传感器原理及应用试题库

一：填空题（每空1分）

1. 依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ，

测量电路 三个部分组成。

2. 半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3. 光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为

外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。 4. 亮电流与暗电流之差称为光电流。

5. 光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计

和 箔式应变计 结构。

7. 反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与

距离的平方成反比关系。

8. 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL9. 画出达林顿光电三极管内部接线方式：

10. 灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传

感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

11. 线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一

种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为 理论线性度 、 端基线性度 、 独立线性度 、 最小二乘法线性度 等。最常用的是 最小二乘法线性度。

12. 根据敏感元件材料的不同，将应变计分为 金属式 和 半导体 式两大类。 13. 利用热效应的光电传感器包含 光---热、热---电 两个阶段的信息变换过

程。

14. 应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿

法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。

1

15. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。

16. 传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。 17. 在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 ，入

射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 。 18. 光电管是一个装有光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管。

19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变

化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2) 20. 内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。

21. 国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够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，通常由敏感元件和转换元件组成。

22. 传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 23. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变化

值=△y/△x

24. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；

蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。 25. 根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器 ，化学传感器 ，生物传感器。 P3

26. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感

器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器

27. 大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程

度称为光谱灵敏度，其表达式为：S(?)?U(?) ?(?)28.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电阻 两部分组成。 29. 应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计 30. 传感器种类繁多，根据传感器感知外界信息的基本效应，可将传感器分为

基于物理效应 ， 基于化学效应 ， 分子识别 三大类。

2

31. 长为l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：R??l。 A32. 传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性（5） 33. 温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿

法（4）

34. 在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采用直角线栅式应变计或箔式

应变计。

35. 光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分

为光电导效应、光生伏特效应 。

36. 应变计的允许的最高工作频率f是应变计的重要参数，若应变波幅测量的相

对误差为e，在该材料中的传播速度为v，则对于L的应变计，其f=37. 应变计根据敏感元件的材料不同，可分为金属式和半导体式。 38. 应变计根据敏感元件的不同可以分为金属式和半导体式两大类。 39. 应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。 40. 内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。 41. 光敏电阻的温度特性的公式是α=

?6e 。 ?lR2?R1?100%（R1为在一定光照下，温

(T2?T1)R2度为T1时的阻值；R2为在一定光照下，温度为T2时的阻值）

42. 电阻应变计，也称应变计或应变力，是一种能将机械构件上的应变的变化转

换成电阻变化的传感元件。

43. 一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组

合而成的。

44. 敏感光栅越窄，基长越长的应变计，其横向效应引起的误差越 小 (大/小)。 45. 应变式传感器的基本结构通常可以分为两部分，弹性敏感元件和应变计。 46. 应变计自补偿方法包括：选择式自补偿应变计和双金属敏感栅自补偿应变计。 47. 入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。

48. 光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。 49. 依据传感器的输出信号形式，传感器可分为 模拟式传感器 ， 数字式

3

传感器 。

50. 传感器线性度公式et??输出平均值 。

51. 两个各有G1(s)和G2(s)传递函数的系统串联后，如果其阻抗匹配合适，相互

之间不影响彼此的工作状态，那么其传递函数为 G(s)= G1(s)? G2(s) 。 52. 实验表明，金属线材的应变计实际灵敏度k恒（＞、＜或＝）理论灵敏度系

数k0 , 其原因除了粘合剂、基片传递变形失真外，主要原因是存在 横向效应 。

53. 光电倍增管是利用 二次电子释放 效应，将光电流在管内部进行放大。它

由 光电阴极 、 若干倍增极 和 阳极 三部分组成。

54. 根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别

是： 物理传感器 、 化学传感器 、 生物传感器

55. 输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等，叫

做 迟滞 现象。 迟滞差 表示这种不相等的程度。其值以 满量程 的输出ＹFS的百分数表示。

56. 由于环境改变而带来的温度误差，称为应变计的 温度误差 ，又称 热输

出

57. 悬臂梁作为弹性敏感原件，根据其界面形状不同，一般可分为 等截面梁 和

等强度梁 。

58. 线性度和灵敏度是传感器的 静态 指标，而频率响应特性是传感器的 动

态 指标。

59. 金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。

60. 光纤的类型按折射率变化类型分类有 跃阶折射率光纤 ，渐变折射率光纤，

按传播模式的多少分类有 单模光纤， 多模光纤。

61. 相位型光纤传感器通常使用相位检测的方法，该方法主要包括： 零差检

测、外差检测、合成外差检测 等三种方法。

62. 厚度剪切模的石英振子固有共振频率为

?max?100% ，其中，YFS表示的是 传感器满量程YFS63. 法布里-珀罗干涉仪，它是由两块平行的部分透射平面镜组成的。这两块平

4

面镜的 反射率 通常是非常大的，一般大于或等于 95%。。

64. 能保证一个湿敏器件正常工作的环境的最大变化范围称为 湿度量程。 65. 光纤传播过程中由于 材料的吸收 ，散射 和 弯曲处的辐射损耗 等的影响，

不可避免的要有损耗。

66. 测量加速度的传感器种类很多，目前使用最广泛、最普遍的是 压电加速度

传感器

67. 光线的结构由 纤芯 ， 包层 ， 护套 三个部分组成。 68. 依据干涉型光纤传感器的基本原理，目前光纤传感器中采用四种不同的干涉

测量结构。它们分别是 迈克尔孙 、 马赫-泽德 、 萨格奈克 和 法布里-珀罗 等四种结构。

69. 热敏电阻有三种类型，即 正温度系数型、 负温度系数型、 临界温度系数

型

70. 光纤按折射率变化类型可分为 阶跃折射率光纤 和 渐变折射率光纤 ；按

传播模式的多少可分为 单模光纤 和 多模光纤 。

71. 光纤的导光能力取决于纤芯和包层光学性能，数值孔径作为光纤的几个重要

参数，根据光纤纤心折射率n1和包层折射率n2，数值孔径可以定义为：

2NA?n12?n2， 单模传输条件是V<2.404 72. 红外热辐射传感器，从原理上可以分为热电型和光量子型。 73. 光量子型传感器可以分为光导型、光电型、光电磁型、肖特基型

74. 传感器按工作原理分为： 应变式 ， 电容式 ， 电感式 等。 75. 传感器灵敏度定义为：k(x)??y ?x76. 内光电效应分为：光电导效应和光生伏特效应。 77. 光电二极管是利用PN结单向导电性的结构光电器件

78. 依据光纤传感器的原理，可以分为 强度型(振幅型)光纤传感器 与 干涉型

光纤传感器 。

79. 光纤的结构：纤芯，包层，护套

80. 从传感器机理上来说，光纤传感器可分为振幅型和相位型两种。

81. 当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是，在其表面上会产生电荷，这种效应

5

二、判断题

1、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、 一阶和二阶系统串联而成的。（对）

2、应变计的非线性度一般要求在0.05％或1％以内。（对）

3、电阻丝式应变传感计的横向效应可以用H=ky/kx=(n-1)ls/[2nl1+(n-1)ls]表示，可见ls（r）愈小，l1愈大，H愈小。即敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越小。（对）

4、等臂电桥当电源电压及电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。（对）

5、应变计粘合剂不但要求粘接力强，而且要求粘合层的剪切弹性模量大，能真实地传递试件的应变。另外，粘合层应有高的绝缘电阻、良好的防潮性防油性能以及使用简便等特点。（对）

6、光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产生电动势的效应。（对） 7、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。（√） 8、APD在使用时，须在元件两端加上近于击穿的反偏压。(对)

9、半导体色敏传感器能用来直接测量从可见光到红外波段内单色辐射的波长。(对) 10、

半导体色敏传感器可以用来直接测量从可见光到红外波段内单色的波长，

它有两个深度相同的PN结构成。（错） 11、 12、 13、

光电二极管的光谱特性与PN结的结深有关。（对）

CCD图像传感器是按一定规律排列的MOS电容器组成的阵列。（对） 光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产生电动势的效应。

（对） 14、

压电谐振式感器可以不利用压电晶体谐振器的共振频率随被测物理量变

化进行测量的。（×） 15、

数值孔径是反映纤芯接收光量的多少,标志光纤接收性能的一个重要参

数（对） 16、 17、

在阶跃型光纤中，数值孔径越大光纤性能越好。（错） 光纤传感器中的弯曲损耗是有害的，必须消除。（错）

11

18、 19、

光纤纤芯折射率低于包层的折射率。（错）

感湿特征量随环境温度的变化越大,环境温度变化所引起的相对湿度的

误差就越小（错） 20、

半导体湿度传感器的响应时间分为吸湿响应时间和脱湿响应时间，大多

数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间。（对） 21、

湿度传感器在升湿和降湿往返变化时的吸湿特性曲线不重合，所构成的

曲线叫湿滞回线。（√） 22、

根据全内反射原理，设计光纤纤芯的折射率n1要小于包层的折射率n2。

（错） 23、

在光纤纤维传中传播模式很多对信息传输是不利的，因为同一光信号采

取很多模式传播，就会使这一光信号分为不同时间到达接收端的多个小信号，从而导致合成信号的畸变。（对） 24、

暗市场传感器与亮市场传感器的不同之处在于:它使用从包层进入纤芯

的光产生输出信号。（错） 25、

压缩式压电加速度传感器中为便于装配和增大电容量常用两片极化方向

相同的晶片，电学上串联输出。（错） 26、

SAW气敏传感器中，吸附膜吸收了环境中的某种特定气体，使基片表面

性质发生变化，导致SAW振荡器振荡频率发生变化，通过测量频率的变化就可检测特定气体成分的含量。（对） 27、

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

0

小，灵敏度高，故热敏电阻常用于低温（-100~300C）测量。（错）

28、 因环境温度改变而引起的附加电阻变化或者造成的视应变，除与环境温

度变化有关外，还与应变计本身的性能参数k、α。βs以及被测构件的线膨胀系数βg有关。（对） 29、 30、 31、

应变计的灵敏度K恒小于金属材料的灵敏度系数K0（对）

光电效应能否产生，取决于光子的能量是否大于该物质表面的溢出功（对） 一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、 一阶和二阶系统并

联而成的。（错） 32、

电阻应变仪的差值法一般用于动态测量，零值法一般用于静态测量（对）

12

33、 为了使电子从价带激发到导带，入射光子的能量E0应该大于禁带宽度Eg。

（对） 34、

传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器

满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。（√） 35、 36、

选择传感器时，相对灵敏度必须大于零。（×）

用一阶系统描述的传感器，其动态响应特征的优劣也主要取决于时间常

数τ，τ越大越好。（×） 37、 38、

应变计灵敏度k横小于金属线材的灵敏度系数k。（√）

想要提高电桥的电压灵敏度Ku，必须提高电源电压，但不受应变计允许

功耗的限制。（×） 39、

弹性敏感元件的弹性储能高，具有较强的抗压强度，受温度影响大，具

有良好的重复性和稳定性等。（×） 40、

光谱灵敏度为光电器件对单色辐射通量的反应与入射的单色辐射通量之

比。（√） 41、 42、

外光电效应分为光电导效应和光生伏特效应 错

在热释电效应中，为了使产生的束缚电荷不被中和掉，就必须使晶体处

于冷热交变工作状态 对 43、

电阻应变计的第一对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U

有关而且与电桥电阻有关。（错） 44、

入射光强改变物质导电率的物理现象,叫光电导效应。为使电子从价带激

发到导带,入射光子的能量E0应大于禁带宽度Eg,即光的波长应小于某一临界波长λ0。（对） 45、

一阶装置动态特性的主要参数是时间常数?，一般希望它越大越好。

（ 错 ） 46、 47、 48、

LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。（ 错 ） 光电效应分为外光电效应和内光电效应 对

敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分（对）

49、 电阻应变计是一种能将机械构件上的应变的变化转化为电阻变化的敏感元

件。（错）

13

50、 光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。（对）

51、 电阻应变计的第一对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U有

关而且与电桥电阻有关。（错） 52、 应变计的测量范围很小（错）

53、 内光电效应分为两类，光电导效应和光生伏特效应。（对） 54、 光在半导体材料传播是不会产生衰减。（错）

55、 一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、 一阶和二阶系统并联

而成的。（错）

56、 无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。（错） 57、 在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光

强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。（对）

58、 幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。（错） 59、 基于光生伏特效应的光电器件有光电二极管、光电三极管和光电池。（对） 60、 本征半导体（纯半导体）的Eg小于掺杂质半导体（错） 61、 传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力（错）

62、 非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不

同，所得出的线性度就不一样。（对）

63、 半导体应变计具有较小的非线性，输出信号较强，故抗干扰能力较好。（错） 64、 绝缘电阻是指应变计的引线与被测试件之间的电阻值，一般以兆欧计。（对） 65、 自补偿应变计是一种特殊的应变计，当温度变化时产生的附加应变为零或

抵消。（对）

66、 光敏电阻具有灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小，重量轻机械强度高，

耐冲击，抗过载能力强，耗散功率小等特点。（错）

67、 当光电池密封良好、电极引线可靠、应用合理时，光电池的性能是相当稳

定的，寿命也很长。（对）

68、 采用硅和锗材料的雪崩光电二极管的响应波长范围分别为0.5~1.5μm和

1~1.5μm（错） 69、 70、

最适合做开关型温度传感器的是负温度传感器（错） 在阶跃型光纤中，数值孔径越大“V值”越大。（对）

14

71、 感湿特征量变化越大，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。

（错） 72、

法布利干涉仪一种极灵敏的位置和长度测量装置，它是能用于现代科学

的最灵敏的位移测量装置之一。（对） 73、

热敏电阻的温度随温度减小而增大，所以低温时热敏电阻温度系数大，

灵敏度高，故热敏电阻常用于高温测量。（错） 74、

光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产生电动势的效应。

（对） 75、 76、

外差检测的优点是对光强波动和低频噪声不敏感。（对） 信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理（√）

77、 传感器在稳态信号作用下，输入和输出的对应关系称为静态特性；在动态

的信号作用下，输入和输出的关系称为动态特性（√）

78、 传感器动态特性的传递函数中，两个各有G1(s）和G2(s)传递函数的系统串

联后，如果他们的阻抗匹配合适，相互之间仍会影响彼此的工作状态（×） 79、 应变计的动态特性测量按正弦规律变化的应变波形时，应变计反应的波幅

将高于真实应变波（×）

80、 传感元件把各种被测非电量转换为R,L,C的变化后，必须进一步转换为电

流或电压的变化，才能进行处理，记录和显示。（√）

81、 光电器件有一定的惰性，在一定幅度的正弦调制光照射下，当频率较高时，

灵敏度与频率无关；若频率降低，灵敏度就会逐渐降低（×）

82、 光敏电阻的暗电阻大 （对） 83、 电阻应变效应包括横向效应 （错） 84、 应变计按照半导体式可分为体型和薄膜型 （错） 85、 入射光强改变物质导电率的物理现象叫光生伏特效应 （错） 86、 当温度升高时，光敏电阻的暗电阻和灵敏度都下降，因此光电流随温度升

高而减小 （对） 87、 光电池作为测量元件使用时，应利用短路电流与照度有较好线性关系的特

点，可当做光电检测使用。 （对） 88、 光电管属于外光电传感器（对）

15

A.体积小 B.重量轻 C.机械强度高 D.耗散功率小 37、

采用硅材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围( B )

A.0.4-0.5μm B.0.4-1.0μm C.0.5-1.0μm D.0.5-1.5μm 38、

下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（ D）

A：非线性明显 B：输出信号微弱 C：抗干扰能力差 D：响应时间慢 39、

以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（ B ）

A：应变计。 B：弹性敏感元件。 C：敏感栅。 D：电路电阻。 40、

下面哪项不是SAW传感器的优点：A A分辨率低 B灵敏度高 C制造简单 D可靠

41、

下面哪个不是反射式光纤位移传感器的特点：D A 结构简单 B 设计灵活C 性能稳定 D精度高

42、

下面哪个不是压电加速度传感器： B

A 压缩式压电加速度传感器 B压电谐振式传感器 C剪切式雅典加速度传感器 D弯曲式压电加速度传感器

43、

下列哪一项金属是最良好的检测汞的涂层材料（ D ） A：金 B：银 C：铜 D：铁

44、

对于我们日常生活中，所谓湿度的定义说法正确的是（D）

A：气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比。

31

B：气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比。 C：气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比。 D气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比。

45、

下面哪个属于强度型光纤传感器 C

A迈克尔逊干涉仪 B马赫—泽德干涉仪 C光纤测压传感器 D法布里干涉仪

46、

下列哪一项属于相位型传感器的缺点（C）

A：灵敏度低

B：准确度低

C：结构较复杂，检测也需要复杂的手段 D：响应时间慢 47、

目前光纤传感器通常采用四种不同的干涉测量结构，以下哪一种不属于上述四种结

构的是（D） A：迈克尔逊

B：马赫—泽德 C：萨格奈克 D：伽利略 48、

应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（D ）

A：应变式温度传感器件的温度系数变化。 B：应变式温度传感器件的测量部分引起的。 C：应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。

D：试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。 49、

下面哪一个不是相位检测方法（ B ） A:零差检测 B:内差检测 C:外差检测 D:合成外差检测

50、 响应时间是湿度传感器的重要指标，通常是指从湿度H1的环境中进入湿

度H2的环境中，当湿度从H1上升或下降到（ ）所需要的时间称为响应时间。

A：0.63H2 B：0.63(H2-H1)

32

C：0.63(H2-H1)+H1 D：0.63H2+H1

51、

光电池种类很多，其中（D）的光电转换效率高，寿命长，价格便宜（B）

出现最早，工艺及较成熟，（C）的光谱响应与太阳光谱吻合，另外还有（A）（注意：每选对一个1分） A：铜光电池 B：硒光电池 C：砷化镓光电池 D：硅光电池 52、

光纤按传播模式分类可以分为（BC）

A、普通光纤 B、单模光纤 C、多模光纤

D、渐变折射率光纤 53、

设计光纤微弯传感器时，下面说法正确的是（ A D ）

A：在光纤微变传感器中的变形器前后一定要有模式除去器。 B：暗视场光纤传感器比明视场的灵敏度高。 C：暗视场光纤微弯传感器的背景光噪声大。 D：暗视场信号放大倍数比亮视场的放大倍数大。 E：暗视场光纤微变传感器信号不易受到温度影响。

54、

数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（ B ）

A．数值孔径反映了光纤的集光能力 B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关 C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易 D．数值孔径越大，光信号的畸变也越大 55、

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（ D A. 补偿导线法 B. 电桥补偿法 C. 冷端恒温法 D. 差动放大法 56、

光纤传感器具有的优点（ACDE） A高灵敏度 B频带宽动态范围小 C结构简单，体积小 D可用于恶劣环境

。

33

）E可根据需要做成各种形状

57、

半导体陶瓷湿敏器件所具有的优点（B D） A：响应慢 B：精度高

C：使用温度范围窄3 D：湿滞现象小。 E：不可以加热清洗

58、

.电阻应变片的线路温度补偿方法有( A.B.D ).

A.差动电桥补偿法

B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C.补偿线圈补偿法 D.恒流源温度补偿电路法 59、

通常用应变式传感器测量(BCD).

A.温度 B.速度 C.加速度 D.压力 60、

压电式加速度传感器是（ D ） 传感器。

A、结构性 B 、适于测量直流信号的 C、适于测量缓变信号的 D、适于测量动态信号的 61、

石英晶体测量加速度基于哪个物理效应（ B ）

A 、热电效应 B、压电效应 C 、横向效应 D 、霍尔效应 62、

属于传感器动态特性指标的是（ D ）

A、重复性 B、线性度 C、灵敏度 D、固有频率 63、

传感器一般包括敏感元件，还包括（ A ）

A、转换元件 B、敏感头 C、压敏器件 D、温敏器件

64、 半导体色敏传感器又称为（A）

A.双结光电二极管 B.雪崩式光电二极管 C.PIN型硅光电式二极管 D.光电池 65、

光敏电阻的工作原理基于（B）

A.光生伏特效应 B.光电导效应 C.二次电子释放效应 D.外光电效应 66、

电阻应变计的电阻相对变化ΔR/R与应变ΔL/L=ε之间在很大范围内是

线性的则k=（A） A. ΔR/R/ε

34

B. ΔR/R/L C. ΔR/R/ΔL D. ΔL/L/R 67、

应变式传感器的温度误差产生的主要原因D

A.应变式温度传感器件的温度系数变化。 B.应变式温度传感器件的测量部分引起的。 C.应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。

D.试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。 68、

下列传感器不属于按基本效应分类的是D

A． 半导体传感器 B． 磁传感器 C． 物理传感器 D． 真空传感器

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简答题

1、光生伏特效应如何产生？

答：当光照射到距表面很近的PN节时，如果光能足够大，光子能量大于半导体材料的禁带宽度，电子就能从价带跃迁到导带，成为自由电子。 由于光生电子、空穴在扩散过程中会分别于半导体中的空穴、电子复合，因此载流子的寿命与扩散长度有关。只有PN结距表面的厚度小于扩散长度，才能形成光电流产生光生电动势。

2、什么是压电效应？压电传感器有哪些？

答：当某些晶体沿一定方向伸长或压缩时，在其表面上会产生电荷，这种效应成为压电效应。压电传感器有压电加速度传感器、压电谐振式传感器、声表面波传感器。

3、当吸附膜是绝缘材料、导电体或金属氧化物半导体时，SAW气敏传感器的敏感机理？

答：当薄膜是绝缘材料时,它吸附气体引起密度的变化,进而引起SAW延迟线振荡器频率的偏移;当薄膜是导电体或金属氧化物半导体膜时,主要是由于导电率的变化引起SAW延迟线振荡器频率的偏移。 4、简说马赫―泽德(Mach―Zehnder)干涉仪的工作原理。

5、简述光纤传感器的优点？

1. 具有很高的灵敏度 2. 频带宽动态范围大

3. 可根据实际情况做成各种形状

4. 可以用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器，这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动、位移、液位、流量、电流、辐射等等。

5. 便于与计算机和光纤传输系统相连，易于实现系统的遥测和控制。

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6. 可用于高温、高压、强磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境。 7. 结构简单、体积小、重量轻、耗能少。 6、相位跟踪系统是由什么组成的并简述它的功能？

相位跟踪系统是由电路系统和光纤相位调制器组成的。

1. 抵消任何不必要的大的低频相位漂移，使干涉仪保持平衡， 2. 提供保证干涉仪在正交状态下工作的相移。 7、什么叫安时特性

流过热敏电阻的电流与时间的关系，称为安时特性 8、数值孔径的定义

光从空气入射到光纤输入端面时，处在某一角锥内的光线一旦进入光纤，就将被截留在纤芯中，此光锥半角的正弦称为数值孔径 9、什么叫绝对湿度

在一定温度和压力条件下，单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量为绝对湿度 10、

光纤优点：1抗电磁干扰能力强2柔软性好3光纤集传感与信号传输与

一体，利用它很容易构成分布式传感测量 11、

光纤分类：

一功能型①光强度调制型②光相位调制型③光偏振态调制型 二非功能型①光线位移传感器②光纤温度传感器 12、

光导纤维为什么能够导光？光导纤维有哪些优点？光纤式传感器中光纤

的主要优点有哪些？

答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。 优点：

a具有优良的传旋光性能，传导损耗小

b频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好

c能在恶劣的环境下工作，能进行远距离信号的传送

功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。

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优点：抗电磁干扰能力强；灵敏度高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器，可以制造传感各种不同物理信息的器件；光纤传感器可用于高压，电气噪声，高温，腐蚀或其他恶劣环境；而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。 13、

简述振幅型和相位型光纤传感器的原理。

振幅型传感器的原理：待测的物理扰动与光纤连接的光纤敏感元件相互作用，直接调制光强。相位型传感器的原理：在一段单模光纤中传输的相干光，因待测物理场的作用，产生相位调制。 14、

简述半导体气敏器件的分类和它们的代表性被测气体分别是什么？

分为电阻型和非电阻型两大类。电阻型可分为1）表面电阻控制型，其代表性被测气体为可燃性气体；2）体电阻控制型，其代表性被测气体为乙醇、可燃性气体和氧气；非电阻型又可分为1）表面电位，其其代表性被测气体为硫醇；2）二级管整流特性，其代表性被测气体为氢气、一氧化碳、乙醇3）晶体管特性，其代表性被测气体为氢气和硫化氢。 15、

简述光纤传感器的优点。

1）与其他传感器相比，它具有很高的灵敏度 2）频带宽动态范围大

3）可根据实际需要做成各种形状

4）可以用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器，这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动（陀螺）、位移、液位、流量、电流、辐射等等

5）便于与计算机和光纤传输系统相连，易于实现系统的遥测和控制 6）可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境 7）结构简单、体积小、重量轻、耗能少 16、

什么是红限频率？

答：光电效应能否产生，取决于光子的能量是否大于该物质表面的电子逸出功。这意味着每一种物质都有一个对应的光频阈值。 17、

电阻应变计产生温度误差的原因是？

答：（1） 敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化。

（2） 试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。

18、

什么叫线性度？

其定义为: 传感器的输出—输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比, 称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度

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”, 也称“非线性度”。 通常用相对误差表示其大小:

19、 简说光电倍增管的工作原理。

答;利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子释放效应是指高速电子撞击固体表面，再发射出二次电子的现象。 20、

简述温度补偿方法有哪些？: (1)电桥补偿法。

(2)辅助测温元件微型计算机补偿法。 (3)应变计自补偿法。 (4)热敏电阻补偿法。

21、

电阻应变计产生温度误差的原因是？

答：（1） 敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化。

（2） 试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。

22、

简说光电倍增管的工作原理。

答：利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子释放效应是指高速电子撞击固体表面，再发射出二次电子的现象。 23、

光纤传感器所具有的特点？

A.与其它的传感器相比，它具有很高的灵敏度。 B.频带宽动态范围大。

C.可根据实际需要做成各种形状。

D.可以用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器。 E.便于与计算机和光纤传输系统相连，易于实现系统的遥测和控制 F.可用于高温、高压、强电磁波干扰、腐蚀等各种恶劣环境。 G.结构简单、体积小、重量轻、耗能少。

24、

温度传感器从使用上分为什么？各自有何不同。

温度传感器从使用上大致分文接触型和非接触型两大类，前者是让温度传感器直接与待测对象接触，后者是使温度传感器与待测对象离开一定距离，检测从待测对象放射出的红外线，从而达到测温的目的。 25、

简单简述下声波传感器

简写SAW，是一种能量集中于媒质表面、沿表面传播、其振幅随深度呈指数衰减的弹性波。通常在压电晶体的表面设置叉指换能器（IDT）来激励和检测声波表面。SAW的传感器主要的机理来达到检测物理量、化学量、和生物量的目的

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26、 应变式传感器与其他类型传感器相比具有如下特点: (1)测量范围广、精度高。 (2)性能稳定可靠,使用寿命长。 (3)频率响应特性较好。 (4)能在恶劣的环境条件下工作。 (5)易于实现小型化、整体化

27、 数值孔径（NA）的定义及其公式。

答：光从空气入射到光纤输入端面时，处在某一角锥内的光线一旦进入光纤，就将被截留在纤芯中，此光锥半角（θ）的正弦称为数值孔径。可导出

式中n1为铅芯折射率，n2为包层折射率。 28、

晶体的压电效应和反向压电效应的定义。

答：当某些晶体沿一定方向伸长或压缩时,在其表面上会产生电荷(束缚电荷),这种效应称为压电效应。压电效应是可逆的,即晶体在外电场的作用下要发生形变,这种效应称为反向压电效应。 29、

SAW气敏传感器选择性吸附膜的要求是什么？ 答：首先,它需要对特定气体有灵敏的选择性和分辨率;

其次,性能应稳定可靠;

第三,要有较快的响应时间并易于解吸恢复。 30、

简述半导体热敏电阻的工作原理和主要特点。

答：（1）工作原理：由于热运动(如温度升高), 载流子克服禁带宽度(或电离

能)引起导电,这种热跃迁使半导体载流子浓度和迁移率发生变化,引起电阻率值发生变化。

（2）主要特点：①灵敏度高 ②体型小 ③使用方便 31、

半导体应变计有什么优点？

（1） （2） （3）

灵敏度高。比金属应变计的灵敏度约大50-100倍。 体积小，耗电省

由于具有正、负两种符号的应力效应，则可以用有正、

2NA?n12?n2负两种符号应力效应的半导体应变计组成同一应力方向的电桥两臂，提高灵敏度。

（4）

32、

机械滞后小，可测量静态应变、低频应变等。

简述谐振式传感器的优点

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