）o电源幅值及频率的不稳定#磁性材料磁化曲线的非线性#温度变化引起线圈的铜电阻 值的变化#从而引起激磁电流和输出电流的变化期骨架材料高频损耗小，温度膨胀系数小B42 .通常用电容式传感器测量（）o电
13、容量#加速度#电场强度#交流电压B43 .利用电涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和灵敏度，其激磁线圈（半 径为ra ）与被测物体间的距离x应该满足（）。rax#rax#raxB44 .通常用应变片式传感器测量（）0温度#密度#加速度#电阻 C45 .差动变压器式传感器的结构形式很多，其中应用最多的是（ ）o 变间隙 式#变面积式#螺线管式C二、多选题1 ,码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数 字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、（）和（）三种。A CA.光电式B.磁电式C.电磁式D.感应同步器2 .为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿
14、措施包括：（）、（）和（）。A、 C、 FA.双丝自补偿法8 .温度补偿法C.单丝自补偿法D.电流补偿法E.电压补偿法F.桥路补偿法3 .在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化叫飘移。 飘移常包括（）飘移和（）飘移。A、FA.零点B.干扰C.温度D.噪声E.时间F.灵敏度4 .超声波在固体中可穿透几十米的长度，在液体、固体中衰减（）,碰到杂质或分界面就会有显著（）。A、CA.小B.大C.反射D.折射E.透射5 .可以用力传感原理检测的物理量有：ABCDA.声音B加速度C角速度 D.质量6 .与硅材料压阻系数有关的因素有：ABCDA.晶向 B.导电类型C.掺杂浓度D
15、.温度7 .以下陈述正确的有：ADA.硅材料的掺杂浓度越高，压阻系数的温度系数越低。8 . P型硅电阻的压阻值主要取决于其纵向受到的应力。C.压阻式压力传感器中，采用N型硅制作四个压敏电阻更方便连接成惠斯通电桥的信 号检测形式D.硅材料的掺杂浓度越高，硅材料的压阻系数越低。8 .应变片的主要参数有（）ACA.初始电阻值B.额定电压C.允许工作电压D.额定功率9 .为了使螺线管差动变压器传感器具有较好的线性度，通常是（ ）o ACA.取测量范围为线圈骨架的1/10-1/410 取测量范围为线圈骨架的1/22/3C.激磁电流频率采用中频D.激磁电流频率采用高频10 .差动变压器传感器配用的测量电路
16、主要电路有（ ）o ABA.差动相敏检波电路B.差动整流电路C.直流电桥D,差动电桥11 .若使电涡流传感器的灵敏度高，被测物体的电阻率P和相对磁导率u r应该是（ ）o BDA. P大B. P小Cu r大D.u r小12.通常用差动变压器传感器测量（）。ABCDA.位移C.加速度13 .霍尔效应中，霍尔电势与（A.霍尔常数成正比C.霍尔元件的厚度成正比14 .热电偶的下列冷端处理方法中,A.位移C.加速度15 .霍尔效应中，霍尔电势与（A.霍尔常数成正比C.霍尔元件的厚度成正比16 .热电偶的下列冷端处理方法中,B.振动D.厚度）o ADB.霍尔常数成反比D.霍尔元件的厚度成反比 工程（工业
17、）中常采用的方法有（)o CDA.热电势修正法C.冷端延长法A.热电势修正法C.冷端延长法B. 0 0 CD.冷端温度补偿器法15.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有（）。ACA.两块栅距相等的光栅叠在一起B.两块光栅的刻线之间有较大的夹角C.两块光栅的刻线之间有较小的夹角D.两块光栅的刻线之间必须平行16 .压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（）o BCA.晶体厚度成反比B.晶体面积成正比C.作用在晶片上的压力成正比D.剩余极化强度成正比17 .热电偶中热电势包括（ ）o BCA.感应电势C.接触电势18.压电式传感器目前多用于测量（A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度D.加速度19.霍
18、尔效应中，霍尔电势与（A.激磁电流成正比B.激磁电流成反比C.磁感应强度成正比D.磁感应强度成反比20压电式传感器目前多用于测量（A.感应电势C.接触电势18.压电式传感器目前多用于测量（A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度D.加速度19.霍尔效应中，霍尔电势与（A.激磁电流成正比B.激磁电流成反比C.磁感应强度成正比D.磁感应强度成反比20压电式传感器目前多用于测量（B.温差电势D.切割电势)o BD)o AC)o BDA.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度D.加速度三、判断题L测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。T2 .金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏
19、系数小。T3 .热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器 等方面用作测温使用。F4 .电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。F5 .电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。T.电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。 F6 .电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。I7 .电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测 量电路转换为电压或电流的变化量输出。T8 .互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。T9 .差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式
20、和螺线管式等，但其工作原理基本 一样。T10 .传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。T11 .电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。T12 .电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。T13 .线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。T14 .测量误差越小，传感器的精度越高。T15 .传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。T16 .传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力，当分辨力以满量程输出的百 分数表示时则称为分辨率。T17 .测量转换电路首先要具有高精度，这是进行精确控制的基
21、础。T18 .电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。T19 .电桥有两种类型：直流电桥和交流电桥。T20 .超声波的频率高，波长短，绕射现象小，方向性好。 T21 .光敏电阻是一种基于内光电效应制成的光电器件，光敏电阻没有极性，相当于一个 电阻器件。T22 .光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。T23 .利用光导纤维的传光特性，把被测物理量的变化转换为光特性（强度、相位、偏振态、 频率、波长）改变的传感器就是光纤传感器。T24 .光电式编码器又称光电角位置传感器，是一种集光、机、电为一体的数字式角度/ 速度传感器。T25 .光电式编码器采用光电技术将
22、轴角信息转换成数字信号，与计算机和显示装置连接 后可实现动态测量与实时控制。T26 .光栅方式传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成。T27 .光栅是利用莫尔条纹现象来进行测量的，即两块光栅叠合时，会出现光的明暗相间 的条纹。T28 .压电式传感器的特点的是灵敏度比较低。F29 .磁电感应式传感器可分为变磁通式和恒磁通式两大类。T差动变压器属于电感式传感器。T30 .压电传感器的测量电路中前置放大器的主要作用是把传感器的高输入阻抗变换成低 输入阻抗。T31 .磁电式传感器非线性误差产生原因的是传感器线圈电流产生的磁通对工作磁通产生 影响。T32 .通常电路参量式传感器分为4类
23、：压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器和 霍尔式传感器。F33 .压电式传感器适宜于动态测量，不适合测量动态的力、压力、加速度、振动等参数。F.磁电式传感器工作性能稳定，输出阻抗小，灵敏度高，尺寸和重量比较小。 F34 .磁电式传感器通常输出功率较大，测量电路比较简单。T35 .热电动势的产生实际上由2部分组成，即接触电势和温差电势。 T36 .两种不同类型的金属导体（或半导体），两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结 点温度不等有温差时，回路里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。T37 .利用热电效应，只要知道热电偶回路一端结点温度，就可以测出另一端结点的温度。T38 .对于任
24、何一种金属，高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电子而带正 电，低温端得到电子而带负电，形成温差电动势，又称汤姆森电动势。T压电式传感器的输出信号很微弱，而且内阻很高，一般不能直接显示和记录。T39 .压电传感器可以等效为一个电源U和一个电容器Ca的串联电路。T40 .压电传感器也看作是个电荷发生器，等效为一个电荷源与一个电容并联的等效电路。T41 .由电效应转变为机械效应或者由电能转变为机械能的现象，就是压电陶瓷的逆压电 效应。T42 .由机械效应转变为电效应，或者由机械能转变为电能的现象，就是压电陶瓷的正压 电效应。T43 .超声波式的检测仪表，一般都是利用压电材料作为超声波发射探
25、头和接收探头的， 例如超声波液面计，超声波流量计，超声波测厚仪等。T44 .变磁通式传感器，在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般用来测量旋转物体的角速 度，产生感应电动势的频率作为输出。T45 .动态特性就是输入量和输出量不随时间迅速变化时，输出量与输入量之间的关系。F46 .利用热电偶测温时，热电势不仅与热端温度有关，而且也与冷端温度有关，因此， 实际使用时必须进行冷端温度补偿。T47 .辐射式传感器是指利用电磁波、机械波或物质的放射性构成的一类传感器。T48 .光电效应是指一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能量而发生了相 应的电效应现象。T49 .智能传感器是集成化传感器与微处理
26、相结合的产物。T50 .光电器件具有响应速度快，可靠性较低的特点。F51 .超声波在固体和液体中衰减较弱，因此穿透能力强。 T52 .超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。T53 .超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，其中压电式换能器的应用最为广 泛。T54 .超声波是频率比声波频率低的机械波。F55 .热释电探测器多用在非接触被动式检测应用中。T56 .在工业放射性同位素自动检测仪表中广泛采用的核辐射传感器是电离室。T57 .适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是加速度。F58 .利用外光电效应制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。T59 .温度是适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量。