选择题
1. 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成直流信
号
C、检波后的电压能反映检波前信号的相位和幅度 D、减小体积
2． 当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的： 【 】
A、灵敏度增加 B、灵敏度减小
C、非线性误差增加 D、非线性误差不变
3. 螺线管式自感传感器采用差动结构是为了：
【 】
A、加长线圈的长度从而增加线性范围 B、提高灵敏度，减小温
漂
C、降低成本 D、增加线圈对衔铁的吸引力
4．NTC型半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率：
【 】
A、上升 B、迅速下降 C、保持不变 D、归零
5．某金属在一束黄光照射下，正好有光电子逸出，下述说法中正确的是： 【 】
A、增大光强，而不改变光的频率，光电子的最大初动能将不变
B、用一束更大强度的红光代替黄光，仍能发生光电效应
C、用强度相同的紫光代替黄光，光电流的强度将增大
D、用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不会发生光电效应
6. 利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小： 【 】
A、两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片
B、两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C、两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片
D、两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片
7. 下面说法正确的是： 【 】
A、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线的途径传播；
B、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿弯曲的途径传播；
C、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿螺旋线的途径传播；
D、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。
8. 光纤的纤芯是用材料制成的。 【 】
A、高折射率的玻璃 B、高折射率的塑料
C、低折射率的玻璃 D、低折射率的塑料
9. 光敏电阻受到光照射时,其阻值随光通量的增大而 。
【 】
A、变大 B、不变 C 变为零 D、变小
10. 光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和两个
重要部件。 【 】
A、反射镜 B、透镜 C、光栅 D、光探测器
11. 数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是：
【 】
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
12. 差动变压器式传感器可测出微小位移，如想分辨出位移的方向，则
应在电路中加电路。【 】
A、加法器 B、检波 C、相敏检波 D、鉴频
13. 当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间
的关系称为光电管的：【 】
A、 伏安特性 B、光照特性 C、光谱特性 D、频率特性
15.下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是
【 】
A、光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大
B、光敏二极管与光敏三极管的暗电流相差不大
C、工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用
光敏三极管
D、光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性
16.下面四种气体中，不吸收红外光的是：
【 】
A、 H20 B、 CO2 C、 HCL D、 N2
17. 在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于
【 】
A、外光电效应 B、内光电效应C、光电发射D、热电效应
18.下面说法正确的是： 【 】
A、光纤弯曲半径不能无穷大 B、光纤弯曲半径不宜过大
C、光纤弯曲半径不宜过小 D、光纤弯曲半径可以为零
19.光纤的结构下面说法正确的是 【 】
A、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为包层、纤芯和涂覆
层
B、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂
覆层
C、光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为纤芯和涂覆层
D、光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为包层和涂覆层
20.正常人的体温为37°C，则此时的华氏温度约为___，热力学温度约
为___。 【 】
A、32F，100K B、 99F，236K C、99F，310K D、
37F，310K
21.温度上升，光敏三极管、光敏二极管的暗电流: 【 】
A、上升 B、下降 C、不变 D、变化量很小
22.利用光电池驱动液晶计算器1.5-1.8v，需几片串联__能工作。
【 】
A、2 B、3 C、4 D、5
23．电容式传感器灵敏度最高的是: 【 】
A、极距变化型 B、面积变化型 C、介质变化型 D、一样高
24. 人造卫星的光电池利用 【 】
A、光电效应 B、 光化学效应 C、 光热效应 D、 感光效应
25. 希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1mm左右，应
选择______自感传感器为宜。 【 】
A、变隙式 B、变面积式 C、螺线管式 D、变压
器
26. 当测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用______型的热电偶。
【 】
A、普通 B、铠装 C、薄膜 D、热电堆
27. 欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为________左右的电涡
流探头。 【 】
A、0.1mm B、5mm C、50mm D、
500mm
28. 变间距式电容传感器适用于测量微小位移是因为： 【 】
A、电容量微弱、灵敏度太低
B、传感器灵敏度与间距平方成反比，间距变化大则非线性误差大
C、需要做非接触测量
D、执行要求的操作
29. 红外光导摄像管中，红外图像所产生的温度分布可以在靶面上感应
出相应电压分布图像的物理基础是： 【 】
A、压电效应 B、电磁感应 C、光电效应 D、热电效应
30. 光电式传感器属于 传感器。 【 】
A、接触式 B、非接触式 C、手拿式D、自动式
31. 下面说法正确的是： 【 】
A、光纤是普通玻璃拉制成细长圆柱形的线
B、光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称
C、光纤是透明塑料拉制成细长圆柱形的线
D、光纤是白色的细线
32．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
34.( )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。
A.金属辐射式 B.热电偶 C.半导体三极管 D.比色计
35.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
37.传感器的分辨力越高，表示传感器（）
A 迟滞越小 B重复性越好 C 线性度越好 D 能感知的输入变化量越小
（D）
38.测量范围小的电容式位移传感器的类型为（）
A容栅型 B 变介质型 C变极距型 D变极板面积型
39.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（） A压阻效应 B压电效应 C应变效应 D霍尔效应
41.热电偶温度传感器的T0端称为参考端，又称（）
A冷端 B热端 C工作端 D高温端
42.涡流式压力传感器属于*（）
A电阻传感器 B电容传感器 C电感传感器 D压电传感器
43.对传感器实施动态标定，可以确定其（）
A重复性 B线性度 C迟滞误差 D相频特性
44.在相同工作条件下， 传感器对同一被测量进行多次连续测量所得结果的不一致程度较差，说明传感器的（）
A灵敏度较差 B稳定性较差 C重复性较差 D测量误差较小
45.传感器的主要功能（）
A传递信息 B感受被测量并传递信息 C分析，处理信号 D执行要求的操作
46.非线性度是表示校准曲线（）的程度
A接近真值 B偏离拟合直线 C正反行程不重合 D重复性
47.半导体应变片具有（）的特点
A灵敏度高 B温度稳定性好 C可靠性高 D接口电路复杂
50.传感器输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比，称为（）
A阈值 B分辨力 C灵敏度 D满量程输出
51.按输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种
A模拟型传感器 B计数型传感器 C代码型传感器 D开关型传感器
52.电容式液位计属于
A容栅型电容传感器 B改变介质型电容传感器
C改变极板间距型电容传感器 D改变面积型传感器
53.下列传感器，不适合静态位移测量的是
A压阻传感器 B电感传感器 C涡流传感器 D压电传感器
54.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
55.属于传感器静态特性指标的是
A量程 B阻尼比 C临界频率 D固有频率
56.在下属传感器中，既适于测量大的线位移，又适于测量大的角位移 A电容传感器 B电感传感器 C光栅传感器 D电阻应变传感器
58.下表给出了一些金属材料的逸出功。
现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种 （普朗克常数h=6.6*10-34J*s，光速c=3.0*108m/s）
?A 2种 B 3种 C 4种 D5种 下表给出了一些金属材料的逸出功。
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? 现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h= 6.6×10-34J·s，光速c= 3.00×108m/s)A．2种
B．3种C．4种D．5种参考答案：6. A 解析当单色光的频率大于金属中电子的极限频率便能产生光电效应，即照射光光子的能量大于金属
第二篇：烟雾传感器总结
MQ系列家用报警器
2.2烟雾传感器的选型
烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气 体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路 将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度 处理及报警控制等工作。传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分，是仪表的核心组成部分之一。由此可见，传感器的选型是非常重要的。
2.2.1烟雾传感器介绍
(1) 烟雾传感器的分类
烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类：
(a)利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃 烧烟雾传感器等。 (b)利用物理性质的烟雾传感器：如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传 感器、红外传感器等。 (c)利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气 体传感器等。
(2) 烟雾传感器应满足的基本条件 一个烟雾传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以
是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是，任何一个完整的烟雾传感器都必
须具备以下条件：
(a)能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低 响应； (b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾 浓度； (c)对检测信号响应速度快，重复性好； (d)长期工作稳定性好； (e)使用寿命长；
(f)制造成本低，使用与维护方便。
MQ-2型烟雾传感器的工作原理
半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟
雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。按敏感机理分类，可分为电阻型和非电阻型。半导体气敏元件也有N型和P型之分。N型在检测时阻值随烟雾浓度的增大而减小；P型阻值随烟雾浓度的增大而增大。半导体气敏传感器的分类如表2.2所示。
表2.2半导体气敏传感器的分类 所利用的特性工作温度表面电阻控制器300~450°C 表2.2半导体气敏传感器的分类
本设计中采用
的MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，
属于表面离子式N型半导体。当处于200~300°C温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少， 从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受 到该烟雾的调制而变化，就会引起表而电导率的变化。利用这一点就可以 获得这种烟雾存在的信息。
遇到可燃烟雾（如CH4等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自 动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是MQ-2型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。MQ-2型传感器的结构图如 图2.1所示，其外观如2.2所示。
图2.1MQ-2型传感器的结构图
图2.2 MQ-2型传感器的外观
MQ-2 气敏元件的结构和外形如图1 所示(结构A orB),由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于信号取出，
２个用于提
供加热电流。
2.2.4 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标
(1) MQ-2型传感器的一般特点
(a)MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感。
(b)MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定， 响应时间短，长时间工作性能好。 ?MQ-2型传感器具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，例如酒精和烟雾等。
(d)电路设计电压范围宽，24V以下均可；加热电压5±0.2V。
(2) MQ-2型传感器的特性参数
(a)回路电压：(Vc) 5~24V
(b)取样电阻：(RL) 0.1~20K
(c)加热电压：(VH)5±0.2V
(d)加热功率：(P)约750mW
(e)灵 敏 度：以甲烷为例R0(air)/RS (0.1%CH4)＞5
(f)响应时间：Tres＜10秒
(g)恢复时间：Trec＜30秒
2.3.3烟雾检测报警器的主要技术指标
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9) 传感器类型：半导体电阻式 检测范围：0~100%LEL 报警准确度:：±5%LEL 报警点设置：达到20%LEL开始报警 报警器工作方式：现场固定安装，自然扩散进行采样，长年连续运行 工作环境温度：检测器 -50°C~50°C；报警器0°C~500°C 工作环境湿度：≤85%RH 报警方式：烟雾泄漏声光报警、自诊断故障报警 指示方式：数字显示，可显示被测烟雾LEL%及设定报警限值
(10)响应时间：≤30S (11) 输出信号：可输出与烟雾浓度对应的0~5V DC标准信号
(11) 工作电压：AC220V±15%，50±lHz
(12)具备快速重复检测和延时报警功能，可区别烟雾的泄漏 和短时间的微量散失，防止误报。
3.2烟雾检测报警器硬件电路设计
3.2.1信号采集及前置放大电路
传感器输出信号一般比较微弱，需要经过前置电路对其进行放大、滤波、电平调整，满足单片机对输入信号的要求。本系统采用的半导体烟雾 传感器属于电阻型，因此只需串联一个参考电阻，再经过一个放大电路即可发送给ADC采集。由于系统采用的是单极性供电，所以采用同相比例 放大电路，可以减少硬件开销；反之，如果采用反相放大，则一般需要利 用双极性供电，这就需要系统额外的利用变压芯片产生一个负压，这显然 会造成浪费。常见的运算放大器中，LM324价格低廉、使用简单等优点 比较突出，所以本设计中的前置放大电路采用LM324作为电路的运算放大器。
LM324是单片高增益四运算放大器，可在较宽电压范围内的单电源 或双电源下工作，其电源电流很小且与电源电压无关，四个运放一致性好； 其输入偏流电阻是温度补偿的，也不需外接频率补偿，可做到输出电平与 数字电路兼容。
下面详细介绍运算放大电路：
如图3.2所示，从传感器的上端出来的信号Vi经过运算放大器的同相 输入端，但是为保证引入的是负反馈，输出电压Vo通过电阻R4接到反相输入端，同时，反相输入端通过电阻R3接到参考电压Vref。
同相比例运算电路中反馈的组态为电压串联负反馈，同样可以利用理 想运放工作在线性区时的两个特点来分析其电压放大倍数。 在图3.2中，根据运放的“虚短”和“虚断”的特点可知，I- = I+ = 0，
所以V- = Vo*R3/R3 + R4 +Vref*R4/R3 + R4 (3-1)
而且V- = V+ = Vi
Vo = Vi*（R3 + R4）/R3 (3-2)
由以上两式可求出Vo=Vref-R4/R3 (3-3)
所以本放大电路的放大倍数A =1+ R4 R3 ，此放大电路为同相比例放大电路，它的放大倍数总是大于或等于1。同相比例运算电路有以下几个特点：
(1)同相比例运算放大电路是一个深度的电压串联负反馈电路。因为不存在“虚地”现象，所以其输入端有较高的共模输入电压。
(2)电压放大倍数A =1+ R4 R3 ，即输出电压与输入电压的幅值成正比，且相位相同，所以此电路实现了同相比例放大。如果不接R3和R4，则此电 路就成了“电压跟随器”，它可以减少电路模块间由于阻抗引起的干扰。
(3)由于引入了深度电压串联负反馈，因此电路的输入阻抗很高，输出阻抗很低。高输入阻抗就可以减少放大电路对前端电路的影响，同时低输出阻抗也可以提高自身的抗干扰性，这显然有利于电路中其他模块的设 计。 此放大电路还加了参考电压，引入了零点调节功能，这样可以更方便 的调整由于不同传感器导致的零点变化问题。它利用滑动变阻器产生一个参考电压Vref，再利用电压跟随器把电压输入到运算放大电路的电压参考 端。所以调节滑动变阻器，就可以直接改变放大电路的参考电压。而电压 跟随器的作
用就如上面介绍的，它只是用来匹配阻抗用的，防止R3和R4对 滑动变阻器输出电压的影响。
3.2.5报警器故障自诊断电路
(1)判断传感器电源连接情况
在传感器的地端串联一个电阻R6。当传感器正常连接时，电阻和传感器分压，此时电阻两端有微弱的电压，单片机可以通过P1.1(AD)口检测到； 如果传感器电源连接不正常，则会产生断路，检测到电阻两端电压为0。
图3.7 传感器电源连接自诊断电路
(2)判断传感器信号端连接情况
另一种情况是判断传感器信号端是否连接正确，此时不需要外加电路，在传感器预热2分钟后，测量传感器信号的输出电压，如果电压为5V，则说明传感器的信号端连接不正常。当报警器自诊断发现传感器连接不正常，就会发出长鸣声音警报，并 伴随黄灯闪烁，提醒用户及时排除传感器连接问题。
图3.2前置放大电路图
矿井瓦斯超限报警
电
煤气检测电路原理图
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