傳感器與檢測技術(shù)

判斷題(共40題,共40分)1.(1分)

采用交流電橋時，必須注意到影響測量誤差的一些因素，例如，電橋中元件之間的互感影響，

元件與地之間的分布電容等。正確答案：T。

2.當電橋橋臂為純電阻時，必須采用直流供電的直流電橋。正確答案：F。

3.(1分)光電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件。正確答案：T。

5.壓電式傳感器適宜于動態(tài)測量，不適合測量動態(tài)的力、壓力、加速度、振動等參數(shù)答：F。

6.電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。正確答案：T。

7.航天器的交會是使兩航天器連接在一起。正確答案：F。

8.硅光電池是在一塊N型（或P型）硅片上，用擴散的方法摻入一些P型（或N）雜質(zhì)，

而形成一個大面積的PN結(jié)。正確答案：T。

9.電介質(zhì)物質(zhì)在受到沿某一方向外力作用而變形時，在它的兩個表面會產(chǎn)生符號相反的電

荷；當將外力消失后，電介質(zhì)又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。答案：F。

10.(1分)適合于使用紅外傳感器進行測量的被測物理量是加速度。正確答案：F。

11.(1分)常見的智能傳感器有微型傳感器、模糊傳感器和網(wǎng)絡傳感器三種。正確答案：T。

13.(1分)虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、

測量和自動化的應用。正確答案：T。

14.(1分)具有壓電效應的電介質(zhì)稱壓電材料，壓電材料通常有兩類：一類是壓電晶體；另一

類是經(jīng)過極化處理的壓電陶瓷。前者為單晶體，后者為多晶體。正確答案：T。

15.(1分)熱電動勢的產(chǎn)生實際上由2部分組成，即接觸電勢和溫差電勢。正確答案：T。

16.(1分)只要A、B組成的熱電偶在冷端溫度為零時的“熱電動勢—溫度”關(guān)系已知，則它在

冷端溫度不為零時的熱電動勢即可知。正確答案：T。

17.(1分)交流電橋要求交流電源電壓波形和頻率不必有很好的穩(wěn)定性。正確答案：F。

18.(1分)恒磁通式傳感器分為動鐵式和動圈式兩種結(jié)構(gòu)類型。正確答案：T。

19.(1分)光電器件具有響應速度快、精度低、結(jié)構(gòu)復雜等特點。正確答案：F。

20.(1分)光電管的典型結(jié)構(gòu)由玻璃殼、兩個電極（光電陰極K和陽極A）、引出插腳等組

成。正確答案：T。

21.(1分)光電器件的物理基礎是熱電效應。正確答案：F。

22.(1分)交流電橋的平衡條件是兩相對臂阻抗的乘積相等。正確答案：T。

23.(1分)選擇光電管的工作參數(shù)點時，應選在光電流與陽極電壓無關(guān)的區(qū)域內(nèi)。答案：T。

24.(1分)對于光敏電阻，光照越強，阻值越大，電流越小。正確答案：F。

25.光電式編碼器又稱光電角位置傳感器，是一種集光、機、電為一體的數(shù)字式角度/速度傳

感器。正確答案：T。

26.光纖傳感器具有抗電磁干擾好、電絕緣性差等特點。正確答案：F。

29.(1分)熱敏電阻傳感器的應用范圍很廣，但是不能應用于宇宙飛船、醫(yī)學、工業(yè)及家用

電器等方面用作測溫使用。正確答案：F。

31.(1分)壓電式傳感器的特點是尺寸小，重量輕，工作頻率寬，可用來測量動態(tài)的力、壓

力、加速度、振動等參數(shù)。正確答案：T。

32.(1分)諧振式微傳感器是利用某種諧振子的振動力隨被測量的變化而變化來進行測量的

一種傳感器。正確答案：F。

33.(1分)線陣CCD圖像傳感器是由一列MOS光敏元和一列移位寄存器并行構(gòu)成的。正確

答案：T。

34.(1分)熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度

的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定。正確答案：T。

35.(1分)金屬半導體傳感器是目前使用最為廣泛的嗅覺傳感器。正確答案：T。

36.(1分)變磁通式傳感器，在結(jié)構(gòu)上有開磁路和閉磁路兩種，一般用來測量旋轉(zhuǎn)物體的角

速度，產(chǎn)生感應電動勢的頻率作為輸出。正確答案：T。

37.(1分)虛擬儀器最核心的思想是用軟件來實現(xiàn)硬件的功能，從而降低系統(tǒng)成本，增強系統(tǒng)

功能與靈活性。正確答案：T。

38.儀器的發(fā)展歷史：第一代數(shù)字化儀器，第二代模擬儀器，第三代智能儀器，第四代虛擬

儀器。正確答案：F。

39.在航天器交會對接的最后逼近階段，一般采用CCD光學成像敏感器作為主要的導航敏

感器。正確答案：T。

40.電容式傳感器不能用于力、壓力、壓差、振動、位移、加速度、液位的測量。答案：F。

單選題(共20題,共50分)

41.(2.5分)按照傳感器（）的方式分為模擬傳感器、數(shù)字傳感器等。A、工作原理B、能

量轉(zhuǎn)換C、輸出信號D、工作機理正確答案：C

42（）不屬于虛擬儀器技術(shù)所具有的特點。A、集成性強B、擴展性強C、開發(fā)時間長D、

開發(fā)時間短正確答案：C

43以下選項中不屬于微型傳感器的特點的是（）。A、易于批量生產(chǎn)，成本低B、功耗高C、

體積小，重量輕D、便于集成化正確答案：B

44超聲波的頻率高，因而（）繞射現(xiàn)象小，方向性好，能夠成為射線而定向的傳播。A、

波長短B、波長長C、速度慢D、速度快正確答案：A

45線性度、重復性、精度和靈敏度屬于傳感器的（）性能指標。A、動態(tài)B、電源C、

線圈D、靜態(tài)正確答案：D

46直流電橋的優(yōu)點是電源穩(wěn)定性高，可用（）測量，準確度高。A、揚聲器B、交流儀表

C、整流儀表D、直流儀表正確答案：D

47電阻應變片的絕緣電阻是指已粘貼的應變片的（）間的電阻值。A、覆蓋片與被測試件

B、基片與被測試件C、引線與被測試件D、覆蓋片與基片正確答案：C

48（）被廣泛應用在各種檢測儀表中，特別是需要輻射和穿透力強的情況，如金屬探傷、

測厚以及測量物體的密度等。A、α射線B、γ射線C、x射線D、Y射線正確答案：B

49以下（）是影響CMOS傳感器性能的首要問題。A、暗電流B、噪聲C、像素的飽和

D、振動方向正確答案：B

50如果對紅外輻射進行（），使恒定輻射變成交變輻射，不斷地引起鐵電體的溫度變化，

才能導致熱釋電產(chǎn)生，并輸出交變信號。A、調(diào)制B、補償C、線性化D、濾波答案：A

51.壓電傳感器的測量電路中前置放大器的作用有（）。C、把傳感器的高輸入阻抗變換成低

輸入阻抗

52.壓電傳感器的測量電路中前置放大器的作用有（）。C、把傳感器的高輸入阻抗變換成低

輸入阻抗

53.以下（）項可以提高應變片測量電橋的輸出電壓靈敏度。B、在應變片功率范圍內(nèi)提高

電橋供電電壓

54按照傳感器（）的方式可分為能量轉(zhuǎn)換型、能量控制型等。A、能量轉(zhuǎn)換

55.(2.5分)以下（）項可以降低應變片測量電橋的非線性誤差。D、采用全橋接法

56.(2.5分)超聲波換能器是超聲波傳感器中的一個核心部件，并以（）的應用最為廣泛。D、

壓電式換能器

57.差動變壓器屬于（）。B、電感式傳感器

58.按照傳感器（）的方式分為結(jié)構(gòu)型、物性型等。A、工作機理

59.利用（）制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管等。A、外光電效應

簡答題(共1題,共10分)

61.(10分)什么是光纖傳感器？

正確答案：答：利用光導纖維的傳光特性，把被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為光特性（強度、相位、

偏振態(tài)、頻率、波長）改變的傳感器就是光纖傳感器。

單選題

3．按照傳感器（）的方式分為結(jié)構(gòu)型、物性型等。AA.工作機理B.輸出信號C.能量轉(zhuǎn)

換D.工作原理

4．按照傳感器（）的方式分為模擬傳感器、數(shù)字傳感器等。CA.工作原理B.能量轉(zhuǎn)換

C.輸出信號D.工作機理

6.傳感器--般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和（）三部分組成。AA.轉(zhuǎn)換電路B.虛擬儀器C.電容

D.磁頭

7.能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,稱為（）。DA.電感

量B.觸發(fā)器C.電動機D.傳感器

判斷題

1.傳感器和測試技術(shù)是多門學科交叉，包括自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算

機科學和物理學等。對

2．傳感器與測試技術(shù)廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、

醫(yī)學診斷、生物工程等領(lǐng)域。對

3．聲控燈中沒有傳感器裝置。錯

4．數(shù)控機床中的位移測量裝置就是利用高精度速度傳感器（如光柵傳感器）對位移進行測

量，從而實現(xiàn)精密加工。錯

5．測試系統(tǒng)中，傳感器被視為儀表，其主要作用是能準確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，

并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。對

6．傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。對

7．傳感器是一種實物測量裝置，可用于對指定被測量進行檢測。對

8．在規(guī)定的精確度范圍內(nèi)，傳感器的輸出量與輸入量沒有對應關(guān)系。錯

9.傳感器通常由敏感器件和基本轉(zhuǎn)換電路兩部分組成。錯

10．傳感器按照工作原理分類，如：應變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式

傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等。對

問答題

1.選用傳感器應該遵循的原則是什么？答：應該根據(jù)具體的檢測要求和條件，保證性能滿

足要求即可，即選用時遵循以下幾個原則。（1）考慮檢測系統(tǒng)內(nèi)部的要求主要指測量的

目的，被檢測量的選擇，測量范圍、精度、時間等要求。（2）考慮檢測系統(tǒng)外部的條件主

要指安裝現(xiàn)場條件及情況、環(huán)境條件（溫度、濕度、振動等）、信號傳輸距離、需要現(xiàn)場提

供的功率容量等。考慮傳感器自身的技術(shù)指標主要指傳感器自身的一些靜態(tài)特性指標及

動態(tài)特性指標，如精度、靈敏度、分辨率、固有頻率、阻尼比、頻率特性、時間常數(shù)等。2.

什么是傳感器的線性度？答：線性度指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離擬

合直線的程度。

3．什么是傳感器的遲滯？答：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ?/p>

行程）變化期間，其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯。也就是說，對于同一大小

的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。

4．什么是傳感器的精度？答：精度指測量結(jié)果的可靠程度，是測量中各類誤差的綜合反映。

測量誤差越小，傳感器的精度越高。

5．什么是傳感器的靈敏度？答：靈敏度表示傳感器的輸入增量與由它引起的輸出增量之間

的函數(shù)關(guān)系。更確切地說，靈敏度等于傳感器輸出增量與被測量增量之比，是傳感器在穩(wěn)

態(tài)輸出輸入特性曲線上各點的斜率。

6．什么是傳感器的分辨率？答：傳感器能檢測到輸入量最小變化量的能力稱為分辨力。對

于某些傳感器，如電位器式傳感器，當輸入量連續(xù)變化時，輸出量只做階梯變化，則分辨

力就是輸出量的每個“階梯”所代表的輸入量的大小。對于數(shù)字式儀表，分辨力就是儀表指

示值的最后一位數(shù)字所代表的權(quán)值。當被測量的變化量小于分辨力時，數(shù)字式儀表的最后

一位數(shù)不變，仍指示原值。當分辨力以滿量程輸出的百分數(shù)表示時則稱為分辨率。

測量轉(zhuǎn)換基本電路（）的缺點是容易引人人工干擾，需要直流放大，易受零漂和接地電位

的影響。CA.交流電橋B.整流儀表C.直流電橋

2.以下（）是影響CMOS傳感器性能的首要因素。BA.暗電流B.噪聲C.像素的飽和D.

振動方向

3.直流電橋的優(yōu)點是電源穩(wěn)定性高，可用（）測量，準確度高。DA.揚聲器B.交流儀表C.

整流儀表D.直流儀表

判斷題

1.測量轉(zhuǎn)換電路是測量系統(tǒng)的組成部分。對

2.傳感器輸出信號通常可以分為兩類。一類為模擬量，如用光電或者電磁傳感器測量轉(zhuǎn)速等

的量；另一類為數(shù)字量。錯

3．為了正確地使用被測信號，需要對其進行放大、變換、濾波、運算分析等一系列的加工

處理，使之利于進一步的傳輸和在后續(xù)環(huán)節(jié)中的處理。對

4．傳感器技術(shù)和信號轉(zhuǎn)換技術(shù)統(tǒng)稱為檢測技術(shù)，是整個測控技術(shù)能否達到滿意的測控精度

和要求的關(guān)鍵。對

5．對測量轉(zhuǎn)換電路使用的原則可以概括為快、準、穩(wěn)。錯

6．測量轉(zhuǎn)換電路首先要具有高精度，能夠準確地將傳感器的信號進行高精度的轉(zhuǎn)換，這是

進行精確控制的基礎。對

7．如圖所示為直流電橋。對

8．交流電橋的四臂只能是電感，需用阻抗表示。錯

9．當電橋臂不為純電阻時，呈一般阻抗特性，必須采用交流供電的交流電橋。對

11．交流電橋所采用的交流電橋電源應滿足有效頻率范圍、頻率穩(wěn)定度、幅值穩(wěn)定度的輸出

電壓和功率等。對

13．當電源頻率較高時，外界工頻干擾不易引入電橋電路，交流電橋后可接一般簡單交流放

大電路，沒有零漂問題。對

14．交流電橋只適合于靜態(tài)測量。錯

15．交流電橋要求交流電源電壓波形和頻率不必有很好的穩(wěn)定性。錯

17．對信號的放大有很多種電路可以實現(xiàn)，但工程測試中所遇到的信號，多為1000kHz以

下的低頻信號。錯

18．反相與同相比例放大電路是集成運算放大器兩種最基本的應用電路。對

19．濾波電路（濾波器）是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰

減其他頻率成分。對

20．能將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路，稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC。錯

問答題

1．為了達到高精度，測量轉(zhuǎn)換電路設計時應注意哪些問題？答：（1）低噪聲和高抗干擾能

力；（2）低漂移和高穩(wěn)定性；（3）線性與保真度要好；（4）選擇合適的輸入和輸出阻抗。

2．如何提高傳感器響應速度？答：應選擇頻率特性好、響應速度快、輸出線性好的元器件，

盡量減少反饋環(huán)節(jié)數(shù)量和減小負反饋深度。

3．什么是電橋？通常有哪兩類？答：電橋是將電阻、電容、電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電壓

或者電流輸出的一種測量電路。它具有簡單可靠、有很高的準確度和靈敏度的特點。被廣

泛用于測量電路。電橋有兩種類型：直流電橋和交流電橋。

4．簡述直流電橋的工作原理。答：作為測量電路的直流電橋，其工作原理是利用四個橋臂

中的一個或者數(shù)個的阻值變化而引起電橋輸出電壓的變化，因此橋臂可采用電阻式敏感元

件組成并接入測量系統(tǒng)。適當選取各橋臂電阻值，可使輸出電壓僅與被測量引起的電阻值

變化有關(guān)。

5．直流電橋橋臂阻值變化對輸出電壓的影響有什么規(guī)律？答：（1）相鄰兩橋臂電阻的變化

所產(chǎn)生的輸出電壓為該兩橋臂各阻值變化產(chǎn)生的輸出電壓之差。

6．直流電橋有什么特點？優(yōu)點：電源穩(wěn)定性高，可用直流儀表測量，準確度高；電橋與后

接儀表間的連線不會形成分布參數(shù)，因此對導線的連接方式要求低；電橋的平衡電路簡單，

只需對純電阻的橋臂調(diào)整就可以。缺點：容易引起人工干擾，須作直流放大，易受零漂和

接地電位的影響，只適合于靜態(tài)測量。

7．濾波器如何分類？答：根據(jù)濾波器的選頻作用，一般將濾波器分為四類，即低通、高通、

帶通和帶阻濾波器；根據(jù)構(gòu)成濾波器的元件類型，可分為RC、LC或晶體諧振濾波器；根

據(jù)構(gòu)成濾波器的電路性質(zhì)，可分為有源濾波器和無源濾波器；根據(jù)濾波器所處理的信號性

質(zhì)，分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器。

8．按照調(diào)制方式，調(diào)制主要分為哪幾種？答：調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻。

9．什么是解調(diào)？答：解調(diào)是調(diào)制的反過程。解調(diào)方式與調(diào)制方式相對應。第三章電路參

量式傳感器原理與應用判斷題

1.電阻式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，線性度差，穩(wěn)定性不強。錯

2．根據(jù)電阻式傳感器所測量的物理量可以對其分為：電阻應變式傳感器、壓阻式傳感器、

電位器式傳感器、熱電阻式傳感器等。對

3．電阻應變式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛，尤其是測速度，速度傳感器中有90%是應變式

的。錯

4．金屬應變片分為三種：金屬絲式應變片、金屬薄膜式應變片、金屬箔式應變片。對

5．金屬導線的電阻R與其長度L成反比，與其截面積S成反正比。錯

6．用半導體應變片制成的傳感器又稱為壓阻式傳感器。對

7．壓阻式傳感器的典型特點是尺寸小，靈敏度高，橫向效應、滯后、蠕變都比較小，適合

于靜態(tài)測量的場合。錯

8．典型的壓阻式傳感器測量電路是將集成在硅片上的4個等值電阻連成平衡電橋。對

9．壓阻式傳感器可以作為脈搏傳感器應用于醫(yī)療診斷。對

10．當傳感器線圈通以正弦交變電流I1時，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H1，使

置于此磁場中的金屬導體中感應電渦流I2，

I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2，這就是電渦流效應。對

單選題

2．以下（）項可以降低應變片測量電橋的非線性誤差。DA.在應變片功率范圍內(nèi)降低電

橋供電電壓B.采用半橋單臂接法C.在應變片功率范圍內(nèi)提高電橋供電電壓D.采用全橋

接法

4.壓電傳感器的測量電路中前置放大器的作用有()。A.消除電纜電容對靈敏度的影響B(tài).

減小測量誤差c.把傳感器的高輸入阻抗變換成低輸入阻抗

5.應變電阻材料本身的靈敏系數(shù)比金屬應變片的靈敏系數(shù)（）。AA.大B.相等C.小

6.金屬應變片的靈敏系數(shù)比應變電阻材料本身的靈敏系數(shù)（）。BA.大B.小C.相等D.大或

相等

7.電阻應變片的絕緣電阻是指已粘貼的應變片的（）電阻值。CA.覆蓋片與被測試件B.

基片與被測試件C.引線與被測試件D.覆蓋片與基片

問答題

1．電阻應變片如何進行分類？答：電阻應變片有多種分類方法。按敏感柵的材料可分為金

屬柵應變片和半導體應變片；按敏感柵的數(shù)目、形狀和配置可分為單片、雙片、特殊形狀

應變片；按基底材料分為紙基底應變片、膠基底應變片和金屬基底應變片；按使用環(huán)境可

分為高溫、低溫、高壓、磁場、水下應變片；按粘貼方式可分為粘貼式、焊接式、埋入式

應變片。

2．電阻應變片的結(jié)構(gòu)是怎么樣的？答：主要由基底、粘結(jié)層、金屬絲敏感柵、覆蓋層、引

出線組成。

3．簡要說明電阻應變片的工作原理。答：是基于應變-電阻效應制作的，即導體或半導體

材料在外力的作用下產(chǎn)生機械變形時，其電阻值相應地發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應變-電

阻效應”。將電阻應變片粘貼在試件（被測物件）表面上，并配以相應的測量儀表，即可測

量出試件受力后的應變或與應變相對應的物理量。

4．什么是應變片的機械滯后、零點漂移和蠕變？答：實驗表明，應變片安裝在試件上后，

在一定的溫度下，應變片在受到加載、卸載循環(huán)機械應變的過程中，對同一機械應變量，

加載、卸載兩過程的特性曲線并不重合，卸載時的指示應變值高于加載時的指示應變值，

這種現(xiàn)象稱為應變片的機械滯后。應變片粘貼在試件上后，在溫度保持恒定，試件空載的

情況下，應變片的指示值會隨著時間而變化，這種現(xiàn)象就是應變片的零點漂移，簡稱零漂。

應變片粘貼在試件上后，在一定溫度下，使其承受一恒定的機械負荷時，應變片的指示值

會隨時間而變化的特性，稱為應變片的蠕變。

5．簡述壓阻式傳感器的工作原理。答：是基于半導體材料的壓阻效應原理而工作的。所謂

壓阻效應，是指半導體晶體材料在某一方向受力產(chǎn)生變形時材料的電阻率會發(fā)生變化的現(xiàn)

象。

6.壓阻式傳感器的典型特點是什么？答：壓阻式傳感器的典型特點是尺寸小，靈敏度高，

橫向效應、滯后、蠕變都比較小，適合于動態(tài)測量的場合。

第四章電動勢式傳感器原理及應用

1.壓電傳感器的測量電路中前置放大器的作用有（）。CA.消除電纜電容對靈敏度的影響B(tài).

減小測量誤差C.把傳感器的高輸入阻抗變換成低輸入阻抗

2.下列屬于磁電式傳感器非線性誤差產(chǎn)生原因的是（）。BA.溫度變化對傳感器產(chǎn)生的影響B(tài).

傳感器線圈電流產(chǎn)生的磁通對工作磁通產(chǎn)生影響C.傳感器的補償線圈產(chǎn)生的磁通對工作磁

通產(chǎn)生影響D.光源變化對傳感器產(chǎn)生的影響

判斷題

1．壓電式傳感器，是一種典型的電阻式傳感器。錯

2．壓電傳感器適用于靜態(tài)測量。錯

3．壓電式傳感器的特點是尺寸小，重量輕，工作頻率寬，可用來測量動態(tài)的力、壓力、加

速度、振動等參數(shù)。對

4．壓電式傳感器的基本原理是以壓電材料的壓電效應為基礎。對

6．具有壓電效應的電介質(zhì)稱壓電材料，壓電材料通常有兩類：一類是壓電晶體；另一類是

經(jīng)過極化處理的壓電陶瓷。前者為單晶體，后者為多晶體。對

7．對于壓電晶體，在任何方向都存在壓電效應。錯

8．壓電傳感器可以等效為一個電源U和一個電容器的串聯(lián)電路。對

9．壓電式傳感器的輸出信號很微弱，而且內(nèi)阻很高，能直接顯示和記錄。錯

10．磁電式傳感器，又稱磁感應式傳感器，是一種利用電磁感應原理，將被測物理量的變化

轉(zhuǎn)換成線圈中的感應電動勢輸出的傳感器。對

11．磁電式傳感器工作性能穩(wěn)定，輸出阻抗小，尺寸和重量比較小。錯

12．變磁通式傳感器，在結(jié)構(gòu)上有開磁路和閉磁路兩種，一般用來測量旋轉(zhuǎn)物體的角速度，

產(chǎn)生感應電動勢的頻率作為輸出。對

13．恒磁通式傳感器分為動鐵式和動圈式兩種結(jié)構(gòu)類型。對

14．磁電式傳感器和電磁式傳感器本質(zhì)上是相同的。錯

15．磁電式傳感器工作時需要電源。錯

16．熱電偶傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電動勢的熱電式傳感器。對

17．利用熱電效應，只要知道回路一端結(jié)點溫度，就可以測出另一端結(jié)點的溫度。對

18．只要A、B組成的熱電偶在冷端溫度為零時的“熱電動勢—溫度”關(guān)系已知，則它在冷端

溫度不為零時的熱電動勢即可知。對

19．熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值

函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定。對

20．霍爾元件是一種磁傳感器，其基本工作原理是基于霍爾效應。對

問答題

1．壓電晶片的連接方式有哪些？各適合于什么場合？答：通常有兩種接法。并聯(lián)接法輸

出電荷大，本身電容大，時間常數(shù)大，適用于測量慢變信號，以及以電荷作為輸出量的場

合。串聯(lián)接法輸出電壓大，本身電容小，適用于以電壓作輸出信號，以及測量電路輸入阻

抗很高的場合。

2．壓電式傳感器前置放大器主要有哪兩個作用？答：（1）放大壓電傳感器的微弱輸出信

號；（2）另一作用是把傳感器的高阻抗輸出變換成低阻抗輸出。

3．簡述磁電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)包括那幾部分？各部分有什么作用？答：磁電式傳感器有

兩個基本組成部分。（1）磁路系統(tǒng)由它產(chǎn)生磁場。為了減小傳感器的體積，一般都采用

永久磁鐵。（2）線圈感應電動勢e是線圈與磁場相對運動而產(chǎn)生的。

4．什么是熱電效應？答：兩種不同類型的金屬導體（或半導體），兩端分別接在一起構(gòu)成

閉合回路，當兩個結(jié)點溫度不等有溫差時，回路里會產(chǎn)生熱電勢，形成電流，這種現(xiàn)象稱

為熱電效應。

5．什么是均質(zhì)導體定律？有什么意義？答：由單一的金屬構(gòu)成的回路不存在熱電勢。即一

種均質(zhì)導體組成的閉合回路，不論其導體是否存在溫度梯度，回路中沒有電流（即不產(chǎn)生

電動勢）；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須采用兩種不同

材料作為電極。意義：根據(jù)這一定律，可以檢驗兩個熱電極材料的成分是否相同（這稱為同

名極檢驗法），也可以檢查熱電極材料的均勻性。

6．什么是中間導體定律？有什么意義？答：在由A、B兩種導體組成的熱電偶回路中，

將冷端斷開，接入第三種或更多種導體，只要保證接入端的溫度相同，則回路總電勢不變。

又稱第三導體定律。

7.壓電材料的逆壓電效應有什么用途？答：利用壓電材料的電致伸縮效應，可將其制成高

頻振動臺、超聲波發(fā)射探頭等。超聲波式的檢測儀表，一般都是利用壓電材料作為超聲波

發(fā)射探頭和接收探頭的，如超聲波液面計、超聲波流量計、超聲波測厚儀等。

8.為什么壓電傳感器不適用于靜態(tài)測量？答：只有在負載無窮大，內(nèi)部也無漏電時，受力

所產(chǎn)生的電壓U才能長期保存下來；如果負載不是無窮大，則電路就按指數(shù)規(guī)律放電，

因此壓電式傳感器適合于測量高頻率信號。

判斷題

1．光電式傳感器就是將光信號轉(zhuǎn)化成電信號的一種器件，簡稱光電器件。對

2．光電器件具有響應速度快、精度低、結(jié)構(gòu)復雜等特點。錯反饋解析：光電器件具有響

應速度快、精度高、結(jié)構(gòu)簡單等特點。

4．在光線照射下，使電子從物體表面逸出的現(xiàn)象屬于外光電效應。如光電管、光電倍增管

等。對

5．在光線照射下，使物體的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象也屬于外光電效應。如光敏電阻等。錯反

饋解析：在光線照射下，使物體的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象也屬于內(nèi)光電效應。

6．在光線照射下，使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象屬于光生伏特效應。對

7．光電管的典型結(jié)構(gòu)由玻璃殼、兩個電極（光電陰極K和陽極A）、引出插腳等組成。對

8．光電管將球形玻璃殼抽成真空，在內(nèi)半球面上涂上一層光電材料作為陽極，球心放置小

球形或小環(huán)形金屬作為陰極。錯

10．光敏電阻是一種基于內(nèi)光電效應制成的光電器件。光敏電阻有極性，相當于一個電壓源。

錯反饋解析：光敏電阻沒有極性，相當于一個電阻器件。

12．在外加電壓一定時，光敏電阻的光電流大小隨光照的增強而增加。對

15．對晶體硅太陽能電池來說，開路電壓的典型數(shù)值為0.2～0.3V。錯

16．光電池結(jié)構(gòu)簡單，核心部分是一個大面積的PN結(jié)。對

19．光電編碼器廣泛應用于交流伺服電機的速度和位置檢測。對

20．光柵傳感器測量精度高，可進行無接觸測量，易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化和數(shù)字化。對

問答題

1．光電式傳感器轉(zhuǎn)換電信號需要哪些步驟？答：要將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，必須經(jīng)過兩個

步驟：一是先將非電量的變化轉(zhuǎn)化成光量的變化；二是通過光電器件的作用，將光量的變

化轉(zhuǎn)化成電量的變化。這樣就實現(xiàn)了將非電量的變化轉(zhuǎn)化成電量的變化。

2．什么是光電效應？答：光電效應就是指一束光線照射到物質(zhì)上時，物質(zhì)的電子吸收了光

子的能量而發(fā)生了相應的電效應現(xiàn)象。產(chǎn)生光電效應的這種物質(zhì)就叫光電材料。產(chǎn)生光電

效應現(xiàn)象同時會有電阻率的變化、電子逸出、電動勢的變化等。

3．光電器件的種類主要有哪些？答：光電管、光敏電阻、光電池等。

4．光敏電阻通常有什么用途？答：光敏電阻的光照特性曲線是非線性的。因此光敏電阻不

宜測量元件，而常在自動控制中用做光電開關(guān)。

5．光伏電池和光電二極管有什么區(qū)別？答：主要區(qū)別在于：第一，光伏電池在零偏置下

工作，而光電二極管在反向偏置下工作；第二，光伏電池的摻雜深度較高，從而具有較強

的光伏效應，而光電二極管摻雜深度較低；第三，光伏電池的電阻率較低，而光電二極管

比較高；光伏電池的光敏面積要比光電二極管大得多，因此光電二極管的光電流小得多，一

般在μA級。

6．什么是光纖傳感器？答：利用光導纖維的傳光特性，把被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為光特性

（強度、相位、偏振態(tài)、頻率、波長）改變的傳感器就是光纖傳感器。

7．光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器測量原理有什么不同？答：光纖傳感器與以電為基礎的傳統(tǒng)傳

感器相比較，在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機-電測量為基礎，而光纖傳感

器則以光學測量為基礎。光纖在外界環(huán)境因素，如溫度、壓力、電場、磁場等改變時，其

傳光特性，如相位與光強，會發(fā)生變化（光調(diào)制效應）。

8．有一帶有增量式編碼器的伺服電機，已知電機每轉(zhuǎn)一圈，編碼器產(chǎn)生2500個脈沖，若

在15ms內(nèi)共測得編碼器產(chǎn)生450個脈沖，求電機在這段時間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速n。解：在

15ms，即0.015s內(nèi)共測得450個脈沖，電機在這段時間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速為720轉(zhuǎn)每分鐘。

9．簡述光柵的基本結(jié)構(gòu)。答：光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，

刻線密度為10～100線/毫米。傳感器由標尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四部

分組成。

10．光柵測量的基本原理是什么？答：光柵是利用莫爾條紋現(xiàn)象來進行測量的。標尺光柵

相對于指示光柵移動時，便形成明暗相間的疊柵條紋。這些條紋照射到光電元件上，在它

們的輸出端得到一串電脈沖。通過放大、整形、辨向和計數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號輸出，直接

顯示被測的位移量。

第六章輻射式傳感器原理及應用判斷題

1．紅外傳感器是將紅外輻射量變化轉(zhuǎn)換成電量變化的器件。對

2．紅外輻射按照波長不同，可以分為遠紅外區(qū)、中紅外區(qū)和近紅外區(qū)。對

3．熱釋電探測器多用在非接觸、被動式檢測應用中。對

4．超聲波是頻率比聲波頻率還低的機械波。錯

5．穿透能力強是超聲波具有的主要特性之一。對

選擇題

4．在工業(yè)放射性同位素自動檢測儀表中廣泛采用的核輻射傳感器為（）。DA.電感式傳感

器B.電容式傳感器C.磁電式傳感器D.電離室

6.首先對紅外輻射進行（）使恒定輻射變成交變輻射，不斷地引起鐵電體的溫度變化，才

能導致熱釋電產(chǎn)生，并輸出交變信號。AA.調(diào)制

問答題

1．簡述熱釋電探測器的工作原理。答：要點1：當紅外輻射照射到已經(jīng)極化的鐵電體薄

片表面上時引起薄片溫度升高，使其極化強度降低。要點

2：表面電荷減少，這相當于釋放一部分電荷，如果將負載電阻與鐵電體薄片相連，則負載

電阻上便產(chǎn)生一個電信號輸出。要點

3：輸出信號的強弱取決于薄片溫度變化的快慢，從而反映出入射的紅外輻射的強弱。要點

4：如果對紅外輻射進行調(diào)制，使恒定輻射變成交變輻射，不斷地引起鐵電體的溫度變化，

才能導致熱釋電產(chǎn)生，并輸出交變信號。

2．簡述典型超聲波傳感器系統(tǒng)的組成。答：典型的超聲波傳感器系統(tǒng)一般由超聲波發(fā)送器、

超聲波接收器、控制部分和電源部分組成。

3．簡述超聲波液位計的工作原理。答：超聲波液位計的工作原理如下。（1）超聲波液位

計是微處理器控制的數(shù)字液位儀表；（2）主要由超聲波發(fā)射器和超聲波接收器以及控制電

路等組成；（3）在測量中超聲波脈沖由超聲發(fā)射器發(fā)出，超聲波經(jīng)液體表面反射后被同一

傳感器或超聲波接收器接收，轉(zhuǎn)換成電信號；（4）并由超聲波的發(fā)射和接收之間的時間

來計算從傳感器到被測物體表面的距離。

2．簡述典型的紅外傳感器系統(tǒng)的組成部分及其功能。答：（1）待測目標根據(jù)待測目標

的紅外輻射特性可進行紅外系統(tǒng)的設定。（2）大氣衰減待測目標的紅外輻射通過大氣層

時，由于氣體的散射和吸收，會使待測目標的紅外輻射發(fā)生衰減。（3）光學接收器光學

接收器接受目標的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。（4）輻射調(diào)制器輻射調(diào)制器會將

來自待測目標的輻射調(diào)制成交變的輻射光。（5）紅外探測器紅外探測器是利用紅外輻射

與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應探測紅外輻射的探測器。（6）探測器制冷器某些

探測器必須要在低溫環(huán)境下工作，所以必須有制冷設備。（7）信號處理系統(tǒng)將探測的信

號進行放大、濾波等處理，然后將這些信息轉(zhuǎn)化成所需要的格式。（8）顯示設備是紅外

傳感器的終端設備，用來顯示被測量或者相關(guān)的物理量。

第七章智能傳感器原理及應用

判斷

1．微型傳感器是目前最為成功、最具有實用性的微機電系統(tǒng)裝置，是一種基于半導體工藝

技術(shù)的新一代傳感器器件。對

2．學習功能、推理聯(lián)想功能和感知功能是模糊傳感器的主要特性。對

3．模糊傳感器是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測量基礎上，經(jīng)過模糊推理與知識集成，以自然語言符

號描述的形式輸出測量結(jié)果的智能傳感器。對

4．網(wǎng)絡傳感器使傳感器由單一功能、單一檢測向多功能和多點檢測發(fā)展。對

5．網(wǎng)絡傳感器使得傳感器從被動檢測向主動進行信息處理方向發(fā)展。對

問答題

1．簡述微型傳感器的特點。答：與普通的傳感器相比，微型傳感器具有以下特點：（1）

體積小，重量輕，動態(tài)特性好（2）功耗低（3）易于批量生產(chǎn)，成本低（4）便于集成

化和多功能化

2.網(wǎng)絡傳感器有哪些類型？答：網(wǎng)絡傳感器主要包括以下三種類型：（1）基于現(xiàn)場總線

的網(wǎng)絡傳感器（2）基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡傳感器（3）無線傳感器網(wǎng)絡

3.智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比較，其突出特點有哪些？答：與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳

感器具有以下三個優(yōu)點：通過軟件技術(shù)可實現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定

的變成自動化能力；功能多樣化。

第八章機器人傳感技術(shù)

1.以下（）是影響CMOS傳感器性能的首要問題。BA.暗電流B.噪聲C.像素的飽和

判斷題

1．機器人是由計算機控制的復雜機器，它具有類似人的肢體及感官功能。對

2．聽覺傳感器是機器人中最重要的傳感器，出現(xiàn)于20世紀50年代后期。錯

3．機器人視覺過程包括2個過程：圖像獲取和圖像理解。錯

4．CCD構(gòu)成的固體攝像機有體積小、質(zhì)量輕、抗振動、幾何精度高等優(yōu)點。對

5．機器人觸覺傳感器只具有識別功能。錯

6．現(xiàn)代機器人的“皮膚”主要有兩方面的感覺：冷熱和軟硬。對

7．常見的人工嗅覺系統(tǒng)一般由氣敏傳感器陣列和分析處理器構(gòu)成。對

8．電子鼻能分辨氣體的種類和濃度，有時比人鼻還靈敏。對

9．聽覺傳感器是將聲源通過空氣振動產(chǎn)生的聲波轉(zhuǎn)換成電信號的換能設備。對

10．語音識別技術(shù)就是讓機器把文本或命令轉(zhuǎn)化為語音信號。錯

問答題

1．固體圖像傳感器主要有哪三種類型？答：第一種是電視攝像機MOS（金屬氧化物半導

體）圖像傳感器，又稱為SSPA（自掃描光電二極管陣列），第二種是CCD（電荷耦合器

件）圖像傳感器，第三種是CID（電荷注入器件）圖像傳感器。

2．語音識別的過程是怎樣的？答：（1）語音特征提取；（2）聲學模型與模式匹配；（3）

語義理解。

3．什么是仿生皮膚？答：仿生皮膚是集觸覺、壓覺、滑覺和熱傳感器于一體的多功能復合

傳感器，具有類似于人體皮膚的多種感覺功能。

4．什么是電子鼻？電子鼻有什么優(yōu)點？答：人們找到了實現(xiàn)這種功能的金屬，像二氧化錫、

氧化鋅、氧化鈦等，能將這些復雜的、細微的變化記錄到電腦中，利用它們便制成了氣體

傳感器——“電子鼻”。電子鼻能分辨氣體的種類和濃度，有時比人鼻還靈敏，而且，有的

氣體，比如一氧化碳（俗稱煤氣），人的鼻子是聞不到的，而電子鼻卻能感覺到。

5．實現(xiàn)味覺傳感器的有效方法是什么？味覺傳感器技術(shù)有哪幾種？答：實現(xiàn)味覺傳感器的

一種有效方法是使用類似于生物系統(tǒng)的材料作為傳感器的敏感膜。從不同的機理來看，味

覺傳感器技術(shù)大致分為以下幾種：（1）多通道味覺傳感器；（2）基于表面光伏電壓的味

覺傳感器；（3）基于表面等離子共振的味覺傳感器；（4）新型味覺傳感器芯片。

判斷題

3．虛擬儀器系統(tǒng)是由應用軟件、計算機和儀器硬件三大要素構(gòu)成的。對

4．虛擬儀器具有虛擬的儀器面板，且由軟件來實現(xiàn)儀器的測量等功能。對

5．前面板是VI的用戶界面；程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱G代

碼或程序框圖代碼。對

6．在LabVIEW的操作選板中，前面板具有工具選板和控件選板，程序框圖具有工具選板

和函數(shù)選板。對

7．使用LabVIEW開發(fā)平臺編制的程序稱為虛擬儀器程序，簡稱VI。對

問答題

1．什么是虛擬儀器？答：虛擬儀器是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設計定

義，具有虛擬面板，測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。

2．簡要回答虛擬儀器具有的優(yōu)點。答：（1）性能高；（2）擴展性強；（3）開發(fā)時間

少；（4）出色的集成。

3．LabVIEW軟件具有哪些優(yōu)點？答：（1）圖形化環(huán)境實現(xiàn)開發(fā)工作高效率；（2）集

成上千種儀器和測量設備驅(qū)動；（3）通過編譯使系統(tǒng)性能最優(yōu)化；（4）適用于流程圖設

計的開發(fā)環(huán)境；（5）與其他應用程序開放式連接。

4．LabVIEW程序（VI）包括哪幾部分？簡述其作用。答：要點1：LabVIEW程序包括三

個部分：前面板；程序框圖；圖標和連線板。要點2：前面板是交互式的用戶界面；程序

框圖包含用于定義VI功能的圖形化源代碼，用模塊代替普通函數(shù)；圖標和連線板用以識

別VI的接口，以便在創(chuàng)建VI時調(diào)用另一個VI。

5．在LabVIEW中有哪三種用來創(chuàng)建和運行程序的選板？它們都有哪些用途？答：要點1：

LabVIEW中用來創(chuàng)建和運行程序的選板分別是工具選板、控件選板和函數(shù)選板。要點2：

工具選板包括了程序的創(chuàng)建、修改和調(diào)試時用的工具；要點3：控件選板主要用于在前面

板中添加指示器和控制器；