2008年秋传感器与自动检测技术试卷(答案).docx

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1、一、 填空题 (每题2分，10题共20分)1、在工程测试理论中，大多数检测系统属于线性时不变系统，这种系统 的 叠加 特性与 频率保持 特性在测试中具有重要意义。2、测试装置动态特性的数学描绘方式主要有微分方程、 传递函数 与频率响应函数 。3、一电容测微仪，通过测量得到的电容变更量DC410-3 pF，假设测量电路的放大倍数K1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，则此时仪表指示值变更 2 格。4、机械振动测试工作中的很多工程问题，往往可以看成是KMC系统，即用由弹簧-阻尼器-质量块构成的单自由度模型来描绘。5、对于测试装置的频率响应函数，其幅频、相频特性分别表征装置对输入信

2、号中各个频率重量幅值的缩放的实力与相位角前后挪动的实力。6、半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应；霍尔式传感器的工作原理是基于霍尔效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应。7、传感器在构造上承受差动方式可以进步灵敏度，减小非线性。8、根据霍尔元件的霍尔电势UH的表达式可知，霍尔元件一般可用于三种状况的测量，分别是测量电流I， 测量磁感应强度B， 功率测量 。9、已知输入信号，这时一阶装置的，则该装置的稳态输出表达式是：10、一般来说，系统内印制电路板接地的根本原则是高频电路应就近多点接地，低频电路应一点接地。二、 选择题（将正确的选择项填入括号内，每题2分，15题共30分）1

3、、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变更主要由 ( B ) 来确定的。A、贴片位置的温度变更 B、 电阻丝几何尺寸的变更 C、电阻丝材料的电阻率变更 D、外接导线的变更2、二阶装置引入适宜阻尼的主要目的是 C 。A、 使系统不发生共振； B、使得输出读数稳定C、获得较好的幅频、相频特性； D、改善装置的固有频率3、不能用涡流式传感器进展测量的是 ( D ) 。A 位移 B 材质鉴别 C 探伤 D 非金属材料4、测试系统的传递函数与（ B ）。A、详细测试系统的物理构造有关 B、详细测试系统的物理构造无关C、输入信号有关 D、输出信号有关5、为消退压电传感器电缆分布电容变更对输出灵敏度的

4、影响，可承受 ( B )。A 电压放大器； B 电荷放大器； C 前置放大器 ；D 电流放大器6、不能承受非接触方式测量的传感器是：（ C ）。A、霍尔传感器；B、光电传感器；C、热电偶；D、涡流传感器7、通常所说的传感器核心组成局部是指：（ B ）A、 敏感元件与传感元件 B、敏感元件与转换元件C、转换元件与调理电路 D、敏感元件、调理电路与电源8、压电加速度计固定在试件上承受振动时，质量块将产生一可变力作用在晶体片上，由于 ( A )效应在晶体片两外表上就有( D )产生。B、 正压电； B、逆压电；C、电压； D、电荷9、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（C）A、光敏二极管

5、B、硅光电池 C、光电管 D、光导管10、以下关于热电阻与热敏电阻的说法，错误的是：（ D ）A、热电阻一般承受纯金属材料，而热敏电阻承受半导体材料；B、热电阻的温度电阻系数一般是线性的，而热敏电阻的温度电阻系数一般是非线性的；C、热电阻构造简洁、体积小，因此可以测量“点温”；而在测温范围内，热电阻的电阻温度系数相对较为稳定；D、一般说来，热电阻的温度系数比热敏电阻的的温度系数大。11、变间隙式自感式电感传感器的灵敏度为：，由此可得出结论：（ C ）A、 该传感器的灵敏度是非线性的，因此不能运用；B、 该传感器的灵敏度是线性的，因此可以正常运用；C、 该传感器的灵敏度是非线性的，但在确定条件下

6、可以运用；D、 该传感器的灵敏度是线性的，但在特定条件下不能运用。12、在常用测振传感器中，适宜于测量振动位移的传感器是：（A）A、电感式传感器；B、压电式传感器；C、磁电式传感器；D、电动式传感器13、为进步电桥的灵敏度，可实行的方法是：（ C ）。A、 半桥双臂各串联一片电阻应变片；B、 半桥双臂各并联一片电阻应变片；C、 适当进步电桥的电源电压；D、 增大应变片的初始电阻值。14、热敏电阻典型可分为三类，其中，（ B ）热敏电阻在确定温度范围内，阻值随温度的变更猛烈变更，故可作为志向的开关器件。A、负电阻温度系数 B、临界温度系数C、正电阻温度系数 D、无15、关于光敏电阻，下列说法错误

7、的是：（ A ）A、 光敏电阻既可作检测元件，也可作开关元件运用；B、 光敏电阻的光谱特性与光敏电阻本身材料有关，需选择适宜光源协作运用；C、 在确定的光照度下，光敏电阻所加的电压越大，光电流越大，而且无饱与现象；D、多数光敏电阻的时延都比拟大，所以，它不能用在要求快速响应的场合。三、推断题（在你认为对的推断后打，错的推断后打，每题1分， 10题共10分）1，压电式传感器具有体积小、构造简洁等优点，适宜于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。（ ）2，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。（ ）3，真值是指确定的时间及空间条件下

8、，某物理量表达的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。（ ）4，置信系数取不同典型值时，具有不同的置信概率。置信系数越高，置信程度则越低，说明对测量精度的要求越低。（ ）5，一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般渴望它越大越好。（ ）6，差动变压器式传感器的两个次级线圈在联接时应反向串联。( ) 7，LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。（ ）8，涡流传感器一般承受高频透射式或低频反射式两种方式进展测量。（ ）9，凡可以测量位移与速度的检测原理都可用于加速度与振动的测量。（）10，虚拟仪器的全部仪器面板与显示器都是在计算机监视器上模拟的。（）四、简答题（4题，共18分）1，试简述检测

9、系统噪声干扰形成的要素。（4分）噪声形成干扰须要同时具备三要素：干扰源、对噪声敏感的接收电路及噪声源到接收电路之间的耦合通道。2、简述一种速度测量的方法。（4分）答：以下5种方法任写出一种既可，见书P191。（1）时间、位移计算法，如相关测速法与空间滤波器测速法；（2）加速度积分法与位移微分法测量速度；（3）利用物理参数测量速度，如电动式速度传感器与电磁式速度传感器；（4）多普勒效应测速；（5）差动变压器测速。3、压电元件在运用时常承受多片串接或并接的构造形式，试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合？（6分）答：两片压电元件串接时，输出电荷q等于单片上的电荷q，

10、输出电压U为单片电压U的两倍，总电容C为单片电容C的1/2。即：qq；U2U；CC/2。串联接法适用于以电压输出的信号与测量电路输入阻抗很高的状况；两片压电元件并接时，输出电荷q等于单片上电荷q的两倍，输出电压U等于单片电压U，总电容C等于单片电容C的两倍。即：q2q；UU；C2C。并联接法适用于测量缓慢变更信号，并以电荷作为输出的状况。4，请画出光电传感器的一般构成框图，并说明光电传感器的一般组成局部。（4分）光电传感器通常由光源、光学通路与光电元件三局部组成五、 计算综合题（3题，共22分）1、已知一阶系统的传递函数，输入一时域谐波函数，求该系统到达稳态时的输出y(t)。（6分）解：已知一

11、阶系统的传递函数（2分）则（4分）3、图为应变式拉力传感器原理示意图。该传感器承受1、2、3、4四片完全一样的应变片按如图方式粘贴在构件外表上，应变片的初始阻值为R0，传感器要求具有温度补偿与弯矩补偿实力；（1） 试承受两种组桥方式实现传感器的纯拉力测量并说明理由（假设应变片不够，可加精细电阻）。（6分）（2） 哪一种组桥方式灵敏度高？为什么？（2分）14232R02R01243（1）4、如图为试验室常承受的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线图，（1） 图中根据了热电偶两个根本定律，分别指出并简述其内容；（4分）（2） 将冷端至于冰水槽的主要缘由是什么？（2分）（3） 对补偿导线有何要求？（2分）答案：（1） 中间导体定律：在热电偶回路中，只要接入的第三导体两端温度一样，则对回路的总的热电动势没有影响。中间温度定律：热电偶AB的热电势仅取决于热电偶的材料与两个结点的温度，而与温度沿热电极的分布以及热电极的参数与形态无关。（2） 热电偶分度表以0摄氏度为基准；（3） 与导体材料A、B有一样热电特性（不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同；连接补偿导线时要留意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应；补偿导线连接端的工作温度不能超出（0100），否则会给测量带来误差。）第 6 页