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上海中华职业技术学院20 10 ～20 11学年第 二 学期
2009 级 电气自动化 专业 编号＿＿＿
传感器原理及应用 课程 期末 考试试卷 [A 卷]答案
考试形式说明：笔试开卷，允许带教材及笔记
考试时间：90分钟
一、 填空题：（每空1分，共计20分）
1、热电偶用于感温的一端称为 热 (热,冷)端,自由端是指 冷 端。
2、光敏电阻受光照时的电阻变 小(大,小),其响应较 慢 (快,慢)。
3、金属热电阻的电阻值随着温度的升高而 增大 ，一般表征为 正 （正、负）温度特性。
4、电容式传感器主要分为三类，分别为： 变介电常数型 、 变面积型
和 变间距型 。
5、检测方法按照被测量是否随时间变化分类分为： 静态测量 和 动态测量 。
6、超声波的发生基于 逆压电 效应，超声波的接收基于 正压电 效应。
7、一般传感器由三部分组成，分别为 敏感元件 、 转换元件 、 基本转换电路 。
8、目前国际上常用的温标有 摄氏温标 、 华氏温标 、 热力学温标、 国际实用温标 。
二、选择题（每题2分，共计30分）
1、 湿敏电阻的输出电阻值随着湿度的增加而 B 。
A 、增大 B 、减少 C 、不变 D 、不定
2、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 C 。
A 、20dB B 、1 dB C 、0 dB
3、下列传感器不能用来测位移的是 C 。
A 、电阻式传感器
B 、电容式传感器
C 、压电式传感器
D 、电感式传感器
4、如图所示，R1为固定电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时： C
A、R1两端的电压增大
B、电流表的示数增大
C、小灯泡的亮度变强
D、小灯泡的亮度变弱
5、用摇控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程．下列属于这类传感器的是 A
A、红外报警装置
B、走廊照明灯的声控开关
C、自动洗衣机中的压力传感装置
D、电饭煲中控制加热和保温的温控器
6、传感器的输出量通常为 B
A 非电量信号
B 电量信号
C 位移信号
D 光信号
7、人造卫星的光电池板利用了A 。
A光电效应B光化学效应C光热效应D感光效应
8、下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是 D
A 位移量
B 湿度
C 速度
D 烟雾浓度
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___D___。
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、提高灵敏度
D、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方
10、在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用__D__传感器来检测。
A. 应变片
B. 热敏电阻
C. 气敏电阻
D. 湿敏电阻
11、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出___C___的靠近程度。
A. 人体
B. 水
C. 黑色金属零件
D. 塑料零件
12、不能实现非接触式测量的传感器是 A
A 压电式传感器
B 电涡流式传感器C超声波传感器
13自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___B___。
A、瞬时流量，单位为t/h
B、累积流量，单位为t或m3
C、瞬时流量，单位为k/g
D、累积流量，单位为kg
14、霍尔元件采用恒流源激励是为了__B__。
A、提高灵敏度
B、克服温漂
C、减小不等位电势
15、干扰控制的方法 D 。
A、屏蔽和接地
B、隔离
C、滤波
D、以上都是
三、简答题（每题6分，共计24分）
1、请为以下器件选择最基于其原理的典型应用（要求一一对应）。
应变片〇〇测温
热电偶〇〇测较弱磁场强度
压电式传感器〇〇测动态压力大小
涡流传感器〇〇光控开关
霍耳传感器〇〇测形变大小
光敏电阻〇〇金属探伤
2、什么是霍尔效应？什么是电涡流效应？
答：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生感应电动势，这种现象称为霍尔效应。
金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。
电流流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的漩涡状感应电流称为电涡流，此现象称电涡流效应。
3、如图所示为超声波物位传感器在液位检测中的一种应用方案，试分析其基本工作测量原理。
分析：图中所示的超声波传感器由两个探头：发射探头和接收探头。
当发射探头发射的超声波信号到达液体与空气的分界面时被反射回来，接收探头接收反射回来的超声波信号。
由发射到接收的时间t 可由高精度计时器进行测量，而超声波在液体中的传播速度C 已知，因此可以求出液
面高度为：2222)2
1
(a t C a S L -⋅=-=
4、传感器的定义和画出其组成框图？
答：传感器是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和装置，由敏感元件和转换元件组成。
组成框图如下：
被测量
敏感元件 转换元件 辅助电源
信号转换电路
传感器组成方框图
四、计算题：（共计26分）
1、（7分）用镍铬—镍硅（K）热电偶测量温度，已知热端温度t=720℃,
冷端温度t0=25℃，求E(t, t0)是多少毫伏？
镍铬—镍硅（K）热电偶分度表（参比端温度为0℃）
答：查表得：E（720，0）＝29.965 V（1分），E（25，0）＝1.0005 V（1分）由E（t,t0）=E(t ,0)-E( t0 ,0) （2分）
得：E（720，25）＝E（720，0）－E（25，0）
＝29.965 V-1.0005 V （2分）
＝28.9645 V （1分）
2、（7分）现有1.5级的万用表，量程有20V和15V两档，要测量8V的电压，应选
用哪个量程？为什么？
解：用20V 仪表测量时，最大标称相对误差为：
%750.38
%)
5.1(20%10011=±⨯=⨯∆=
x x A m γ（3分） 用15V 仪表测量时，最大标称相对误差为：
%8125.28
%)5.1(15%10011=±⨯=⨯∆=
x x A m γ（3分） 20V 的误差大于15V 的误差
（1分）
∴万用表选择15V 档（1分）
3、（12分）如果所示为直流应变电桥。
图中Ui ＝4V ，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求：
（1） R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为△R1＝1.2Ω
时，电桥输出电压0U 为多少？（4分）
（2） R1,R2都为应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小相同，
其余为外接电阻，电桥输出电压0U 为多少？（4分）
（3） 题（2）中，如果R1与R2感受应变的极性相反，且△R1＝△R2
＝1.2Ω，电桥的输出电压是多少？（4分）
解：（1）i 434
i 2120U R R R U R R R U +-+=
i 43214
132)
)((U R R R R R R R R ++-=
电桥平衡的条件：4132R R R R = 当R1为应变片的时候： i 432114
1132)
)(()(U R R R R R R R R R R U O ++∆+∆+-=
V U R R i 01.04*120
*42
.141==∆=
(2) R1,R2都为应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小相同
4132R R R R =∴
电桥仍然平衡，0=∴o U V
（3）R1与R2感受应变的极性相反，电桥不平衡，有输出
i 4322114
11322)
)(()()(U R R R R R R R R R R R R U O +∆-+∆+∆+-∆-=
V U R R i 02.04*120
*22
.121==∆=。