2022年传感器与检测技术试卷及答案 .docx

精品_精品资料_传感器与检测技术试卷及答案第一部分挑选题共 24 分 其次部分非挑选题共76 分二、填空题13. 对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标.14. 传感器的过载才能是指传感器在不致引起规定性能指标永久转变的条件下,答应超过的才能.15. 传感检测系统目前正快速的由模拟式、数字式,向方向进展.16. 已知某传感器的灵敏度为K0 ,且灵敏度变化量为 K0 ,就该传感器的灵敏度误差运算公式为 rs=.17. 为了测得比栅距W 更小的位移量,光栅传感器要采纳技术.18. 在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,就说明扭矩.19. 电容式压力传感器是变型的.20. 一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为1.8 ×105Mpa, 其中压阻系数 L为Pa-1.21. 图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为.22. 热敏电阻常数 B 大于零的是温度系数的热敏电阻.23. 假设测量系统无接的点时,屏蔽导体应连接到信号源的.24. 沟通电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1, Z2, Z3 , Z4,各阻抗的相位角分别为. 1. 2. 3. 4,假设电桥平稳条件为Z1/Z4=Z2/Z3 ,那么相位平稳条件应为.三、问答题本大题共6 小题,每题 4 分,共 24 分25. 简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点.26. 答复与直线式感应同步器有关的以下问题：1它由哪两个绕组组成？2鉴相式测量电路的作用是什么？27. 简述压磁式扭矩仪的工作原理.28. 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点.29. 简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程.30. 采纳逐次靠近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？ 四、运算题本大题共3 小题,每题 8 分,共 24 分31. 已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz ,测量齿盘的齿数Z=36 ,求：1被测轴的转速是每分钟多少转？2在上述情形下,假如计数装置的读数误差为±1 个数字,其最大转速误差是多少？32. 一热敏电阻在 0和 100时,电阻值分别为 200k 和 10k .试运算该热敏电阻在20 时的电阻值.33. 求正弦信号 xt=x0sin的自t相关函数.五、应用题本大题共2 小题,每题 8 分,共 16 分34图示为电阻网络D/A 转换电路.1写出电流 i 与电压 VREF 的关系式.2假设 VREF=10V ,输入信号 D3D2D1D0=1000 , 试运算输出电压 V0= ？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_35已知某信号的傅里叶级数绽开式为试求该信号的直流重量、第一至第五次谐波重量的幅值,并绘出其幅值谱图. 答案一 答案一答案一 答案一 一、单项挑选题本大题共1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D7.C 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B12 小题,每题2 分,共 24 分二、填空题本大题共12 小题,每题 1 分,共 12 分三、问答题本大题共6 小题,每题 4 分,共 24 分25. 传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但简洁受电缆电容的影响.传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小.26. 1由固定绕组和滑动绕组组成.2检测感应电动势的相位,从而依据相位确定位移量的大小和方向. 27压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料.依据磁弹效应,当轴受扭矩作用时,轴的磁导率发生变化,从而引起线圈感抗变化,通过测量电路即可确定被测扭矩大小.28. 主要特点是：热容量小或热惯性小,时间常数小,反应速度快.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_29. 1多面棱镜高速旋转,将激光器发出的激光束反射到条形码上作一维扫描.2条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传输给信号处理装置.30由电压比较器、数 /模转换器、次序脉冲发生器、数码寄存器和逐次靠近寄存器组成.四、运算题本大题共3 小题,每题 8 分,共 24 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 试卷二 试卷二试卷二 试卷二 一、填空题 每空 1 分,共 15 分1. 假如仅仅检测是否与对象物体接触,可使用 作为传感器.2. 红外图像传感器由红外敏锐元件和 电路组成.3. 在电阻应变片公式, dR/R =1+2 +中,E代表 .4. 利用电涡流位移传感器测量转速时,被测轴齿盘的材料必需是 .5. 当磁头相对于磁尺不动时,仍有感应电动势输出的是静态磁头,且输出电势的幅值由 所打算.6. 动态标定的目的,是检验测试传感器的 指标.7. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量或电量 的标准信号发生器和.8. 传感器的频率响应特性,必需在所测信号频率范畴内,保持 条件.9. 热电偶电动势由电动势和接触电动势两部分组成.10. SnO2 型半导体气敏器件特别相宜检测浓度较 的微量气体.11. 有源滤波器由集成运放和 组成.12. 采纳电源供电的电桥称为沟通电桥.13. 多路模拟开关由和多路双向模拟开关组成.14. 为了提高检测系统的辨论率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行 .15. 假设随机信号 xt 、yt 的均值都为零,当时,它们的相互关函数Rxy = .二、单项挑选题1.对压电式加速度传感器,期望其固有频率C A. 接近零B.尽量低些 C.尽量高些D. 任意2.C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3.信号传输过程中,产生干扰的缘由是 C A. 信号是缓变的B. 信号是快变的C.干扰的耦合通道D.信号是沟通的4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为D5.概率密度函数供应了随机信号B 的信息.A. 沿频率轴分布B. 沿幅值域分布C.沿时域分布D. 沿尺度分布6.非线性度是表示校准曲线B 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7.非周期信号的频谱是 A A. 连续的B.离散的 C.基频的整数倍D. 脉冲函数8.莫尔条纹光栅传感器的输出是 A A. 数字脉冲式B.调幅式C.调频式D. 正弦波9.半导体应变片具有 A 等优点.A. 灵敏度高B.温度稳固性好C.牢靠性高D. 接口电路复杂10. 一阶系统的动态表征参数是DA. 线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_11. 常用于测量大位移的传感器有A A. 感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D. 涡流式12. 将电阻应变片贴在C 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13.半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率B A. 上升B.快速下降C.保持不变D. 归零14.结构型传感器是依靠传感器 C的变化实现信号变换的.A. 材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值15.阻抗头是测量振动系统 D 的拾振器.A. 振动位移B.振动加速度C.激振力D. 激振力及其响应三、问答题 每题5 分,共 30 分1. 在静态测量中, 依据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性.2. 设载波的中心频率为f0 试依据图a、图 b 所示调制信号定性画出相应调频波波形.3. 答复以下函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_x 1t=sin3,xt2t=e -t, x 3t=e sin ,t x 4t=,tx5 t=sint可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器.5. 简述应变片在弹性元件上的布置原就,及哪几种电桥接法具有温度补偿作用.6. 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么.涡流传感器能否测量大位移量 .为什么 .四、运算题 每题 8 分,共 24 分1.已知测量齿轮齿数 Z=18 ,采纳变磁通感应式传感器测量工作轴转速 如下图 .假设测得输出电动势的交变频率为 24Hz ,求：被测轴的转速 nr/min 为多少 .当辨论误差为 ±1 齿时, 转速测量误差是多少 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.由 RC 组成无源低通滤波器,已知R=500 , C=10 F, 试求：(1) 截止频率 f0,并画出该滤波器的幅频示意图.(2) 设输入信号 xt=0.2cos 125.6t- /4, 判定其是否在该滤波器的通频带内. 3.试绘出 xt=2cos20t+f3 的时域图和频域图.五、应用题 每题 8 分,共 16 分1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器.(1) 用简图说明该传感器的结构,并简要说明其作用原理.(2) 用图说明两个线圈在电桥电路中的接法.2.如下图,轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园外表,在加工过程中,径向力Py 和切向力Pz 大小基本不变,但着力点位置沿轴向移动,现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的 Pz.1 在图中标明应变片的位置及Pz 的测量电桥.2 着力点移动对测量结果有无影响.为什么 . 一、填空题答案二 答案二 答案二每空 1 分,共 15 分答案二 1. ON-OFF2. 电子扫描型微动开关6. 动态性能7. 标准测试系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 材料压阻系数4. 金属5. 磁头所处的位置8. 不失真测量9. 温度差10. 低可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_11. RC 网络12. 沟通13. 的址译码器二、单项挑选题 每题 1 分,共 15 分14. 细分15. 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.C2.C3.C4.D5.B6.B7.A8.A9.A10.D11.A12.C13.B14.C15.D三、问答题 每题 5 分,共 30 分1. 在静态测量中,依据绘制的定度曲线,可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度,非线性度,回程误差.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 调频波波形频率f 与中心频率 f 0 和调制波幅值的关系f=f 0± f, 为频f值成正比.率偏移,与 Xt 幅可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1t x 3t x 5t 周期函数, x 2t x 4t 非周期函数.4. 1轴类零件受扭矩作用时,在其外表产生切应变,可通过测量该应变检测扭矩,如电阻应变式扭矩传感器.2弹性转轴受扭后,两端面的相对转角只与所承担的扭矩有关,且呈比例关系,可通过测量扭转角测量扭矩,如电容式或光电式扭矩传感器.5. 布置原就有：(1) 贴在应变最敏锐部位,使其灵敏度最正确.(2) 在复合载荷下测量,能排除相互干扰.(3) 考虑温度补偿作用.单臂电桥无温度补偿作用,差动和全桥方式具有温度补偿作用.6. 优点：能实现非接触测量,结构简洁,不怕油等介质污染.涡流传感器不能测量大位移量,只有当测量范畴较小时,才能保证肯定的线性度.四、运算题 每题 8 分,共 24 分1.1 测量时,齿轮随工作轴一起转动,每转过一个齿,传感器磁路磁阻变化一次,磁通也变化一次,因此,线圈感应电动势的变化频率f 等于齿轮的齿数Z 与转速 n 的乘积.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_五、应用题 每题 8 分,共 16 分1.1 传感器的结构如图a 所示,它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座等几部分组成.原理：被测力F 通过传力块作用在弹性圆桶上,弹性圆桶的变形带动衔铁移动,使双螺管线圈的电感量发生变化,从而实现力的测量.2 电桥的接法如图 b 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 1 应变片 R1 、R2、 R3、R4粘贴位置如图 a 所示.测量电桥如图b 所示.2 依据以上位置布片和电桥接法,着力点位置的变化不会影响Pz 的大小,由于在顶尖上的分力Pz1、Pz2,Pz=Pz1+Pz2,由 Pz1、Pz2 引起的电阻R1、R3 的变化值之和保持不变,故 Pz 的测量不受着力点的移动而转变.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 试卷三 试卷三 试卷三 试卷三 一填空每空 1 分,共 20 分1.通常传感器由部分组成, 是能把外界转换成器件和装置. 2.金属丝在外力作用下发生气械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称效应.固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称效应.直线的电阻丝绕成敏锐栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度 K 下降了,这种现象称为效应.3. 差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为电压.利用差动变压器测量位移时假如要求区分位移方向或正负可采纳电路.4. 把一导体或半导体两端通以掌握电流I,在垂直方向施加磁场B,在另外两侧会产生一个与掌握电流和磁场成比例的电动势,这种现象称效应,这个电动势称为电势.外加磁场使半导体导体的电阻值随磁场变化的现象成效应.5. 某些电介质当沿肯定方向对其施力而变形时内部产生极化现象,同时在它的外表产生符号相反的电荷,当外力去掉后又复原不带电的状态,这种现象称为效应.在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称效应.6. 在光线作用下电子逸出物体外表向外发射称效应. 入射光强转变物质导电率的现象称效应.半导体材料吸取光能后在 PN 结上产生电动式的效应称效应.7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭合的电流,利用该原理制作的传感器称 传感器.这种传感器只能测量物体.8、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,假如两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称效应.假设两金属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E =.二挑选题每空1 分,共 20 分电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器湿敏传感器光电耦合器压电传感器电容传感器热敏电阻CCD 电荷耦合器压阻式传感器光纤传感器磁电传感器光电二极管差动变压器热释电器件磁敏晶体管电涡流传感器光电池超声波传感器热电偶红外传感器色敏传感器正确挑选以上传感器填入以下空内：1 可以进行位移测量的传感器有、.2 可以完成温度测量的有、.3 半导体式传感器是、.4 光电传感器有、.5 用于磁场测量的传感器、.6 进行振动或加速度测量的传感器、.7 利用物体反射进行非电量检测的传感器、.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三运算 每题 5 分,共 10 分1、图为始终流应变电桥,E = 4V , R1=R2=R3=R4=350 , 求：R1 为应变片其余为外接电阻,R1 增量为 R1=3.5 时输出 U0=.R1 、R2 是应变片,感受应变极性大小相同,其余为电阻,电压输出U 0=.R1 、R2 感受应变极性相反,输出 U0=.R1 、R2、R3、R4 都是应变片 ,对臂同性,邻臂异性,电压输出U 0=.2 石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动,已知加速度计灵敏度为5pc/g,电荷放大器灵敏度为50mv/pc ,当机器到达最大加速度时的相应输出电压幅值为2V , 试求机械的振动加速度单位 g.四问答题每题 5 分,共 10 分1 压力传感器测量砝码数据如下,试说明这是一种什么误差,产生这种误差的缘由是什么.Ng01.02345正行程mv01.522.533.5反行程mv00.5122.53.52 说明以下磁敏传感器：磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同？磁敏晶体管与一般晶体管的不同之处是什么？磁敏电阻与霍尔元件属同一类磁电转换元件,在本质上有什么不同？ 五电路分析每题 5 分,共 20 分.以下图左是电容式差压传感器,金属膜片与两盘构成差动电容 C1、 C2 ,两边压力分别为 P1、P2.以下图右为二极管双 T 型电路,电路中电容是左图中差动电容, UE 电源是占空比为 50%的方波.试分析：当两边压力相等 P1=P2 时负载电阻 RL上的电压 U0 值. 当 P1>P2 时负载电阻 RL 上电压 U0 大小和方向正负 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_.图为酒精测试仪电路,A 是显示驱动器.问： TGS812 是什么传感器？ 2、5 脚是传感器哪个部分,有什么作用？分析电路工作原理,调剂电位器RP 有什么意义 .图为光电传感器电路,GP IS01 是光电断路器.分析电路工作原理：当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通仍是截止？二极管是一个什么器件,在电路中起到什么作用？假如二极管反相连接晶体管VT 状态如何？.以下图是电阻应变仪电路框图,电桥采纳沟通供电, 应变信号为一正弦变化的信号频率为 20Hz,振荡频率4KHz .请画出放大器、相敏检波器、低通滤波器的输出波形示意图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 答案三 答案三答案三 答案三 一.填空每空 1 分,共 20 分1. 通常传感器由敏锐元件、转换元件、基本转换电路三部分组成, 是能把外界非电量转换成电量的器件和装置.2. 金属丝在外力作用下发生气械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称应变效应.固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应.直线的电阻丝绕成敏锐栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度 K 下降了,这种现象称为横向效应.3. 差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为零点残余电压.利用差动变压器测量位移时,假如要求区分位移方向或正负可采纳相敏检波电路.4. 把一导体或半导体两端通以掌握电流I,在垂直方向施加磁场B,在另外两侧会产生一个与掌握电流和磁场成比例的电动势,这种现象称霍尔效应,这个电动势称为霍尔电势.外加磁场使半导体导体5. 的电阻值随磁场变化的现象成磁阻效应.某些电介质当沿肯定方向对其施力而变形时内部产生极化现象,同时在 它的外表产生符号相反的电荷,当外力去掉后又复原不带电的状态,这种现象称为正压电效应.在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称逆压电效应.6. 在光线作用下电子逸出物体外表向外发射称外光电效应.入射光强转变物质导电率的现象称光电导效应.半导体材料吸取光能后在PN 结上产生电动式的效应称光生伏特效应.7. 块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭合的电流,利用该原理制作的传感器称电涡流传感器.这种传感器只能测量金属物体.8. 不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,假如两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称热电效应效应.假设两金属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E =0.二.挑选题每空 1 分,共 20 分电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器湿敏传感器光电耦合器压电传感器电容传感器热敏电阻CCD电荷耦合器压阻式传感器光纤传感器磁电传感器光电二极管差动变压器热释电器件磁敏晶体管电涡流传感器光电池超声波传感器热电偶红外传感器色敏传感器正确挑选以上传感器填入以下空内：1. 可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器.2. 可以完成温度测量的有热电偶、热敏电阻.热释电.3. 半导体式传感器是磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器.4. 光电传感器有光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 用于磁场测量的传感器霍尔器件、磁敏晶体管.6. 进行振动或加速度测量的传感器磁电传感器、压电传感器.7. 利用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器. 三.运算 每题 5 分,共 10 分1. 图为始终流应变电桥,E = 4V , R1=R2=R3=R4=350 ,求：R1 为应变片其余为外接电阻,R1 增量为 R1=3.5 时输出 U0=.R1 、R2 是应变片,感受应变极性大小相同其余为电阻,电压输出U0=.R1 、R2 感受应变极性相反,输出 U0=.R1 、R2、R3、R4 都是应变片 ,对臂同性,邻臂异性,电压输出U0=.2. 石英晶体加速计及电荷放大器测量机械振动,已知加速度计灵敏度为 5pc/g,电荷放大器灵敏度为 50mv/pc ,当机器到达最大加速度时的相应输出电压幅值为 2V ,试求机械的振动加速度 单位 g.四.问答题每题 5 分,共 10 分1. 压力传感器测量砝码数据如下,试说明这是一种什么误差,产生这种误差的缘由是什么.Ng012345正行程 mv01.522.533.5反行程 mv00.5122.53.5解：迟滞误差.静态误差.传感器本身材料的缺陷造成.2. 说明以下磁敏传感器：磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同？磁敏晶体管与一般晶体管的不同之处是什么？磁敏电阻与霍尔元件属同一类磁电转换元件,在本质上有什么不同？ 解：磁敏晶体管有放大作用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一般晶体管无磁灵敏度.磁敏电阻不能区分磁极性.五.电路分析每题 5 分,共 20 分1. 以下图左是电容式差压传感器,金属膜片与两盘构成差动电容 C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2.以下图右为二极管双 T 型电路,电路中电容是左图中差动电容, UE 电源是占空比为 50%的方波.试分析：当两边压力相等 P1=P2 时负载电阻 RL 上的电压 U0 值. 当 P1>P2 时负载电阻 RL 上电压 U0 大小和方向正负 .解：U0=0U0=UfM C1-C2 由于 C1 C2 所以 U0 0 ,输出负电压.2.图为酒精测试仪电路,A 是显示驱动器.问：TGS 812 是什么传感器？2、 5 脚是传感器哪个部分,有什么作用？分析电路工作原理,调剂电位器RP 有什么意义 .解：气敏传感器.加热电极,可加速复原反应提高气敏传感器灵敏度.调剂测量系统的测量范畴和满度值.3. 图为光电传感器电路,GP IS01 是光电断路器.分析电路工作原理：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当用物体遮挡光路时晶体三极管VT 状态是导通仍是截止？ 二极管是一个什么器件,在电路中起到什么作用？假如二极管反相连接晶体管VT 状态如何？ 解：截止.红外发射管,起掌握作用.截止.4. 以下图是电阻应变仪电路框图,电桥采纳沟通供电,应变信号为一正弦变化的信号频率为20Hz ,振荡频率 4KHz .请画出放大器、相敏检波器、低通滤波器的输出波形示意图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载