《傳感器應(yīng)用技術(shù)》模擬試卷一答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

PAGE1模擬試卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（本大題一、填空題（本大題20分，每空1分）1、由于壓電傳感器的基片主要有壓電晶體和壓電陶瓷兩種類(lèi)型，它們一般具有較大的介電常數(shù)，電極間的距離也不大，所以壓電傳感器可以等效為一只電容器。2、傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，其傳感器對(duì)激勵(lì)的響應(yīng)特性。3、熱電偶回路的熱電勢(shì)有溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)組成。4、電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路采用差動(dòng)電橋時(shí)，不僅可以消除非線(xiàn)性誤差，同時(shí)還能起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?、電容式傳感器按結(jié)構(gòu)原理分有三種類(lèi)型變面積型、變間隙型和變介電常數(shù)型。6、常用的濕度傳感器有三大類(lèi)電解質(zhì)系、半導(dǎo)體及陶瓷系和有機(jī)物及高分子聚合物系7、電阻應(yīng)變片由敏感柵、基片、覆蓋層和引線(xiàn)等部分組成。8、螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器傳感器在活動(dòng)銜鐵位于中間平衡位置時(shí)，輸出電壓應(yīng)該為零.實(shí)際不為零，稱(chēng)它為零點(diǎn)殘余電壓.二、單項(xiàng)選擇題(本大題20分，每題2分)1光敏元件中B是直接輸出電壓的.A光敏電阻B光電池

C光敏晶體管

D光導(dǎo)纖維2下列電容式傳感器中,輸出特性屬于非線(xiàn)性的是AA變間隙型電容式傳感器B變面積式電容傳感器C變介電常數(shù)式電容傳感器D上述都不是3利用熱電偶測(cè)溫時(shí)，只有在C條件下才能進(jìn)行.A分別保持熱電偶兩端溫度恒定B保持熱電偶兩端溫差恒定C保持熱電偶冷端溫度恒定D保持熱電偶熱端溫度恒定4在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于D.A外光電效應(yīng)B光生伏打效應(yīng)C光電子發(fā)射效應(yīng)D光電導(dǎo)效應(yīng)5單色光的波長(zhǎng)越短，它的AA頻率越高，其光子能量越大B頻率越低，其光子能量越大C頻率越高，其光子能量越小D頻率越低，其光子能量越小6.光敏二極管工作時(shí)，其上B.A加正向電壓B加反向電壓C不需加電壓D加正向、反向電壓都可以得分：得分：授課專(zhuān)業(yè)班級(jí)：7.7.一個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)為，當(dāng)打開(kāi)其冷端串接與兩熱電極材料不同的第三根金屬導(dǎo)體時(shí)，若保證已打開(kāi)的冷端兩點(diǎn)的溫度與未打開(kāi)時(shí)相同，則回路中熱電勢(shì)D.A增加B減小C增加或減小不能確定D不變8.下列金屬應(yīng)變片中具有較明顯的橫向效應(yīng)的是C.A箔式應(yīng)變片B半導(dǎo)體應(yīng)變片C絲繞式應(yīng)變片D短接式應(yīng)變片9.在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于D.A外光電效應(yīng)B光生伏打效應(yīng)C光電子發(fā)射效應(yīng)D光電導(dǎo)效應(yīng)10.一個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)為，當(dāng)打開(kāi)其冷端串接與兩熱電極材料不同的第三根金屬導(dǎo)體時(shí)，若保證已打開(kāi)的冷端兩點(diǎn)的溫度與未打開(kāi)時(shí)相同，則回路中熱電勢(shì)D.A增加B減小C增加或減小不能確定D不變?nèi)?、?jiǎn)答題（本大題40分，每題5分）1、如何表示傳感器的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型?各自表示的含義是什么.可用冪指數(shù)多項(xiàng)式來(lái)表示傳感器的靜態(tài)模型，它反映了在靜態(tài)信號(hào)的作用下，傳感器的輸出量與輸入量間的關(guān)系。（2分）可用微分方程或傳遞函數(shù)來(lái)表示傳感器的動(dòng)態(tài)模型，它反映了在動(dòng)態(tài)信號(hào)的作用下，傳感器的輸出量與輸入量間的關(guān)系。（3分）2、說(shuō)明差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理（需畫(huà)出差動(dòng)變壓器的電氣連接圖）。差動(dòng)變壓器的電氣連接如圖所示，次級(jí)線(xiàn)圈S1和S2反極性串連，當(dāng)初級(jí)線(xiàn)圈P加上一定的交流電壓Ep時(shí)，在次級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其大小與鐵芯的軸向位移成比例，把感應(yīng)電壓Es1和Es2反極性連接便得到輸出電壓Es，當(dāng)鐵芯處在中心位置時(shí)Es1＝Es2，輸出電壓Es＝0，當(dāng)鐵芯向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，Es1>Es2,（3分）（2分）

模擬試卷二答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)33、變間隙平行板電容式傳感器的基本特性什么情況下可看成是線(xiàn)性的?其非線(xiàn)性誤差是多少?變間隙平行板電容式傳感器的基本特性在<<1時(shí)，可以看成是線(xiàn)性的；（3分）非線(xiàn)性誤差為（2分）4、試述電阻應(yīng)變片的溫度誤差概念、產(chǎn)生原因及常用補(bǔ)償辦法?應(yīng)變片由于溫度變化將引起的電阻變化，與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，如果不采取必要的措施克服溫度的影響，測(cè)量精度無(wú)法保證，由此引入的誤差為溫度誤差．（2分）溫度誤差有兩個(gè)原因：⑴溫度變化引起敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變（1分）⑵試件材料與敏感柵材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變（1分）溫度補(bǔ)償方法基本上分為橋式補(bǔ)償，應(yīng)變片自補(bǔ)償、熱敏電阻補(bǔ)償法等（1分）5、如何表示大氣的絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。⑴絕對(duì)濕度表示單位體積空氣里所含水汽的質(zhì)量，其表達(dá)式為(2分)式中:－被測(cè)空氣的絕對(duì)濕度；－被測(cè)空氣中水汽的質(zhì)量；－被測(cè)空氣的體積⑵相對(duì)濕度是氣體的絕對(duì)濕度與在同一溫度下，水蒸汽已達(dá)到飽和的氣體的絕對(duì)濕度之比，常表示為%，其表達(dá)式為：相對(duì)濕度＝.100%RH（3分）6、寫(xiě)出光纖數(shù)值孔徑的表達(dá)式并說(shuō)明其物理意義。NA=sin=（1分）其中纖芯射率、包層折射率、光纖周?chē)嘿|(zhì)折射率,數(shù)值孔徑是衡量光纖集光能力的主要參數(shù)，它決定了被傳播的光束的板孔徑角的最大值，反映了光纖的集光能力，它表示無(wú)論光源發(fā)射功率多大，只有張角的光，才能被光纖接收、傳播，NA越大，光纖的集光能力越強(qiáng)．（4分）7、什么是傳感器的靜態(tài)特性？非線(xiàn)性誤差如何表示？傳感器在靜態(tài)信號(hào)作用下，其輸出－輸入關(guān)系稱(chēng)為靜態(tài)特性為傳感器的靜態(tài)特性。（2分），非線(xiàn)性誤差表示為：100%得分：得分：授課專(zhuān)業(yè)班級(jí)：式中式中－非線(xiàn)性誤差（線(xiàn)性度），－最大非線(xiàn)性絕對(duì)誤差，－輸出滿(mǎn)量程（3分）8、說(shuō)明光點(diǎn)式傳感器的兩種效應(yīng)，并舉例說(shuō)明基于兩種效應(yīng)的光電器件。①外光電效應(yīng)（或稱(chēng)光電子發(fā)射效應(yīng)）有光電管、光電倍增管②內(nèi)光電效應(yīng)（或稱(chēng)光電導(dǎo)效應(yīng)），分為結(jié)光電效應(yīng)及光生伏特效應(yīng)。結(jié)光電效應(yīng)有光敏電阻；光生伏特效應(yīng)有光電池、光敏二極管、光敏晶體管。四、計(jì)算題（本大題20分，每題10分）1、一應(yīng)變片的電阻，，用作應(yīng)變?yōu)榈膫鞲性Ｔ嚽螅海?）與（2）若電源電壓，求其惠斯通測(cè)量電橋的非平衡輸出電壓？解：由應(yīng)變電阻片的靈敏系數(shù)這里，，則得到（3分）（2分）V＝2.05mV（5分）2、畫(huà)圖說(shuō)明熱點(diǎn)式傳感器回路總電勢(shì)分析過(guò)程，并分析溫差電勢(shì)及接觸電勢(shì)產(chǎn)生原因。解：如圖所示：由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點(diǎn)溫度分別為T(mén)、T0,如果T＞T0，則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：根據(jù)電磁場(chǎng)理論得，由于NA、NB是溫度的單值函數(shù)EAB(T,T0)=EAB(T)-EAB(T0)由公式可得：EAB(T,T0)=EAB(T)-EAB(T0)=EAB(T)-EAB(0)-[EAB(T)-EAB(T0)]=EAB(T)-EAB(T0)（6分）溫差電勢(shì)：任何一個(gè)金屬，當(dāng)其兩端溫度不同時(shí)，兩端的自由電子濃度也不同，在兩端間會(huì)產(chǎn)生電