传感器与检测技术题库1

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.1kg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，它的测量围为 0200 C,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 CB.0.5 CC.10 CD.200 C9. 有一温度计，它的测量围为 0200 C,精度为0.5级，当示值为20 C时的示值相对误差为BA. 1 CB.5 %C.1 %D.10 %10. 有一温度计，它的测量围为0200 C,精度为0.5级，当示值为100 C时的示值相对误差为C 。A. 1 CB.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. 0.25B.0.5C. 0.212. 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。B. 0.5C. 0.213. 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. 0.2514. 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。(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 R应选择 C热敏电阻。A. NTC指数型 B.CTRC.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_Ar/min。A.400B. 3600C.24000D. 6040.电子卡尺的分辨率可达0.01 mm，行程可达200 mm，它的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.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D.逆压电效应B.电涡流效应C.压电效应58.蜂鸣器中发出“嘀嘀利用压电材料的D声的压电片发声原理是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 Uo （平均值，不考虑正负号）C mVA.441B.2100C.2.1D.10068. 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G D pF 。A. 441 B. 2100 C. 2.1D.10069. 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E=KhIBcos 中的角 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=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.提咼灵敏度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90.测量CPU散热片的温度应选用型的热电偶。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。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_BA.温度为ti处 B. 温度为t2处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。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to为40 C,用高精度毫伏表测得这时的热电势为29. mV，求被测点温度。答：B 。A.741 C B.740 C C.40 C D.29.184 C匚柞埔僵度/mV工柞堆温屋 ft/mVL作端飢度IX：粘电动鬱 /mV工柞端魅度 X/mV-180-5.55Q2409.74727.447=108044 M-170-5.35425010.15367027,869109044.740*160-5.14126010.5616802B.289110045JJ9-150-4.91327010.971&90ZH.710M1045.497-1402S011.38270029.129112045.A73-130-4.4119011,75710第轴113046.249-120-4.13830012.209?2029.965114046.625-H0-3.85231012.62473030.582115046.W5-too-5.55432013.040740S0.7JB16047.367-90-3.24333013.45775031.213H7D47.73700.0004201?，243&4034.908L26051.OOQto0J974S017,6678503531312TO51.355200.79644018.09186033.7谓129051.708501.20345018.516S7036,1111N052.060401.61246018.941师36.5241300嚣”410 502.02347019.366$9036.9251310S3* 7別602.436卿19.79290037.326阳53.106101. 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. 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. 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.J 1 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200IX ）下驱动液晶计算器（1.5V）工作，必须将 _c 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. 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. 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.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，弓I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 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. 传感器通常由敏感元件，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，金属热电阻目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PtIOO,其中100的含义是0c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善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. 光电效应可分为光电效应，外光电效应和光生伏特效应三种类型。115. 基于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：光敏电阻上可以加正向电压，也可以加逆向电压。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. 通常把光电效应分为三类：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 8mnfl寸，输出电压由3V变为4.5V，求仪器的灵敏度。1. 解:K丄 4.5 3 3 500 2.有一温度计，它的测温围为0100 C,X (8 5) 10 3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 C .80 C时的示值相对误差。2.解：(1)m m Am 0.5% 1000.5 C(2) 20C 时相对误差：x ( 0.5/20) 100% 2.5%80C时相对误差：x ( 0.5/80) 100% 0.525%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，测量围为0500N ;另一只为1.0 级， 测量围为0100N。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:m1100% Ax500 0.5%703.572%用1.0级表测量时，可能出现的最大示值相对误差为:m1Ax100%100 1.0%70100%1.428%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。所以更合适。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：x1 100% 0.6%240=1.44VS 100 144 100 0.57 量程为 250V 的选 0.5 级S21.44Am3001000.48量程为300V的选0.2级100 144 100Am5000.28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X1 m1 100%150 0.5 100%7.5%AX10 100用精度等级为2.5级的仪表测量时，最大标称相对误差为X2100%15 2.510 100100%3.75%由此可得X2 X1，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.9 C，下限为0 C )6. 解：(1)分辨力为0.1 C;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.9 C;所以分辨率为0.1/.9 即 0.5%。(2) 最大满度相对误差：0.5%绝对误差：土 0.5%X .9= 1 C(3) 被测温度的示值为：180.6100% 100% 0.55%(4 )示值相对误差：Ax180.6(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=R(1+at)表示。已知温度系数a为=4.28 X 10-3 C-1，求(1)根据上述表达式计算当温度为1000 C时的铜电阻值。(2)通过给出的分度表查出1000 c时的铜电阻值，并求标称相当误差。7. 解：将 t=100，R0=50, a=4.28 X 10-30 代入式 Rt=R0 （1+at） 中，得出Rt=71.43 Q,查表知铜电阻值为 71.40 Q。100%100%0.04%标称相对误差：Ax71.4310.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=200X 10 12 C/N，电荷放大器的反馈电容Cf=2000 pF,输出电压Uo=5 sincot V。求用在压电式传感器上的正弦力为多少？10.解：由Q dFUo Q f 验及Cf可得 d代入数值可得F=50 sin o t （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：U。70X 3X 10=2100 Mv=2.1 VC f=1/K=1/0.01=100 PF13. 已知变面积式电容传感器的电容两极板间距离为10 mm, = 50 pF / m 电容两极板的几何尺寸均为30 mmx 20 mmx5 mn，在外力作用下，动极板在原位置上向外移动了10 mmC C C x C A ab试求 Co 13.解：由 x 00a及0万t可得C 卫d，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 Ux =37.702mV，再求tx o(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.mV ,求被测点温度。14.解：查上表得 玉(50 C, 0 C) =2. mV根据式(7-4 )可得Exb (t , 0 C) =Eab (t , 50 C) +Exb (50 C, 0 C)=(29.+2. ) mV=31.209 mV反查上表，得到t=750 C附：镍铬一镍硅热电偶分度表(部分)电动鞭 fmV工柞洞程幣/mV工菲輸醒度 兀热魁功挣 /mVI工祁增灣度【忙熟电婷/mV*180-5.5502409.74766027.447IU2M)4439-170-5,35425010.15167027,869109044.740-160-5.H12rxl10,56168028.289110045419-150-4.913ZTO10.97169028.710U1045.497-L40-札 6692&01L38270029J291120殆期3-130-4.411290IL7937W29l$48113046.249-120-4.13850012.20972029.965114046.623-no-3.8H31Q12.62473030.382U5Q46.995-iw320BOW74030.798L16047,367-90-3.24333013.45775031.113117047,737丄0.00)42017.24184034.90812605LDOO100,397430850 3勺3】3127Q51.355200.798440IK.Q9L86035.71812U5L7OS301.203450L8h51687036J21129052 060401.6124601.941880如 52413W52,410502.02347019.89036.925】3U153,759602.436他19.7929W37J26isn53,10616.用镍铬-镍硅热电偶测温度，已知冷端温度 to=50 C,用 高精度的测温毫伏表测得这时的热电势为29. mV求热端温度。16.解：查表 7-3 得 b(50 C, 0 C) =2. mV 根据式(7-4 ) 可得Eb (t, 0 C) =b (t , 50 C) +b (50 C, 0 C)=(29.+2. ) mV=31.209 mV反查表7-3，得到t =750Co