112级检测与转换课程复习一、 选择题1. 按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传感器可分为（ D ）传感器。A温度型和速度型 B物性型和结构型 C机械型和电子型 D能量转换型和能量控制型2. 若两个应变量变化完全相同的应变片接入测量电桥的相对桥臂，则电桥的输出（ A ）。A增大 B减小 C不变 D可能增大，也可能减小3. 为了减小非线性误差，差动变隙式电感传感器，其灵敏度和单线圈式传感器相比，( D )。A. 降低二倍 B. 降低一倍 C. 提高二倍 D. 提高一倍4. 二阶传感器系统中，属于其动态特性的表征参数是（C ）。A线性度 B灵敏度 C超调量 D漂移5. 电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加（ C ）电路。A加法器 B检波 C相敏检波 D鉴频6. 压电传感器的等效电路，（ D ）。A可以等效为电压源，不可等效为电荷源 B可以等效为电压源，不可等效为电荷源C既不可等效为电压源，也不可等效为电荷源 D既可等效为电压源，也可等效为电荷源7. 压电陶瓷与天然石英的压电性能比较，通常（A ）。A压电常数大，居里点低 B压电常数小，居里点高 C压电常数大，居里点高D压电常数和居里点都差不多8. 应变式传感器用电桥做转换电路，理论上电桥输出带有非线性误差的是（ A ）A单臂电桥 B半桥 C全桥 D半桥和全桥9. 对热电偶传感器，形成热电势的必要条件是： ( A)A两种导体材料不同；节点所处的温度不同 B两种导体材料相同；节点所处的温度不同；C两种导体材料不同；节点所处的温度相同 D两种导体材料相同；节点所处的温度相同10. 电涡流在金属导体中的形成范围为（ D ）A.传感器线圈外径附近 B.传感器线圈内径附近 C.表面 D.表面且传感器线圈外径附近11.某台测温仪表的测温范围是 200600，而该仪表的最大绝对误差为3，该仪表的精度等级是（ D ） 。A0.5 级 B0.75 级 C0.8 级 D1.0 级12.构成一个传感受器必不可少的部分是( B )。A转换元件 B敏感元件 C转换电路 D嵌入式微处理器13.湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了( B )。2A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 D. 节约用电14.（ A ）电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。A.变面积式 B.变极距式 C.变介电常数 D. 变面积式和变介电常数15.利用涡流传感器测量齿数 n=60 的齿轮的转速，测得 f=400Hz，则该齿轮的转速 n 等于（ A ）r/min。A. 400 B. 3600 C. 24000 D. 60 已知公式 60fN=16.天平属于( C )检测方法。 A偏差法 B微差法 C零位法 D平衡法17.霍尔元件（ B ）霍尔传感器的灵敏度越高。 A.越厚 B.越薄 C.没有关系 D.越大18.磁场垂直于霍尔薄片，磁感应强度为 B，但磁场方向与原磁场强度相反（ 180）时，霍尔电动势( A )，因此霍尔元件可用于测量交变磁场。A绝对值相同，符号相反 B绝对值相同，符号相同C绝对值相反，符号相同 D绝对值相反，符号相反19.绝对误差 与被测量的真值 Ax 之比是（ B ）误差 。A.实际相对误差 B示值相对误差 C引用相对误差 D系统相对误差20.可听声波的频率范围一般为( C )。A20Hz200Hz B20Hz50Hz C20Hz20kHz D20Hz500Hz 二、填空题1.传感器的定义是 ，目前传感器有四种分类方法：分别根据传感器的 _工作原理_ 、_ _ 能量转换情况 、_ 转换原理 和_ 使用 分类。2传感器输入输出特性指标可分静态和动态两大类，线性度和灵敏度是传感器的_静态 指标，频率响应特性是传感器的 动态 指标。3压电效应是指 。4涡流效应是指 ，产生涡流效应需具备的两个条件是 存在交变磁场 和 导电体处于交变磁场中 ，测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_ 金属 _ _。5热敏电阻按温度系数分为 、 和_ _ 三种，热敏电阻的应用主要在 温度测量 、 温度补偿 、温度控制 等方面。6热电偶的工作原理是热电 效应，热电势包括 电动势和 电动势两部分。7某位移传感器，当输入 ，其输出电压变化量 ，平均灵敏度是_ 。10xm50UmV8金属热电阻有铂电阻、 和 ，其中铂热电阻最为常用其测量温度的范围是_ 。 热电阻引线的连接方式常采用 和 。39压电元件的原理是 压电 效应，目前常采用的压电材料有 压电晶体 、 压电陶瓷 和_压电半导体 。10差压式流量计也称为节流式流量计，它是利用流体流经节流装置时产生 压力差 的原理实现流量测量，流量与压强的关系为 。 常用标准装置有 标准孔板 、 标准喷嘴 。QKP11.传感器静态特性指标主要有 线性度 、 灵敏度 、 精确度 、最小检测量和分辨力等。而动态特性指标主要有 时域 和 频域 两部分12.传感器线性度含义是 传感器校准曲线和拟合曲线间的最大偏差与满量程输出值的百分比 。拟合刻度直线方法有 端基法 、最小二乘法 等。13.最小检测量是指 传感器能确切反映被测量的最低极限量 而言。最小极限量越小表示传感器 检测微量的能力 越高。14.金属应变片的工作原理是 ,半导体应变片的工作原理是 。15.应变式传感器产生温度误差的主要因素是 应变片的电阻丝具有一定的温度系数 和 电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。通常采用的温度补偿方法有单丝自补偿应变片 、双丝组合式自补偿应变片 、电路补偿法等。16.为减小温度误差,压阻器件一般采用恒流源供电。而器件本身受温度影响要产生零点温度漂移和灵敏度温度漂移，因此要采取温度补偿措施。17.平行板式电容传感器，变面积型可用于检测 位移 ，变间距型可用于检测微小位移 ，而变介质型可用于检测容器中液位高度或者片状材料的 厚度 等参数。18.压电元件原理是压电效应，目前常用的压电材料主要有两种： 和 。19.热电偶补偿导线作用是 ，对选择补偿导线的要求是 。20.光电器件的物理基础是光电效应，光电效应分为 内光电效应 和 外光电效应 两大类，光电管和光电倍增管属于外光电效应 ，光敏电阻属于内光电效应 。21. 霍尔元件一般采用 材料。22、一个完整的检测系统或检测装置通常由 传感器 、 测量电路 、 输出单元 和 显示装置 等部分组成。23、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于 被测电压 1.5 倍 的电压表。424、导体或半导体材料在 外界力 作用下，会产生 机械变形 ，其 电阻值 也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。应变片传感器由_电阻应变片_和_ 测量电路_两部分组成。25、电桥按读数方法可分为两种，_平衡电桥_仅适合测量静态参数，而 不平衡电桥_对静、动态参数都可测量；双臂电桥 灵敏度 比单臂电桥提高一倍，而且还具有温度补偿 作用。26、金属热电阻的阻值随温度的升高而 增加，为正温度系数；半导体热电阻按其阻值与温度之间的变化关系可分为 正温度系数电阻 和 负温度系数电阻 两大类。27、电感式传感器利用 电磁感应 原理，将被测的非电量转换成电磁线圈的自感量 或互感量变化的一种装置。在实际工作中常采用 差动式 电感式传感器，既可以提高传感器的敏度，又可以减小测量误差。电感式传感器测量转换电路有： 调幅电路、 调频电路 和 调相电路 等。28、电容式传感器的测量转换电路种类很多，常用的有_电桥电路_、调频电路、 运算放大器电路、_二极管 T 型网络_。29、热电偶定律包括中间导体定律、中间温度定律 和 参考电极 ，它们对热电偶的实际应用十分重要。30、物体受到光照以后，物体内部的原子释放出电子，这些电子仍留在物体内部，使物体的 电阻率发生变化 或产生 光电动势 的现象称为 内光电效应 。31、霍尔元件一般采用 N 型半导体 材料制成，霍尔电动势的大小正比于输入电流 I 和 磁感应强度 B ，霍尔元件的零位误差主要是 不等位电势 。32、按误差的性质分类，误差分为 、 和 三、名词解释、简答题1、画图简述什么是霍尔效应，简述霍尔式传感器可以测量哪些参数，工作过程。2、何为是电感式传感器?电感式传感器分为哪几类?电感式传感器与其它传感器相比有哪些特点?3、热电偶测温系统原理如下图所示，该系统采用何种信号变换技术？根据其工作原理说明为什么？答：该系统采用了无差随动（平衡）式变换。 5敏感元件为热电偶，热电隅的输出电势为 。 和电压 比较，得 ，作为放xuABuxABu大器的输入。放大器对其进行放大，驱动可逆电机 M，产生转角 同时带动滑线电阻 ，从而改变电压 。当 时，放大器有输pRAB0出，电机将按原方向继续转动。直到 0ABu电机才停止转动，指针指在标尺的某个位置。标尺在该位置上的读数代表了被测温度的大小。 该系统之所以为无差平衡、关键在于采用了可逆电机 M。因为只有当 时，积分环节的0u积分作用才不起作用、电机停止转动。在达到平衡后，指针输出值对应的电压，理论上应该完全等于热电偶的输出电压，因此系统属于无差平衡。 4、请问热电偶的冷端补偿方法有哪几种？并分析如图所示的冷端补偿法的工作原理。答：冷端补偿法有：冷端恒温法、冷端温度校正法、电桥补偿法。本图采用电桥补偿法，利用不平衡电桥产生电压，来自动补偿因为冷端温度变化产生的热点偶电动势变化。 工作原理；当外界温度上升时，冷端温度上升，热电偶电动势下降，Rcu 上升，电桥失衡，Uab 与热电偶输出电压方向相同，且值与热电偶电动势下降值相等，所以 Uab 保持不便。5、简述什么是应变效应、压阻效应、压电效应、电涡流效应、热电效应、霍尔效应？6、热电偶测温原理是什么？常用的热电偶有哪几种及其他们的分度号？7、用“光电效应”制成光电耦合器在自动检测系统中常用来“隔离”I/O 与 MCU 系统，以达到抗干扰目的。 （1）举出器件例子，简述内光电效应和外光电效应。 （2）画出一种光电耦合器组成形式。.内光电效应：在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。外光电