传感器各章练习题
传感器基础
1、传感器主要完成两⽅⾯的功能：检测和（）。A、测量B、感知C、信号调节D、转换
2、属于传感器静态特性指标的是（）。A、重复性B、固有频率C、灵敏度D、漂移
3、传感器的主要功能是（）。A、检测和转换B、滤波与放⼤C、调制与解调D、传输与显⽰
4、传感器的下列指标中全部属于静态特性的是（）。A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性
5、⼀个实⽤的传感器由那⼏部分构成？各部分的功⽤是什么？⽤框图标⽰出你所理解的传感器系统。电阻式传感器⼀、填空选择题
1、与⾦属箔式应变⽚相⽐，半导体应变⽚的最⼤优点是。
2、应变直流电桥测量电路中，全桥灵敏度是单臂电桥灵敏度的倍。
3、应变直流全桥电路中，相邻桥臂的应变⽚的应变极性应（选⼀致或相反）。4、⾦属丝在外⼒作⽤下发⽣机械形变时它的电阻值将发⽣变化，这种现象称为
效应。固体受到作⽤⼒后电阻率要发⽣变化，这种现象称为效应。要把微⼩应变引起的微⼩电阻变化精确地测量出来，需要采⽤特别设计的测量电路，通常采⽤或。
5、电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应⽤最⼴泛的传感器之⼀。将电阻应变⽚粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器，这些参数包括（）。A、位移B、加速度
C、⼒D、⼒矩⼆、简答题
1、什么叫应变效应？利⽤应变效应解释⾦属电阻应变⽚的⼯作原理。三、计算题
1、如果将100?的应变⽚贴在弹性试件上，若试件截⾯积S＝0.5×10－4m2，弹性模量E=2×1011N/m2，若由5×104N拉⼒引起的应变⽚电阻变化为1?，试求该应变⽚的灵敏系数。
2、如题图1-1所⽰为等强度梁测⼒系统，1R 为电阻应变⽚，应变⽚灵敏度系数05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受⼒F 时，应变⽚承受平均应变4108-?=ε，求 ：
（1）应变⽚电阻变化量1R ?和电阻相对变化量11/R R ?。
（2）将电阻应变⽚置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压是多少。电感式传感器
1、电感式传感器是建⽴在 基础上的，电感式传感器可以把输⼊的物理量转换为线圈的 或 的变化，并通过测量电路进⼀步转换为电量的变化，进⽽实现⾮电量的测量。2、电感式传感器可以对（ ）等物理量进⾏测量。A 、位移B 、振动C 、压⼒D 、流量
3、差动变压器结构形式有 、 和 等，它们的⼯作原理基本⼀样，都是基于线圈互感量的变化来测量的。4、为什么电感式传感器⼀般都采⽤差动形式?
解：差动式结构，除了可以改善⾮线性，提⾼灵敏度外，对电源电压、频率
的波动及温度变化等外界影响也有补偿作⽤；作⽤在衔铁上的电磁⼒，是两个线圈磁⼒之差，所以对电磁⼒有⼀定的补偿作⽤，从⽽提⾼了测量的准确性。5、涡流式传感器的主要优点是什么?
解：电涡流式传感器最⼤的特点是能对位移、厚度、表⾯温度、速度、 应⼒、材料损伤等进⾏⾮接触式连续测量，另外还具有体积⼩，灵敏度⾼，频率响应宽等特点，应⽤极其⼴泛。6、电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些⾮电量？
解：还可以对厚度、表⾯温度、速度、 应⼒、材料损伤等进⾏⾮接触式连续测量。电容式传感器⼀、选择填空题
1、变极距型电容传感器的灵敏度K= 。
2、电容式传感器采⽤作为传感元件，将不同的的变化转换为____ 的变化。3、根据⼯作原理的不同，电容式传感器可分为、__________ 和。
4、电容式传感器常⽤的转换电路有：、、运算放⼤电路、________和等，转换为电量的变化，进⽽实现⾮电量的测量。5、移动电容式传感器的动极板，导致两极板有效覆盖⾯积A发⽣变化的同时，将导致电容量的变化，传感器电容改变量⊿C与动极板⽔平位移成关系，⊿C与动极板⾓位移成关系。6、电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选⽤（）。A、变极距式B、变介电常数式C、变⾯积式D、空⽓介质变极距式
7、电容式传感器采⽤差动连接的⽬的是（）。A、改善回程误差B、提⾼固有频率C、提⾼精度D、提⾼灵敏度
8、如将变⾯积型电容式传感器接成差动形式，其灵敏度将（）。A、保持不变B、增⼤⼀倍C、减⼩⼀倍D、增⼤两倍
9、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（）。A、灵敏度增加B、灵敏度减⼩C、⾮线性误差增加D、⾮线性误差不变⼆、计算题
1、有⼀台变间隙⾮接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=4mm，假设与被测⼯件的初始间隙为d0=0.3mm，极板间介质为空⽓。试求：
如果传感器与⼯件的间隙减少Δd=10µm，电容的变化量。
2、⼀个以空⽓为介质的平板电容式传感器，其中a=10mm，b=16mm，两极板间距d=1mm。测量时，若上极板在原始位置上向左平移了2mm，求该传感器的电容变化量。
光电式传感器
1、光纤传感器⽤的光纤主要有两种：（）。A、单模光纤B、多模光纤C、单晶光纤D、多晶光纤
2、按探测机理的不同，红外传感器分为和两⼤类。3、光纤⼯作的基础是。
4、任何物质，只要它的温度⾼于，就会向周围空间辐射红外线。5、数值孔径NA是光纤的⼀个重要参数，以下说法不正确的是（）。A、数值孔径反映了光纤的集光能⼒B、光纤的数值孔径与其⼏何尺⼨有关C、数值孔径越⼤，光纤与光源的耦合越容易D、数值孔径越⼤，光信号的畸变也越⼤
6、光导纤维是利⽤哪种光学现象进⾏导光的？光导纤维的数值孔径有和意义？⼊射到光纤端⾯的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个⾓度范围内的⼊射光才可以。这个⾓度就称为光纤的数值孔径。数值孔径是多模光纤的⼀个重要的光学参数，它表征多模光纤集光能⼒的⼤⼩以及与光源耦合难易的程度，同时对连接损耗、微弯损耗及衰减温度特性、传输带宽等都有影响。NA越⼤，则光纤接收光的能⼒也越强。从增加进⼊光纤的光功率的观点来看，NA越⼤越好，因为光纤的数值孔径⼤些对于光纤的对接是有利的。但是NA太⼤时，光纤的模畸变加⼤，会影响光纤的带宽。此外，数值孔径表达式NA=根号下（n1^2-n2^2），其中n1表⽰纤芯折射率，n2表⽰包层折射率，是在阶跃光纤的条件下推导出来的，即认为纤芯区域的折射率是均匀的。但多模光纤⽬前⼤多为渐变光纤，其纤芯区域中的折射率是渐变的。所以对应于的数值孔径叫做最⼤理论数值孔径NAt，⽽在实际中却最常使⽤强度有效数值孔径NAe ，它们两者的关系为NAt=1.05NAe7、简述什么是红外传感器，简述红外传感器的组成。由光学系统、探测器、信号调理电路及显⽰单元组成。8、什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。
解：光电效应⾸先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号,光电效应分为外光电效应和内光电效应两⼤类：
a)在光线作⽤下，能使电⼦逸出物体表⾯的现象称为外光电效应;b)受光照的物体导电率1R
发⽣变化，或产⽣光⽣电动势的效应叫内光电效应。9、分别列举属于内光电效应和外光电效应的光电器件。解：外光电效应，如光电管、光电倍增管等。
内光电效应，如光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。
10、什么是光电导效应和光⽣伏特效应？这些光电效应的定性光电器件各⾃有哪些？11、什么是外光电效应和内光电效应？与之对应的光电器件有哪些？压电式传感器⼀、选择填空题：
1、压电式加速度传感器是（）传感器。A、结构型
B、适于测量直流信号C、适于测量缓变信号D、适于测量动态信号
2、沿⽯英晶体的光轴z的⽅向施加作⽤⼒时，（）。A、晶体不产⽣压电效应B、在晶体的电轴x⽅向产⽣电荷C、在晶体的机械轴y⽅向产⽣电荷D、在晶体的光轴z⽅向产⽣电荷
3、在电介质极化⽅向施加电场，电介质产⽣变形的现象称为（）。A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应
4、天然⽯英晶体与压电陶瓷⽐，⽯英晶体压电常数（），压电陶瓷的稳定性（）。A、⾼，差B、⾼，好C、低，差D、低，好
5、沿⽯英晶体的电轴x的⽅向施加作⽤⼒产⽣电荷的压电效应称为（）。A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应
6、压电式传感器可等效为⼀个和⼀个电容并联，也可等效为⼀个与相串联的电压源。7、压电式传感器的输出须先经过前置放⼤器处理，此放⼤电路有放⼤器和放⼤器两种形式。⼆、简答题
1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？2、压电式传感器为何不能测量静态信号？
3、压电式传感器连接前置放⼤器的作⽤是什么？热电式传感器
1、热电动势由两部分电动势组成，⼀部分是两种导体的________电动势，另⼀部分是单⼀导体的______电动势。2、热电偶产⽣热电势必须具备的基本条件是 1 、2 。
3、热电偶中热电势的⼤⼩仅与的性质、有关，⽽与热电极尺⼨、形状及温度分布⽆关。4、常⽤的热电式传感元件有、和热敏电阻。
5、在各种热电式传感器中，以将温度转换为电势或电阻的⽅法最为普遍，例如热电偶是将温度变化转换为的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为的测温元件。6、半导体热敏电阻包括：（）。A、正温度系数热敏电阻B、负温度系数热敏电阻C、临界温度系数热敏电阻D、⾮温度系数热敏电阻
7、在实际的热电偶测温应⽤中，引⽤测量仪表⽽不影响测量结果是利⽤了热电偶的哪个基本定律（）。A、中间导体定律B、中间温度定律C、标准电极定律D、均质导体定律
8、热电偶中热电势由（）组成。A、感应电动势B、温差电动势C、接触电动势D、切割电动势
9、⼯程（⼯业）中，热电偶冷端处理⽅法有（）A、热电动势修正法B、温度修正法C、0℃恒温法D、冷端延长法
10、实⽤热电偶的热电极材料中，⽤的较多的是（）A、纯⾦属B、⾮⾦属C、半导体D、合⾦
11、热电偶测量温度时，（）。A、需加正向电压
B、需加反向电压
C、加正、反向电压都可以D、不需加电压
12、简述热电偶能够⼯作的两个条件是什么？13、简述热电偶测温原理？
14、什么是中间导体定律和中间温度定律？它们在利⽤热电偶测温时有什么实际意义？霍尔式传感器
1．说明霍尔效应的原理？
解：置于磁场中的静⽌载流导体，当它的电流⽅向与磁场⽅向不⼀致时，载流导体上平⾏于电流和磁场⽅向上的两个⾯之间产⽣电动势，这种现象称霍尔效应。
2、什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关？
