传感器总习题考试题

一、 是非题 １． 动态特性好的传感器应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特性。（ × ） ２． 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ √ ） ３． 一阶系统的时间常数越小越好。（ √ ） ４． 二阶系统固有频率ωn越小越好。（ × ） ５． 二阶系数的固有频率ωn越大，可测量的信号频率范围就越宽。（ √ ） ６． 信号通过一阶系统后的幅值减小，相位滞后。（√ ） ７． 传感器的相频特性φ(jω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。（× ） ８． 能完成参量感受和转换的装置称之为传感器。（√） ９． 传感器的灵敏度与量程呈反比。（√） １０． 为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。（ × ） １１． 传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。（√） １２． 测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。（ × ） １３． 根据压电效应，在压电材料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。（× ） １４． 压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。（ √ ） １５． 用差动变压器式电感传感器作位移测量时，根据其输出就能辨别被测位移的方向的正负极性。（√ ） １６． 变间隙式电容或电感传感器，只要满足△d<

２１． 交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。（√） ２２． 调频波是频率不变，幅值也不变的已调波。（× ） ２３． 电压放大器的连接电缆长度发生变化时，仪器的灵敏度不发生变化。（×） ２４． 压电式传感器利用电荷放大器或电压放大器，其测量效果相同。（×） ２５． 磁电式传感器是发电型传感器，其输出为电压信号。（√） ２６． 霍尔传感器中的霍尔元件采用金属材料，而不采用半导体材料，是因为金属材料所产生的霍尔电势比半导体材料大。(×) ２７． 光敏电阻是基于内光电效应工作的，主要由半导体材料制成的。（√） ２８． 光在光纤中传输所利用的原理是光的全反射。（√） ２９． 光栅传感器属于模拟式传感器。(×)

z1z2?z3z4，?1??2??3??4。

３０． 光电编码器只能用于测位移不能用于测转速。(×) 二、 选择题

1. 能完成接受和实现信号转换的装置称 __A___ 。

Ａ．传感器 Ｂ．记录仪器 Ｃ．试验装置 Ｄ．数据处理装置 2. 参数型传感器有BDEFGI；发电型传感器有ACHJ。

Ａ．光电式 Ｂ．电感式 Ｃ．压电式 Ｄ．电阻应变式 Ｅ．变

阻器式 Ｆ．涡电流式 Ｇ．电容式 Ｈ．热电式 Ｉ．压阻式 Ｊ．磁电式

3. 灵敏度始终为常数的传感器是_C____和__D___。

Ａ．电容式传感器 Ｂ．电感式传感器 Ｃ．电阻应变片 Ｄ．变面

积型电容传感器

4. 金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由_B__来决定。

Ａ．贴片位置的温度变化 Ｂ．电阻丝几何尺寸的变化 Ｃ．电阻材料

电阻率的变化

5. 半导体应变片是根据_B__原理工作的。

Ａ．电阻应变效应 Ｂ．压阻效应 Ｃ．热阻效应

6. 半导体应变片的电阻应变片主要是利用半导体材料的__B__。

Ａ．形变 Ｂ．电阻率的变化 Ｃ．弹性模量的变化 Ｄ．泊松比的

变化

7. 电阻应变片的灵敏度为_B_。 Ａ．应变片电阻丝的电阻变化率与应变值之比 Ｂ．应变片电阻丝的电阻变化率与被测件的应变值之比 Ｃ．应变片输出电压与应变值之比 8. 电容式传感器灵敏度最高的是__A__。

Ａ．极矩变化型 Ｂ．面积变化型 Ｃ．介质变化型 9. 变间距式电容传感器适用于测量微小位移是因为_B___。

Ａ．电容量微弱、灵敏度太低 Ｂ．传感器灵敏度与间距平方成反比，间距变化大则非线性误差大 Ｃ．需要做非接触测量

10. 差动变压器式传感器是将被测量变换成_B__，以实现信号变换的。 Ａ．线圈自感的变化 Ｂ．线圈互感的变化 Ｃ．线圈匝比的变化 11. 压电材料按一定方向置放在电场中，其几何尺寸随之发生变化，称为_C__效应。

Ａ．压电 Ｂ．压阻 Ｃ．逆压电 Ｄ．压磁 12. 压电式加速度计的工作原理是基于_C__。

Ａ．电阻应变效应 Ｂ．压阻效应 Ｃ．压电效应 Ｄ．电磁效应 13. 磁电式及压电式传感器特别适合测量_B__。 Ａ．静态量 Ｂ．动态量 Ｃ．两者均可 14. 可直接用于测量物体角速度的传感器 D 。

Ａ．压电式 B．电阻应变式 C．涡电流式 D．磁电式 15. CCD图像传感器的基本单元是 D 。

Ａ．压电晶体 B．半导体应变片 C．热敏电阻 D．MOS光敏元 16. 下列哪种材料可以用于湿度测量 C 。 Ａ．SIO2 B．CdS C．LiCl D．Pt

17. 数控机床上位置测量所用的传感器主要有 D 。

Ａ．变间隙电容传感器 B．电阻应变式传感器 C．超声波传感器 D．光栅尺

18. 红外温度传感器的测温利用的原理是 B 。

Ａ．热平衡 B．热电效应 C．热辐射 D．光电效应 19. 可用于温度测试的传感器有 B E 。

Ａ．电感传感器 B．热电偶 C．气敏传感器 D．光电开关 E 铂电阻

20. 可实现非接触式测试的传感器有 D E 。 Ａ．电阻应变式传感器 B．热电偶 C．智能传感器 D．涡流传感器 E 红外温度传感器 三、 填空题

1. 传感器一般由__敏感元件_与___转换元件__组成，其中___敏感元件__是传

感器的核心。

2. 接触式传感器有__压电式_、_电感式传感器_、及_电阻应变片_等。 3. 可用于非接触式测量的传感器有_涡流传感器_和__电容式传感器_等。

4. 发电式传感器有光电式、热点式等，参数电式传感器有_电阻式_、电容式、

电感式等。

5. 常用的应变片有金属丝与半导体两大类，前一种应变片的灵敏度比后一种

小。

6. 用应变片测量应变，当应变较小时，可选用根据电阻效应工作的半导体应变

片，当应变较大时，可选用根据应变效应工作的_金属丝应变片。

7. 半导体应变片是根据_电阻效应工作的，适用于测量小应变场合，这是因为

它灵敏度高。

8. 具有压电效应的材料称之为压电材料，常见的压电材料有压电晶体和压电陶

瓷两类。

9. 改变间隙的电感（容）式传感器常做成差动式的，其目的是提高_灵敏度_和

_线性度_。

10. 根据电容传感器的工作原理，通过改变它的间距_、__面积_或_介电常数，

就可以将被测物理量转换为电容量的变化。因此电容传感器可分为_变极距_型、_变面积_型和以_变介电常数_型等三类。

11. 涡流式传感器的主要优点是无接触_、_动态特性好和_结构简单等。

12. 自感式传感器通过改变气隙厚度、_正对面积和_____，从而改变线圈的自感

量，可将该类传感器分变气隙厚度式传感器、变气隙面积_和_螺丝管式_。 13. 差动变压器式位移传感器是将被测位移量的变化转换成线圈互感_系数的变

化，两个次级线圈要求_反向串接。

14. 动圈磁电式传感器，其输出感应电动势ｅ与线圈相对磁场运动的_速度成正

比，如在测量电路中接入_积分电路和_微分电路，还可用来测量振动位移和加速度。

15. 基于内光电效应的器件有 光敏电阻 、 光电二极管、 光电三极管 、 光电池 。

16. 半导体NTC热敏电阻阻值随着温度的升高而 减小 ；光敏电阻阻值随着光强

的增加而 减小 ；LiCl湿敏电阻阻值随湿度的减小而 增大 。

17. 超声波传感器需要有发射 探头和 接受 探头，它们的作用是用于 发射信号和接收信号 。

18. 将温度变化转换为热电势的传感器是 热电偶 。将温度变化转换为电阻的变

化的传感器是 热电阻（金属材料）和 热敏电阻 （半导体材料）。 19. 气敏传感器是用来检测气体的 类别 、 浓度 、 成分 的传感器。 四、 简答题

1. 一阶和二阶系统的动态特性指标是什么及它的合理取值范围？对系统有何影响？

答：答： ? 越小越好 ?值越小 频带越宽

阻尼系数ξ 0.6—0.8 阻尼系数过大反应滞后，过小会发生共振 2. 什么是传感器的静态特性，其主要参数有哪些？

答：传感器的静态特性是指被测量的值出于稳定状态时的输出与输入关系。灵敏度 线性度 重复性 漂移 迟滞 分辨率 3. 霍尔式传感器工作原理是什么？有哪些特点？

答：霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的方向与磁场方向不一致时，载流导体上垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势。利用半导体器件制作的霍尔传感器，具有结构简单，体积小、坚固、频带宽、动态特性好、寿命长的特点，主要用于一些特殊场合，如测振动位移及接近开关等。

4. 金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别？各有何优缺点？ 答：应变效应 电阻效应 ；灵敏度底/高 受温度影响小/大

5. 差动式传感器的优点是什么？

答：优点：测量精度高 灵敏度高 结构简单 性能可靠 抑制共模干扰

6. 简述涡流效应及涡流传感器的工作原理。用涡流传感器测位移，如果被测物体是塑料材料制成，此时位移测量是否可行？为什么？

答：答：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁场运动时，导体内将产生呈漩涡状的感应电流，成为涡流效应。 不可行 被测物只有是金属导体才会产生涡流电流

7. 简述热电偶产生热电势的条件及其四个基本定律。

答：两种不同材料的导体组成一个闭合回路，两节点有温度差。 均值导体定律，中间温度定理，中间导体定理和标准电极定理。

8. 什么是莫尔条纹，其有何特点？

答：把两块珊距相等的光栅面向对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的珊线之间形成一个很小的夹角，这样就可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹。

位移的放大作用，莫尔条纹的移动与光栅的移动相对应。

9. 按工作原理电容式传感器可分为哪几种？哪种适合测微小位移？ 答：变极距型、变面积型和变介电常数型三种。变极距型

10. 简述压电效应、逆压电效应及压电式传感器需要配置前置放大器的原因。常用的前置放大器有哪两种？各有何特点？

答：压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。当在电介质极化方向施加电场，这些电介质也会产生几何变形，这种现象称为逆压电效应。 原因：压电传感器本身的内阻抗很高，而输出能量较小，因此他的测量电路通常需要介入一个高输入阻抗前置的放大器。 电压放大器，其受电缆长度的影响；电荷放大器，不受电缆长度的改变。

11. 参量式传感器与发电式传感器有何主要不同？各举一例。

答：参量传感器是 把非电量转换成电路参数的传感器。发电式传感器是把非电量转换成电量的传感器

12. 你知道的可用于测力的传感器有哪些？ 答：压阻应变片 压电式 电感式 电容

13. 可用于转速测量的传感器有哪些？简要说明其工作原理。

答：霍尔传感器。转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动，固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间内的脉冲便可知被测转速。

14. 可用于温度测量的传感器有哪些？简要说明其工作原理。 答：辐射式温度传感器，其实利用物体的辐射能随温度的变化的原理进行测温的。

15. 可用于振动测量的传感器有哪些？简要说明其工作原理。

答：磁电式传感器 工作时，传感器与被测物体刚性连接，当物体振动时，传感器外壳和永久磁铁随之振动，而架空的轴心、线圈和阻尼环因惯性而不随之运动。因而，磁路空气隙中的线圈切割磁力线而产生正比于振动速度的感应电动势，线圈的输出通过引线输出到测量电路。

16.简述什么是直流电桥和交流电桥及其平衡条件？ 答：直流电桥：相对桥臂电阻之积相等

交流电桥：相对桥臂电阻之积相等，相对桥臂上的相位角之和相等