华南农业大学期末考试试卷（A卷）2007 学年第1学期 考试科目：传感器原理及应用考试类型：（闭卷） 考试时间： 120 分钟学号 姓名 年级专业 题号一二三四五总分得分评阅人刘刘刘刘刘刘一、 填空题 (每题2分，10题共20分)1. 传感器由敏感元件、传感元件和信号调理电路三个部分组成。2. 信号调节与转换常用的电路有电桥、放大器、振荡器和阻抗变换器等。3. 转换原理分类法把传感器分为能量控制型传感器、能量转换型传感器。前一类需要外附电源，传感器才能工作，因而是无源的，它能用于静态和动态的测量；后一类能把非电量直接变为电量，一般不需要电源，是有源的，因而又称为发电式传感器，它主要用于动态的测量。传感器在稳态下输出变化量与输入变化量之比为其静态灵敏度，。传感器校准曲线的斜率就是其灵敏度。4. 传感器产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境(如温度、湿度等)。最常见的漂移是温度漂移，即周围环境温度变化而引起输出量的变化，温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。5. 与阶跃响应特性有关的指标有：时间常数、上升时间tr、响应时间ts、超调量a、衰减度等。6. 对于动态特性测试时使用的最典型最简单易实现的标准输入信号是正弦信号和阶跃信号。7. 内光电效应是光敏电阻的工作原理。8. NTC表示负电阻温度系数热敏电阻9. PTC表示正电阻温度系数热敏电阻10. CTR表示特定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器 11. 热敏电阻输出特性的线性化处理方法有：线性化网络、计算修正法、温度-频率转换电路改善非线性。12. 热敏电阻输出的线性化方法中的计算修正法中包括两大类，一是硬件（电子线路）法、一是软件（程序）法。其中软件法中当已知热敏电阻的实际特性和要求的理想特性时，可采用线性插值等方法将特性分段并把分段点的值存放在计算机的内存中，计算机将根据热敏电阻的实际输出值进行校正计算，给出要求的输出值。13. 热电偶的应用主要依据三大定律。这三大定律分别是：中间导体定律、标准电极定律、中间温度定律。14. 薄膜热电偶的测温范围为-200300。15. 热电偶冷端的温度补偿方法有：冷端温度修正法和电桥补偿法。16. 压电元件的常用结构形式有并连接法和串连接法。17. 压电式传感器的内阻抗很高，而输出的信号微弱，因此一般不能直接显示和记录。压电式传感器要求测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才能防止电荷迅速泄漏，减少测量误差减小。18. 磁敏二极管受温度影响非常大，必须对其进行温度补偿。常用的温度补偿电路有互补式、差分式、全桥式、热敏电阻。19. 霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。它将磁场的变化转化为霍尔电势的变化并输出，以达到测量磁场的目的。 1.把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用_差动_形式连接，所以又叫_差动变压器式传感器_。2.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的_ 15倍_左右为宜。3在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为_光电导效应_。4根据霍尔元件的霍尔电势UH的表达式可知，霍尔元件一般可用于三种情况的测量，分别是_测量电流I， 测量磁感应强度B，功率测量。 5传感器由敏感元件、_传感元件_、测量转换电路三部分组成。6. 若将温度为T的圆环导体截断并接入一与其温度相同的另一段不同材质的导体，则回路中总的热电势为_0_。7.丝式电阻应变片的金属丝的作用是感受机械试件的_应变变化_，称其为敏感栅。8.压电式加速度传感器的频率范围广、动态范围宽、灵敏度高，故应用较为广泛。9.传感器的响应特性必须在所测量范围内保持_不失真_的测量条件。10.金属导体组成的热点偶，当引入第三导体时，只要保持其_两端温度相同_，则对总热电势无影响，这一结论称为_中间导体定律_。11.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、_光电式和电磁式_三种。12.当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及_波型转换_现象。13.应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、_阻值的选择、尺寸的选择_等。14.用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片_几何尺寸和面积_无关。15. 变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量_增大_。18. 机械振动测试工作中的许多工程问题，往往可以看成是K-M-C系统，即用由_弹簧-阻尼器-质量块_构成的单自由度模型来描述。1、压电式传感器使用 电荷 放大器时,可以使传输电压几乎不受电缆长度的影响。2、一差动变压器式位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化1200mV，那么该位移传感器的灵敏度是 1200V/m 。3、传感器满足不失真测量的频域条件是 幅频特性 为常数和 相频特性 为线性。7、选择传感器主要考虑 灵敏度 、 响应特性 、 线性范围 、 可靠性 、精确度、测量方式等六个方面的问题。9、 用两只相同型号的热电偶，配用相同的补偿导线，采用 反向串联 方法连接可以测量两点间的温度差。10、在测量原理上，传统传感器以 机电测量 为基础；而光纤传感器是以 光学测量 为基础。4、在发光二极管LED的光谱特性中，峰值波长决定 发光颜色 ；峰的宽度决定 颜色的纯度 。6、红外传感器是指能将 红外辐射量变化转换成电量 的测量装置，一般说来，红外传感器是根据热效应和光子效应制成的。1、在工程测试实践中，大多数检测系统属于线性时不变系统，这种系统 的 叠加 特性和 频率保持 特性在测试中具有重要意义。2、测试装置动态特性的数学描述方式主要有微分方程、 传递函数 和频率响应函数 。3、一电容测微仪，通过测量得到的电容变化量DC410-3 pF，如果测量电路的放大倍数K1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，则此时仪表指示值变化 2 格。4、机械振动测试工作中的许多工程问题，往往可以看成是KMC系统，即用由弹簧-阻尼器-质量块构成的单自由度模型来描述。5、对于测试装置的频率响应函数，其幅频、相频特性分别表征装置对输入信号中各个频率分量幅值的缩放的能力和相位角前后移动的能力。6、半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应；霍尔式传感器的工作原理是基于霍尔效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应。7、传感器在结构上采用差动方式可以提高灵敏度，减小非线性。8、根据霍尔元件的霍尔电势UH的表达式可知，霍尔元件一般可用于三种情况的测量，分别是测量电流I， 测量磁感应强度B， 功率测量 。9、已知输入信号，这时一阶装置的，则该装置的稳态输出表达式是：10、一般来说，系统内印制电路板接地的基本原则是高频电路应就近多点接地，低频电路应一点接地。二、 选择题（将合适的选择项填入括号内，每题2分，15题共30分）5. 电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（ B ）。A60 B120 C200 D3506.下列不属于传感器的静态标定的内容的是（ D ）A、灵敏度 B、线性度C、滞差D、幅值误差7. 在常用测振传感器中，适合于测量振动位移的传感器是（ A ）A、电感式传感器；B、压电式传感器；C、磁电式传感器；D、电动式传感器8.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ C ）的输出A、电阻 B、电容C、电压D、电荷9.下列不是电感式传感器的是（ D ）A、变磁阻式自感传感器 B、电涡流式传感器C、变压器式互感传感器D、霍尔式传感器（属于磁电式）10.一般情况下，要求热敏电阻式传感器的热敏电阻（ D ）A、呈正弦关系 B、呈余弦关系C、呈线性关系D、在一定范围内呈线性关系14.下列关于传感器灵敏度的说法，错误的是（ C ）A、灵敏度越高越好 B、灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小C、灵敏度越高，与测量无光的外界噪声越不易混入D、对被测物理量变化的反应能力越强1、光敏二极管的工作原理是（C）。A.外光电效应 B.内光电效应C.光生伏特效应D.雪崩效应2、产生迟滞现象的主要原因是由于传感器敏感元件材料的（D）的缺陷所造成的。A.物理性质B.机械零部件C.工作温度D.A+B3、关于光敏二极管的叙述不正确的是（B）。A.工作时两端电压处于反向偏置状态，B.有光照时，会有大得多的正向电流。C.无光照时，其反向电阻很大，反向电流（暗电流）很小。D.光电流与光照强度成正比。4、关于光敏三极管的叙述正确的是（C）。A.在工作电路中，其集电结正向偏置。B.在工作电路中，其发射结反向偏置。C.光敏三极管的灵敏度高于光敏二极管。D.光敏三极管也有基极。5、关于光敏电阻叙述不正确的是(A)。A.无光时，光敏电阻呈高阻态，没有电流。B.有光时，光敏电阻RG呈低阻态，有较强的电流。C.光照越强，阻值越小，电流越大。D.工作时，其两端既可以加直流电压，也可以加交流电压。6、关于光电倍增管叙述不正确的一项是（B）。A.灵敏度很高，不能受强光照射，否则会损坏。B.极间电压越高越好。C.倍增系数与阳极无关，主要由倍增电极的特性决定。D. 阳极输出的是电压脉冲。7、下列不是磁栅传感器类型的是(D)。A.尺形B.带形C.同轴形D.螺旋形8、左图是一种遮断式光电开关，图示中1是（A）。A.发射器B.接受器C.光电管D.被测物9、下列各项不是直线式感应同步器部件的的是（C）。A.定尺B.滑尺C.磁芯D.滑尺绕组10、热敏电阻值随温度变化是严重非线性的，下列方法不属于常用的线性化方法是（B）A.线性化网络B.加差动放大器C.利用温度频率转换电路D.计算修正法11、热敏电阻的温度特性有三种类型，下列哪项不属于这三种类型的（D）A.负电阻温度系数B.正电阻温度系数C.临界温度系数D.线性温度系数11、为了将现场热电偶的信号传到测控室，必须将冷端由导线接到测试电路上，保证这种接线不影响热电偶的信号，是下列（A）A.中间导体定律B.标准电极定律C.中间电极定律D.中间温度定律12、关于热电偶有三大定律保证我们使用其进行测量传感的可靠及可靠下列那项不属于这三项定律（C）A.中间导体定律B.标准电极定律C.中间电极定律D.中间温度定律12、下列不属于热电偶冷端补偿的是（D）。A