傳感器與檢測技術2014A卷

四川大學期末考試試題（A卷，閉卷）（2014——2015學年第一學期）課程號：303015030課序號：1,2課程名稱：傳感器與檢測技術任課教師：蘇敏、蔣榮華成績：適用專業(yè)年級：自動化本科12級學生人數(shù)：138印題份數(shù)：150學號：姓名：考試須知四川大學學生參加由學校組織或由學校承辦的各級各類考試，必須嚴格執(zhí)行《四川大學考試工作管理辦法》和《四川大學考場規(guī)則》。有考試違紀作弊行為的，一律按照《四川大學學生考試違紀作弊處罰條例》進行處理。四川大學各級各類考試的監(jiān)考人員，必須嚴格執(zhí)行《四川大學考試工作管理辦法》、《四川大學考場規(guī)則》和《四川大學監(jiān)考人員職責》。有違反學校有關規(guī)定的，嚴格按照《四川大學教學事故認定及處理辦法》進行處理。一、選擇題（每題2分，共30分）1.傳感器在正、反行程中輸入輸出曲線不重合的現(xiàn)象稱為（d）。A.靈敏度B.重復性C.線性度D.遲滯2.傳感器系統(tǒng)中，屬于其動態(tài)特性的表征參數(shù)是（c）。 A.線性度B.靈敏度C.峰值時間D.漂移3.在同一條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為（c）。A.絕對誤差B.相對誤差C.系統(tǒng)誤差D.隨機誤差4.電阻應變片的靈敏度為（c）。A.應變片電阻絲的電阻變化率與被測試件的應變值之比B.應變片輸出電壓與應變之比C.應變片電阻絲的電阻變化率與應變值之比D.應變片輸出電壓與輸入電壓之比5.利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（b）。A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片B.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片C.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯(lián)D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片6.變極距型電容傳感器適用于測量微小位移是因為（d）。A.電容量微弱、靈敏度太低B.傳感器靈敏度與間距平方成反比，間距變化大則非線性誤差大C.需要做非接觸測量D.電容量大、靈敏度太高7.電渦流傳感器是利用（a）材料的電渦流效應工作的。A.金屬導體B.半導體C.非金屬材料D.光纖材料8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(a)A.數(shù)字脈沖式B.調幅式C.調頻式D.正弦波注：1試題字跡務必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第1頁2題間不留空，一般應題卷分開教務處試題編號：3務必用A4紙打印學號：姓名9.固體半導體攝像元件CCD是一種（c）A.PN結光電二極管電路B.PNP型晶體管集成電路C.MOS型晶體管開關集成電路D.NPN型晶體管集成電路10.壓電材料按一定方向置放在電場中，其幾何尺寸隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為（c）A.壓電效應B.光電效應C.逆壓電效應D.霍爾效應11.壓電式傳感器使用（b）時，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。A.調制放大器B.電荷放大器C.電壓放大器D.信號放大器12.壓電式加速度傳感器是(c)信號的傳感器。A.適于測量任意B.適于測量直流C.適于測量緩變D.適于測量動態(tài)13.熱電偶工作回路中可以檢測材料成分是遵循（a）。A.均質導體定律B.中間導體定律C.中間溫度定律D.標準電極定律14.在工程測量中，為了方便熱電偶電極選配，常將（c）作為標準電極。A.純金B(yǎng).純銀C.純鉑D.純銅15.(b)材料適合于作霍爾元件。A.金屬B.半導體C.絕緣體D.光敏電阻二、填空題（每空1分，共20分）1.精確度是__準確度_____和__精密度_____兩者總和，是反映測量儀表優(yōu)良程度的綜合指標。2.渦流傳感器的線圈與被測物體的距離減小時，互感系數(shù)M將___增加_____。3.金屬應變片主要是利用材料的___長度和橫截面積_____會隨著應力的變化而變化，從而導致自身阻值發(fā)生改變。4.平板式電容式傳感器有三種工作方式(分類)：___變極距型_____電容式傳感器、__變面積型______電容式傳感器和___變介電常數(shù)型_____電容式傳感器。5.要使直流電橋平衡，必須使電橋相對橋臂的電阻值__相等______。6.利用電渦流位移傳感器測量轉速時，被測軸齒盤的材料必須是__金屬材料_____。7.霍爾元件一般采用___半導體_____材料。8.差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為__零點殘余_____電壓。9.熱電偶電動勢由___接觸_____電動勢和___溫差_____電動勢兩部分組成。。10.壓電式傳感器的前置放大器的作用是：__放大壓電式傳感器輸出的弱信號______和___把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出_____。11.熱電偶兩端的電動勢大小與兩種材料測量端和參考端的___溫差_____有關。12.光電效應分為__外光電效應______和__內光電效應______兩大類。13.霍爾元件采用恒流源激勵是為了__溫度補償______。14.機場安檢設備可以檢測刀具是利用__電渦流______傳感器的原理。注：1試題字跡務必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第2頁2題間不留空，一般應題卷分開教務處試題編號：3務必用A4紙打印學號：姓名三、簡答及分析（共25分）1.傳感器由那幾部分組成？并說明各組成部分的功能。(5分)敏感元件；轉換元件；轉換電路2.根據(jù)圖1所示石英晶體切片上的受力方向及產(chǎn)生電荷極性，分析其余三種受力情況下的產(chǎn)生的電荷極性？（5分）圖13.互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應中的互感現(xiàn)象，將被測量(位移)轉換成感應電勢的變化。為檢測位移的大小和方向，常采用全波差動整流電路，如圖2所示。當鐵芯在零位以上時，請畫出對應的、和波形示意圖及三者之間關系的公式。（8分，此題必須答在答題紙上）圖24.請分析如圖3所示熱電阻測溫電橋的三線制接法電路的工作原理（7分）。BB圖3不用管r2、r3、Rg，對電橋狀態(tài)不影響，滿足R4=Ra+Rt0注：1試題字跡務必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第3頁2題間不留空，一般應題卷分開教務處試題編號：3務必用A4紙打印學號：姓名四、計算題(共25分)1.某線性位移測量儀，當被測位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5V減至2.5V，求該儀器的靈敏度。（5分）K=0.5/1=22.圖4所示為等強度梁測力系統(tǒng)，R1為電阻應變片，應變片靈敏系數(shù)K=2.05，未受應變時，R1=120Ω。當試件受力F時，應變片承受平均應變ε=800μm/m，求：（共15分）（1）應變片電阻變化量ΔR1和電阻相對變化量ΔR1/R1。ΔR1/R1=kε,ΔR1=R1*kε（2）將電阻應變片R1置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流6V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。輸出電壓U/4*(ΔR1/R1)非線性-1/2kε（3）若要減小非線性誤差，應采取何種措施？并分析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。圖4半橋差動電路輸出電壓U/2*(ΔR1/R1)無非線性3.采用某熱電偶測某液體溫度時，其冷端溫度為20℃時，測得熱電偶上的熱電動勢為4.10mV，，請問被測溫度T是多少，給出計算過程。（5分）（表1為某熱電偶冷端溫度為0℃的分度表表1溫度/℃