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传感器与检测技术题库试题及答案

一、选择题

1.下列哪种传感器不属于按工作原理分类的传感器（）

A.应变式传感器

B.压电式传感器

C.温度传感器

D.电容式传感器

答案：C。温度传感器是按被测量分类的传感器，而应变式、压电式、电容式传感器是按工作原理分类。应变式传感器基于应变效应，压电式传感器基于压电效应，电容式传感器基于电容变化原理。

2.当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（）

A.灵敏度增加

B.灵敏度减小

C.非线性误差增加

D.非线性误差不变

答案：B。变间隙式电容传感器的灵敏度公式为\(S=\frac{\DeltaC}{\Deltad}=-\frac{\varepsilonA}{d^{2}}\)，当初始距离d增加时，灵敏度减小。

3.压电式传感器不能用于静态力测量，是因为（）

A.压电晶体的压电效应只在动态力作用下产生

B.压电传感器的灵敏度太低

C.压电传感器的响应速度太慢

D.后续测量电路的输入阻抗太大

答案：A。压电效应是在应力作用下，晶体表面产生电荷，对于静态力，电荷会泄漏，无法持续输出信号，只有在动态力作用下才能不断产生电荷，实现测量。

4.热电偶测量温度时（）

A.需加正向电压

B.需加反向电压

C.加正向、反向电压都可以

D.不需加电压

答案：D。热电偶是基于热电效应工作的，两种不同材料的导体组成闭合回路，当两接点温度不同时，回路中会产生热电势，不需要外加电压。

5.下列关于霍尔传感器的说法，错误的是（）

A.霍尔传感器基于霍尔效应工作

B.霍尔传感器可以测量磁场

C.霍尔传感器只能测量直流磁场

D.霍尔传感器可以用于位移测量

答案：C。霍尔传感器基于霍尔效应，不仅可以测量直流磁场，也能测量交流磁场，还可通过磁场与位移的关联用于位移测量。

二、填空题

1.传感器通常由________、________和________三部分组成。

答案：敏感元件、转换元件、转换电路。敏感元件直接感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量；转换元件将敏感元件输出的非电量转换为电参量；转换电路将转换元件输出的电参量转换为便于处理、传输的电量。

2.应变片的灵敏度系数K是指________。

答案：单位应变所引起的电阻相对变化。即\(K=\frac{\DeltaR/R}{\varepsilon}\)，其中\(\DeltaR/R\)是电阻相对变化，\(\varepsilon\)是应变。

3.电容式传感器可分为________、________和________三种类型。

答案：变极距型、变面积型、变介质型。变极距型通过改变极板间距离来改变电容；变面积型通过改变极板间的有效面积来改变电容；变介质型通过改变极板间的介质来改变电容。

4.压电式传感器的输出信号很微弱，一般要通过________进行阻抗变换和信号放大。

答案：前置放大器。由于压电式传感器输出阻抗高、信号微弱，前置放大器可将高阻抗输入转换为低阻抗输出，并对信号进行放大。

5.光电效应可分为________、________和________三类。

答案：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。外光电效应是指在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面的现象；内光电效应是指光照射半导体材料时，材料的电阻率发生变化或产生光生电动势的现象；光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

三、简答题

1.简述传感器的静态特性指标。

答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。主要的静态特性指标有：

-线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度，通常用相对误差表示。

-灵敏度：传感器输出量的增量与引起输出量增量的输入量增量之比，反映了传感器对输入量变化的敏感程度。

-迟滞：传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合的现象，迟滞误差一般用正反行程输出的最大差值与满量程输出之比的百分数表示。

-重复性：传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线间的不一致程度，通常用最大偏差与满量程输出之比的百分数表示。

-分辨率：传感器能够检测到的输入量的最小变化量，分辨率越高，传感器越能检测到微小的输入变化。

-阈值：使传感器开始有输出时的最小输入量。

-稳定性：传感器在规定的条件和时间内，其输出特性不发生变化的能力，通常用零点输出的变化来衡量。

2.说明热电偶的基本定律及其应用。

答：热电偶的基本定律有：

-均质导体定律：由一种均质导体组成的闭合回