《传感器技术》期末复习题库【附答案】

《传感器技术》期末复习题库【附答案】

（试题按章节分类）

【选择、判断】

1、在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用传感器来检测。（ D）

A、应变片

B、热敏电阻

C、气敏电阻

D、湿敏电阻

2、电阻式半导体气敏传感器有三种结构，其中哪种是工艺最成熟、应用最广泛的一种？（ B ）

A、薄膜型

B、厚膜型

C、烧结型

D、以上都不正确

3、可燃气体报警电路中，主要采用：（ C ）

A、力敏传感器Ｂ、磁敏传感器Ｃ、气敏传感器Ｄ、光敏传感器

4、以下属于无源型传感器是：（ D ）

A、发电型Ｂ、热电偶Ｃ、气敏传感器Ｄ、电阻式传感器

5、感湿特征量随环境温度的变化越大,环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。（ X ）

6、当医生测量血压时，实际上是测量人体血压与____压力之差。此类传感器的输出随大气压波动，但误差不大。（ A ）

A、大气

B、温度

C、湿度

D、压力

7、电阻式湿度传感器最能够测量大气的。（ B ）

A、温度Ｂ、湿度Ｃ、成分Ｄ、密度

8、用来测量一氧化碳、二氧化硫等气体的固体电介质属于（ D ）

A、湿度传感器Ｂ、温度传感器Ｃ、力敏传感器Ｄ、气敏传感器

【讨论题】

1、按照使用材料的不同，常用的湿度传感器可分为哪几类？

湿度传感器按照使用材料的不同可分为陶瓷式、半导体式、电解质式和有机高分子式等多种类型，按照湿敏元件的不同又可分为电阻式和电容式两大类。

2、简述半导体气敏传感器的工作原理。

当半导体器件被加热到稳定状态时，气体接触半导体表面而被吸附，吸附的分子首先在表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处。

将半导体气敏传感器置于被测气体中，器件表面将产生吸附作用，器件的阻值将随气体浓度而变化，从浓度与阻值的变化关系即可得知气体的浓度。

【单项选择题】

1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，则其灵敏度将（ B ）。

A.保持不变

B.增大一倍

C. 减小一倍

D.增大两倍

2、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（C ）。

A．变间隙式 B．变面积式 C．变介电常数式 D．空气介质变间隙式

3、电容式传感器通常用来测量（ D ）。

A．交流电流 B．电场强度 C．重量 D．位移

4、电容式传感器可以测量（ B ）。

A．压力 B．加速度 C．电场强度 D．交流电

5、电容式传感器等效电路不包括（ D ）。

A.串联电阻

B. 谐振回路

C. 并联损耗电阻

D. 不等位电阻

6、关于差动脉冲宽度调制电路的说法正确的是（ B ）。

A. 适用于变极板距离和变介质型差动电容传感器

B. 适用于变极板距离差动电容传感器且为线性特性

C. 适用于变极板距离差动电容传感器且为非线性特性

D. 适用于变面积型差动电容传感器且为线性特性

7、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D ）

A．调频测量电路B．运算放大器电路C．脉冲宽度调制电路D．相敏检波电路

8、在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与（ B ）相关

A．仅电源电压的幅值和频率

B．电源电压幅值、频率及T型网络电容C1和C2大小

C．仅T型网络电容C1和C2大小

D．电源电压幅值和频率及T型网络电容C1大小

9、电容式传感器做成差动结构后，灵敏度提高了（ A ）倍

A．1 B．2 C．3 D．0

【填空题】

1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量。

2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变极距型电容式传感器、变面积型电容式传感器和变介质型电容式传感器。

【讨论】

1、常用的电容式传感器有哪些种类？各有什么特点？

按照电容器表达式，电容式传感器一般有变极距型、变面积型、变介电常数型三种类型。

变极距型适合测量微小位移量，变面积型适合测量角度位移以及角位移等，变介电常数型适合测量厚度、液位、湿度等参数。

2、列举电容式传感器在生活中的应用（至少写出3个以上）？

自己查资料

【选择】

1.互感式电感传感器又称为：（ B ）

A、电流式传感器Ｂ、变压器式传感器Ｃ、差动传感器Ｄ、涡流传感器

2.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

【填空】

1.差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。

2.可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器。

3.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是金属。

4. 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称电涡流传感器；这种传感器只能测量金属物体。

【判断】

1.自感式传感器与差动变压器式传感器的相同点：两者都属于电感式传感器。（正确）

2.电动势在导体内产生电流，并形成闭合曲线，状似水中的涡流，通常称为电涡流。（正确）

【讨论】

1、为了减小零点残余电动势，可采用以下方法：

（1）尽可能保证传感器尺寸、线圈电气参数和磁路对称。

（2）选用合适的测量电路。

（3）采用补偿线路减小零点残余电动势。

2.电涡流式传感器测量领域包含哪些？

测量位移、厚度、转速、温度、硬度等参数，也可用于无损探伤领域。

【选择】

1.选出热电偶特性描述中错误的一项。(D )

A 响应速度快、准确度高

B 结构简单，使用方便

C 测量距离远，测温范围广

D 需要转换电路，需要冷端温度补偿

2.可以将通过导线接至测量仪表进行测量是根据热电偶( A )定律。

A 中间导体

B 中间温度

C 参考电极

D 中间电极

3.以下温度测量使用热电偶的是( D )。

A 电饭煲锅内温度

B 沙漠温度

C 汽车冷却水温度

D 熔融金属液体温度

4.热电偶的温差电势是(C )。

A 热电偶两端温度产生的一种电势

B 热电偶热端温度产生的一种电势

C 同一根导体中由于两端温度不同而产生的一种电势

D 热电偶冷端温度产生的一种电势

5.热电偶产生热电势的条件是( C )。

A 两热电极材料相异且形成闭环回路

B 两热电极材料相异或两接点温度相异

C 两热电极材料相异且两接点温度相异

D 以上都不是

6.想测量几点的平均温度，以下说法正确的是( C )。

A 将两只同型号的热电偶反相串联，使其冷端处于同一温度下

B 将两只同型号的热电偶正相串联，使其冷端处于同一温度下

C 将两只同型号的热电偶并联串联，使其冷端处于同一温度下

D 将两只同型号的热电偶用补偿导线焊接在一起，使其冷端处于同一温度下

7.0℃相当于热力学温度多少度?( C )

A 373.15

B -273.15

C 273.15

D 100

8.适合做温度开关的热敏电阻（ D ）

A PTC

B NTC

C PTR

D CTR

9.利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件是（ B ）

A 光敏电阻

B 热敏电阻

C 磁敏电阻

D 力敏电阻

【提问抢答】

1.常用的热电阻有哪几种？

金属铂电阻、金属铜电阻两大类。

【判断】

3.热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，作用不相同。（错误）

4.热电偶的延长线必须用补偿导线。（正确）

5.集成温度传感器可以用作热电偶参考端的补偿电路。（正确）

6.标准热电偶的分度值表中的热电势是以冷端温度室温（25°C）进行标定的。（错误）

7.热电偶测量温度时直接输出的是电阻大小。（错误）

【讨论】

1、热电偶的热电势与哪些因素有关？与哪些因素无关？

热电偶的热电势只与组成热电偶的材料以及热电偶两端的温度差有关，与组成热电偶材料的长度、粗细无关。

2.热电偶的热电势有哪几部分组成？

由接触电动势和温差电动势两部分组成

【选择】

1.下列光电器件是根据外光电效应做出的是(A)。

A 光电管

B 光电池

C 光敏电阻

D 光敏二极管

2.基于光生伏特效应工作的光电器件是(C)。

A 光电管

B 光敏电阻

C 光电池

D 光电倍增管

3.当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的(B)。

A 伏安特性

B 光照特性

C 光谱特性

D 频率特性

4.下面传感器哪个不是内光电传感器(A)。

A 光电管

B 光敏三极管

C 光敏电阻

D 光敏二极管

5.光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为(C)。

A 伏安特性

B 光照特性

C 光谱特性

D 频率特性

6.下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是(D)。

A 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大

B 光敏二极管与光敏三极管的暗电流相差不大

C 工作频率较高时，应选用光敏二极管，工作频率较低时，应选用光敏三极管

D 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性。

7.光敏电阻的特性是(D)。

A 有光照时亮电阻很大

B 无光照时暗电阻很小

C 无光照时暗电流很大

D 受一定波长范围的光照时亮电流很大

8.对光敏电阻而言，光照越强阻值怎么变化(B)。

A 具体情况具体分析

B 越小

C 越大

D 以上说法都不对

9.光敏电阻暗电阻和亮电阻的关系是(A)。

A 暗电阻大于亮电阻

B 暗电阻小于亮电阻

C 暗电阻等于亮电阻

D 不能确定

10.为了改善光敏二极管的频率响应特性，采用的正确措施是（C）。

A 减小电压

B 减小测量距离

C 施加反向电压

D 增大负载电阻

【判断】

8.在光照射下，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。（正确）

9.光电二极管是利用PN结单向导电性的光电器件。（正确）

10.光电式传感器的测量属于接触式测量。（错误）

11.光电倍增管的灵敏度比普通光电管高几万倍以上。（正确）

12.光敏电阻的暗电流越小，亮电流越大，其灵明度就越高。（正确）

13.光敏二极管在电路中常处于正向偏置状态。（错误）

14.光敏电阻是利用光生伏特效应制作而成的。（错误）

15.光敏电阻可以用作精密测量元件。（错误）

【讨论】

1、光电二极管有哪些特性？

光敏二极管的主要特性参数包括最高工作电压、光电流、光谱相应特性等。

2、光敏电阻的主要参数有哪些？

暗电阻、暗电流、亮电阻、亮电流、灵敏度等。

【选择】

1.下列不属于红外传感器应用的是：（ B ）

A.人体感应自动照明灯

B.一般电子秤

C.红外线探测电路

D..红外线气体分析仪

2.热释电探测器在_____C_____中探测率最高，频率响应最宽，所以这种探测器倍受重视，发展很快。

A.化学探测器

B.光子探测器

C.热探测器

D.生物探测器

3..不能采用非接触方式测量的传感器是：（ C ）

A、霍尔传感器

B、光电传感器

C、热电偶

D、超声波传感器

4.在下列接近开关中哪一种的有效检测距离最近？（ B ）

A、电容式

B、电感式

C、霍尔式

D、以上都不正确

5.利用霍尔效应制成的传感器是：（ C ）

A.磁敏传感器

B.温度传感器

C.霍尔传感器

D.气敏传感器

6. 霍尔接近开关和干簧接近开关能检测到：（ C ）

A、金属物体

B、塑料

C、磁性物体

D、以上都不正确

【判断】

1.热释电红外探测器由具有极化现象的热晶体或被称为“铁电体”的材料制成的。（正确）

2.热释电人体红外线传感器不受白天黑夜的影响，可昼夜不停地用于监测，广泛地用于防盗报警。（正确）

3.霍尔电动势与霍尔电场、载流导体无关。（错误）

4.霍尔元件常制成薄片形。（正确）

【填空】

1.热释电人体红外传感器(PIP)一般都采用差动平衡结构，由敏感元件、场效应管，高值电阻等组成，另外还附有滤光窗和菲涅尔透镜。

2.红外探测器种类很多，常见的有两大类：热探测器和光子探测器。

【讨论】

1、说明红外光电烟雾报警器的工作原理。

红外光电烟雾报警器内设置有光学系统，安装有红外反射光与红外接收管。当无烟雾时

红外接收管接收不到红外发光管发射的红外光；当有烟雾进入到光学系统时，经折射、反射后接收管便可以接收到红外光，经信号处理后送报警电路与设定的阈值进行比较。如果测量得到的烟雾浓度大于设定值，报警电路工作。

2、常用的磁敏传感器有哪些？它们各自的工作原理是否相同？

常用的磁敏传感器有磁敏电阻、干簧管、磁敏晶体管、霍尔传感器等。

磁敏电阻基于磁阻效应工作；干簧管是一种磁性开关；磁敏晶体管是一类新型的磁电转换元件；霍尔传感器基于霍尔效应工作。

【选择】

1.逆压电效应将：（A ）

A) 电能转换为机械能

B) 机械能转换为电能

C) 磁能转换为机械能

D) 机械能转换为磁能

2.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

【判断】

1.使用霍尔传感器可以检测任意倾角。（正确）

2.霍尔线性型传感器有单端输出和双端输出两种电路。（正确）

3.霍尔无触点电子点火装置比较容易磨损。（错误）

4.实训使用的H3144型霍尔传感器是线性霍尔器件。（错误）

5.霍尔元件直接输出的是电流信号。（错误）

6.霍尔集成传感器分为线性霍尔传感器和开关型霍尔传感器。（正确）

7.霍尔接近开关可用作精确定位、转速测量等方面。（正确）

8.霍尔元件构成的电流传感器测量时必须与物体接触。（错误）

9.用霍尔器件计数使用的是开关型霍尔传感器。（正确）

10.用霍尔器件测量磁场强度使用的是开关型霍尔传感器。（错误）

11.压电式超声波传感器中超声波的接收是利用正压电效应。（正确）

12.压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。（正确）

13.超声波接收头接收超声波是利用超声波的逆压电效应。（错误）

14.压电式传感器可以用作压力测量。（正确）

15.扩散硅压力传感器工作原理是基于压电效应。（错误）

16.压电传感器具有体积小、重量轻、工作频带宽、灵敏度及测量精度高等特点。（正确）

17.厨房里的燃气灶和常用打火机都可以利用压电效应打火。（正确）

18.原始的压电陶瓷并不具有压电效应。（正确）

【讨论】

1、常用的磁敏传感器有哪些？它们各自的工作原理是否相同？

常用的磁敏传感器有磁敏电阻、干簧管、磁敏晶体管、霍尔传感器等。

磁敏电阻基于磁阻效应工作；干簧管是一种磁性开关；磁敏晶体管是一类新型的

磁电转换元件；霍尔传感器基于霍尔效应工作。

2、压电式压力传感器是如何进行压力测量的？

压电式压力传感器的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。

【选择】

1.电荷耦合器件CCD属于( B )。

A) 压电式传感器

B) 光电式传感器

C) 压磁式传感器

D) 磁电式传感器

2.产生超声波传感器工作需要的40KHz频率矩形波信号的电路是。（ A ）

A) 振荡电路

B) 驱动电路

C) 超声波发射头

3.增大驱动电流，有效驱动超声波振子发送超声波的电路是：（ B ）

A) 振荡电路

B) 驱动电路

C) 超声波发射头

4.超声波具有良好的穿透性，在固体中可穿透几十米的长度，碰到杂质或分界面就会有显著的（ C ）

A) 散射

B) 反射

C) 折射

D) 透射

5.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

【判断】

1.在超声波的作用下，生物组织将受到压力的作用，并产生速度和加速度方面的变化。（正确）

2.由于经超声波接收头变换后的交流电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。（正确）

3.超声波传感器的灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。（正确）

4.超声波之所以能测密度，利用的主要是超声波在不同密度的液体中频率不一样的原理。（正确）

5.超声波传感器在中心频率处灵敏度最高，输出信号幅度最大。（正确）

6.超声波接收头接收超声波是利用超声波的逆压电效应。（错误）

7.超声波探伤中的表面波探伤主要是检测工件表面附近的缺陷存在与否。（正确）

8.超声波流量计要安装在被测液体中，这样才能更精准的测量。（正确）

9.超声波测厚实验中，只要测出从发射超声波到接收超声波所需要的时间，再乘以声波的速度即可得到工件的厚度。（正确）

10.压电式超声波传感器中超声波的接收是利用正压电效应。（正确）

11.超声波物位计主要用于非接触式测量，不直接接触物料。（正确）

12.超声波式物位传感器是利用两种物质的分界面反射特性，测量超声脉冲传输时间。（正确）

【讨论】

1、在超声波发送探头前为什么一般要加入驱动电路？

主要是为了增大超声波发送头的驱动电流。

2、超声波液位测量与距离测量的工作原理是否完全一致？

测量原理基本相似。都是利用计算超声波发射遇到障碍物或液面反射到接收探头的时间，再根据超声波在空气中的传播速度计算得到被测距离。区别在于液位测量时液位高低为被测容器高度与测量得到液面高度的差值。

【选择】

1.莫尔条纹光栅传感器的输出是( A )。

A) 数字脉冲式

B) 调幅式

C) 调频式

D) 正弦波

【判断】

1.两个光栅夹角越大，莫尔条纹的放大倍数越大。（错误）

2.通过测量莫尔条纹的移动来测量光栅的位移，从而实现高灵敏度的位移测量。（正确）

3.磁栅录制后的磁化结构相当于一个个小磁铁，因此在磁栅上的磁场强度呈周期性变化，并在N-N或S-S相接处为小。（错误）

4.同轴型直线磁栅和旋转型磁栅主要用于角位移测量。（正确）

5.磁栅位移传感器可用于大位移测量。（正确）

6.光栅位移传感器测量精度高、动态测量范围广，可进行无接触测量。（正确）

7.光栅不能通过莫尔条纹实现高灵敏的位移测量。（错误）

8.二进制循环码盘最外圈上的信号位的位置正好与状态交线错开，只有当信号位处的光电元件有信号时才读数，这样就不会产生非单值性误差。（正确）

9.编码盘有光电式、接触式和电磁式三种。（正确）

10.循环码习惯上又称格雷码，它也是一种二进制编码，只有“1”和“2”两个数。（错误）

11.格雷码任意相邻的两个代码间只有一位代码有变化，即“0”变为“1”或“1”变为“0”。（正确）

【填空】

1.增量式编码器由主码盘、鉴向盘、光学系统和_______光电_____变换器组成。

2.绝对式编码器是把被测转角通过读取码盘上的________图案信息________直

接转换成相应代码的检测元件。

【讨论】

1、莫尔条纹的特点？

放大作用，平均效应，运动方向，对应关系，莫尔条纹移过的条纹数等于光栅移过的栅线数。

2、谈谈光电数字编码器的选型标准？

本题自己网上查资料

【选择】

1.以下属于感应同步器的优点是：（ABC）

A.具有较高的精度与分辨力

B.可以作长距离位移测量

C.抗干扰能力强

D.使用寿命短，维护复杂

2.以下属于感应同步器的特点是：（ACD）

A.工艺性好

B.成本较高

C.便于复制

D.成批生产

3.频率式传感器基本上有哪几种类型：（ABD）

A. 利用力学系统固有频率的变化反映被测参数的值

B. 利用电子振荡器的原理,使被测量的变化转化为振荡器的振荡频率的改变

C. 利用光学系统固有频率的变化反映被测参数的值

D. 将被测非电量先转换为电压量,然后再用此电压去控制振荡器的振荡频率,称压控振荡器

5.下列属于数字式传感器的是：（ABCD）

A. 栅式数字传感器

B. 光电编码器式数字传感器

C. 频率/数字输出式数字传感器

D. 感应同步器式数字传感器

【判断】

1.测量直线位移的称圆感应同步器，测量转角位移的称长感应同步器。（错误）

2.由感应同步器组成的检测系统，可以采取不同的励磁方式，并可对输出信号采取不同的处理方式。（正确）

3.增量式光电编码器具有结构简单、体积小、价格低、精度高、响应速度快、性能稳定等优点。（正确）

4.计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类。（正确）

【填空】

1.感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。

2.测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。

3.频率式传感器是将被测非电量转换为频率量。

4.增量式光电编码器具有结构简单、体积小、价格低、精度高、响应速度快、性能稳定等优点。

【讨论】

1、说说感应同步器的优点有哪些？

①具有较高的精度与分辨力。

②抗干扰能力强。

③使用寿命长，维护简单。

④可以作长距离位移测量。

⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。

2、频率式传感器基本上有几种类型？

(1) 利用力学系统固有频率的变化反映被测参数的值。

(2) 利用电子振荡器的原理,使被测量的变化转化为振荡器的振荡频率的改变。

(3) 将被测非电量先转换为电压量,然后再用此电压去控制振荡器的振荡频率,称压控振荡器。

【选择】

1.下列哪个不属于典型的温度测控系统主要组成部分。（ C ）

A.模拟温度传感器

B.A/D转换电路

C.遥控器

D.单片机

2.下列不属于数字温度传感器DS18B20主要特性的是：（ B ）

A.单总线接口方式:与微处理器连接时仅需要一条信号线即可实现双向通讯

B.使用中无需外部器件,可以利用数据线或外部电源提供电能,供电电压范围33-55V

C.可设定非易失的报警上下限值,一旦测量温度超过此设定值,即可给出报警标志

D.每片DS18B20上有唯一的64bit识别码,可轻松组建分布式温度测量测量网络

【判断】

5.模拟温度传感器输出为模拟信号。（正确）

6.数字温度传感器输出为模拟信号。（错误）

7.模拟频率式输出信号，一种方法是直接通过数字式频率计变为数字信号；另一种方法是用频率/电压变换器变为模拟电压信号，再进行A/D转换。（正确）

8.DS18B20单总线通信功能是分频完成的。（错误）

9.DS18B20单总线通信功能是分时完成的。（正确）

10.DS18B20使用中无需外部器件,可以利用数据线或外部电源提供电能。（正确）

11.数字温度传感器DS18B20不可设定非易失的报警上下限值。（错误）

【填空】

1.传感器与微机的接口电路主要由信号预处理电路、数据采集系统和计算机接口电路组成。

2.模拟连续式传感器的输出参量可以归纳为五种形式：电压、电流、电阻、电容和电感。

3.由于DS18B2是一个典型的单总线传感器,其命令序列如下：第一步:初始化；第二步:ROM命令(跟随需要交换的数据)；第三步:功能命令(跟随需要交换的数据)。