传感器试题总题库汇总.pdf

92 一：填空题（每空 1 分）1.依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ，转换元件 ，测量电路 三个部分组成。2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应，内光电效应，热释电效应 三种。4.光电流与暗电流之差称为光电流。5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。8.根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=y/x。10.线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为 理论线性度 、端基线性度 、独立线性度 、最小二乘法线性度 等。最常用的是 最小二乘法线性度。11.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为 金属式 和 半导体 式两大类。12.利用热效应的光电传感器包含 光-热、热-电 两个阶段的信息变换过程。13.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。14.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。15.传感器的静态特性有 灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。92 16.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 ，入射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 。17.光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管。18.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为 Sr（f）=Sr。/(1+4f)19.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。20.国家标准 GB 7665-87 对传感器下的定义是：能够感受规定的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，通常由敏感元件和转换元件组成。21.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 22.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变化值=y/x 23.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。24.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器 ，化学传感器，生物传感器。P3 25.应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感器、轮辐式传感器、悬梁式传感器 和 环式传感器 26.大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程度称为光谱灵敏度，其表达式为：)()()(US 27.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电阻 两部分组成。28.应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计 29.传感器种类繁多，根据传感器感知外界信息的基本效应，可将传感器分为 基于物理效应 ，基于化学效应 ，分子识别 三大类。30.长为 l、截面积为A、电阻率为的金属或半导体丝，其电阻为：AlR。92 31.传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性（5）32.温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法（4）33.在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采用直角线栅式应变计或箔式应变计。34.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应。35.应变计的允许的最高工作频率 f 是应变计的重要参数，若应变波幅测量的相对误差为 e，在该材料中的传播速度为 v，则对于 L 的应变计，其 f=6el。36.应变计根据敏感元件的材料不同，可分为金属式和半导体式。37.应变计根据敏感元件的不同可以分为金属式和半导体式两大类。38.应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。39.内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。40.光敏电阻的温度特性的公式是=%100)(21212RTTRR（R1为在一定光照下，温度为 T1时的阻值；R2为在一定光照下，温度为T2时的阻值）41.电阻应变计，也称应变计或应变力，是一种能将机械构件上的应变的变化转换成电阻变化的传感元件。42.一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组合而成的。43.敏感光栅越窄，基长越长的应变计，其横向效应引起的误差越 小 (大/小)。44.应变式传感器的基本结构通常可以分为两部分，弹性敏感元件和应变计。45.应变计自补偿方法包括：选择式自补偿应变计和双金属敏感栅自补偿应变计。46.入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。47.光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。48.依据传感器的输出信号形式，传感器可分为 模拟式传感器 ，数字式 92 传感器 。49.传感器线性度公式max100%tFSeY ，其中，YFS表示的是 传感器满量程输出平均值 。50.两个各有 G1(s)和 G2(s)传递函数的系统串联后，如果其阻抗匹配合适，相互之间不影响彼此的工作状态，那么其传递函数为 G(s)=G1(s)G2(s)。51.实验表明，金属线材的应变计实际灵敏度 k 恒 （、或）理论灵敏度系数 k0,其原因除了粘合剂、基片传递变形失真外，主要原因是存在 横向效应 。52.光电倍增管是利用 二次电子释放 效应，将光电流在管内部进行放大。它由 光电阴极 、若干倍增极 和 阳极 三部分组成。53.根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别是：物理传感器、化学传感器、生物传感器 54.输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等，叫做 迟滞 现象。迟滞差 表示这种不相等的程度。其值以 满量程 的输出FS的百分数表示。55.由于环境改变而带来的温度误差，称为应变计的 温度误差，又称 热输出 56.悬臂梁作为弹性敏感原件，根据其界面形状不同，一般可分为 等截面梁 和 等强度梁 。57.线性度和灵敏度是传感器的 静态 指标，而频率响应特性是传感器的 动态 指标。58.金属电阻的 应变效应 是金属电阻应变片工作的物理基础。59.光纤的类型按折射率变化类型分类有 跃阶折射率光纤 ，渐变折射率光纤，按传播模式的多少分类有 单模光纤，多模光纤。60.相位型光纤传感器通常使用相位检测的方法，该方法主要包括：零差检测、外差检测、合成外差检测 等三种方法。61.厚度剪切模的石英振子固有共振频率为 62.法布里-珀罗干涉仪，它是由两块平行的部分透射平面镜组成的。这两块平 92 面镜的 反射率 通常是非常大的，一般大于或等于 95%。63.能保证一个湿敏器件正常工作的环境的最大变化范围称为 湿度量程。64.光纤传播过程中由于 材料的吸收，散射 和 弯曲处的辐射损耗 等的影响，不可避免的要有损耗。65.测量加速度的传感器种类很多，目前使用最广泛、最普遍的是 压电加速度传感器 66.光线的结构由 纤芯 ，包层 ，护套 三个部分组成。67.依据干涉型光纤传感器的基本原理，目前光纤传感器中采用四种不同的干涉测量结构。它们分别是 迈克尔孙、马赫-泽德、萨格奈克 和 法布里-珀罗 等四种结构。68.热敏电阻有三种类型，即 正温度系数型、负温度系数型、临界温度系数型 69.光纤按折射率变化类型可分为 阶跃折射率光纤 和 渐变折射率光纤；按传播模式的多少可分为 单模光纤 和 多模光纤 。70.光纤的导光能力取决于纤芯和包层光学性能，数值孔径作为光纤的几个重要参数，根据光纤纤心折射率1n和包层折射率2n，数值孔径可以定义为：2212NAnn，单模传输条件是 V0，3 0。并且 1 3；R2和R4所处位置筒壁不产生应变，故 2 40。桥路电压U0只与敏感元件R1、R3有关，故把R1和R3放在桥壁上，可获得较高的电压灵敏度。则输出信号电压U0为 另一方面R2、R4放于桥臂上与R1、R3组成的全桥测量电路，当环境温度变化时产生的电阻变化量均相同，故对环境温度变化有补偿作用，使 3131013()1(2)()44222()1(2)4()RkURKKdUUUpURRD d EdkU PD d E123401234104tttttRRRRUVRRRR 92 403、一个铁氧体环形磁芯，平均长度为 12cm，横截面面积为 1.5 cm2，平均相对磁导率为r=2000。求:(1)均匀绕线 500 匝时的电感；(2)匝数增加 1 倍时的电感。解：当线圈绕在这种圆形的磁芯上时，电感的计算公式为 44.已知某厂生产的线性绕线电位器参数为：导线的电阻率=3.1410-3m，导线横截面积 S=3.1410-6m2，绕线节距 t1mm，电位器骨架的高 h=50mm，宽b=30mm，试求（1）该电位器的电阻灵敏度 KR；（2）若通过导线的电流为 I=3A，求其电压灵敏度 Ku。解:由线性线绕电位器传感器电阻灵敏度和电压灵敏度的定义知，(1 分)2()RbhKSt，(1 分)2()uRbhKIKISt（1 分）将已知数据代入上式得，3334632 3.14 10(30 1050 10)1.6 103.14 101 10RK （/m）(2 分)441.6 1034.8 10uK （V/m）(1 分)45.已知某霍尔传感器的激励电流 I=3A，磁场的磁感应强度 B=510-3T，导体薄片的厚度 d=2mm，霍尔常数 RH0.5，试求薄片导体产生的霍尔电势 UH的大小。60.2-2m-7-422.5*1:L=785H1.2*2000*4*p*1.5*2:=4*L=3 14HN10R101010L 92 解 由霍尔效应原理实验知，HHIBURd (3 分)将已知数据代入上式得，333 5 100.53.752 10HU （V）(3 分)45.已知某霍尔传感器的激励电流 I=5A，磁场的磁感应强度 B=510-3T，导体薄片的厚度 d=1mm，霍尔常数 RH0.8，试求薄片导体产生的霍尔电势 UH的大小。解 由霍尔电动势的计算公式知，HHIBURd (3 分)将已知数据代入上式得，335 5 100.8201 10HU （V）(3 分)