傳感器原理及應(yīng)用試題庫(kù)已做

1、一：填空題(每空1分)1 .依據(jù)傳感器的工作原理，傳感器分敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，測(cè)量電路三個(gè)部分組成。2 .金屬絲應(yīng)變傳感器設(shè)計(jì)過程中為了減少橫向效應(yīng)，可采用直線柵式應(yīng)變計(jì)和箔式應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)。3 .根據(jù)熱敏電阻的三種類型，其中臨界溫度系數(shù)型最適合開關(guān)型溫度傳感器。4 .靈敏度是描述傳感器的輸出量對(duì)輸入量敏感程度的特性參數(shù)。其定義為：傳感器輸出量的變化值與相應(yīng)的被測(cè)量的變化值之比、用公式表示k(x)=Ay/Ax。5 .線性度是指?jìng)鞲衅鞯妮敵隽颗c輸入量之間是否保持理想線性特性的一種度量。按照所依據(jù)的基準(zhǔn)之線的不同，線性度分為理論線性度、端基線性度、獨(dú)立線性度、最小二乘法線性度等。最常用的是最小二乘法線

2、性度。6 .根據(jù)敏感元件材料的不同，將應(yīng)變計(jì)分為金屬式和半導(dǎo)體式兩大類。7 .應(yīng)變傳感器設(shè)計(jì)過程中，通常需要考慮溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)姆椒姌蜓a(bǔ)償法、計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法、應(yīng)變計(jì)補(bǔ)償法、熱敏電阻補(bǔ)償法。8 .應(yīng)變式傳感器一般是由電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路兩部分組成。9 .傳感器的靜態(tài)特性有靈敏度、線性度、靈敏度界限、遲滯差和穩(wěn)定性。10 .國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一岸的視律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。11 .傳感器按輸出量是模擬量還是數(shù)字量，可分為模擬量傳感器和數(shù)字量傳感數(shù)12 .傳感器靜態(tài)特性的靈敏度用公式表示為：k(x產(chǎn)輸出

3、量的變化值/輸入量的變化俏二zy/zx13 .應(yīng)變計(jì)的粘貼對(duì)粘貼劑的要求主要有：有一定的粘貼強(qiáng)度；能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變；蠕變小;機(jī)械滯后小;耐疲勞性好；具有足夠的穩(wěn)定性能;對(duì)彈性元件和應(yīng)變計(jì)不產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用；有適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存期；應(yīng)有較大的溫度適用范圍。14 .根據(jù)傳感器感知外界信息所依據(jù)的基本校園，可以將傳感器分成三大類：物理傳感器，化學(xué)傳感器，生物傳感器。15 .應(yīng)變式測(cè)力與稱重傳感器根據(jù)彈性體的的結(jié)構(gòu)形式的不同可分為柱式傳感出、輪輻式傳感器、懸梁式傳感器和環(huán)式傳感器16 .長(zhǎng)為l、截面積為A電阻率為p的金屬或半導(dǎo)體絲，其電阻為：RA17 .應(yīng)變測(cè)力傳感器由彈性體、應(yīng)變計(jì)和外殼組成。18 .電阻應(yīng)變

4、計(jì)，也稱應(yīng)變計(jì)或應(yīng)變力，是一種能將機(jī)械構(gòu)件上的應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感元件。19 .一個(gè)高階系統(tǒng)的傳感器總可以看成是由若干個(gè)零階系統(tǒng)、一階和二階系統(tǒng)組合而成的。20 .敏感光柵越窄，基長(zhǎng)越長(zhǎng)的應(yīng)變計(jì)，其橫向效應(yīng)引起的誤差越?。ù?小）。21 .應(yīng)變式傳感器的基本結(jié)構(gòu)通常可以分為兩部分，彈性敏感元件和應(yīng)變計(jì)。22 .應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償方法包括：選擇式自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)和雙金屬敏感柵自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)。23 .依據(jù)傳感器的輸出信號(hào)形式，傳感器可分為模擬式傳感器，數(shù)字式傳感器。24 .傳感器線性度公式et100%,其中，Yfs表示的是傳感器滿量程Yfs輸出平均值。25 .兩個(gè)各有G（s）和G（s）傳遞函數(shù)的系統(tǒng)

5、串聯(lián)后，如果其阻抗匹配合適，相互之間不影響彼此的工作狀態(tài)，那么其傳遞函數(shù)為G（s尸G不s）?G?（s）。26 .實(shí)驗(yàn)表明，金屬線材的應(yīng)變計(jì)實(shí)際靈敏度k恒（、（或=）理論靈敏度系橫向數(shù)ko,其原因除了粘合劑、基片傳遞變形失真外，主要原因是存在效應(yīng)。27 .輸入逐漸增加到某一值，與輸入逐漸減小到同一入值時(shí)的輸出值不相等，叫做遲滯現(xiàn)象。遲滯差表示這種不相等的程度。其值以滿量程的輸出YFS的百分?jǐn)?shù)表示。28 .由于環(huán)境改變而帶來(lái)的溫度誤差，稱為應(yīng)變計(jì)的溫度誤差，又稱熱輸出29 .懸臂梁作為彈性敏感原件，根據(jù)其界面形狀不同，一般可分為等截面梁和等強(qiáng)度梁。30 .線性度和靈敏度是傳感器的靜態(tài)指標(biāo),而頻率響

6、應(yīng)特性是傳感器的垓在_指標(biāo)。31 .金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)是金屬電阻應(yīng)變片工作的物理基礎(chǔ)。半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片是基于壓阻效應(yīng)。32 .測(cè)量加速度的傳感器種類很多，目前使用最廣泛、最普遍的是壓電加速度傳感器33 .熱敏電阻有三種類型，即正溫度系數(shù)型、負(fù)溫度系數(shù)型、臨界溫度系數(shù)型34 .傳感器按工作原理分為：應(yīng)變式,電容式，電感式等。35 .傳感器靈敏度定義為：k(x)工x36 .光電二極管是利用PN結(jié)單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)構(gòu)光電器件37 .當(dāng)某些晶體沿一定方向伸長(zhǎng)或者壓縮是，在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。38 .半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng)、它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大十倍。39 .

7、變磁阻式傳器是利用被測(cè)量調(diào)制磁路的磁阻，導(dǎo)致線圈電感量改變,實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量測(cè)量的。40 .半導(dǎo)體傳感器大致可分為接觸型和非接觸型，前者是讓溫度傳感器直接與待測(cè)對(duì)象接觸，后者是使溫度傳感器與待測(cè)對(duì)象離開一定距離，檢測(cè)從待測(cè)對(duì)象放射出的紅外線,從而達(dá)到測(cè)溫的目的。41 .熱敏電阻主要有哪三種類型：正溫度系數(shù)型（PT。、臨界溫度系數(shù)型（CTR、負(fù)溫度系數(shù)型（NTC。單項(xiàng)選擇題（每題2分）1 下列哪一項(xiàng)是金屬式應(yīng)變計(jì)的主要缺點(diǎn)（A）A:非線性明顯B：靈敏度低C:準(zhǔn)確度低D:響應(yīng)時(shí)間慢2 螺管型差動(dòng)變壓器的銜鐵和鐵芯用同種材料制成，通常選（A）A:電阻率大，導(dǎo)磁率高，飽和磁感應(yīng)大的材料B:電阻率大，導(dǎo)磁率

8、高，飽和磁感應(yīng)小的材料C:電阻率大，導(dǎo)磁率底，飽和磁感應(yīng)大的材料D:電阻率小，導(dǎo)磁率高，飽和磁感應(yīng)大的材料3 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A重復(fù)性R線性度C靈敏度D固有頻率4 應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的主要原因：（E）A:應(yīng)變式溫度傳感器件的溫度系數(shù)變化。B:應(yīng)變式溫度傳感器件的測(cè)量部分引起的。D:應(yīng)變式溫度傳感器件對(duì)溫度應(yīng)變不敏感引起的。E：試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一,使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。5 下面的哪個(gè)溫度補(bǔ)償方法是不存在的（C）A: 電橋補(bǔ)償法B: 輔助測(cè)溫元件微型計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法C: 電阻補(bǔ)償法D:熱敏電阻補(bǔ)償法D: 下列哪一項(xiàng)是半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)（B

9、）A:非線性明顯B：靈敏度高C:準(zhǔn)確度高D:橫向效應(yīng)小7、電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)轉(zhuǎn)換為（B）的輸出A:電阻B:電壓C:電容D：電荷28、 傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（D）A:線性度越好。B:遲滯越小。C:重復(fù)性越好。D：分辨力越高。9、 傳感器的輸出量通常為（B）A非電量信號(hào)B電量信號(hào)C位移信號(hào)D光信號(hào)10、 按照依據(jù)的基準(zhǔn)線不同，下面那種線性度是最常用的（D）A：理論線性度B：端基線性度C:獨(dú)立線性度D:最小二乘法線性度11、 輸入逐漸增加到某一值，與輸入逐漸減小刀同一輸入值時(shí)的輸出值不相等是屬于傳感器靜態(tài)特性的哪一種（D）A: 靈敏度B: 線性度C: 靈敏度界限

10、D:遲滯性12、 以下屬于應(yīng)變計(jì)溫度誤差產(chǎn)生的原因是：（D）A:應(yīng)變式溫度傳感器件的溫度系數(shù)變化。B:應(yīng)變式溫度傳感器件的測(cè)量部分引起的。C:應(yīng)變式溫度傳感器件對(duì)溫度應(yīng)變不敏感引起的。D:敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化。13、 符合對(duì)粘合劑的要求是：AA機(jī)械滯后小B蠕變大C溫度使用范圍小D存儲(chǔ)期大14、 組合式壓力傳感器用于測(cè)量BA大壓力B小壓力C高速D低速15、 下列哪種溫度補(bǔ)償方法是常用和效果較好的補(bǔ)償方法：（A）A:電橋補(bǔ)償法B:輔助測(cè)溫元件微型計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法C:應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償法D:熱敏電阻補(bǔ)償法16、 下列哪一項(xiàng)不是金屬式應(yīng)變計(jì)的主要缺點(diǎn)（D）A:非線性明顯B：輸出信號(hào)微弱C:抗干擾能

11、力差D:響應(yīng)時(shí)間慢17、 以下那個(gè)質(zhì)量是直接影響傳感器的性能和精度（B）A:應(yīng)變計(jì)。B:彈性敏感元件C:敏感柵。D:電路電阻。E:暗視場(chǎng)光纖微變傳感器信號(hào)不易受到溫度影響。18、 為了減小熱電偶測(cè)溫時(shí)的測(cè)量誤差，需要進(jìn)行的溫度補(bǔ)償方法不包括（D）。A.補(bǔ)償導(dǎo)線法B.電橋補(bǔ)償法C.冷端恒溫法D.差動(dòng)放大法D可用于惡劣環(huán)境E可根據(jù)需要做成各種形狀19、 電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（）.20、 A.差動(dòng)電橋補(bǔ)償法21、 B.補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法22、 C.補(bǔ)償線圈補(bǔ)償法23、 D.恒流源溫度補(bǔ)償電路法24、 通常用應(yīng)變式傳感器測(cè)量（BCD）.25、 A.溫度B.速度C.加速度D.壓力2

12、6、 壓電式加速度傳感器是（D）傳感器。A、結(jié)構(gòu)性B、適于測(cè)量直流信號(hào)的C、適于測(cè)量緩變信號(hào)的D、適于測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)的27、 石英晶體測(cè)量加速度基于哪個(gè)物理效應(yīng)（B）A、熱電效應(yīng)B、壓電效應(yīng)C、橫向效應(yīng)D、霍爾效應(yīng)28、 屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A、重復(fù)性B、線性度C、靈敏度D、固有頻率29、 傳感器一般包括敏感元件，還包括（A）A、轉(zhuǎn)換元件B、敏感頭C、壓敏器件D、溫敏器件30、 電阻應(yīng)變計(jì)的電阻相對(duì)變化AR/R與應(yīng)變AL/L=e之間在很大范圍內(nèi)是線性的則k=（A）A. AR/R/£B. AR/R/LC. AR/R/ALD. AL/L/R31、 應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的主

13、要原因DA. 應(yīng)變式溫度傳感器件的溫度系數(shù)變化。B. 應(yīng)變式溫度傳感器件的測(cè)量部分引起的。C. 應(yīng)變式溫度傳感器件對(duì)溫度應(yīng)變不敏感引起的。D.試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。32、 下列傳感器不屬于按基本效應(yīng)分類的是DA半導(dǎo)體傳感器8 磁傳感器C物理傳感器D真空傳感器簡(jiǎn)答題1、什么是壓電效應(yīng)壓電傳感器有哪些答：當(dāng)某些晶體沿一定方向伸長(zhǎng)或壓縮時(shí)，在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)成為壓電效應(yīng)。壓電傳感器有壓電加速度傳感器、壓電諧振式傳感器、聲表面波傳感器。2、電阻應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生溫度誤差的原因是答：(1)敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化。(2)試件材料與應(yīng)變絲

14、材料的線膨脹系數(shù)不一，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。3、什么叫線性度其定義為：傳感器的輸出一輸入校準(zhǔn)曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出之比，稱為該傳感器的“非線性誤差”或稱“線性度”，也稱“非線性度”。通常用相對(duì)誤差表示其大?。篹t-jmax100%YFS4、簡(jiǎn)述溫度補(bǔ)償方法有哪些：(1)電橋補(bǔ)償法。(2)輔助測(cè)溫元件微型計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法。(3)應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償法。(4)熱敏電阻補(bǔ)償法。5、應(yīng)變式傳感器與其他類型傳感器相比具有如下特點(diǎn)：(1)測(cè)量范圍廣、精度高。(2)性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)。(3)頻率響應(yīng)特性較好。(4)能在惡劣的環(huán)境條件下工作。(5)易于實(shí)現(xiàn)小型化、整體化6

15、、 應(yīng)變計(jì)的零漂的定義以及產(chǎn)生零漂的原因答：恒定溫度下，粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在不承受載荷的條件下，電阻隨時(shí)間變化的特性稱為應(yīng)變計(jì)的零漂。零漂的主要原因是，敏感柵通過工作電流后的溫度效應(yīng)，應(yīng)變計(jì)的內(nèi)應(yīng)力逐漸變化，粘接劑固化不充分等。7、 什么是傳感器的靈敏度靈敏度是描述傳感器的輸入量(一般為電學(xué)量)對(duì)輸入量(一般為非電學(xué)量)敏感程度的特性參數(shù)。其定義為：傳感器的變化值和相應(yīng)的被測(cè)量(輸入量)的變化值之比，用公式表示為：K(x)=輸出量的變化值/輸入量的變化值=y/Ax8、 應(yīng)變式傳感器與其他類型傳感器相比具有如下特點(diǎn):(1) 測(cè)量范圍廣、精度高。(2) 性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng)。(3) 頻率響

16、應(yīng)特性較好。(4) 能在惡劣的環(huán)境條件下工作。(5) 易于實(shí)現(xiàn)小型化、整體化9、 金屬式應(yīng)變片和半導(dǎo)體式應(yīng)變片在工作原理上有什么不同答：金屬應(yīng)變片是通過變形改變絲柵的幾何尺寸，而它的電阻率一般不變，半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于壓阻效應(yīng)而工作的，就是說(shuō)沿半導(dǎo)體晶軸的應(yīng)變，使它的電阻率有很大的變化，從而產(chǎn)生電阻變化。10、 什么是電橋補(bǔ)償法在被測(cè)試件上安裝一工作應(yīng)變計(jì)，在另外一個(gè)于被測(cè)試件的材料相同，但不受力的補(bǔ)償件上安裝一補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)。補(bǔ)償件于被測(cè)試件處于完全相同的溫度場(chǎng)內(nèi)。測(cè)量時(shí)，使兩者接入電橋的相鄰臂上，由于補(bǔ)償片R是與工作片R完全相同的，且都貼在相同的試件上，并處于相同的溫度下，這樣，由于溫度變化使工

17、作片產(chǎn)生的電阻變化A"與補(bǔ)償片的電阻變化RBt相等，因此，電橋輸出UL與溫度無(wú)關(guān)，從而補(bǔ)償了應(yīng)變計(jì)的溫度誤差。11、 什么是傳感器:傳感器是與人的感覺器官相對(duì)應(yīng)的元件。能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。12、 什么是零漂和蠕變答：（1）恒定溫度下，粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在不承受載荷的條件下，電阻隨時(shí)間變化的特性稱為應(yīng)變計(jì)的零漂。零漂的主要原因是，敏感柵通過工作電流后的溫度效應(yīng),應(yīng)變計(jì)的內(nèi)應(yīng)力逐漸變化，粘接劑固化不充分等。（ 2） 粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，保持溫度恒定，在某一恒定機(jī)械應(yīng)變長(zhǎng)期作用下，指示應(yīng)變隨時(shí)間變化的特性，稱

18、為應(yīng)變計(jì)的蠕變。粘合劑的選用和使用不當(dāng)，應(yīng)變計(jì)在制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力等，是造成應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生蠕變的主要原因。13、 簡(jiǎn)述應(yīng)變計(jì)對(duì)粘貼劑的要求。答：有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變。蠕變小。機(jī)械滯后小。耐疲勞性能好。具有足夠的穩(wěn)定性能。對(duì)彈性元件和應(yīng)變計(jì)不產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用。有適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存期。應(yīng)有較大的溫度使用范圍。14、 傳感器技術(shù)發(fā)展迅速的原因答：（1）電子工業(yè)和信息技術(shù)促進(jìn)了傳感器產(chǎn)業(yè)的相應(yīng)發(fā)展（2）政府對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資助并大力扶植（3）國(guó)防、空間技術(shù)和民用產(chǎn)品有廣大的傳感器市場(chǎng)（4）在許多高新技術(shù)領(lǐng)域可獲得用于開發(fā)傳感器的理論和工藝15、 什么是電阻應(yīng)變效應(yīng)是指金屬導(dǎo)體的電阻在導(dǎo)體受力產(chǎn)

19、生變形（伸長(zhǎng)或縮短）時(shí)發(fā)生變化的物理現(xiàn)象。當(dāng)金屬電阻絲受到軸向拉力時(shí)，其長(zhǎng)度增加而橫截面變小，引起電阻增加。反之，當(dāng)它受到軸向壓力時(shí)則導(dǎo)致電阻減小16、 什么是傳感器傳感器由哪三個(gè)部分組成答：傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置傳感器的組成：敏感元件一一直接感受被測(cè)量（非電量）能產(chǎn)生有確定關(guān)系的輸出量傳感元件一一又稱為變換器，一般情況它不直接感受被測(cè)量，而是將敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換為電量輸出的元件。變換電路一一能把傳感元件輸出的電量轉(zhuǎn)換為便于處理、傳輸、記錄、顯示和控制的有用電信號(hào)的電路。17、 什么是晶體壓電效應(yīng)請(qǐng)舉例說(shuō)明。答：當(dāng)某些晶體沿

20、一定方向伸長(zhǎng)或壓縮時(shí)，在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。一些晶體當(dāng)不受外力作用時(shí)，晶體的正負(fù)電荷中心相重合,單位體積中的電距等于零，晶體對(duì)外不呈現(xiàn)極性，而在外力作用下晶體形變時(shí)，正負(fù)電荷的中心發(fā)生分離，這是單位體積的電鋸不再等于零，晶體表現(xiàn)出極性。另外一些晶體由于具有中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，無(wú)論外力如何作用，晶體正負(fù)電荷的中心總是重合在一起，因此這些晶體不會(huì)出現(xiàn)壓電效應(yīng)。設(shè)計(jì)題（20分，每個(gè)10分）1 .依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一光纖位移傳感器（要求畫出框架圖，并解釋位移與/2.依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一種加速度傳感器(要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏3. 用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出一種壓力傳感器，說(shuō)明他的工作原理P10

21、3圖光纖測(cè)壓傳感器或者P151圖膜片管(4. 光纖干涉儀有較高的靈敏度，具有非常大的動(dòng)態(tài)范圍等優(yōu)勢(shì)。利用集成電路技術(shù)和目前的電光技術(shù)起來(lái)，請(qǐng)畫出集成的邁克爾遜(Michelson)干涉儀，并寫出具體部件。5. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一硒蒸發(fā)膜濕度傳感器(標(biāo)明電極)圖見書本P187頁(yè)6. 用熱釋電傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)熱釋電報(bào)警器7. CCDH像傳感器的工作原理8. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一容器內(nèi)液體重量傳感器感元件）11.設(shè)計(jì)微彎光纖傳感器104頁(yè)敏感元件）13. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一應(yīng)變式感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）應(yīng)變電阻1和4沉積在桿的凹面處應(yīng)變電阻2和3沉積在桿的凸面處14. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)，設(shè)

22、計(jì)一個(gè)用差動(dòng)變壓式加速度傳感器來(lái)測(cè)量某測(cè)試臺(tái)平臺(tái)振動(dòng)的加速度（只畫出原理圖）信號(hào)處理惻試電路電壓表測(cè)試平臺(tái)振動(dòng)15. 依據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一種實(shí)現(xiàn)自相關(guān)檢測(cè)傳感器（只畫出原理圖）16. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一種零差法檢測(cè)的光纖相位傳感器（要求只畫出框架Ei+EMf|）、3dB.rAii盤先霹一一擊琦一"一某分放A票orri1：枳行欣人需|厲二度惻控制制J后通液+I3都影電蹄候朝放大可出不器小片機(jī)17. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一光纖磁傳感器（要求畫出框架圖，并解釋位移與輸出信號(hào)的關(guān)系）答：書本P121,圖18. 依據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一種位移傳感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）（5分）P101圖

23、（a）所示計(jì)算題（10分）1 .對(duì)于鋼材v=5000m/s,若要e=1%時(shí)，對(duì)L=1mm勺應(yīng)變計(jì)，其允許的最高工作頻率多大答：f=v（6e）1/2/兀1=5X106x（6X）1/2/（兀x1）=390kHz2 .某溫度傳感器特性方程為20dy/dt+5y=,其中y為輸出電壓（mV,x為輸入溫度（C）,求該傳感器的時(shí)間常數(shù)r和靜態(tài)靈敏度k。用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測(cè)量機(jī)器的振動(dòng)，已知：加速度計(jì)的靈敏度為5pC/g,電荷放大靈敏度為50mV/pC當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時(shí)相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V,試求機(jī)器的振動(dòng)加速度。（g為重力加速度）解：由題意知，振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)（壓電式加速度計(jì)加上電荷放大器）

24、的總靈敏度K=K1*K2=5pC/g*50mV/pC=250mV/g=U/a式中U為輸出電壓，a為振動(dòng)系數(shù)的加速度。當(dāng)輸出電壓為2V時(shí)，振動(dòng)加速度為a=U/K=2*10A3/250=8（g）3 .已知均勻光纖的折射率為n產(chǎn)，相對(duì)折射率差為，二,纖芯半徑為a=25m,試求：該光纖LB模的截止波長(zhǎng)。若0=1m,試計(jì)算光纖的歸一化截止頻率V及其中傳輸?shù)哪?shù)量N各等于多少。（8%）由，二上上=,可得ni2n2=Vcn2=（3分）（3分）V2aE&2=(3分)V2NV-=368(3分)4 .已知某二階系統(tǒng)傳器的自振頻率f°=10kHz,阻尼比己二，若要求傳感器的輸出幅值誤差小于5%試確

25、定該傳感器的工作頻率范圍。k.一,求沖激響應(yīng)。S15 .某壓電加速度傳感器的電容為Cs=100pF電荷靈敏度Kq=g,求壓電加速度傳感器的電壓靈敏度；外接電纜和示波器組成一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，電纜電容Cc=100pF示波器的卒&入阻抗為Ri=100MQ和并聯(lián)電容為Ci=50pF,如測(cè)量系統(tǒng)允許的幅值誤差為5%最低可測(cè)頻率是多少6 .根據(jù)一階（慣性）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：上三GsXs7.答：設(shè)輸入信號(hào)為6函數(shù)，即：t,t00,t0且tdt1根據(jù)拉普拉斯變化：XsLt1所以：YsGsXs(0.1)(0.2)(0.3)(0.4)s1/ytL1Yske8.6.Q芯25一座變片的電陰4=1皿.K=2就*用作應(yīng)

26、變?yōu)镾OOmuin的悌愿幾件門)土二勺皿為電源電壓.q=m求真座的通測(cè)量電拼的非平新輸出電壓UnXRR解：由K=1一期AK入一SOOlm,_j=&=205»/='R10*pm則AR=1.641(TJm1一任1曠31200=01970具陶比電也為Ut=11.64-v10=1.2310''F,“4Kl'T23(mV)9.7.頻率響應(yīng)特性可由頻率響應(yīng)函數(shù)表示。設(shè)輸出信號(hào)x(t)=sinwtLx(t)=co/s2+co2求穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。Y(s)=kw/r(s+1/r)(s2+co2)求變換其中二-arctan冗穩(wěn)定響應(yīng)y(t)=ksin(t+小)/(1+必

27、2r2)10.1,如圖所示，設(shè)R為電橋工作臂，受應(yīng)變時(shí)，其電阻變化為4R%R,R,R均為固定橋臂。在起始時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，止匕時(shí)Usc=0.當(dāng)有4R1時(shí)，求電橋輸出電壓R4Ri答：因?yàn)閁scU一(1R3_Ri63)(1口RiRiR3得UscU一(1設(shè)口=R2,起始電橋處于平衡狀態(tài)，所以應(yīng)R4,略去分母中的項(xiàng),RiRiR3Rin小Ri-2?一n)2ri根據(jù)上圖所示，已知此電路為直流電橋，R1=1,R2=2R3=3,求R4根據(jù)R1R4=R2R3得R4=R2R3/R1=611 .對(duì)于鋼材應(yīng)變波速是5000m/,若要相對(duì)誤差是1%對(duì)L=1mm勺應(yīng)變計(jì)，其s允許的最高工作的頻率是5106F=60.0

28、1390khz12 .已知Pma=IU為常數(shù)的圖形，求極限情況下的電導(dǎo)和電壓變化。如圖已知UQIQ，1EGl2Pma:IX2eGl4E2GL故可求得gl4PmaxE2如果照度變化足夠大，既從零變至Ev,則電壓變化為OBOMAB)tan(arctanGL)GlEI。Gl式中，Io為A點(diǎn)的暗電流。將G代入上式得到的電壓變化為,4Pmax(I0)OBE4PmaxE213 .在某二階傳感器的頻率特性測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，諧振發(fā)生在頻率為216Hz處，并得到最大幅值比為：1,試估該傳感器的阻尼比和有角頻率的大小。答：二階系統(tǒng)p76頁(yè)例題的電路分析計(jì)算有一直流電橋，如圖，橋臂由R1,R2,R3,R4組成。求a,b兩

29、端開路電壓和內(nèi)阻及一R4R1R2R3合：eU(R3R4)(R1R2)RR1R2(R3R4)R3R4(R1R2)(R1R2)(R3R4)14 .直流電橋的特性方程的推導(dǎo)答P271015 .設(shè)E=18V,光電三極管采用3DU13他在照度100LX時(shí)的電流Il=.晶體管采用3DG6B,B=30求R,Rc答p78,1016 .求一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)的求導(dǎo)。幅頻特性，相頻特性答P11,11不定項(xiàng)選擇1、 反射式光纖位移傳感器屬于振幅型光纖傳感器的一種，其測(cè)量位移與輸出有如下關(guān)系（）A. 位移與輸出信號(hào)成線性關(guān)系。B. 在一定范圍內(nèi)位移與輸出信號(hào)成線性關(guān)系。C. 位移與輸出信號(hào)成反比關(guān)系。D.在一定范圍內(nèi)位

30、移與輸出信號(hào)成反比關(guān)系E. 輸出信號(hào)存在一種峰值。2、 下列哪些是半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn)（ABD）A靈敏度高B、體積小、耗電省C、橫向效應(yīng)小D機(jī)械滯后小，可測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變、低頻應(yīng)變等。3、 因環(huán)境溫度改變而引起的附加電阻變化或者造成的視應(yīng)變，與下列哪些因素有關(guān)（ABC）A、環(huán)境溫度變化B、應(yīng)變計(jì)本身的性能參數(shù)k、a、BC、被測(cè)構(gòu)件的線膨脹系數(shù)BgD應(yīng)變絲的長(zhǎng)度l4、 在應(yīng)變式傳感器應(yīng)用中，溫度的補(bǔ)償方法主要有（ABCD）A、應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償法B、電橋補(bǔ)償法C、輔助測(cè)溫元件微型計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法D熱敏電阻補(bǔ)償法5、 光電器件的溫度特性可以是下列哪些元素與溫度的關(guān)系（BCD）A、入射輻射通量B、靈敏度C、暗電流D

31、光電流6、 半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)的主要特征有哪些（ABD）A: 測(cè)量應(yīng)變的靈敏度和精度高B: 測(cè)量范圍大C: 尺寸大D:能適應(yīng)各種環(huán)境E: 價(jià)格高7、 金屬式應(yīng)變計(jì)的主要缺點(diǎn)有哪些（AD）A:非線性明顯B：靈敏度低C：準(zhǔn)確度低D:抗干擾能力差E:響應(yīng)時(shí)間慢8、 應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的主要原因：（CE）A:應(yīng)變式溫度傳感器件的溫度系數(shù)變化。B:應(yīng)變式溫度傳感器件的測(cè)量部分引起的。C:敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化。D:應(yīng)變式溫度傳感器件對(duì)溫度應(yīng)變不敏感引起的。E：試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一,使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。9、 設(shè)計(jì)光纖微彎傳感器時(shí)，下面說(shuō)法正確的是（AD）A

32、:在光纖微變傳感器中的變形器前后一定要有模式除去器。B:暗視場(chǎng)光纖傳感器比明視場(chǎng)的靈敏度高。C:暗視場(chǎng)光纖微彎傳感器的背景光噪聲大。D:暗視場(chǎng)信號(hào)放大倍數(shù)比亮視場(chǎng)的放大倍數(shù)大。E:暗視場(chǎng)光纖微變傳感器信號(hào)不易受到溫度影響10、 下面的哪些傳感器屬于內(nèi)光電傳感器（CDE）A: 光電管;B: 光電倍增管C: 光敏電阻D:光電二/三極管E: 光電池11、 下列屬于按傳感器的工作原理進(jìn)行分類的傳感器是（ACD）A應(yīng)變式傳感器BC、壓電式傳感器D、化學(xué)型傳感器、熱電式傳感器12、 傳感技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括（ABC）A、信息獲取B、信息轉(zhuǎn)換C、信息處理D、信息傳輸13、 影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（B）A、導(dǎo)電材料電阻率的變化B、導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C、導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化D、導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化14、 電感式傳感器可以對(duì)（ABCD等物理量進(jìn)行測(cè)量A、位移R振動(dòng)C壓力D、流量15、 光纖傳感器中常用的光探測(cè)器有以下哪幾種（ABC）A、光敏二極管B、光電倍增管C、光敏晶體管D、固體激光器16、 下面基于外光電效應(yīng)的光