Thermische Sensoren: Online-Quiz für Mechatronik-Studierende

Question 1

Welches physikalische Prinzip ermöglicht die Funktionsweise eines Infrarotsensors?

Accepted Answer

Pyroelektrischer Effekt

Answer

Piezoelektrischer Effekt

Answer

Photovoltaischer Effekt

Answer

Hall-Effekt

Question 2

Welche Materialien werden zur Herstellung von Thermoelementen verwendet?

Accepted Answer

Konstantan und ein thermoelektrisches Material

Answer

Nur Kupfer

Answer

Aluminium und Eisen

Answer

Kupfer und Aluminium

Question 3

Wie funktioniert ein Infrarotsensor?

Accepted Answer

Er wandelt Wärmestrahlung mittels eines Sensors in ein elektrisches Signal um.

Answer

Er misst die elektrische Leitfähigkeit eines Materials.

Answer

Er erzeugt ein Magnetfeld, das von Objekten beeinflusst wird.

Answer

Er nutzt den photoelektrischen Effekt.

Question 4

Für welche Messaufgabe sind Thermoelemente besonders gut geeignet?

Accepted Answer

Temperaturmessung in Hochöfen

Answer

Temperaturregelung in Klimaanlagen

Answer

Feuchtemessung in Gebäuden

Answer

Geschwindigkeitsmessung in Rohrleitungen

Question 5

Was ist ein Thermistor?

Accepted Answer

Ein Widerstandsthermometer mit einer temperaturabhängigen, nichtlinearen Kennlinie

Answer

Ein Infrarotsensor, der Wärmestrahlung misst

Answer

Ein Thermoelement, das aus zwei unterschiedlichen Metallen besteht

Answer

Ein Feuchtigkeitssensor, der die relative Luftfeuchtigkeit misst

Question 6

Welche Aussage zu Widerstandsthermometern stimmt?

Accepted Answer

Sie können in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden.

Answer

Sie verfügen über eine hohe Empfindlichkeit.

Answer

Sie zeichnen sich durch ihre schnelle Ansprechzeit aus.

Answer

Sie sind unempfindlich gegenüber Vibrationen.

Question 7

Welche Maßnahme reduziert die Temperaturabhängigkeit von Thermoelementen?

Accepted Answer

Verwendung von Kompensationsleitungen

Answer

Anbringung in gut belüfteten Bereichen

Answer

Einsatz von Shunt-Widerständen

Answer

Vermeidung von Sonneneinstrahlung

Question 8

Welcher Sensor ist für die Messung sehr hoher Temperaturen geeignet?

Accepted Answer

Thermoelement aus Platin-Rhodium

Answer

Widerstandsthermometer aus Kupfer

Answer

Infrarotsensor mit Halbleiterdetektor

Answer

Thermistor aus Keramik

Question 9

Welches der folgenden Materialien wird bei der Herstellung von Thermoelementen eingesetzt?

Accepted Answer

Konstantan

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Silber

Question 10

Welcher der folgenden Sensoren misst die Temperatur durch eine Widerstandsänderung?

Accepted Answer

Widerstandsthermometer

Answer

Thermoelement

Answer

Infrarotsensor

Answer

Piezosensor

Question 11

Welche Aussage über Infrarotsensoren ist richtig?

Accepted Answer

Sie messen die Oberflächentemperatur von Objekten.

Answer

Sie benötigen direkten Kontakt zum Messobjekt.

Answer

Sie sind ungeeignet für den Einsatz in rauen Umgebungen.

Answer

Sie sind unempfindlich gegenüber Umgebungslicht.

Question 12

Welche Aussage über Widerstandsthermometer ist korrekt?

Accepted Answer

Sie haben einen linearen Zusammenhang zwischen Temperatur und Widerstand.

Answer

Sie sind empfindlicher als Thermoelemente.

Answer

Sie sind ungeeignet für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.

Answer

Sie können auch zur Messung nicht elektrischer Größen verwendet werden.

Question 13

Welche Aussage über die Kaltleitstellenkompensation beschreibt ihre Funktion korrekt?

Accepted Answer

Sie kompensiert den Widerstand der Zuleitungen zum Thermoelement.

Answer

Sie erhöht die Empfindlichkeit des Thermoelements.

Answer

Sie eliminiert den Seebeck-Effekt.

Answer

Sie reduziert die Rauschspannung.

Question 14

Welcher Sensortyp kann zur Temperaturmessung in bewegten Teilen verwendet werden?

Accepted Answer

Thermoelement

Answer

Widerstandsthermometer

Answer

Infrarotsensor

Answer

Thermistor

Question 15

Wie funktioniert ein Thermoelement?

Accepted Answer

Es erzeugt eine elektrische Spannung proportional zur Temperaturdifferenz zwischen zwei Kontaktstellen.

Answer

Es misst die Lichtintensität.

Answer

Es misst die elektrische Spannung.

Question 16

Welcher Vorteil ist mit der Verwendung eines Widerstandsthermometers verbunden?

Accepted Answer

Hohe Genauigkeit und Stabilität über einen großen Temperaturbereich

Answer

Niedrige Kosten

Answer

Einfache Herstellung

Answer

Hohe Empfindlichkeit

Question 17

Wie erkennt und misst ein Infrarotsensor Temperatur?

Accepted Answer

Durch Erkennung und Umwandlung von Wärmestrahlung

Answer

Durch Messung der magnetischen Feldstärke

Answer

Durch Messung der Lichtintensität

Answer

Durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit

Question 18

Welcher Einsatzbereich eignet sich besonders für ein Thermoelement?

Accepted Answer

Temperaturmessung in heißen Gasen oder in Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Störfeldern

Answer

Temperaturmessung von Flüssigkeiten

Answer

Überwachung der Innentemperatur von Gebäuden

Answer

Temperaturregelung in Laboren

Question 19

Welches Material wird aufgrund seiner Eigenschaften häufig für Widerstandsthermometer verwendet?

Accepted Answer

Platin

Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Question 20

Wie kann die Genauigkeit eines Infrarotsensors optimiert werden?

Accepted Answer

Durch Verwendung einer geeigneten Optik und Kompensation von Umgebungseinflüssen wie Hintergrundstrahlung

Answer

Durch Erhöhung der Verstärkung des Ausgangssignals

Answer

Durch Verringerung der Ansprechzeit

Question 21

Welchen Nutzen bietet eine Kompensationsschaltung in einem Thermoelement?

Accepted Answer

Sie reduziert den Einfluss von Umgebungstemperaturschwankungen auf das Messsignal

Answer

Sie erhöht die Empfindlichkeit des Sensors

Answer

Sie erweitert den Messbereich des Sensors

Question 22

Für welche Anwendung eignet sich ein Widerstandsthermometer mit hoher Empfindlichkeit besonders?

Accepted Answer

Temperaturmessung in medizinischen Geräten

Answer

Temperaturüberwachung in industriellen Prozessen

Answer

Messung der Temperatur von Maschinenkomponenten

Answer

Überwachung der Umgebungstemperatur in Gebäuden

Question 23

Welcher Effekt beschreibt das Funktionsprinzip von Thermoelementen?

Accepted Answer

Seebeck-Effekt: Die Spannung an den Anschlussstellen ändert sich mit der Temperaturdifferenz.

Answer

Piezoelektrischer Effekt: Mechanische Verformung erzeugt eine elektrische Spannung in bestimmten Materialien.

Answer

Hall-Effekt: Ein Magnetfeld bewirkt eine Spannung in einem Leiter mit Stromfluss.

Answer

Photovoltaischer Effekt: Licht erzeugt eine elektrische Spannung in einem Halbleiter.

Question 24

Welcher der folgenden Wellenlängenbereiche wird von Infrarotsensoren typischerweise abgedeckt?

Accepted Answer

700 nm - 1 mm

Answer

0,1 - 10 nm: Röntgenbereich

Answer

10 - 200 nm: Ultraviolettbereich

Answer

1 - 100 μm: Mikrowellenbereich

Question 25

Welcher der folgenden Faktoren hat den größten Einfluss auf die Empfindlichkeit eines Infrarotsensors?

Accepted Answer

Detektormaterial: Die Effizienz der Umwandlung von Infrarotstrahlung in ein elektrisches Signal variiert je nach Detektormaterial.

Answer

Gehäusetyp: Er schützt den Sensor, beeinflusst aber nicht direkt seine Empfindlichkeit.

Answer

Kabellänge: Sie beeinflusst die Signalübertragung, nicht aber die Empfindlichkeit.

Answer

Betriebstemperatur: Sie kann die Empfindlichkeit geringfügig beeinflussen, ist aber nicht der ausschlaggebende Faktor.

Question 26

Wo werden Thermoelemente häufig eingesetzt?

Accepted Answer

Temperaturmessung in industriellen Prozessen: Sie sind robust und können sehr hohe Temperaturen messen.

Answer

Gasanalyse in der Umweltüberwachung: Dafür werden eher Gassensoren verwendet.

Answer

Bewegungserkennung in Alarmanlagen: Dafür werden eher Bewegungsmelder oder Lichtschranken verwendet.

Answer

Druckmessung in pneumatischen Systemen: Dafür werden Drucksensoren verwendet.

Question 27

Wie lautet der Nennwiderstand eines PT100-Widerstandsthermometers bei 0 °C?

Accepted Answer

100 Ω

Answer

200 Ω

Answer

50 Ω

Answer

1 kΩ

Question 28

Welches Material wird häufig als Detektormaterial in Infrarotsensoren verwendet?

Accepted Answer

Indiumantimonid (InSb): Es hat eine hohe Empfindlichkeit und Reaktionsfähigkeit im Infrarotbereich.

Answer

Aluminium: Wird nicht für Infrarotsensoren verwendet, da es Infrarotstrahlung reflektiert.

Answer

Kupfer: Wird nicht für Infrarotsensoren verwendet, da es Infrarotstrahlung nicht absorbiert.

Answer

Stahl: Wird nicht für Infrarotsensoren verwendet, da es Infrarotstrahlung nicht durchlässt.

Question 29

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Genauigkeit von Widerstandsthermometern?

Accepted Answer

Selbst Erwärmung: Der Strom, der durch das Widerstandsthermometer fließt, kann es erwärmen und die Messung verfälschen.

Answer

Beleuchtung: Beeinflusst die Genauigkeit nicht, es sei denn, sie führt zu einer Erwärmung des Sensors.

Answer

Einbaulage: Kann die Genauigkeit geringfügig beeinflussen, ist aber nicht der ausschlaggebende Faktor.

Answer

Luftfeuchtigkeit: Beeinflusst die Genauigkeit nicht direkt, es sei denn, sie führt zu Korrosion.

Question 30

Welcher der folgenden Sensoren wandelt Wärme direkt in ein elektrisches Signal um?

Accepted Answer

Thermoelement

Answer

Dehnungsmessstreifen: Wandelt mechanische Dehnung in ein elektrisches Signal um.

Answer

Fotodiode: Wandelt Licht in ein elektrisches Signal um.

Question 31

Welcher Sensortyp wandelt Temperaturunterschiede in elektrische Signale um?

Accepted Answer

Thermoelement

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Drehgeber

Answer

Dehnungsmessstreifen

Question 32

Welches Sensorelement nutzt das Prinzip der Widerstandsänderung zur Temperaturerfassung?

Accepted Answer

Widerstandsthermometer

Answer

Diode

Answer

Thermistor

Answer

Transistor

Question 33

Welches Material wird typischerweise als Widerstandsthermometer verwendet?

Accepted Answer

Platin

Answer

Nickel

Answer

Kupfer

Question 34

Welcher Sensortyp misst Temperatur aus der Ferne ohne direkten Kontakt?

Accepted Answer

Infrarotsensor

Answer

Drehgeber

Answer

Thermoelement

Answer

Beschleunigungssensor

Question 35

Welche Wellenlängenbereiche nutzt ein Infrarotsensor für die Temperaturmessung?

Accepted Answer

Mittleres und fernes Infrarot

Answer

Ultraviolettes Licht und Röntgenstrahlung

Answer

Nahes Infrarot und sichtbares Licht

Answer

Mikrowellen und Radiowellen

Question 36

Welche Aussage über Thermoelemente ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Sie erfordern eine externe Stromversorgung

Answer

Sie liefern ein lineares Ausgangssignal

Answer

Sie können sowohl in geschlossenen als auch in offenen Umgebungen verwendet werden

Question 37

Welche Anwendung ist für einen Infrarotsensor nicht geeignet?

Accepted Answer

Temperaturmessung von Flüssigkeiten in einem geschlossenen Behälter

Answer

Temperaturüberwachung elektrischer Anlagen

Answer

Temperaturmessung rotierender Maschinen

Question 38

Welches physikalische Prinzip liegt dem Funktionsprinzip eines Thermoelements zugrunde?

Accepted Answer

Thermoelektrischer Effekt

Answer

Photovoltaischer Effekt

Answer

Piezoelektrischer Effekt

Answer

Hall-Effekt

Question 39

Was ist der Hauptunterschied in der Funktionsweise zwischen einem Thermoelement und einem Widerstandsthermometer?

Accepted Answer

Thermoelemente erzeugen eine Spannung, während Widerstandsthermometer einen Widerstand ändern.

Answer

Thermoelemente messen absolute Temperaturen, während Widerstandsthermometer relative Temperaturen messen.

Answer

Thermoelemente sind für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet, während Widerstandsthermometer nicht.

Question 40

Welche Art von Infrarotsensor wird zur berührungslosen Temperaturmessung eingesetzt?

Accepted Answer

Pyrometer

Answer

Phototransistor

Answer

LDR

Answer

Photodiode

Question 41

Welche Fehlerquelle ist bei der Verwendung von Thermoelementen besonders relevant?

Accepted Answer

Kalte Lötstelle

Answer

Linearitätsfehler

Answer

Rauschen

Answer

Temperaturdrift

Question 42

Welches Material wird häufig bei der Herstellung von Widerstandsthermometern verwendet?

Accepted Answer

Platin

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Answer

Nickel

Question 43

Welcher Sensortyp wandelt Temperaturunterschiede in elektrische Spannung um?

Accepted Answer

Thermoelement

Answer

Widerstandsthermometer

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Infrarotsensor

Question 44

Welche Einheit wird bei der Verwendung von Thermoelementen zur Messung von Temperaturen eingesetzt?

Accepted Answer

Millivolt

Answer

Celsius

Answer

Kelvin

Answer

Ohm

Question 45

Welche Materialeigenschaft ist ausschlaggebend für den Einsatz in Widerstandsthermometern?

Accepted Answer

Temperaturabhängige Widerstandsänderung

Answer

Mechanische Festigkeit

Answer

Geringes Gewicht

Answer

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Question 46

Welcher Vorteil gegenüber Thermoelementen zeichnet Infrarotsensoren aus?

Accepted Answer

Berührungslose Temperaturmessung

Answer

Breiterer Temperaturbereich

Answer

Höhere Empfindlichkeit

Question 47

Welcher Faktor beeinflusst die Empfindlichkeit eines Thermoelements?

Accepted Answer

Material und Länge der Thermoelementschenkel

Answer

Umgebungstemperatur

Answer

Messfrequenz

Answer

Polarität der Spannung

Question 48

Welcher Widerstandsthermometer-Typ ist durch eine lineare Widerstandsänderung über einen weiten Temperaturbereich gekennzeichnet?

Accepted Answer

PT100

Answer

CTN

Answer

PTC

Answer

NTC

Question 49

Welche Aussage über Infrarotsensoren trifft zu?

Accepted Answer

Sie ermöglichen die Messung von Temperaturen über einen großen Bereich

Answer

Sie erfordern direkten Kontakt mit der Oberfläche

Answer

Sie sind ungeeignet für die Messung kleiner Objekte

Question 50

Welcher Effekt liegt der Funktion eines Thermoelements zugrunde?

Accepted Answer

Seebeck-Effekt

Answer

Peltier-Effekt

Answer

Thomson-Effekt

Question 51

Ein Widerstandsthermometer nutzt die Temperaturabhängigkeit welchen physikalischen Effekts?

Accepted Answer

Elektrischer Widerstand

Answer

Thermoelektrische Spannung

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Wärmekapazität

Question 52

Welche Aussage zu Infrarotsensoren ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglichen berührungslose Temperaturmessung.

Answer

Sie sind unempfindlich gegenüber Umgebungslicht.

Answer

Sie sind auf hohe Temperaturen (>1000°C) beschränkt.

Answer

Sie benötigen ein flüssiges Medium zur Messung.

Question 53

Welcher der folgenden Sensoren eignet sich am besten zur Messung sehr hoher Temperaturen (z.B. in einem Schmelzofen)?

Accepted Answer

Thermoelement Typ S

Answer

PT100 Widerstandsthermometer

Answer

NTC-Widerstandsthermometer

Answer

Pyroelektrischer Infrarotsensor

Question 54

Was versteht man unter dem Emissionsgrad eines Objekts im Kontext der Infrarottemperaturmessung?

Accepted Answer

Fähigkeit des Objekts, Wärmestrahlung zu emittieren

Answer

Reflektivität des Objekts für Wärmestrahlung

Answer

Temperatur des Objekts in Grad Celsius

Question 55

Welches Material wird häufig für die Herstellung von Thermoelementen vom Typ K verwendet?

Accepted Answer

Nickel-Chrom / Nickel-Aluminium

Answer

Eisen / Konstantan

Answer

Platin / Platin-Rhodium

Answer

Kupfer / Konstantan

Question 56

Welche Aussage zur Kaltstellenkompensation bei Thermoelementen ist FALSCH?

Accepted Answer

Sie ist nur bei sehr hohen Temperaturen notwendig.

Answer

Sie dient der Erhöhung der Messgenauigkeit.

Answer

Sie kann mit Hilfe einer Referenztemperaturmessung realisiert werden.

Answer

Sie kompensiert die temperaturabhängige Thermospannung an der Verbindungsstelle zum Messgerät.

Question 57

In welcher Anwendung ist ein schnelles Ansprechverhalten des Temperatursensors besonders wichtig?

Accepted Answer

Regelung eines schnell aufheizenden Prozesses

Answer

Bestimmung der Durchschnittstemperatur über einen langen Zeitraum

Answer

Messung der Körpertemperatur

Answer

Überwachung der Raumtemperatur

Question 58

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Empfindlichkeit eines Thermoelements?

Accepted Answer

Material der Leiter

Answer

Temperaturbereich

Answer

Geometrie des Elements

Answer

Umgebungstemperatur

Question 59

Welche Art von Widerstand wird in Widerstandsthermometern verwendet?

Accepted Answer

PT100

Answer

PTC

Answer

LDR

Answer

NTC

Question 60

Welches elektromagnetische Spektrum wird von Infrarotsensoren erfasst?

Accepted Answer

Mittlere Infrarotstrahlung

Answer

Gammastrahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Answer

Ultraviolettstrahlung

Question 61

Welcher der folgenden Vorteile gilt für Thermoelemente?

Accepted Answer

Lineare Ausgangsspannung

Answer

Lange Lebensdauer

Answer

Große Bandbreite

Answer

Geringe Empfindlichkeit

Question 62

Wie kann die Empfindlichkeit eines Widerstandsthermometers gesteigert werden?

Accepted Answer

Durch Verwendung eines kleineren Widerstandes

Answer

Durch Verkürzung der Leitungslänge

Answer

Durch Erhöhung der Umgebungstemperatur

Answer

Durch Verwendung eines größeren Widerstandes

Question 63

Welcher der folgenden Sensoren nutzt das Prinzip der Emissionsmessung?

Accepted Answer

Infrarotsensor

Answer

Dehnsensor

Answer

Widerstandsthermometer

Answer

Thermoelement

Question 64

Welches Material wird häufig als Leiter für Thermoelemente verwendet?

Accepted Answer

Kupfer und Konstantan

Answer

Gold und Silber

Answer

Aluminium und Stahl

Answer

Nickel und Chrom