第一篇：传感器试题集
传感器原理习题集
一.填空
1.传感器由_________、_______、________三部分组成。
2.霍尔元件采用恒流源是为了_______________________________。3.减小霍尔元件输出不等位电势的方法_____________________________。4.当石英晶体受压时，产生电荷的表面在__________和___________方向上。5.压电式传感器使用____________放大器时，可使传输电压几乎不受电缆长度的影响。
6.一差动变压器式位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化1.2V，那么该位移传感器的灵敏度是_______。
7.半导体应变片传感器的工作原理是基于______________；霍尔传感器的工作原理是基于__________________；电感式传感器的工作原理是基于____________________________。
8.光敏电阻的光电流是指______与_____________之差。在照射光波长一定时，光敏电阻的阻值大小与______________有关，9.传感器的主要静态性能指标有__________、________、________等。10.光电效应可分为_________和__________两种。
11.电容传感器采用差动形式，其优点是_____________和___________。12.传感器的差动测量方法的优点是：________________和______________。13.在压电传感器中，压电晶片的连接有两种形式，一种是_________，其特点是_____________________________，另一种是______________，其特点是_______________________________。
14.在传感器特性分析中，灵敏度一般定义为__________________________。15.在应变电桥测量中，全桥测量的灵敏度是半桥测量的_______倍。电感式传感器的工作原理是_____________________________________ __________________________________________________。
16.电容式传感器常见的三种形式分别是__________、__________、___________。17.差动变压器式传感器之所以采用相敏检波电路，是因为该电路输出不仅可以反映__________，还可以反映___________。
18.在磁电式传感器中，为减小温度误差，常采用的措施是____________。19.在应变测量中常采用差动电桥，其优点是（1）_______________，（2）____________，(3)____________________。
20.光敏二极管用在电路中一般作___________器件用，具体讲就是：受光照射时处于_________状态，不受光照射时处于__________状态。其在电路中的接法是_________连接。
21.应变式传感器的工作原理是基于________________效应。电阻的相对变化量与应变量的关系式为____________________。22.压电传感器只适合于测量_______量。（静态还是动态）
23.电桥的平衡条件是____________________________________________。二 简答题
1.画出应变测量电桥全桥的接桥电路，说明其使用方法及优点。2.压电式传感器不能测量直流量或低频信号，其原因是什么？
3.简述在应变测量时，若采用单臂电桥，如何实现温度线路补偿？对温度补偿应变片及其使用有何要求？
4.根据本课程所学知识，要实现位移测量可以选取哪些传感器？简要叙述其原理。
5.根据本课程所学知识，要实现振动测量可以选取哪些传感器？简要叙述其原理。
6.什么是传感器？请画出传感器系统的组成结构框图，说明各部分的作用。7.什么是正压电效应？画出压电元件的等效电路并作说明。
8.霍尔传感器的工作原理是什么？说明霍尔传感器不等位电势产生的原因，及补偿方法。
9.在磁电式传感器中，为减小温度误差，常采用的措施是什么？其原理是什么？
10.在应变测量时，若采用单臂电桥，为消除温度影响，常采取温度补偿措施。试画出该方法的测量电桥电路，并说明实现温度补偿的方法。11.拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：
（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。
12.下图为压电式加速度传感器结构图，试说明其工作原理。
13.以下为利用磁电式扭矩传感器测量扭矩的工作原理图，试说明其原理。
14.简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。
15.为什么说压电传感器只适合于测量动态量？压电传感器内部结构有几种形式？各自的特点是什么？
三 计算题
1.图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：
①R1为应变片，其余为外接电阻，R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?。②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同其余为电阻，电压输出U0=?。③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。
2.石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动，已知加速度计灵敏度为5pc/g，电荷放大器灵敏度为50mv/pc，当机器达到最大加速度时的相应输出电压幅值为2V，试求机械的振动加速度(单位g)。
3.有一个以空气为介质的变面积型平板电容器如下图所示，其中a＝8mm，b＝12mm，两极板间距离为1mm，一块极板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器此时的电容的变化量及位移灵敏度S。（已知空气相对介
-128.854100电常数ε＝1F/m，真空时的介电常数F/m）。
W20A04.已知变隙式自感传感器的线圈等效电感为L（式中W：线圈的2匝数，0：空气的磁导率，A0：铁芯的截面积，衔铁与铁芯间的气隙宽度）。在如图所示的传感器中，若铁芯截面积A01.5cm2，气隙00.5cm，0.1cm，真空磁导率0410-7H/m，线圈匝数W＝3000，求单端式传感器的灵敏度L/。若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化？试通过理论分析说明。
5.有一平面直线位移差动传感器，其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。电容传感器起始时a1＝a2＝2cm，极距d＝2mm，极间介质为空气，测量电路u13sintV，且uu1。试求当动极板上输入一位移量x5mm时，电桥的输出电压uo。
xdC1C2uC1u1uC2u0a1
a2
第二篇：传感器原理 试题
一、填空（30分，每空1.5分）
1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、传感器由、、三部分组成。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对
于镍铬-镍硅热电偶其正极是。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
二、选择题(30分，每题2分)
1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式
2、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
3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应
4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变
C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变
5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片
6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了
A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差
C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响
7、当石英晶体受压时，电荷产生在。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上
8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。
A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环
9、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。
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
10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。
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
11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。
A、20dBB、1 dBC、0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。
A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰
13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。
A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法
三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并画出原理图（本
题10分）
四、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。
激励源电压为12V，求：
1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5×103N时的输出电压Uo。(本题10分）
六、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?(写出计算过
程)(本题10分）
参考答案
一、填空题：
1、±1℃，±1%
2、1．5倍
3、敏感元件、传感元件、测量转换电路
4、NTC突变
5、CU50，镍铬
6、减小温漂
7、偏位式
8、干扰源，干扰途径，敏
感接收器
9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离
10、X面
二、选择题
1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B
8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C
四、24 mV，6 mV
五、K拨至1位，反复调节R0，使仪表指示为0，K拨至3位，反复调节RF，使仪表指示
为满偏，K拨至2位，进行测量。
六、选用1.0级，测量范围为0∽100N的测力仪表。
一、填空（本题共39分，每空1.5分）
1、传感器由、、三部分组成。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差
为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶
其正极是。
9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起
来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。
10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。
12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。
14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络，其目的是为了。
二、选择题（本题共30分，每题2分）
3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变
C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变
4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了测量
方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了
A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响
C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性
10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。
A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法
11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。
A、提高灵敏度B、将输出的交流信号转换为直流信号
C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位
12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。
A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒
13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。
A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻
14、下列不能用做加速度检测传感器。
A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶
15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应
三、我国的模拟仪表有哪些精度等级？现欲测量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的电压表，其精度应选哪一级？若选用量
程为500V的电压表，其精度又应选哪一级？（本题10分）
四、热电偶参考电极定律有何实际意义？以知在某特定条件下材料A与铂配对的热电动势为13.967mv, 材料B与铂配对的热电动势为8.345mv,求出在此特定条
件下材料A与B配对后的热电动势？此时哪种材料为正极？（本题10分）
五、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本
题11分）
1、加速度：
2、温度：
3、工件尺寸：
4、压力：
参考答案
一、填空题：
1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2、1．5倍
3、±1℃，±1%
4、NTC突变
5、X面
6、减小温漂
7、偏位式
8、CU50，镍铬
9、并联，串联
10、增大
11、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离
12、应变效应
13、干扰源，干扰途径，敏感接收器
14、温度补偿
二、选择题
1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C
三、0．10．20．51．01．52．55．0
选用量程为250V的电压表，其精度应选0．5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0．2级
四、大大简化了热电偶的选配工作，5．622 mv，A为正极
五、1、电阻应变片，电容等
2、热电偶，热电阻等
3、电感，电容等
4、压电，霍尔等
二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电
阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分）
证明：
略去 的二次项,即可得
第三篇：传感器试题(DOC)（精选）
1、根据测量数据误差所呈现的规律和产生原因，误差：系统误差、随机误差、粗大误差
2、传感器产生漂移的原因有：传感器自身结构参数，周围环境
3、电阻应变片的工作原理基于电阻应变效应
4、电阻应变片的温度补偿方法通常有：线路补偿法、应变片自补偿
5、自感式电感传感器是利用线圈自感的变化来实现对非电量的测量的
6、电感式传感器在零位移时的输出电压称为：零点残余电压
7、根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化磁场中导体内部产生漩涡状感应电流的现象称为：电涡流效应
8、在电介质极化方向施加电压，该电介质产生几何形变的现象称为：逆压电效应
9、光栅传感器利用光栅的莫尔条纹现象对线位移和角位移进行测量。
10、常用物位传感器主要包括超声波物位传感器、电容式物位传感器、微波物位传感器三种
11、常用加速度传感器主要包括应变式传感器、电容式传感器、压电式传感器三种
12、常被用来产生超声波的方法基于逆电压效应和磁致伸缩效应
11、常用热电耦温度补偿方法：补偿导线、冷端温度修正
13、常用编码器包括：增量编码器和绝对编码器两种
1、传感器的输出量通常为：电信号B
2、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：光电管D
3、金属丝应变片测量物体的应变时，电阻的相对变化主要由：电阻丝几何尺寸的变化决定
4、属于传感器动态特性指标的是：固有频率C
5、可以做差动变压式传感器的测量电路的是：相敏检波电路C
6、下列被测物理量适合于用红外进行测量的是：温度D
7、属于四端元件的是：霍尔元件C
7、传感器感知输入的变化量越小，表示传感器的：分辨率越高A
8、压电材料的主要特性中，衡量材料压电效应强弱的参数是：压电常数B
9、在光线作用下，能使物体产生一定方向电动势的现象称为：光生伏特效应A
1、差动变气隙式电感传感器与单边变气隙式电感传感器的区别：
答
1、测量范围：单边变气隙式电感传感器的测量范围与线性度及灵敏度相矛盾。为了减小非线性误差，实际测量中广泛采用差动变气隙式电感传感器。
2、非线性：差动非线性大大减小。
3、灵敏度：差动灵敏度提高1倍。总结：差动非线性大大减小，灵敏度也提高了
2、压电材料可以分为哪两类？他们的区别在哪里。
答：压电材料可以分为两大类：压电晶体和压电陶瓷。（1、石英晶体若沿Z轴方向施加力的作用时，不产生压电效应。压电陶瓷则三个方向上都可以产生压电效应。
2、压电陶瓷必须经过极化处理才会产生压电效应。石英晶体不用极化处理就可以产生压电效应。
3、压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多，采用压电陶瓷制作的传感器的灵敏度较高。)压电晶体：1）天然2）压电常数小3）硬度大4）温度系数低（稳定）5）热电效应 压电陶瓷：1）人造2）压电常数大3）硬度小4）温度系数高 5）无热电效应
3、LVDT:线性可变差动变压器式传感器（Linear Variable Differential Transformer）。它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。工作原理：简单地说是铁芯可动变压器，属于直线位移传感器作用：可用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚度。具体用在机床工具和液态缸的定位，以及车昆缝和阀门的控制。优点：无摩擦，坚固耐用，无限的分辨率、零位可重复性、环境适应性
LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是线性可变差动变压器缩写，属于直线位移传感器。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为零；当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。
4、（特点及含义）IEPE：Integral Electromic Piezoelectric是一种自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器。IEPE是电压集成电路的缩写。
特点：因为加速度传感器产生的电量小，输出信号易受噪声干扰，需要用灵敏的电子器件使其尽量靠近传感器以保证更好地抗噪声性并需要更容易封装。
IEPE是指一种自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器。IEPE是压电集成电路的缩写。因为由加速度传感器产生的电量是很小的，因此传感器产生的电信号很容易受到噪声干扰，需要用灵敏的电子器件对其进行放大和信号调理。IEPE中集成了灵敏的电子器件使其尽量靠近传感器以保证更好的抗噪声性并更容易封装。
IEPE加速度传感器带有一个放大器和一个恒流源。电流源将电流引入加速度传感器。加速度传感器内部的电路使它对外表现的像一个电阻。传感器的加速度和它对外表现出的电阻成正比。因此传感器返回的信号电压和加速度也成正比。放大器允许你设置输入范围以充分利用输入信号。
目前市场上提供IEPE技术的有几个公认的品牌。尽管其他公司也生产IEPE加速度传感器，但这并不表明他们的产品兼容那些声称兼容压电集成电路的设备。各公司之间的一个重要区别是激励传感器所需的电流不同。一般情况下这些传感器所需的电流是4mA，使用前确认设备提供的驱动电流是很必要的。
IEPE传感器原理
压电集成电路（ICP)已经被注册为公司商标（PCB Piezotronics Inc),特指他们生产的IEPE产品。他们的网站上提供了很多很好的有关压电式传感器的知识
5、声表面波：质点振动方向介于横波与纵波之间，沿着介质表面传播，其振幅随深度增加而迅速衰减的波，表面波只在固体表面传播。
特点：1）速度慢，体积小2）无源器件，功耗小3）准数字输出，不要A/D转换器4）无线传输5）抗辐射，抗干扰6）多参数测量7）反应快灵敏度精度高
6、增量式编码器：定义：增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。结构组成：一般三个码道，两侧安光源和光电接收元件。A、增量脉冲 B、辨向脉冲 Z、零位脉冲，通常用于各轴机械原点定位。通过测量脉冲的个数或频率实现角度、转速或其他相关物理量的测量。例如：A、转速 AB：方向 ABZ：角度。
用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接.在某时刻,从电位差计测得热电动势为-1.19mV,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度是多少摄氏度?
第四篇：传感器试题
第一章
1、信息技术系统的“感官”“神经”“大脑”分别指的什么技术？ 答：传感器检测技术、无线电通讯技术、计算机控制技术.2、人们形象的把传感器比喻为_______.答：“电五官”。
3、传感器的定义是什么？它一般包含哪两种元件？这两种元件分别是如何定义的？
答：能感受规定的被测量，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。敏感元件（sensing element）：传感器中能直接感受或响应被测量的部分。转换元件（transduction element）：传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
4、传感器的分类方法有哪几种？分别是什么？
答：1)按被测物理量分类：机械式,电气式,光学式,流体式等。2)按信号变换特征:能量转换型和能量控制型。
3)按敏感元件与被测对象之间的能量关系:物性型、结构型。
4）根据传感器对信号的检测转换过程：直接转换型传感器、间接转换型传感器 5)按传感器工作原理分为：物理型、电化学型、生物型。
5、举几个物性型传感器和结构性传感器的例子。
答：物性型:利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量的传感器。(依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换）
例如：利用压电晶体本身所具有的正压电效应而制成的压电晶体传感器可以测量压力。又如利用半导体材料的光电导效应可制成光敏电阻传感器。又如水银传感器。
结构型:结构型传感器是以材料的结构（如形状、尺寸等）为基础，利用某些物理规律实现把被测信息转换为电量。(依靠传感器结构参数的变化实现信号转变)
例如:电容式和电感式传感器。
6、举几个直接转换型传感器和间接转换型传感器的例子。
答：直接转换型：如光敏电阻受光照时，电阻值会发生变化，它直接把光信号转换为电信号输出。
间接转换型：例如，采用弹簧敏感元件制成的压力传感器就属于这一类，当有压力作用到弹簧上时，弹簧管产生形变，传感器再把变形量转换为电信号输出。
7、新型敏感材料包含哪几种？
答：半导体敏感材料、陶瓷敏感材料、有机敏感材料。
8、传感器静态特性中，灵敏度、迟滞、重复性的定义是什么？各自表示的公式是什么？
答：（1）.灵敏度：传感器在稳态下输出增量Δy与引起该增量的输入增量Δx之比值即为其静态灵敏度，其表达式为K＝Δy／Δx
（2）.迟滞：传感器在正向(输入量增大)行程和反向(输入量减小)行程期间，输出输入不重合的现象称为迟滞。γH＝ΔHmax／yFS×100%
（3）.重复性:重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度.γR＝±（ΔRmax／yFS）×100%
第二章 电阻式传感器主要分为哪两种? 电阻应变片能将______变化转换为电阻的变化,它主要分为______和______两种.金属
3电阻式传感器按工作原理主要分为______和______。4电阻应变片分为哪两种？金属电阻应变片分为哪两种？
5电阻相对变化量由那两方面决定？对于金属电阻应变片，哪一项重要？ 6 说出金属电阻应变片的结构？ 7 金属应变片的灵敏系数的定义？ 什么是横向效应？采用______和______横栅可减小横向效应的影响。9电阻应变片产生温度误差的两个原因。10应变片的电阻R=120Ω，k=2.05，用作应变为80μm/m的传感元件。（1）求△R和△R/R；（2）若电源电压U=3V，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压Uo。应变式传感器分为哪三种？ 12 应变式加速度传感器的原理？
1.变阻器式、电阻应变式
2.被测量
金属丝应变片
箔式应变片 3.变阻器式、电阻应变式
4.金属电阻应变片
半导体应变片
金属丝应变片
箔式应变片
5.一是几何尺寸变化（应变）引起的；
二是电阻率变化引起的 对金属材料，前一项是主要的 6.引线
覆盖层
基片
电阻丝式敏感栅 7.金属材料的灵敏系数为
k0=1+2u 8.应变片的横栅部分将纵栅部分的电阻变化抵消了一部分，从而降低了整个电阻应变片的灵敏度，带来测量误差，其大小与敏感栅的构造及尺寸有关。敏感栅的纵栅愈窄、愈长，而横栅愈宽、愈短，则横向效应的影响愈小。短接式
直角式
9.①敏感栅电阻随温度的变化引起的误差；②试件材料和敏感栅材料的线膨胀系数不同，应变片产生附加应变，引起误差。10.解：△R/R=Kε=2.05x800μm/106μm
=1.64x10-3
则△R=1.64x10-3 x R=1.64x10-3 x 120Ω=0.197Ω
(2)U0 = Ui/4 xKε= 3/4X 1.64 X10-3 = 1.23mV
11.应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器 12.应变式加速度传感器主要用于物体加速度的测量。其基本工作原理是：物体运动的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比，即a=F/m传感器
第三章 电容式传感器分为哪三种？其公式？给出一种传感器，要会判断其类型。2 变极距式电容传感器中，单板式和差动式的灵敏系数关系。3 电容式传感器为什么要设置保护环（等位环）？ 变面积式电容传感器分为哪两种？其灵敏系数分别如何计算？ 5 变介电常数式电容传感器的电容值如何计算？ 运算放大器式电路和脉冲宽度调制电路的工作原理分别是什么?并会画脉冲宽度调制电路输出电压图.1、答 ：电容传感器分为（1）变极距型、（2）变极板面积型以及（3）变介电常数型；
（1）公式
（2）角位移：电容
灵敏度：
线位移：
C =(ε0εbx)/ δ
灵敏度
圆柱线位移：
灵敏度：
（3）
2、答 ： 差动式比单板式的灵敏系数多一倍。
3、答 ： 为了消除边缘效应的影响，可以采用设置保护环的方法。
4、答 ：有角位移以及线位移两种；
角位移的灵敏系数 Kc =（ΔC/C）/Δθ = 1/π ；
线位移的灵敏系数 Kc =（ΔC/C）/Δb = 1/b(沿b方向平移)；
5、答 ：
6、答：运算放大器原理：两个输入端，先后分别输入相同的量，则输出端会得到，两个电压相同但是极性相反的两个输出值。
差动脉宽原理：对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随传感器电容量变化而变化。
第四章 电感式传感器的定义和分类.自感式传感器的自感公式最后是什么?和哪两个量有关? 单圈变气隙式自感传感器和差动式自感传感器的灵敏度分别为多少? 自感式传感器的测量电路中,变压器式交流电桥的工作原理以及输出电压的公式.二极管相敏检波电路的工作原理和输出波形.电涡流式传感器的工作原理
>>回答的内容
1、定义：是一种利用线圈自感和互感的变化实现非
电量电测的装置。（将非电量转换成线圈自
感或互感的变化）
种类：根据转换原理，分自感式、互感式、电涡
流式三种；
根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管
型。
2、L ≈ N2／Rδ = μ0 AN2／2δ
与A及δ 有关
如果A保持不变，则L为δ的单值函数，构成变气隙式自感传感器
若保持δ不变，使A随被测量（如位移）变化，则构成变截面式自感传感器。
3、差动式与单线圈电感式传感器相比，灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，输出信号大一倍；
单圈：K = | L0／δ0 |；
差动：K = | 2L0／δ0 |；
4、公式：U0 = UAB =UA – UB =UCD／2·（Z1-Z2）／（Z1+Z2）；
原理：当衔铁向上、向下移动相同的距离时，产生的输出电压大小相等，但极性相反。由于是交流信号，要判断衔铁位移的大小及方向同样需要经过相敏检波电路的处理。
5、工作原理：容易做到输出平衡，便于阻抗匹配。图中比较电压Ｕ２和Ｕ１同频，经过移相器使Ｕ２和Ｕ１保持同相或反相，且满足Ｕ２＞＞Ｕ１。当衔铁T1在中间位置时，位移x1（t）= 0，传感器输出电压Ｕ１=0,只有Ｕ２起作用。（1）正半周时，D3、D4导通因为是从中心抽头，所以u1= u２，故i３= i４。流经RL的电流为 i０= i４－ i３ =０，（2）负半周时D1、D2导通，同理可知 i１= i２，所以流经RL的电流为i０= i１－ i２ =0.当衔铁T1在零位以上时，位移x1（t）> 0，Ｕ１与Ｕ２同频同相。正半周时，故i４＞ i３，流经RL的电流为 i０= i４－ i３ ＞０，当衔铁T1在零位以下时，位移x1（t）＜ 0，Ｕ１与Ｕ２同频反相。Ｕ２正半周Ｕ１负半周，故i４＜ i３。流经RL的电流为 i０= i４－ i３ ＜０，同理:在Ｕ２负半周Ｕ１正半周时：i１＜ i２。流经RL的电流为 i０= i１－ i２ ＜０．表示i0的方向也与规定的正方向相反。
6、一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I2，电涡流也将产生一个新磁场H2，H2与H1方向相反，因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。
第五篇：传感器原理及应用期末试题3
传感器原理及应用期末试题
一．判断题.(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”)
1．A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（）
2．固有频率fn=400Hz的振动子的工作频率范围为f > 400Hz。（）
3．信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。（）
4．一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。（）
5．一般来说测量系统的固有频率越高，则其灵敏度就越低。（）
6．交流电桥的输出信号经放大后，直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。（）
7．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应
变片。（）
8．传递函数表征了系统的传递特性，并反映了物理结构，因此凡传递函数相同的系统，其物理结
构必然相同。（）j2ft
9．x(t)edt称为信号x(t)的频率响应函数。（）
10．作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度 场的材料上。（）
二．选择题(共24分，每空1.5分，每题只有一个正确答案)
1.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（）
a.加速度计力学系统的频率特性； b.压电晶体的电路特性；c.测量电路的时间常数。
2.用惯性式加速度计进行测量，为保证相位关系不变，应选择适当的阻尼比β，一般取β=（）
或β=（）;而对惯性式位移传感器应有β=（）
a.β=0;b.β=0.7;c.β=1;d.β=0.86
3.要测量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（）的惯性加速度计。
a.fn=15Hz、β=0.707;b.fn=1000Hz、β=0.707;c.fn=50kHz、β=0.04
4.压电式加速度传感器的阻尼率一般为（）
a.β>1;b.0.707<β<1;c.β=0.707;d.β<<0.707
5.描述非周期信号的数学工具是（）。
a.三角函数； b.拉氏变换； c.付氏变换； d.付氏级数
6.复杂周期信号的频谱是（）
a.离散谱； b.连续谱； c.δ函数； d.sinc函数
7.对某二阶系统输入周期信号X(t)=A0sinωmt，则系统输出信号有以下特性（）。
[注：ωm>ωn]
a.幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变；
d.相位不变，幅值、频率改变
8.测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数（）a.大些好； b.小些好； c.要适中； d.可不考虑
9.半导体应变片是根据（）原理工作的；压电式加速度计的工作原理是基于（）a.电阻应变效应；b.压阻效应；c.压电效应；d.电磁效应
10.金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（）引起的。a.贴片位置的温度变化；b.电阻丝几何尺寸的变化；c.电阻材料的电阻率的变化
11.用一缓变综合信号e(t)=Acos2πt+Bcos200πt调制一栽波e0(t)=Esin2000πt,得到的调幅波的频带宽度为（）
a.（1000-10）（1000+10）Hz;b.-(1000+100)(1000+100)Hz;c.(1000-100)(1000+100)Hz;
12.既能检波又能检相的电路称为（）
a.桥式整流； b.相位鉴频； c.相敏检波； d.直流放大
13.常用解决光线示波器低频振子阻尼率β达到0.7的方法是（）
a.充入硅油；b.保证要求的外阻；c.串联一合适电阻；d.并联一合适电阻
14.某间接测量的函数式为y=a0x1x2, 则y的标准误差为（）（式中测量量值x1、x2的标准误差）
.a.d.222y(x1x2)x1、x2 分别为直接;;b.222ya0(x1x2);c.2222y(a0x12x1x2x2)2222ya0(x12x2x2x1)
15.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（）
a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d.采样时间间隔太窄
三.[本题共16分]
1.(8分)求理想一阶系统的拉氏传递函数，根据所求传递函数写出其频率响应函数，系统的幅频特性及相频特性表示式，并用简图画出其幅频特性。[注：一阶系统的运动微分方程为：dy(t)y(t)A0x(t)dt]
2.(4分)压电测压传感器与电荷放大器相接时，为能测量静态压力信号即防止静电泄漏，从放大器本身出发，应采取哪些措施？[提示：等效电路见图,运动方程为：
RCdu0dFu0Rddtdt，qdF，ccpcE，RRp//Ri，cp为压电晶体等效电容，Rp为传感器输出电阻，cE为电缆电容，Ri为电压放大器的输入电阻。]
di3．（4LRie
[注：微分方程为： dt(R=Ri+RL),e为感应电动势，L为等效电感，RL为传感器的等效电阻，Ri为放大器输入电阻]
四．（本题共16分）
1．（4分）叙述测量系统实现不失真测量的条件。
2．（10分）有人将某二阶系统的幅频特性曲线绘成了如图所示形状，请指出图中有何问题？当输入图示三种信号时，问系统输出有无失真（假定相频特性符合要求）。
3．(2分)为何在调节二阶系统β时，一般都取β=0.6~0.8？
五．（10分）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要区别有哪些？简述应变筒式测压传感器是如何进行温度补偿的？
六.(8分）永磁式感应测速传感器的磁头件安装有何要求？描述该传感器中位移线圈的绕制方法，该传感器速度线圈采用串联的目的是什么？
七．（6分）用镍铬—镍硅热电偶测炉温。当冷端温度T0=40 0C时，测得热电势为E(T,T0)=39.17mv,若冷端温度变为常温20 0C测该炉温时，则应测得热电势为多少mv？
[附：已知该热电偶有E(40,0)=1.61mv, E(-40,0)=-1.50 mv, E(20,0)=0.80mv, E(-20,0)=-0.77mv ]
八．（4分）为使测量具有普遍的科学意义，测量仪器必须具备哪些条件？线性测量系统应具有的两个重要特性是什么？
九．（6分）图为受弯和拉作用的某构件，请合理安排四个电阻在桥臂上的位置测量弯矩M，既能消除温度对M的影响又不受力P的影响。根据给定的桥盒画出正确的搭桥线路。
点击咨询 