传感技术(电子科技大学) 中国大学慕课答案2024版100分完整版

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第一章 传感器与传感器技术基本概念 第一章测验

1、 若传感器构成型式只包含转换元件，那么它的类型是？

A:自源型
B:带激励源型
C:外源型
D:差动结构补偿型
答案: 自源型

2、 当传感器在稳态信号作用下，其输出-输入关系称为传感器的

A:稳态特性
B:静态特性
C:动态特性
D:频率保持性
答案: 静态特性

3、 下面哪一项不是自源型传感器的特点

A:不需要外能源
B:传感元件从被测对象直接吸取能量，并转换成电量(电效应)
C:输出能量较大
D:需要变换(测量)电路才有适当的电信号输出
答案: 需要变换(测量)电路才有适当的电信号输出

4、 相同传感器补偿型采用两个原理和特性完全相同的转换元件，并置于同一环境中。其中

A:一个接受信号影响，一个接受环境影响
B:两个都接受信号和环境影响
C:两个都不接受环境影响
D:一个接受输入信号和环境影响，另一个接受环境影响
答案: 一个接受输入信号和环境影响，另一个接受环境影响

5、 传感器的基本特性是

A:静态特性
B:动态特性
C:输入—输出关系特性
D:传输特性
答案: 输入—输出关系特性

6、 灵敏度是指

A:传感器在稳态下输出量变化的值
B:传感器在稳态下输入量变化的值
C:传感器在稳态下输入量的变化和输出量的变化的比值
D:传感器在稳态下输出量的变化和输入量变化的比值
答案: 传感器在稳态下输出量的变化和输入量变化的比值

7、 下面哪一项是柔性传感器具有而传统传感器不具有的特性

A:便携性
B:轻薄性
C:形状可设计性
D:耐冲击性
答案: 形状可设计性

8、 线性度指传感器的输出-输入之间的线性关系程度，是测量系统的标定曲线对理论拟合直线的最大偏差与满量程之比。下面哪项不属于线性化方法

A:直接线性
B:端点线性
C:独立线性
D:最小二乘线性
答案: 直接线性

9、 在光刻工艺中，一般包括（ ）等规格的硅片

A:1英寸、2英寸、3英寸、4英寸
B:1英寸、2英寸、5英寸、6英寸
C:3英寸、4英寸、5英寸、6英寸
D:3英寸、4英寸、6英寸、8英寸
答案: 3英寸、4英寸、6英寸、8英寸

10、 敏感元件在传感器中感受被测量物的方式是

A:直接
B:间接
C:
D:
答案: 直接

11、 带激励源型的传感器需要变换(测量)电路才有适当的电信号输出。

A:正确
B:错误
答案: 正确

12、 柔性传感器是指将敏感元件与柔性/可延展性衬底集成，或以柔性材料为敏感/衬底材料，且性能不受弯曲、延展等形变影响的新型传感器。

A:正确
B:错误
答案: 正确

13、 高精度的传感器只须具备良好的动态特性，就能完成信号无失真的转换。

A:正确
B:错误
答案: 错误

14、 传感器动态特性不具有动态误差。

A:正确
B:错误
答案: 错误

15、 测试装置要求具有良好的响应特性，高精度、高灵敏度、输出波形不失真，但可以有延时和放大。

A:正确
B:错误
答案: 正确

16、 传感器是能感受（）并按照（）转换成（）的器件或装置。（每空答案请用空格隔开）
答案: 规定的被测量 一定规律 可用信号

17、 传感器的四大要素：（）、（）、（）和（）。（每空答案请用空格隔开）
答案: 敏感机理 敏感材料 传感功能结构 变换处理电路

18、 传感器的技术发展动向（）、（）、（）。（每空答案请用空格隔开）
答案: 集成化 微型化 多功能化

19、 传感器技术作为信息技术三大支柱之一，作用是（）。
答案: 采集信息

作业第一章 传感器与传感器技术基本概念 第一章作业

1、 什么是传感器动态特性和静态特性？什么情况下可以忽略动态特性？
评分规则:  参考答案：传感器的动态特性是指传感器对动态激励的响应特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。传感器的静态特性是指它在稳态（静态或准静态）信号作用下的输入-输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。当输入量为常量或变化极慢时可忽略动态特性，主要研究静态特性分析传感器的特性。

第二章 电阻应变式传感器 第二章测验

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 平衡电桥的工作特点是：在测量前和测量时要作（）平衡。

A:0次
B:1次
C:2次
D:3次
答案: 2次

2、 选用四只完全相同的应变片R1~R4接入电桥，使它们工作在差动状态。这称为全桥差动电路，电压灵敏度为单一工作应变片的（）倍。

A:1
B:2
C:3
D:4
答案: 4

3、 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化为（）的输出。

A:电阻
B:电容
C:电压
D:电荷
答案: 电压

4、 导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值发生相应变化的现象，称为

A:应变效应
B:光电效应
C:压电效应
D:霍尔效应
答案: 应变效应

5、 将电阻应变片贴在（）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A:质量块
B:导体
C:弹性元件
D:机器组件
答案: 弹性元件

6、 在尘埃、油污、温度变化较大，并伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时，传感器的选用必须首先考虑（）因素。

A:响应特性
B:灵敏度
C:稳定性
D:精确度
答案: 稳定性

7、 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
答案: 减小引线电阻的影响

8、 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（）测量转换电路。

A:单臂电桥
B:双臂半桥
C:四臂全桥
D:独臂
答案: 四臂全桥

9、 热敏电阻测温是基于它的什么特性？

A:伏安特性
B:热电特性
C:标称电阻值
D:测量功率
答案: 伏安特性

10、 根据传感器输出信号的特点，确定适配电路。下面选择正确的是

A:传感器输出信号一般比较微弱，故需要高增益的适配电路
B:传感器输出阻抗比较高，适配电路的输入阻抗就不能高
C:传感器输出信号的动态范围比较宽，因此适配电路的动态范围应该窄一些
D:传感器输出信号的频率范围已经比较高，适配电路的频率范围就没有必要那么高了
答案: 传感器输出信号一般比较微弱，故需要高增益的适配电路

11、 电阻应变片是应变测量的关键元件。

A:正确
B:错误
答案: 正确

12、 一般在测量中都用2片应变片组成差动全桥。

A:正确
B:错误
答案: 错误

13、 金属电阻应变片可细分为金属丝应变片、金属箔应变片和金属薄膜应变片。

A:正确
B:错误
答案: 正确

14、 当金属丝制作成敏感栅时，其灵敏系数仅决定于金属导体材料本身的灵敏系数，与敏感栅的横向效应、粘结剂及粘贴工艺等诸多因素无关。

A:正确
B:错误
答案: 错误

15、 20世纪60年代后期，相继开发出多种类型的半导体电阻应变片，其灵敏度可达金属应变片的50～80倍。

A:正确
B:错误
答案: 正确

16、 作用在单位面积上的内力叫做（）。
答案: 应力

17、 电阻应变式传感器由（）、（）、（）和（）组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。（每空答案请用空格隔开）
答案: 弹性敏感元件 电阻应变计 补偿电阻 外壳

18、 当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种特殊应变片称为（）。
答案: 温度自补偿应变片

19、 热敏电阻测温是基于它的什么特性？

A:电阻随温度发生变化
B:塞贝克效应
C:标称电阻值
D:测量功率
答案: 电阻随温度发生变化

作业第二章 电阻应变式传感器 第二章作业

1、 论述电阻应变式传感器的温度误差来源及其补偿方法。
评分规则:  参考答案：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。温度补偿方法，基本分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。

第三章 压电式传感器 第三章测验

1、 对石英晶体，下列说法正确的是

A:沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。
B:沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。
C:沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。
D:沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。
答案: 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。

2、 石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是

A:压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好。
B:压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好。
C:石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好。
D:石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好。
答案: 压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好。

3、 两个压电元件并联与单片的关系正确的是

A:并联时输出电压不变，输出电容是单片时的一半
B:并联时输出电压不变，电荷量增加了2倍
C:并联时电荷量增加了1倍，输出电容为单片时的2倍
D:并联时电荷量增加了2倍，输出电容为单片时2倍
答案: 并联时电荷量增加了1倍，输出电容为单片时的2倍

4、 两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是

A:串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同
B:串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同
C:串联时电荷量增大一倍，电容量不变
D:串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半
答案: 串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同

5、 应用厚度测量的压电陶瓷器是基于它的什么原理？

A:磁阻效应
B:压阻效应
C:正压电效应
D:逆压电效应
答案: 逆压电效应

6、 压电石英晶体表面上产生的电荷密度与

A:作用在晶片上的压力成正比
B:晶体面积成正比
C:晶体厚度成反比
D:剩余极化强调成正比
答案: 作用在晶片上的压力成正比

7、 压电式传感器目前多用于测量

A:静态的力或压力
B:动态的力或压力
C:温度
D:位移
答案: 动态的力或压力

8、 石英晶体在沿机械轴y方向的力作用下会

A:产生纵向压电效应
B:产生横向压电效应
C:不产生压电效应
D:产生逆向压电效应
答案: 产生横向压电效应

9、 某些电介质，当沿一定方向使其变形，内部产生极化（电介质内部正负电荷发生相对位移，产生电偶极子）现象，同时在它的两个表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。这种现象称压电效应。

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 压电陶瓷的压电系数比石英晶体的小得多，所以采用石英晶体制作的压电式传感器的灵敏度较高。

A:正确
B:错误
答案: 错误

11、 目前使用较多的压电陶瓷材料是锆钛酸铅（PZT）系列。

A:正确
B:错误
答案: 正确

12、 压电传感器可以等效为一个电荷源与一个电容并联的电路。

A:正确
B:错误
答案: 正确

13、 压电片连接方式中的并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，不适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的场合。

A:正确
B:错误
答案: 错误

14、 压电式传感器的工作原理是（）效应。
答案: 压电

15、 将电能转变为机械能的压电效应称为（）。
答案: 逆压电效应

16、 石英晶体沿（）方向施加作用力不会产生压电效应，没有点电荷产生。
答案: 光轴

第四章 温度传感器 第四章测验

1、 为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括 ( )

A:补偿导线法
B:电桥补偿法
C:冷端恒温法
D:差动放大法
答案: 差动放大法

2、 热电偶测量温度时，电压条件为 ( )。

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: 不需加电压

3、 半导体热敏电阻不包括 ( )。

A:正温度系数热敏电阻 
B:负温度系数热敏电阻
C:临界温度系数热敏电阻
D:非温度系数热敏电阻
答案: 非温度系数热敏电阻

4、 下面哪个选项不是形成测温热电偶的必备条件 ( )。 

A:必须使用两种不同的金属材料
B:热电偶的两端温度必须不同
C:热电偶的冷端温度必须为零
D:其他
答案: 热电偶的冷端温度必须为零

5、 下列关于测温传感器的说法正确的是 ( )。

A:要想快速测温,应该选用利用PN结形成的集成温度传感器
B:要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器
C:要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器
D:没有固定要求
答案: 要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器

6、 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 ( )。

A:接线方便
B:减小引线电阻变化产生的测量误差
C:减小桥路中其他电阻对热电阻的影响
D:减小桥路中电源对热电阻的影响
答案: 减小桥路中其他电阻对热电阻的影响

7、 热电偶近年来被广泛采用,以下不属于热电偶特点的是 ( )

A:结构简单
B:精度高
C:热惯性大
D:可测局部温度
答案: 热惯性大

8、 热敏电阻的温度系数随温度减小而减小，所以低温时热敏电阻温度系数小，灵敏度高，故热敏电阻常用于低温测量。

A:正确
B:错误
答案: 错误

9、 铂和铜是热电阻常用的材料，工业上广泛用它们来测量中低温区的温度。

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 热电偶的电势大小与沿热电极长度上的温度分布有关。

A:正确
B:错误
答案: 错误

11、 作为实用的测温元件，任何材料都可用于制作热电偶。

A:正确
B:错误
答案: 错误

12、 热电阻的特点包括：测量精度高、测温范围大、可应用于自动测量和远距离测量等。

A:正确
B:错误
答案: 正确

13、 热电偶是一种将温度变化转换为 的器件。
答案: 电势变化

14、 两种不同的导体或半导体A和B组合成闭合回路，若 ，则在此闭合回路中就有电流产生，也就是回路中有电动势（称为热电势）存在，这种现象叫做热电效应。
答案: 导体A和B的连接处温度不同

15、 热电偶回路热电势只与 有关。
答案: 电极材料及两端温度

16、 至少列举三种可选作感温元件的金属材料： 。
答案: 铂、铜、铁和镍

17、 半导体热敏电阻按阻值与温度关系可分为 、 和 。
答案: 正温度系数热敏电阻器（PTC）负温度系数热敏电阻器（NTC）突变型温度系数热敏电阻器（CTR）

18、 半导体热敏电阻按阻值与温度关系可分为 、 和 。
答案: 正温度系数热敏电阻器（PTC）负温度系数热敏电阻器（NTC）突变型温度系数热敏电阻器（CTR）

作业第四章 温度传感器 第四章作业

1、 请简述热电偶与热电阻的异同。
评分规则:  参考答案：热电偶与热电阻均属于接触式测温，作用都是测量物体的温度、精度及性能，也都与传感器材料特性有关。但是他们的原理与特点却不相同。热电偶是将温度变化转换为热电动势的测温元件，热电阻是将温度变化转换为电阻值变化的测温元件。热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电动势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电动势由两种电动势组成：温差电动势和接触电动势。温差电动势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电动势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电动势也不相同，而接触电动势是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同而产生的一定的电子扩散，当它们达到一定的平衡后所形成的电动势。接触电动势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及它们接触点的温度。另外，热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线称为补偿导线。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点有很多:可以远传电信号、灵敏度高、稳定性强、互换性以及准确性都比较好。但是其需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。热电阻不需要补偿导线，而且比热电偶成本低。