传感器原理单元测试.doc

传感器原理单元测试

一、选择题（每题1分，共计25分）
1、下述对传感器灵敏度的描述不正确的是： （ ）
A 对线性传感器，灵敏度随输入量而变化
B 对非线性传感器，灵敏度随输入量而变化
C 等于传感器输出量与相应的输入量的变化值之比
D 对线性传感器，灵敏度为常数
2、光敏晶体管的工作原理是基于（ ）效应。
A.外光电 B.内光电
C.光生电动势 C.热电
3、压电式加速度传感器是________信号的传感器。
A. 适于测量任意 B. 适于测量直流
C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态
4、下面四个曲线给出了四种不同材料制成的半导体气敏传感器对CO的气敏特性，现在为了检测CO，应选用哪一种灵敏度最高 （ ）
R(Ω)
CO浓度
R(Ω)
CO浓度
R(Ω)
CO浓度

R(Ω)
CO浓度

A B C D

╳ ╳ ╳ ╳

⊙
╳ ╳ ╳ ╳
- - - - - - - - - -
+ + + + + + + + - -
Is
VH
B
+
5、下图为置于磁场中的霍尔器件,用万用表测量霍尔电压VH，若VH小于0，则下列描述正确的是 （ ）

A 霍尔器件为N型半导体 B 霍尔系数大于0
C 电子为少数载流子 D 霍尔器件灵敏度与电子浓度成正比
6、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A、 当F向上压膜片电极时，电容将减小
B、 当F向上压膜片电极时，电容将增大
C、 当F变小时，电容将增大
D、 差条件，无法判断
7、如图所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ）
Ａ、电压表的示数减小；Ｂ、Ｒ２中电流增加
Ｃ、小灯泡的功率增大；Ｄ、都不对
8、对集成温度传感器，下列叙述不正确的是 （ ）
A 输出线性好 B 测量精度高
C 测量温度范围大 D 满量程非线性偏离小
9、由_____和应变片．以及一些附件(补偿元件、保护罩等)组成的装置称为应变式传感器。
A.弹性元件 B.调理电路
C.信号采集电路 D.敏感元件
10、迟滞差表明的是在_____期间输出-输入特性曲线不重合的程度。
A.多次测量 B.同次测量
C.正反行程 D.不同测量
11、下列对传感器动态特性的描述正确的是 （ ）
A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快
B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽
C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。
D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。
12、如图所示，Ｒ３是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻Ｒ３时，则（ ）
Ａ、Ｒ３的电阻变小，a点电势高于b点电势
Ｂ、Ｒ３的电阻变小，a点电势低于b点电势
Ｃ、Ｒ３的电阻变大，a点电势等于b点电势
Ｄ、Ｒ３的电阻变大，a点电势低于b点电势
13、按传输模式光纤可分为 （ ）
A 普通光纤与通信光纤B 单模光纤与多模光纤
C 阶跃光纤与渐变光纤D 玻璃光纤与塑料光纤
14、对压电效应的描述正确的是 （ ）
A 当晶体沿一定方向伸长或压缩时在其表面会产生电荷
B 当陶瓷沿一定方向伸长或压缩时在其表面会产生电荷
C 当某些晶体或陶瓷在外电场的作用下发生形变，这种现象叫压电效应
D 晶体的压电效应是一种机电耦合效应，是由力学量（应力、应变）与电学量（电场强度、电位移失量）之间相互耦合产生的。
15、如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）
A、 如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B、 如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C、 如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显
D、 如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显

16、蠕变是指已粘贴好的应变片，在温度一定并承受一定的机械应变时，指示应变值随 ____的变化。
A.位移 ； B.压强； C.时间； D.外力作用
17、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小________。
A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片
B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片
D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片
18、对集成温度传感器，下列叙述不正确的是 （ ）
A 输出线性好 B 测量精度高
C 测量温度高 D 满量程非线性偏离小
19、属于传感器动态特性指标的是_______ 。
A．重复性 B．线性度
C．灵敏度         D．固有频率
20、在压电材料的主要特性参数中，（ ）是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。
Ａ　压电常数　　Ｂ　介电常数　　Ｃ　居里点　　Ｄ　弹性常数
21、金属或半导体在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为（ ）
A 霍尔效应 B 光电效应 C 应变效应 D 压电效应
22、在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称（ ）
Ａ 光电效应 B 光生伏特效应 C 内光电效应 D 外光电效应
23、在霍尔元件的主要指标中，KH是指（ ）灵敏度。
Ａ　磁　　　Ｂ　乘积　　　　Ｃ　电流　　　Ｄ　电势
24、在压电材料的主要特性参数中，（ ）是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。
Ａ　压电常数　　Ｂ　介电常数　　Ｃ　居里点　　Ｄ　弹性常数
25、某些电介质，当在电介质极化方向施加电场，它会产生变形，这种现象称为（ ）
A 逆压电效应 B 正压电效应 C 负压电效应 D 无压电效应

二、填空题
1、为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括. 、 、 三种方法。
2、如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一Pt00热电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。

3、为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为＿＿＿＿传感器，它输入的是＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿信号。
4、320K时某材料对0.65μm光的吸收系数α为2000cm-1,则平均透入深度
为 ；若对0.8μm光，平均透入深度为10μm，则α= 。
5、若应变计基长L=20mm,应变波速v=5000m/s,则上升时间tk= ,可测频率f= 。
6、从传感器机理上来说，光纤传感器可分为 型和 型两种
7、传感器的静态特性有 、 、 等。
8、电感传感器从结构上可分为 、 和 三部分。
9、根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，
即 、 及测量电路。
10、压电式传感器利用 效应工作，常用的前置放大器有 放大器和 。
11、温度传感器要以把＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理．由于电信号可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温．
12、当超声波从一种介质入射到另一种介质时，在界面上会产生 ，使它在检测技术中获得广泛应用，如 等。
13、目前压电材料可分为三大类， 、 和新型压电材料。
14、红外测温是 测温，特别适合于高温及高压物体的温度测量，其中调制盘的作用_______________________ ___。
15、光敏电阻在室温下，在全暗后经过一定时间测量的阻值，称为 。此时流过的电流，称为_ 。
三、综合应用题
微安表
1、如图所示为利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电路记录和显示．若实验显示单位时间的脉冲数n，累积脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量哪些物理数据？简述系统工作原理，给出小车速度的表达式V和行程的表达式为s。
2、下图中RH为湿度传感器，仔细阅读电路后，试完成：
⑴ 分析电路功能。
⑵ 简要说明电路工作原理
⑶若要直接从微安表读出待测物理量，需要做哪些工作？

3、生活中，经常用到用光控制电路的情况．如路灯的控制开关，傍晚时等光暗到一定程度，路灯会自动点亮，清晨时光亮到一定程度，路灯自动熄灭．下图是光敏电阻、两个电源、带放大器的断电器和灯的示意图，继电器的线圈A绕在软铁芯上，并且跟放大器的输出端c、d相连，a、b是放大器的输入端，作用是：当输入端回路中电流发生较小变化时，输出端回路中电流发生较大的变化．当线圈A产生的磁场足够强时，就会克服弹簧K的弹力将衔铁c吸下，触头D断开、触头B接通；当输入端回路中电流变化较小时，线圈A产生的磁场不足以吸住衔铁C，则触头B断开、触头D接通．
⑴ 连接实物图，使得光强时灯灭，光弱时灯亮．
⑵ 简要说明此电路的工作原理．

12. 根据以下光电池的特性曲线，分析光电池的基本特性。

硅光电池的光照特性 硅光电池光照特性与负载的关系

光电池的光谱特性 光电池的频率特性
答：光照特性：
开路电压曲线：光生电动势与照度之间的特性曲线，当照度为2000lx时趋向饱和。短路电流曲线：光电流与照度之间的特性曲线。短路电流：指外接负载相对于光电池内阻而言是很小的。负载电阻RL越小，光电流与照度的线性关系越好，且线性范围越宽。
光谱特性
光电池在可见光谱范围内有较高的灵敏度，峰值波长在500nm附近，适宜测可见光。硅光电池应用的范围400nm—1200nm，峰值波长在800nm附近，因此可在很宽的范围内应用。
频率特性
光电池的频率特性就是指输出电流随调制光频率变化的关系。频率特性与材料、结构尺寸和使用条件等有关。由于光电池PN结面积较大，极间电容大，故频率特性较差。硅光电池具有较高的频率响应，而硒光电池则较差。
温度特性
开路电压和短路电流随温度变化的关系。开路电压与短路电流均随温度而变化，它将关系到应用光电池的仪器设备的温度漂移，影响到测量或控制精度等主要指标。当光电池作为测量元件时，最好能保持温度恒定，或采取温度补偿措施。
9. C形弹簧管变磁阻式传感器结构图如下，试分析其工作原理。

答：当被测压力进入C形弹簧管时, C形弹簧管产生变形, 其自由端发生位移, 带动与自由端连接成一体的衔铁运动, 使线圈1和线圈2中的电感发生大小相等、 符号相反的变化, 即一个电感量增大, 另一个电感量减小。电感的这种变化通过电桥电路转换成电压输出。由于输出电压与被测压力之间成比例关系, 所以只要用检测仪表测量出输出电压, 即可得知被测压力的大小。