辽宁石油化工大学传感器期末A卷及答案.docx

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1、辽宁石油化工高校2021 -2021 学年第 一 学期传感技术及误差处理 课程标准答案适用专业班级： 自动化08级，测控08级，电气08级，信息0801 试题类型 ：A, B 制作人： 郭颖 一、 推断题每题1分，共10分123456789101、 涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器；1分2、 金属丝的电阻应变效应中，引起电阻变更的主要缘由是电阻率的变更；1分3、 接受莱以特准那么3准那么判别粗大误差时，数据的个数应当在10以上；1分4、 传感器的传感元件通常状况下干脆感受被测量；1分5, 等强度梁的不同部位所产生的应变是不相等的；1分6, 电容式传感器接受差动构造可以提高灵敏度, 减小非

2、线性；1分7, 压电式传感器适合于动态信号的测量；1分8, 金属丝的灵敏度Ks恒小于同一材料金属应变片的灵敏系数K；1分9, 将温度变更转为热电势变更的传感器称为热电阻传感器；1分10, 当光辐射照在某些材料的外表上时，假设入射光的光子能量足够大，就能使材料的电子逸出外表，向外放射出电子，这种现象叫内光电效应或光电子放射效应。1分二, 选择题每题1分，共10分12345678910CBCDCDAAAD1, 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变更转为 C的输出。A电阻 B电容 C电压 D电荷2, 变间隙式电容传感器的非线性误差及极板间初始距离d0之间是 B 。A正比关系B反比关系C无关系3, 热

3、电偶可以测量C 。 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势4, 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5, 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 C 。 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更相反的工作应变片 D两个桥臂应当分别用应变量变更一样的工作应变片6, 影响压电式加速度传感器低频响应实力的是 D 。 A电缆的安装及固定方式 B电缆的长度 C前置放大器的输出阻抗 D前置放大器的输入阻抗7, 在霍尔元件的主要指标中，KH是指 A 灵敏度。磁乘积电流电势8, 热

4、电阻传感器的测量引线接受3线制是为了 A 。 A消退引线电阻的影响 B消退接触电动势的影响C削减绝缘电阻的影响 D削减寄生电动势的影响22,那么后者可视为 A 。10, 哪种判别方法适用于发觉组间存在系统误差 D 。 A.剩余误差校核法 B.不同公式计算标准差比拟法 三, 填空题每题1分，共14 分1, 传感器的特性可以分为 静态 特性和 动态 特性。2, 正态分布的随机误差分布规律具有：对称 性, 单峰 性, 有界 性, 抵偿 性。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，而事实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 零点剩余电压 ；利用差动变压器测量

5、位移时，假如要求区分位移方向或正负可接受 相敏检波 电路。4, 热电偶的热电势是由 接触 电势和 温差 电势所组成。热电偶的三个根本定律是 中间导体 定律, 标准电极 定律以及连接导体和中间温度定律。5, 在光线作用下，电子吸取光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电阻率的变更，这种现象称为 光电导效应 。6, 当光电池作为测量元件时应取 短路电流 的形式。四, 简答题每题4分，共16分1、 为什么自感式电感传感器只能用于微小位移的测量？答：转换原理的非线性2分，衔铁正, 反方向移动时电感变更量的不对称性2分2、 如下图热电偶回路，只将B一根丝插入冷筒中作为冷端，t为待测温度，问C这段导

6、线应接受哪种导线是A, B还是铜线？对t1和t2有什么要求？ C选择A材料2分 t1=t2 2分3、 画出压电传感器的等效电路。两个一个图2分4、 光电效应可分为几类？依据相应的分类，举出几种常见的光电元件。可分为两大类外光电效应和内光电效应两大类。1分外光电效应：光电管，光电倍增管。1分光电导效应：光敏电阻。1分光生伏特效应：光电池。1分五, 分析题每题10分，共20分1, Liquid level measuring system with capacitive sensor，D1, D2, D3, D4 are diodes. Known: ; EMBED Equation.DSMT4

7、. How the capacitive sensor workWrite out the characteristic equation .注：characteristic equation特性方程解：由于，当及, 串联时可以忽视。 1当输入高频脉冲方波由低电平：, 导通，, 截止。和均充电。 1分 充电电流分别为： 1分 那么流淌的电荷量为： 1分 2当输入高频脉冲方波由低电平：, 截止，, 导通。 和均放电。， 1分放充电电流分别为： 1分那么流淌的电荷量为： 1分依据上述充, 放电过程分析可知，充, 放电电流流经时方向相反，当充, 放电电流相等时，电流表中不产生直流重量，当充, 放电电

8、流不等时，由的电流将产生直流重量，由于电容的通沟通, 隔直流作用，该直流重量将流经电流表，其大小可以反映液位的变更。 1分 当液面在电容传感器零位，调整，两端无电位差，电流表指零 1分当，在输入高频脉冲方波一个周期内，由点的净电荷量为： 1分设输入高频脉冲方波频率为，可得电流表中电流的平均值为： 1分2, 图为霍尔传感器温度补偿线路。假设, , 分别是霍尔传感器内阻R0, 灵敏度系数KH和补偿电阻r0的温度系数，问当补偿电阻取何值时，输出电压及温度根本无关？ 答：在某一基准温度T0时，有 I=IH0+I0 IH0R0=I0r0 (2分)上两式经整理后得到 IH0Ir0R0r0 1分温度上升为T

9、时，同理可得 IHIrRr 1分 RR0 (1+t (1分) rr01t 1分温度为T0时，霍尔电势UHO为 UHOKH0IH0B (1分) UHKHIHBKH01tIHB (1分) UHUH0 1分 r0/ R0 1分六, 计算题共30分1, Strain sensor is shown in the picture. ,the two strain gage are connected into differential bridge.known: Poissons ratio =0.285,strain gage sensitivity K=2,U=2V, ,then (10 point

10、s)注：Poissons ratio泊松比解： (2分) (2分) (2分) (2分) (2分) 2, 对某量测得两组数据如下，依据秩和检验法推断两组间有无系统误差。下表为秩和检验表6分 333444678456899121314222427242730：26.2，26.4，26.9，27.1，27.3； ：26.4，26.8，27.0，27.4。解：将两组数据混合排列成下表 12，345678926.4 1分 ， 1分T=(2+3)/2+4+6+9=21.5 1分查表得： ， 1分 1分 故无依据疑心两组间存在系统误差。 1分3, 有一只温度传感器，其微分方程为，式中，y为输出电压，mV；x

11、为输入温度，试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。5分解：将温度传感器微分方两边同除以3，得 3分 所以： 1分 mV/ 1分4, A voltage equation of one circuit,that is when then ;when then ;when then ;Please use the least square method, (9 points)Answer: 2分 6分 (1分) (1分)七, 补充题此局部文小语种同学和重修同学做答1, 如下图，在悬臂梁距端部为L位置上下面各贴两片完全一样的电阻应变片。试求cde三种桥臂接法桥路输出电压对b种接法输出电压比值。图中U为

12、电源电压，R为固定电阻并且为桥路输出电压。9分3分6分所以，比值分别为2：1，2：1，4：1。2, ：差动式电容传感器的初始电容C1=C2=100pF,沟通信号源电压有效值U=6v,频率f=100kHz。求：在满足有最高输出电压灵敏度条件下设计沟通不平衡电桥电路，并画出电路原路图；(4分)计算另外两个桥臂的匹配阻抗；(3分)当传感器电容变更量为10pF时，求桥路输出电压。(3分)解：1 4分因为满足a=1，那么。当时要选择为电容和电阻元件。 2 3分3沟通电桥输出信号电压依据差动测量原理及桥压公式得 (3分)3, 由测量方程3x+y=2.9, x-2y=0.9, 2x-3y=1.9，试求x，y的最小二乘处理及其相应精度。10分解： 由得，线性参数的误差方程为 1分那么线性参数的误差方程式可表示为=- EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 即V=L-A 1分又 1分 1分 =C-1ATL= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 = 2分 V1=-0.004；V2= -0.033；V3 EMBED Equation.DSMT4 1分 2分 1分