第一篇：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
第二篇：传感器原理
传感器原理 第一章
1、测量方法：①根据获得测量值的方法，为直接测量、间接测量、组合测量。
②根据测量方式，偏差式测量、零位式测量与微差式测量。 ③根据测量条件，等精度测量、不等精度测量 ④根据被测量变化快慢，静态测量、动态测量
⑤根据测量敏感原件是否与被测介质接触，接触式测量、非接触式测量
⑥根据测量系统是否向被测量施加能量，主动式测量、被动式测量
2、直接测量：测得值直接与标准量进行比较
间接测量：首先对与被测量有确定函数关系的几个量进行直接测量，将直接测的值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果。
组合测量：被测量必须经过求解联立方程组求的偏差式测量：用仪表指针的位移决定被测量的量值。
零位式测量：用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时用已知的标准量决定被测量的量值。
微差式测量：将被测量与已知的标准量相比较，获得差值后，再用偏差法测得此差值。
等精度测量：在整个测量过程中，若影响和决定误差大小的全部因素始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量。
不等精度测量：在不同的测量条件下，用不同精度的仪表，不同的测量方法，不同的测量次数以及不同的测量者进行测量和对比。
3、测量误差：测量值与被测量的真值之差。 ①绝对误差：测量结果与真值之差。 ②相对误差：绝对误差与被测量之比。 ③引用误差：绝对误差与量程之比。
④随机误差：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。通过增加测量次数减小随机误差对
测量结果的影响。
⑤粗大误差：超出规定条件下预期的误差，又称疏忽误差。第二章
1、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或装置。
2、传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。 转换元件是指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。
3、传感器的基本特性：静态特性和动态特性。
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。包括灵敏度，迟滞，线性度，重复性，漂移。
灵敏度：输出量增量与引起输出量增量的相应输入量增量之比。 线性度：传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。 迟滞：传感器在相同工作条件下输入量由小到大及输入量由大到小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。
重复性：传感器在相同工作条件下，输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
漂移：输入量不变的情况下，传感器输出量会随时间变化。第三章
应变式传感器
1.金属电阻应变片的工作原理:基于电阻应变效应。
2.电阻应变效应:导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时，其电阻值相应发生变化的现象。
3.半导体电阻应变片的工作原理:基于半导体材料的压阻效应。 4.压阻效应:半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象。5.金属电阻应变片的灵敏度推导及半导体电阻应变片的灵敏度推倒。6.金属电阻应变片的结构:由敏感栅，基片，覆盖层和引线等部分组成。
敏感栅是应变片的核心部分，它粘贴在绝缘的基片上，其上再粘
贴起保护作用的覆盖层，两端焊接引出导线。
7.金属电阻应变片的材料要求:
①灵敏系数大②ρ值大③电阻温度系数小④与铜线的焊接性能好⑤机械强度高 8.电阻应变片的温度误差:由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面: ①电阻温度系数的影响
②试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响
9.电阻应变片的温度补偿方法:线路补偿和应变片自补偿
应变片的自补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的。
10.电阻应变片的测量电路:电压灵敏度的计算，相互关系公式推导。 第四章 电感式传感器
1.变气隙式电感传感器:特点，工作原理灵敏度的公式推导 特点:灵敏度高，非线性严重
2.零点残余电压:把传感器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，记作 3.产生零点残余电压的原因: ①由于由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。②由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性(如铁磁饱和，磁滞损耗)使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。4.为了减小电感式传感器的零点残余电压的采取措施。
①在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀。要经过热处理以除去机械应力和改善磁性。两线圈绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。②在电路上进行补偿。
5.电涡流式传感器工作原理:当传感器线圈通以交变电流
时，由于电流的变化在线圈周围产生交变磁场，使置于此磁场中的被测导体产生感应电涡流，电涡流
又产生新的交变磁场。
与
方向相反，因而抵消部分原磁场，从而导致传感器线圈的电感量，阻抗和品质因数发生变化，即线圈的等效阻抗发生变化。这些变化与被测导体的电阻率
磁导率
以及几何形状有关，也与线圈几何参数，激磁电流频率 有关，还与线圈与被测导体间的距离 有关，因此可写为
式中，为线圈与被测导体的尺寸因子。 第五章
1、电容式传感器结构简单、体积小、分辨率高，可非接触式测量，并能在高温、辐射、强烈震动等恶劣条件下工作。
2、电容式传感器可分为变极距型（测量位移）、变面积型（测量直线位移、角位移、尺寸）、变介电常数型（测量液体液位、材料厚度）。
3、变极距型平板电容式传感器的灵敏度推导
为了提高灵敏度，减小非线性误差，大都采用差动式结构。 4、电容式传感器的应用：电容式压力传感器，电容式加速度传感器，差动式电容测厚传感器。
第六章 压电式传感器
1.压电式传感器的定义:其工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是一种典型的有源传感器。它通过材料受力作用变形时，其表面会有电荷产生而实现非电量测量。2.压电式传感器的特点:体积小，重量轻，工作频带宽。
3.压电效应:某些电介质，当沿这一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时。在它的两个表面上产生符号相反的电荷。到外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。
4.把这种机械能转化为电能的现象称为正压电效应。
5.当在电介质极化方向施加电场时，这些电介质也会产生几何变
形，这种现象称为逆压电效应(电致伸缩效应)。
6.压电材料的主要特性参数: 压电常数:压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出灵敏度。7.沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应。沿机械轴 y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应。沿光轴方向的力作用时不产生压电效应。8.压电式传感器的等效电路的特点
9.压电式传感器的测量电路的特点 10.压电式传感器的应用:
①压电式测力传感器②压电式加速度传感器
③压电式金属加工切削力测量④压电式玻璃破碎报警器 第七章 1、磁电感应式传感器：变磁通式、恒磁通式。
变磁通式传感器工作原理：产生磁场的永久磁铁和线圈都固定不动，通过磁通Φ的变化产生感应电动势e。又称为磁阻式，常用于角速度的测量。
恒磁通式传感器工作原理：气隙磁通保持不变，感应线圈与磁铁作相对运动，线圈切割磁力线产生感应电势。
2、磁电感应式传感器的误差主要有非线性误差和温度误差 ⑴非线性误差的主要原因：当磁电式传感器在进行测量时，传感器线圈会有电流流过，这时线圈会产生一定的交变磁通，此交变磁通会叠加在永久磁铁所产生的工作磁通上，使恒定的气隙磁通变化。
补偿非线性误差的方法：在传感器中加入补偿线圈，补偿线圈被通以一定的电流，适当选择补偿线圈的参数，产生的交变补偿磁通可以与传感器线圈本身产生的交变附加磁通相互抵消。
⑵温度误差产生的主要原因：受温度变化的影响。
温度误差补偿的方法：在结构允许的情况下，在传感器的磁铁下设置热磁分路。
3、霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。
霍尔电势的影响因素：霍尔电动势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度与霍尔系数成正比，而与霍尔片厚度d成反比，为了提高灵
敏度，霍尔元件常制成薄片形状。
4、霍尔原件的符号
5、霍尔传感器的应用：霍尔式微位移传感器，霍尔式转速传感器，霍尔计数装置。第八章
光电式传感器 1.光电效应
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。
在光线作用下物体内的电子溢出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。
在光线作用下物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。2.光敏电阻的主要参数: ①暗电阻与暗电流
光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。②亮电阻与亮电流
光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。③光电流
亮电流与暗电流之差称为光电流。3.光敏电阻的基本特性 ①伏安特性
在一定照度下流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。光敏电阻在一定的电压范围内，其
曲线为直线，说明其阻值与入射光量有关，而与电压，电流无关。 ②光照特性
光敏电阻的光照特性是描述光电流
和光照强度之间的关系的，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。
③光谱特性
光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。对应于不同波长，光敏电阻的灵敏度是不同的，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。④频率特性 ⑤温度特性
4.光敏二极管的工作原理
光敏二极管儿电路中一般是处于反向工作状态，在没有光照时，反向电阻很大，反向电流很小，该反向电流称为暗电流。当光照射在结上，光子打在结附近，使
结产生光生电子和光生空穴对，它们在结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大，因此光敏二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导通状态。5.光敏晶体管的工作原理
大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压而不接基极时，集电结就是反向偏压，当光照射在集电结时，就会在结附近产生电子--空穴对，光生电子被拉到集电极，基区留下空穴，基极与发射极间的电压升高，这样便会有大量的电子流向集电极，形成输出电流，且集电极电流为光电流的倍，所以光敏晶体管有放大作用。6.光电池的工作原理
基于光生伏特效应，光电池是因为有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势，从而成为电源。 第三篇：传感器原理
1.Electrochemical（toxic）检测有毒气体
电化学式传感器，用于检测有毒气体。电化学式包括定电位电解式和伽伐尼电池式氧气传感器。这里主要指的是定电位电解式传感器。
定电位电解式传感器原理：
筒状塑料池体内，装有电极，电极间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜在顶部封装。电极间加电位且与前置放大器连接。气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应，电极平衡电位发生变化，变化的值与气体浓度成正比。
2.Catalytic combustion or Infrared 检测可燃气体
催化燃烧式传感器或红外式传感器。这两种传感器主要用于检测可燃气体。催化燃烧式传感器原理：
气体扩散到传感器的催化燃烧室。燃烧室中两只传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无焰燃烧，产生热量。温度使感应电阻阻值发生变化，打破电桥平衡，产生微小的电压差信号，此信号与可燃气
体浓度是成正比的的，从而达到检测可燃气体浓度的目的。
红外式传感器原理：
红外式传感器，是通过一个红外发生器产生红外光，穿过充有样气的气室，然后被各种气体的专用接收器接收。是利用不同元素对某个特定波长的吸收原理。
3.Diffusion fuel cell 检测氧气
扩散燃烧单元（燃料电池）。即通常所说的伽伐尼电池式氧气传感器。用于氧气的检测。
伽伐尼电池式氧气传感器原理：
塑料容器内一面装有对氧气透过性良好的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂，黄金，银等）阴电极，在容器另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅，镉等离子化倾向大的金属）。氧气在通过电解质时阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，产生电流。电流的大小与氧气的多少成正比。
半导体式气体传感器是依据金属氧化物半导体材料，在空气中，在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时，半导体才料的电导率会发生相应的变化，比如：当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时，二氧化锡半导体材料的电导率会升高，电阻下降；而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关，这就是半导体式气体传感器！我们家庭排油烟机下面的电子鼻就是使用的这种传感器。
电化学式气体传感器是依据气体的电化学氧化和还原的原理制备的，他的原理是与我们的电池几乎相同。比如，我们检测一氧化碳，CO在电解池的阳极被氧化成二氧化碳，而电解电流与CO的浓度有关。
电化学传感器准确而灵敏，但是，由于大量使用贵金属，另外制作工艺复杂，因此价格较高。
我国敏感元件与传感器行业现状与差距
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后，随着国民经济信息化进程的加快，之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为：一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产，装备制造与系统集成，硬件制造与软件制造，工业
生产与信息服务相结合的现代信息产业；二是产业结构，产品结构，企业结构，运行机制，管理模式等方面发生了深刻变化；三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业，是新世纪的战略产业，为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
传感器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，传感器技术难以为继。
应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用，才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展传感器技术要以市场为导向，实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度，尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时，更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一，也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散，产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多，生产、研究单位分布在除地方外有12个部委（电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等），其应用渗透到各个产业部门，它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求，不断调整产业结构和产品结构，才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。
在国家的支持下，“八五”以来，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。
在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〃89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与
传感器学术团体联合组织委员会”。
在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。这三大基地分别为：
“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。
“陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。
“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。 多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，历史地看，它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。
“九五”期间传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。
产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。
近年来，在研发主力军的建设方面，主要表现在：（1）建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。
全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动；一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。我的博客
回答者：zhanggehao-秀才 二级 4-5 23:45 第四篇：传感器原理
《传感器原理》期中课程设计题目
1． 电子秤是日常生活中常见的称重仪器，试用电阻应变式传感器自行设计一个满足如下要
求的电子秤：
1）称重范围0～10公斤；
2）能够输入商品单价； 3）能够显示商品重量及价格； 4）能够打印和存储； 5）能够进行远程数据传输。
请给出选择的传感器的选型和常见的信号调理电路，给出系统硬件结构框图和软件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
2． 霍尔元件常用于转速的测量，请用霍尔元件设计一个满足如下要求的直流电机的转速测
控系统：
1）能够实现转速测量和显示； 2）能够实现直流电机转速增加和降低； 3）能够记录直流电机的转速变化过程。
请给出体现霍尔元件工作的原理示意图，给出直流电机的转速测控系统的硬件结构框图和软件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
3． 在现代校园中，学生开水问题被自动热水器解决，它能够控制温度并完成水的自动注入。
试根据如下要求，选择适当的传感器设计一个自动热水器，给出系统硬件结构框图，并说明框图中各部分的作用：
1）能够显示和控制温度；
2）当水位高度不足低限时，自动注入，水位高度到高限时，停止注入。
4． 当代道路照明能够达到根据环境的光线情况来控制照明，试设计一个能完成此功能的路
灯控制系统，说明选择的传感器的类型及传感器的工作原理，说明路灯控制系统的工作原理，给出系统的硬件结构框图，并说明框图中各部分的作用。
5． 工程应用中常见加速度的测量问题，多种传感器可以用于加速度的测量，试选择适当的传感器设计一个加速度测量系统，说明选择传感器的类型及工作原理，简述该加速度测量系统的工作原理，给出系统的硬件结构框图和软件框图，并说明框图中各部分的作用。
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)x1x12x2x2x1)
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
、
x2
分
别
为
直
接;;b.222ya0(x1x2);c.2222y(a0x12x1x2x2)2222ya0(
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。
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