传感器技术期末考试试卷.doc

传感器技术期末考试试卷(A)一、 名词解释（每题4分，共20分）1. 传感器：（传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的测量装置） （能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成）2. 电位器式传感器：（是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件， ，又可做分压器用的测量装置）3. 电容式传感器：（将被测量（如压力、尺寸等）的变化转换成电容量变化的一种传感器）4. 霍尔传感器：（是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器）5. 测量：（是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较，获得被测量对比该标准量的倍数，从而在量值上给出被测量的大小和符号）二、填空题（每空1分，共20分）1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起 线 圈 自 感 或 互 感 系 数的变化，从而导致 线 圈 电 感 量 改变这一物理现象来实现信号测量的装置。2.压电式传感器元件是力敏元件，它能测量最终能变换为力的那些物理量是： 应力 、 压力 、加速度 等。3.压电陶瓷是 人 工 制 造的多晶体，由无数细微的电畴组成。4.测定温度传感器通常是用 热 电 偶 、 热 电 阻 及 热 敏 电 阻 三种。5. 电涡流式传感器是根据 电 涡 流 效 应 制成的。6.在光线作用下，半导体的 电 导 率 增加的现象称为光电效应。7.功能型光纤传感器分为： 相 位 调 制 型 传 感 器 、 光 强 调 制 型 传 感 器 和 偏 振 态 调 制 型 传 感 器 三种类型。8.直接测量的方法通常有三种方法，即： 偏差法、 零位法 和 微差法。9. 电位器式传感器是一种将 机 械 位 移 转换成 电 信 号 的机电转换元件，又可做 分 压 器 用的测量装置三、简答题（每题10分，共30分）1. 按传感器的工作原理分类有哪些？（1）电学式传感器；（2）磁学式传感器；（3）光电式传感器；（4）电势型传感器；（5）电荷式传感器；（6）半导体传感器；（7）谐振式传感器；（8）电化学式传感器等。2. 应变片有哪几部分组成？其核心部分是什么？电阻应变片的构造一般由 敏 感 栅 、 基 片 、 覆 盖 层 和引线等部分组成。而 敏 感 栅 是应变片的核心部分3. 石英晶体的x、y、z轴的名称及其特点是什么？石英晶体的x轴为电轴、y轴为光轴、z轴为机械轴。通常把沿电轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴方向的力作用下产生的电荷的压电效应称为“横向压电效应”；在光轴方向受力时不产生压电效应。石英晶体有天然和人工培养两种。居里点为576度，优点是温度稳定性好，机械强度高，动态性能好；缺点是灵敏度低，介电常数小，价格昂贵。四、分析（每题10分，共30分）1.试说明单线圈和差分变磁阻式电感传感器的主要组成、工作原理。其组成主要由：线圈、铁心和衔铁三部分组成。它是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的。主要结构上分为变间隙型、变面积型和螺管型三种。其工作原理是在铁心与衔铁之间的气隙间隙的改变，引起磁路中磁阻的变化，从而导致电感线圈中电感值的变化。2.试述压电式传感器的结构形式、特点及主要用途。压电式传感器元件是力敏元件，一般由两片或两片以上粘接在一起，由于压电材料是有极性的，因此连接方法有串联和并联两种。所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，如应力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、质量轻等优点。多用在汽车上测量气压、发动机内部燃烧压力和真空度等。3. 某顾客分别在三家商店购买100Kg大米、10Kg苹果、1Kg巧克力，发现均缺少约0.2Kg，但该采购员对巧克力的商店意见最大，在这个例子中，从心理角度和测量技术角度分析产生这些误差的原因？（略）传感器技术期末考试试卷(B)一、 名词解释（每题4分，共20分）1. 测量：（是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较，获得被测量对比该标准量的倍数，从而在量值上给出被测量的大小和符号）2.热电偶传感器：（是利用转换元件电磁参量随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置）3. 传感器：（传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的测量装置）（能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成）4.光电效应：（在光线作用下，半导体的电导率增加的现象称为光电效应）5. 压电陶瓷：（是人工制造的多晶体，由无数细微的电畴组成）二、填空题（每题1分，共30分）1.通常用传感器的 静态特性 和 动态特性 来描述传感器的输出输入特性。2.压电式传感器中的压电元件，接受力和变形方式有： 厚度变形 、长 度 变 形 、体 积 变 形 和 厚度剪切或面剪切变形等四种。3.传感器静态特性的主要技术指标包括 灵敏度 、 线性度 、迟 滞 性 和 重复性 。4.电感式传感器是利用被测量的变化引起 线 圈 自 感 或 互 感 系 数的变化，从而导致 线 圈 电 感 量 改变这一物理现象来实现信号测量的装置。5.霍尔元件的基本结构是在一个 半 导 体 薄 片的两个相对侧面安装 一 对 控制 电 极 ，相应地焊接 两 根 控 制 电 流 引线；在另两个相对侧面安装 一 对 霍 尔 电 极 ，相应地焊接两根霍尔电压输出引线，然后进行封装即可。6.电位器式传感器是一种将 机 械 位 移 转换成 电 信 号 的机电转换元件，又可做分压器用的测量装置7.电容式传感器通常可分三种类型，如：变面积型、 变极距型、 变介电常数型。8.电阻应变片的构造一般由 敏 感 栅 、 基 片 、 覆 盖 层 和引线等部分组成。而 敏 感 栅 是应变片的核心部分。9.石英晶体的x轴、y轴和z轴分别称为： 电轴 、 光轴 和 机械轴 。通常把沿电轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为 “纵 向 压 电 效 应” ； 而把沿机械轴方向的力作用下产生的电荷的压电效应称为 “横 向 压 电 效 应” ；在光轴方向受力时不产生压电效应。三、问答题（每题10分，共30分）1.传感器按被测量的性质分类有哪些？温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器和转矩传感器等。2.直接测量和间接测量的定义是什么:在使用仪表或传感器进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法称为直接测量。在使用仪表或传感器进行测量时，首先对与测量有确定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，经过计算得到所需结果，这种测量称为间接测量。3. 什么是测速发电机？一般测速发电机分为几种？是一种专门测速的微型电机，电机的输出电压，在励磁一定的条件下，其值与转速成正比，若将被测旋转体的转轴与发电机转轴相连接，即可测得转速。测速发电机分为直流型和交流型两种。四、分析（每题10分，共20分）1.试述压电式传感器的特点及应用，并举例说明。答：压电式传感器具有体积小、质量轻、结构简单、工作可靠、测量频率范围广的优点，它不能测量频率太低的被测量信号，更是不能测量静态量。多用于加速度和动态压力或压力的测量。（举例）2.试述传感器的具体内容。答：（1）传感器测量装置，能完成检测任务； （2）传感器的输入量是某一被测量，可能是物理量、化学量或生物量； （3）传感器的输出是某种物理量，这种量应便于传输、转换、处理、显示等；它可以是气、光、电，但主要是电量。4