传感器与检测技术题库样本.doc

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《传感器与检测技术》题库
一、 名词解释
二、 单项选择题
3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力, 发现均缺少约0.5 kg, 但该采购员对卖巧克力的商店意见最大, 在这个例子中, 产生此心理作用的主要因素是 B 。
A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级
4.在选购线性仪表时, 必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。
A.3 倍 B.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍
5.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压, 发现示值还不到2 V, 该误差属于 B 。
A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差
6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压, 发现每次示值均为1.8 V, 该误差属于 A 。
A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差
7.重要场合使用的元器件或仪表, 购入后需进行高、 低温循环老化试验, 其目的是为了 D 。
A.提高精度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性
8.有一温度计, 它的测量范围为0～200 ℃, 精度为0. 5级, 试求该表可能出现的最大绝对误差为 A 。
A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃
9.有一温度计, 它的测量范围为0～200 ℃, 精度为0.5 级, 当示值为20 ℃时的示值相对误差为 B
A.1℃ B.5％ C.1％ D.10％
10.有一温度计, 它的测量范围为0～200 ℃, 精度为0.5 级, 当示值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。
A. 1℃ B.5％ C. 1％ D.10％
11.欲测240 V左右的电压, 要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%, 若选用量程为
250 V电压表, 其精度应选 B 级。
A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0
12.欲测240 V左右的电压, 要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%, 若选用量程为
300 V, 其精度应选 C 级。
A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0
13.欲测240 V左右的电压, 要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%, 若选用量程为
500 V的电压表, 其精度应选 A 级。
A. 0.25 B.0.5 C.0.2 D.1.0
14.下图是射击弹着点示意图, ( a) 包含 B 误差, ( b) 包含 C 误差, ( c) 包含 A 误差。

( a) ( b) ( c)
射击弹着点示意图
A.系统 B.粗大 C.随机 D.动态
15.电子秤中所使用的应变片应选择 B 应变片。
A.金属丝式 B.金属箔式
C. 电阻应变仪 D. 固态压阻式传感器
18.应变测量中, 希望灵敏度高.线性好.有温度自补偿功能, 应选择 C 测量转换电路。
A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C.四臂全桥 D.独臂
21.过热保护中, 温度大于突破点时, 电流由十分之几毫安突变为几十毫安, 则Rt应选
择 C 热敏电阻。
A. NTC指数型 B.CTR C.PTC突变型
27.用热电阻测温时, 热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是 C 。
A.接线方便
B.减小引线电阻变化产生的测量误差
C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响
D.减小桥路中电源对热电阻的影响
28.欲测量极微小的位移, 应选择___ A___自感传感器。
A. 变隙式 B.变面积式 C. 螺线管式
31.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了__ B___。
A.加长线圈的长度从而增加线性范围 B.提高灵敏度, 减小温漂
C.降低成本 D.增加线圈对衔铁的吸引力
38.用电涡流的方法测量齿数Z=60的齿轮的转速, 测得f=400 Hz, 则该齿轮的转速n等于_A____r/min。
A.400 B. 3600 C.24000 D.60
40.电子卡尺的分辨率可达0.01 mm, 行程可达200 mm, 它的内部所采用的电容传感器型式是__B____。
A.变极距式 B.变面积式 C.变介电常数式
44.在光线作用下, 半导体电导率增加的现象属于 B 。
A.外光电效应 B.内光电效应
C.光电发射
51.变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d之间是 B 。
A.正比关系 B.反比关系 C.无关系
52.单线圈螺线管式电感传感器广泛用于测量 C 。
A.大量程角位移 B.小量程角位移
C.大量程直线位移 D.小量程直线位移
57.将超声波( 机械振动波) 转换成电信号是利用压电材料的 C 。
A.应变效应 B.电涡流效应 C.压电效应 D. 逆压电效应
58.蜂鸣器中发出”嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的 D 。
A. 应变效应 B. 电涡流效应 C.压电效应 D. 逆压电效应
62.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量____C__。
A.人的体重 B.车刀的压紧力
C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D.自来水管中的水的压力
63.动态力传感器中, 两片压电片多采用_B_____接法, 可增大输出电荷量。
A.串联 B.并联 C. 既串联又并联
64.在电子打火机和煤气灶点火装置中, 多片压电片采用____A__接法, 可使输出电压达上万伏, 从而产生电火花。
A.串联 B.并联 C.既串联又并联
67.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度, 若传感器的灵敏度为70 pC/g( g为重力加速度) , 电荷放大器灵敏度为10 mV/pC, 试确定输入3 g( 平均值) 加速度时, 电荷放大器的输出电压( 平均值, 不考虑正负号) C mV。
A.441 B.2100 C.2.1 D.100
68.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度, 若传感器的灵敏度为70 pC/g( g为重力加速度) , 电荷放大器灵敏度为10 mV/pC, 并计算此时该电荷放大器的反馈电容
Cf D pF。
A. 441 B. 2100 C. 2.1 D.100
69.属于四端元件的是 C 。
A.应变片 B.压电晶片 C.霍尔元件 D.热敏电阻
70.公式EH=KHIBcosq 中的角q 是指 C 。
A.磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B.磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角
C.磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角
71.磁场垂直于霍尔薄片, 磁感应强度为B, 但磁场方向q =180°时, 霍尔电势 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
72.霍尔元件采用恒流源激励是为了 B 。
A.提高灵敏度 B.克服温漂 C.减小不等位电势
73.减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 C 。
A.减小激励电流 B.减小磁感应强度 C.使用电桥调零电位器
83.单晶直探头发射超声波时, 是利用压电晶片的___B__。
A.压电效应 B.逆压电效应 C.电涡流效应 D.热电效应
84.单晶直探头接收超声波时, 是利用压电晶片的 A 。
A.压电效应 B.逆压电效应 C.电涡流效应
86._C____的数值越大, 热电偶的输出热电势就越大。
A.热端直径 B.热端和冷端的温度
C.热端和冷端的温差 D.热电极的电导率
90.测量CPU散热片的温度应选用___C___型的热电偶。
A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆
91.测量锅炉烟道中的烟气温度, 应选用_A_____型的热电偶。
A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆
92.测量100 m深的岩石钻孔中的温度, 应选用___B__型的热电偶。
A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆
96.在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是__C____。
A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用
C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度
97.下图中, 在补偿导线延长热电偶后, 新的冷端在_B____。
A.温度为t1处 B.温度为t2处
C.温度为 t3处 D.毫伏表接线端子上

98.在实验室中测量金属的熔点时, 冷端温度补偿采用__C____, 可减小测量误差。
A.计算修正法 B.仪表机械零点调整法
C.冰浴法 D.冷端补偿器法( 电桥补偿法)
99.在车间, 用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时, 应采用___B___较为妥当。
A.计算修正法 B.仪表机械零点调整法
C.冰浴法 D.冷端补偿器法( 电桥补偿法)
100.用镍铬 - 镍硅( K) 热电偶测温度, 已知冷端温度t0为40°C, 用高精度毫伏表测得这时的热电势为29.186 mV, 求被测点温度。答: B 。
A.741 °C B.740 °C C.40 °C D.29.184 °C

101.晒太阳取暖利用了 C 。
A.光电效应 B.光化学效应 C.光热效应 D.感光效应
106.光敏二极管属于 B 。
A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应
107.光电池属于 C 。
A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应
108.光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态。
A.正向 B.反向 C.零
111.温度上升, 光敏电阻、 光敏二极管、 光敏三极管的暗电流 A 。
A.上升 B.下降 C.不变
116.欲利用光电池在灯光( 约200lx) 下驱动液晶计算器( 1.5 V) 工作, 必须将__C____片光电池串联起来才能正常工作。
A.2 片 B.3 片 C.5 片 D.20 片
121.在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为 C 。
A.光电效应 B.内光电效应 C.外光电效应
122.在光线的作用下能使物体电阻率改变的现象 B 。
A.光电效应 B.内光电效应 C.外光电效应
123.光敏电阻的性能好、 灵敏度高, 是指给定电压下 C 。
A.暗电阻大 B.亮电阻大
C.暗电阻与亮电阻差值大 D.暗电阻与亮电阻差值小
124.光敏电阻适于作为 A 。
A.光的测量元件 B.光电导开关元件
C.加热元件 D.发光元件
126.工程( 工业) 中, 热电偶冷端补偿方法有 D 。
A.计算修正法 B.温度修正法 C.恒温法 D.冷端延长法
127.实用热电偶的热电极材料中, 用的较多的是 D 。
A.纯金属 B.非金属 C.半导体 D.合金
128.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 D 。
A.磁电效应 B.外光电效应 C.光生伏特效应 D 内光电效应
130.光敏三极管工作时 A 。
A.基极开路、 集电结反偏、 发射结正偏
B.基极开路、 集电结正偏、 发射结反偏
C.基极接电信号、 集电结正偏、 发射结反偏
三、 填空题
1.传感器是指一个能将被测的非电量变换成 可用输出信号 的器件。
2.传感器一般由 敏感元件 , 转换元件和 测量转换电路 组成。
3.敏感元件是将被测量转化成 与被测量有确定关系更易于转换的非电量 。转换元件是将输入量转化成 电参量输出 。
4.测量转换电路的作用是 传感元件输出的电参量转化成易于处理的电压、 电流或频率量 。
5.任何测量都不可能 绝对真值 , 都存在 误差 。
6.绝对误差, 即测量值与 真值 的差值。真值能够分为 理论真值 、 约定真值 和 相对真值 三种。
7.根据被测量是否随时间变化, 测量分为 静态测量 和 动态测量 。
8.根据测量的过程的不同, 测量分为 直接测量 、 间接测量 和 组合测量 。
9.根据测量结果的显示方法, 测量分为 模拟式测量 和 数字式测量 。
10.根据测量时是否与被测量对象接触, 测量可分为 接触测量 和 非接触测量 。
11.测量地震属于 非接触测量 测量。
17.传感元件的作用是将非电量转换为 电量 。
43.测量转换电路有 单臂工作桥 、 半桥工作方式 和 全桥工作方式 三种工作方式。
44.金属应变片分为 金属丝式 、 金属箔式 和 金属薄膜式 三种。
46.电桥的三种工作方式中, 全桥工作方式 的灵敏度最高, 半桥工作方式 次之, 单臂工作桥 灵敏度最低。
47.从材料来看, 金属热电阻当前应用比较广泛的有 铂热电阻 和铜热电阻两种; 某热电阻的分度号为Pt100, 其中100的含义是 0℃时的阻值 。
58.半导体热敏电阻按温度系数可分为 PTC热敏电阻 、 NTC热敏电阻 和 CTR热敏电阻 。
61.电感式传感器可分为 自感式 、 互感式和电涡流三大类。
62.为了提高传感器的灵敏度, 减小非线性误差, 常常把传感器做成 差动形式 。
63.变面积电容传感器的输出特性是 线性 的, 因此灵敏度是常数。
64.用电涡流传感器探测地雷属于 非接触式 测量。
65.自感式传感器常见的形式有变隙式, 变面积式和 螺线管式 。
66.为了提高自感传感器的灵敏度我们使用了 差动形式 。
80.电容式传感器中, 变间隙式一般用于测量 微小 的位移。
81.电容式传感器可分为__变面积式_____、 _____变介电常数式___和___变间隙式 _____三种。
82.差动式电感传感器的优点有 改进非线性度 、 提高灵敏度 和 提高传感器的稳定性 。
86.霍尔效应在 金属 中发现的, 在高纯度 半导体 中表现较为显著。
88.霍尔集成元件可分为 线性型 和 开关型 两大类。
93.将超声波转化为电信号是利用压电材料的 正压电效应 。
96.压电式传感器的测量转换电路有电压放大电路和 电荷放大电路 。
106.热电效应的本质是 热电偶 本身吸收了外部的热能, 在内部转换为 电能 的一种物理现象。
107.热电偶传感器是将 热能 转换成 电能 的一种测温传感器。
114.光电效应可分为 内 光电效应, 外 光电效应和光生伏特效应三种类型。
115.基于内光电效应的光电元件有 光敏电阻 、 光敏二极管 和 光敏三极管 。
116.基于光生伏特效应的光电元件是 光电池
。
121.光敏电阻的工作原理: 光敏电阻上能够加 正向 电压, 也能够加 逆向 电压。加上电压后, 无光照射光敏电阻时, 由于光敏电阻的 导电性 , 电路中只有 很小 的电流, 称 暗 电流; 有光照射光敏电阻时, 其因 温度增加 , 电路中电流也就 增加 , 称 亮 电流。据 光电流 的大小, 即可推算出入射光 照度 的大小。
122.光敏二极管的结构与普通 二极管 类似, 它是在 正向 电压下工作的。
123.光敏二极管的工作原理: 光敏二极管的材料和结构与 普通二极管 相似, 无光照射光敏二极管时, 电路中仅有很小的 反向
电流, 相当于二极管截止。
128.一般把光电效应分为三类: ___内光电效应________.____外光电效应_________和__光生伏特效应 _。
129.热电动势由两部分电动势组成, 一部分是两种导体的____接触____电动势, 另一部分是单一导体的___温差___电动势。
130热电偶产生热电势必须具备的基本条件是 两种不同金属组成闭合回路 和 两端温度不同 。
五、 计算题1.一线性位移测量仪, 当被测位移由5mm变为8mm时, 输出电压由3V变为4.5V, 求仪器的灵敏度。1. 解: 2.有一温度计, 它的测温范围为0～100℃, 精度为0.5级, 求:
( 1) 该表可能出现的最大绝对误差;
( 2) 当示值分别为20℃.80℃时的示值相对误差。2. 解: ( 1) ℃
( 2) 20℃时相对误差:
80℃时相对误差:
3.已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只测力仪表, 一只为 0.5 级, 测量范围为 0 ～ 500N ; 另一只为 1.0 级, 测量范围为 0 ～ 100N 。问选用哪一只测力仪表较好? 为什么?
3.解: 用0.5级表测量时, 可能出现的最大示值相对误差为:

用1.0级表测量时, 可能出现的最大示值相对误差为:

计算结果表明, 用1.0级表比用0.5级表的示值相对误差小。因此更合适。

4.欲测240V左右的电压, 要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6％。问: 若选用量程为250V电压表, 其精度比选择哪一级? 若选用量程为300V和500V的电压表, 其精度应分别选哪一级?4.解: △=1.44V
量程为250V的选0.5级
量程为300V的选0.2级
量程为500V的选0.2级

5.被测电压的实际值为10 V, 现有精度等级为0.5级, 量程为150 V和精度等级为2.5级, 量程为15 V的两种电压表, 试问选择哪一种电压表较好? 5. 解: 用精度等级为0.5级的仪表测量时, 最大标称相对误差为

用精度等级为2.5级的仪表测量时, 最大标称相对误差为

由此可得, 显然用精度等级为2.5级的仪表测量比用精度等级为0.5级的仪表测量更合适。因此, 在选用传感器时应同时兼顾精度等级和量程。

6.用一台 3 位( 俗称 3 位半) 。精度为 0.5 级( 已包含最后一位的 + 1 误差) 的数字式电子温度计, 测量汽轮机高压蒸汽的温度, 数字面板上显示出如下图所示的数值。假设其最后一位即为分辨力, 求该仪表的:
( 1) 分辨力和分辨率。
( 2) 可能产生的最大满度相对误差和绝对误差。
( 3) 被测温度的示值。
( 4) 示值相对误差。
( 5) 被测温度实际值的上下限。
( 提示: 该三位半数字表的量程上限为 199.9 ℃ , 下限为 0 ℃ )
6. 解: ( 1) 分辨力为0.1 ℃; 分辨率是分辨力除以仪表的满度量程; 该三位半数字表的量程上限为 199.9 ℃; 因此分辨率为0.1/199.9即0.5%。
( 2) 最大满度相对误差: 0.5%
绝对误差: ±0.5%×199.9=±1 ℃
( 3) 被测温度的示值为: 180.6
( 4) 示值相对误差:
( 5) 被测温度实际值的上下限: 180.6±1

数字式电子温度计面板示意图
7.铜电阻Cu50的阻值Rt与温度t的关系可近似用Rt=R0( 1+at) 表示。已知温度系数a为=4.28×10-3℃-1, 求( 1) 根据上述表示式计算当温度为1000 ℃时的铜电阻值。( 2) 经过给出的分度表查出1000 ℃时的铜电阻值, 并求标称相当误差。
7. 解: 将t=100, R0=50, a=4.28×10-30代入式Rt=R0( 1+at) 中, 得出Rt=71.43Ω, 查表知铜电阻值为71.40Ω。
标称相对误差:

10.用压电式传感器测量一个按正弦变化的力, 压电元件用两片压电陶瓷并联, 压电系
数d=200× C/N, 电荷放大器的反馈电容Cf= pF, 输出电压uo=5 sin ωt V。
求用在压电式传感器上的正弦力为多少? 10. 解: 由及可得代入数值可得
F=50 sin ωt ( N)

11.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度, 若传感器的灵敏度为70 pC/ g ( g 为重力加速度) , 电荷放大器灵敏度为10 mV/pC , 试确定输入3 g ( 平均值) 加速度时, 电荷放大器的输出电压U0( 平均值, 不考虑正负号) , 并计算此时该电荷放大器的反馈电容 Cf 。
11. 解: 70×3×10=2100 Mv=2.1 V
C f=1/K=1/0.01=100 PF

13.已知变面积式电容传感器的电容两极板间距离为10 mm, ε＝50 pF／m, 电容两极板的几何尺寸均为30 mm×20 mm×5 mm, 在外力作用下, 动极板在原位置上向外移动了10 mm, 试求△C。13. 解: 由及可得
, 代人数值可得△C=1 pF

( 1) 当 U x =39.314mV 时, 计算被测点温度 t x 。
( 2) 如果 A'、 B' 换成铜导线, 此时 U x =37.702mV , 再求 t x 。
( 3) 直接将热电极 A、 B 焊接在钢板上, 是利用了热电偶的什么定律?

14.用镍铬 - 镍硅( K ) 热电偶测温度, 已知冷端温度 t 0 为 40 ° C , 用高精度毫伏表测得这时的热电势为 29.186 mV , 求被测点温度。14. 解: 查上表得EAB( 50 ℃, 0 ℃) =2.023 mV。根据式( 7-4) 可得
EAB( t, 0 ℃) =EAB( t, 50 ℃) +EAB( 50 ℃, 0 ℃)
=( 29.186+2.023) mV=31.209 mV
反查上表, 得到t=750 ℃。

附: 镍铬—镍硅热电偶分度表( 部分)

16.用镍铬-镍硅热电偶测温度, 已知冷端温度t0=50 ℃, 用高精度的测温毫伏表测得这时的热电势为29.186 mV, 求热端温度。16.解: 查表7-3得EAB( 50 ℃, 0 ℃) =2.023 mV。根据式( 7-4) 可得
EAB( t, 0 ℃) =EAB( t, 50 ℃) +EAB( 50 ℃, 0 ℃)
=( 29.186+2.023) mV=31.209 mV
反查表7-3, 得到t=750℃。