2023年秋傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)試卷(答案)

一、填空題（每題2分，10題共20分）

1、在工程測(cè)試實(shí)踐中，大多數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)屬于線性時(shí)不變系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的疊加特

性和包莖保出特性在測(cè)試中具有重要意義。

2、測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述方式主要有微分方程、傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函

______O

3、一電容測(cè)微儀，通過(guò)測(cè)量得到的電容改變量假如測(cè)量電路的放大倍數(shù)

K^lOOmV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度捋%",則此時(shí)儀表指示值改變^格。。

4、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試工作中的很多工程問(wèn)題，往往可以看成是KMC系統(tǒng)，即用由彈簧-阻尼器-

質(zhì)量塊構(gòu)成的單自由度模型來(lái)描述。

5、對(duì)于測(cè)試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)，其幅頻、相頻特性分別表征裝置對(duì)輸入信號(hào)中各個(gè)頻率重

量幅值的縮放的實(shí)力和相位角前后移動(dòng)的實(shí)力。

6、半導(dǎo)體應(yīng)變片傳感器的工作原理是基于壓阻效應(yīng)；霍爾式傳感器的工作原理是基于霍爾效

應(yīng)；壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的壓電效應(yīng)。

7、傳感器在結(jié)構(gòu)上采納差動(dòng)方式可以提高顯敏度，減小非線性。

8、依據(jù)霍爾元件的霍爾電勢(shì)壇的表達(dá)式可知，霍爾元件一般可用于三種狀況的測(cè)量，分別是

測(cè)量電流I,測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B,功率測(cè)量0

9、已知輸入信號(hào)x（/）=20cos（30/+45°）,這時(shí)一階裝置的A（⑼=0.87,①）二一21.7°,

則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達(dá)式是：x（n=17.4cos（30r+23.3°）

10、一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)印制電路板接地的基本原則是高頻電路應(yīng)就近多直接地,低頻電路應(yīng)

一點(diǎn)接地。

二、選擇題（將正確的選擇項(xiàng)填入括號(hào)內(nèi)，每題2分，15題共30分）

1、金屬絲應(yīng)變片在測(cè)量構(gòu)件的應(yīng)變時(shí)，電阻的相對(duì)改變主要由（B）來(lái)確定的。

A、貼片位置的溫度改變B、電阻絲幾何尺寸的改變

C、電阻絲材料的電阻率改變D、外接導(dǎo)線的改變

2、二階裝置引入合適阻尼的主要目的是C°

A、使系統(tǒng)不發(fā)生共振；B、使得輸出讀數(shù)穩(wěn)定

C、獲得較好的幅頻、相頻特性；D、改善裝置的固有頻率

3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（D）。

A位移B材質(zhì)鑒別C探傷D非金屬材料

4、測(cè)試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（B

A、詳細(xì)測(cè)試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)B、詳細(xì)測(cè)試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)

C、輸入信號(hào)有關(guān)D、輸出信號(hào)有關(guān)

5、為消退壓電傳感器電纜分布電容改變對(duì)輸出靈敏度的影響，可采納（B）0

A電壓放大器；B電荷放大器；C前置放大器；D電流放大器

6、不能采納非接觸方式測(cè)量的傳感器是：（C）。

A、霍爾傳感器；B、光電傳感器；C、熱電偶；D、渦流傳感器

7、通常所說(shuō)的傳感器核心組成部分是指：（B）

A、敏感元件和傳感元件B、敏感元件和轉(zhuǎn)換元件

C、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)理電路D、敏感元件、調(diào)理電路和電源

8、壓電加速度計(jì)固定在試件上承受振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊將產(chǎn)生一可變力作用在晶體片上，由于

（A）效應(yīng)在晶體片兩表面上就有（D）產(chǎn)生。

B、正壓電；B、逆壓電；

C、電壓；D、電荷

9、下列四種光電元件中，基于外光電效應(yīng)的元件是：（C）

A、光敏二極管B、硅光電池C、光電管D、光導(dǎo)管

10、以下關(guān)于熱電阻與熱敏電阻的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：（D）

A、熱電阻一般采納純金屬材料，而熱敏電阻采納半導(dǎo)體材料；

B、熱電阻的溫度——電阻系數(shù)一般是線性的，而熱敏電阻的溫度——電阻系數(shù)一般是非

線性的；

C、熱畝阻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、體積小，因此可以測(cè)量“點(diǎn)溫”；而在測(cè)溫范圍內(nèi)，熱電阻的電阻

溫度系數(shù)相對(duì)較為穩(wěn)定：

D、一般說(shuō)來(lái)，熱電阻的溫度系數(shù)比熱敏電阻的的溫度系數(shù)大。

11、變間隙式自感式電感傳感器的靈敏度為：S=^=-竺穹宜，由此可得出結(jié)論：（C）

dS2J2

A、該傳感器的靈敏度是非線性的，因此不能運(yùn)用；

B、該傳感器的靈敏度是線性的，因此可以正常運(yùn)用；

C、該傳感器的靈敏度是非線性的，但在肯定條件下可以運(yùn)用；

D、該傳感器的靈敏度是線性的，但在特定條件下不能運(yùn)用。

12、在常用測(cè)振傳感器中，適合于測(cè)量振動(dòng)位移的傳感器是：（A）

A、電感式傳感器；B、壓電式傳感器；C、磁電式傳感器；D、電動(dòng)式傳感器

13、為提高電橋的靈敏度，可實(shí)行的方法是：（C）。

A、半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；

B、半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；

C、適當(dāng)提高電橋的電源電壓；

D、增大應(yīng)變片的初始電阻值。

14、熱敏電阻典型可分為三類，其白，（B）熱敏電阻在肯定溫度范圍內(nèi)，阻值隨溫度

的改變猛烈改變，故可作為志向的開(kāi)關(guān)器件。

A、負(fù)電阻溫度系數(shù)B、臨界溫度系數(shù)

C、正電阻溫度系數(shù)D、無(wú)

15、關(guān)于光敏電阻，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（A）

A、光敏電阻既可作檢測(cè)元件，也可作開(kāi)關(guān)元件運(yùn)用；

B、光敏電阻的光譜特性與光敏電阻本身材料有關(guān)，需選擇合適光源協(xié)作運(yùn)用；

C、在肯定的光照度下，光敏電阻所加的電壓越大，光電流越大，而且無(wú)飽和現(xiàn)象；

D、多數(shù)光敏電阻的時(shí)延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合。

三、推斷題（在你認(rèn)為對(duì)的推斷后打4錯(cuò)的推斷后打X,每題1分，10題共

10分）

1,壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，適合于頻率較低的被測(cè)量的測(cè)量，甚至是靜

態(tài)量的測(cè)量。（X）

2,光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說(shuō)暗電流要小，亮電流要大。這樣光

敏電阻的靈敏度就高。（＜）

3,真值是指肯定的時(shí)間及空間條件下，某物理量體現(xiàn)的真實(shí)數(shù)值。真值是客觀存在的，而且

是可以測(cè)量的。（x）

4,置信系數(shù)取不同典型值時(shí)，具有不同的置信概率。置信系數(shù)越高，置信水平則越低，表明

對(duì)測(cè)量精度的要求越低。（4）

5,一階裝置動(dòng)態(tài)特性的主要參數(shù)是時(shí)間常數(shù)。，一般希望它越大越好。（x）

6,差動(dòng)變壓器式傳感器的兩個(gè)次級(jí)線圈在聯(lián)接時(shí)應(yīng)反向串聯(lián)。（V）

7,LTI系統(tǒng)的靈敏度是時(shí)間的線性函數(shù)。（x）

8,渦流傳感器一般采納高頻透射式或低頻反射式兩種方式進(jìn)行測(cè)量。（x）

9,凡能夠測(cè)量位移和速度的檢測(cè)原理都可用于加速度和振動(dòng)的測(cè)量。（0

10,虛擬儀器的全部?jī)x器面板和顯示器都是在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上模擬的。（＜）

四、簡(jiǎn)答題（4題，共18分）

1,試簡(jiǎn)述檢測(cè)系統(tǒng)噪聲干擾形成的要素。（4分）

噪聲形成干擾須要同時(shí)具備三要素：干擾源、對(duì)噪聲敏感的接收電路及噪聲源到接收電路之

間的耦合通道。

2、簡(jiǎn)述一種速度測(cè)量的方法。（4分）

答：（1）時(shí)間、位移計(jì)算法，如相關(guān)測(cè)速法和空間濾波器測(cè)速法；

（2）加速度積分法和位移微分法測(cè)量速度；

（3）利用物理參數(shù)測(cè)量速度，如電動(dòng)式速度傳感器和電磁式速度傳感器；

（4）多普勒效應(yīng)測(cè)速；

（5）差動(dòng)變壓器測(cè)速。

3、壓電元件在運(yùn)用時(shí)常采納多片串接或并接的結(jié)構(gòu)形式，試述在不同接法下輸出電壓、電荷、

電容的關(guān)系，它們分別適用于何種應(yīng)用場(chǎng)合？（6分）

答：兩片壓電元件串接時(shí)，輸出電荷q'等于單片上的電荷q,輸出電壓W為單片電壓U的

兩倍，總電容C'為單片電容C的1/2。即：q'=q；U'=2U；C,=C/2。串聯(lián)接法適用于

以電壓輸出的信號(hào)和測(cè)量電路輸入阻抗很高的狀況；

兩片壓電元件并接時(shí)，輸出電荷q'等于單片上電荷q的兩倍，輸出電壓W等于單片電壓U,

總電容C，等于單片電容C的兩倍。即：q，=2q；IT=U；C，=2C。并聯(lián)接法適用于測(cè)量

緩慢改變信號(hào)，并以電荷作為輸出的狀況。

4,請(qǐng)畫出光電傳感器的一般構(gòu)成框圖，并說(shuō)明光電傳感器的一般組成部分。（4分）

光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成

五、計(jì)算綜合題（3題，共22分）

1、己知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)“（$）二—!—,輸入一時(shí)域諧波函數(shù)x?）=Asin外，+5sin3",

1+75

求該系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出y（t）。（6分）

解：已知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，（s）=」一

1+Ts

則

、(p{co)=-arctgirai)

Jl+(ny)2（2分）

AB

y(Z)=/^=sin(如-arctg(o(T)+s\n(cot-arctgco^T)（4分）

Jl+(供TV2

2rf

3、圖為應(yīng)變式拉力傳感器原理示意圖。該傳感

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器采納1、2、3、4四片完全相同的應(yīng)變片按如圖方式粘貼在構(gòu)件表面上，應(yīng)變片的初始阻值

為Ro,傳感器要求具有溫度補(bǔ)償和彎矩補(bǔ)償實(shí)力；

（1）試采納兩種組橋方式實(shí)現(xiàn)傳感器的純拉力測(cè)量并說(shuō)明理由（假如應(yīng)變片不夠，可加精

密電阻）。（6分）

（2）哪一種組橋方式靈敏度高？為什么？（2分）

（1）

4、如圖為試驗(yàn)室常采納的冰浴法熱電偶冷端溫度補(bǔ)償接線圖,

（1）圖中依據(jù)了熱電偶兩個(gè)基本定律，分別指出并簡(jiǎn)述其內(nèi)容；（4分）

（2）將冷端至于冰