傳感器與檢測(cè)技術(shù)試題與答案

第1章傳感器與檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)思考題答案l.檢測(cè)系統(tǒng)由哪幾部分組成說(shuō)明各部分的作用;答：一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)裝置通常是由傳感器、測(cè)量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成,分別完成信息獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能;當(dāng)然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分;下圖給出了檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖;檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置,顯然,傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部件,是檢測(cè)系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié),檢測(cè)系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能確定的,因?yàn)闄z測(cè)系統(tǒng)的其它環(huán)節(jié)無(wú)法添加新的檢測(cè)信息并且不易消除傳感器所引入的誤差;測(cè)量電路的作用是將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電壓或電流信號(hào);通常傳感器輸出信號(hào)是微弱的,就需要由測(cè)量電路加以放大,以滿足顯示記錄裝置的要求;根據(jù)需要測(cè)量電路還能進(jìn)行阻抗匹配、微分、積分、線性化補(bǔ)償?shù)刃盘?hào)處理工作;顯示記錄裝置是檢測(cè)人員和檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié),主要作用是使人們了解被測(cè)量的大小或變化的過(guò)程;2.傳感器的型號(hào)有幾部分組成,各部分有何意義依次為主稱傳感器被測(cè)量—轉(zhuǎn)換原理—序號(hào)主稱——傳感器,代號(hào)C；被測(cè)量——用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記;見(jiàn)附錄表2；轉(zhuǎn)換原理——用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記;見(jiàn)附錄表3；序號(hào)——用一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記,廠家自定,用來(lái)表征產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等;若產(chǎn)品性能參數(shù)不變,僅在局部有改動(dòng)或變動(dòng)時(shí),其序號(hào)可在原序號(hào)后面順序地加注大寫(xiě)字母A、B、C等,其中I、Q不用;例：應(yīng)變式位移傳感器：CWY-YB-20；光纖壓力傳感器：CY-GQ-2;3.測(cè)量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載變化的情況時(shí),應(yīng)當(dāng)采用何種測(cè)量方法如何進(jìn)行答：測(cè)定穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載電阻變化的情況時(shí),最好采用微差式測(cè)量;此時(shí)輸出電壓認(rèn)可表示為U0,U0=U+△U,其中△U是負(fù)載電阻變化所引起的輸出電壓變化量,相對(duì)U來(lái)講為一小量;如果采用偏差法測(cè)量,儀表必須有較大量程以滿足U0的要求,因此對(duì)△U,這個(gè)小量造成的U0的變化就很難測(cè)準(zhǔn);測(cè)量原理如下圖所示：圖中使用了高靈敏度電壓表——毫伏表和電位差計(jì),Rr和E分別表示穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì),凡表示穩(wěn)壓電源的負(fù)載,E1、R1和Rw表示電位差計(jì)的參數(shù);在測(cè)量前調(diào)整R1使電位差計(jì)工作電流I1為標(biāo)準(zhǔn)值;然后,使穩(wěn)壓電源負(fù)載電阻R1為額定值;調(diào)整RP的活動(dòng)觸點(diǎn),使毫伏表指示為零,這相當(dāng)于事先用零位式測(cè)量出額定輸出電壓U;正式測(cè)量開(kāi)始后,只需增加或減小負(fù)載電阻RL的值,負(fù)載變動(dòng)所引起的穩(wěn)壓電源輸出電壓U0的微小波動(dòng)值ΔU,即可由毫伏表指示出來(lái);根據(jù)U0=U+ΔU,穩(wěn)壓電源輸出電壓在各種負(fù)載下的值都可以準(zhǔn)確地測(cè)量出來(lái);微差式測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快,測(cè)量精度高,特別適合于在線控制參數(shù)的測(cè)量;用微差式測(cè)量方法測(cè)量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載的變化4.某線性位移測(cè)量?jī)x,當(dāng)被測(cè)位移由4.5mm變到5.0mm時(shí),位移測(cè)量?jī)x的輸出電壓由3.5V減至2.5V,求該儀器的靈敏度;解：該儀器的靈敏度為mV/mm5.某測(cè)溫系統(tǒng)由以下四個(gè)環(huán)節(jié)組成,各自的靈敏度如下：鉑電阻溫度傳感器：0.45Ω/℃電橋：0.02V/Ω放大器：100放大倍數(shù)筆式記錄儀：0.2cm/V求：1測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度；2記錄儀筆尖位移4cm時(shí),所對(duì)應(yīng)的溫度變化值;解：1測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度為cm/℃2記錄儀筆尖位移4cm時(shí),所對(duì)應(yīng)的溫度變化值為℃6.有三臺(tái)測(cè)溫儀表,量程均為0~800℃,精度等級(jí)分別為2.5級(jí)、2.0級(jí)和1.5級(jí),現(xiàn)要測(cè)量500℃的溫度,要求相對(duì)誤差不超過(guò)2.5％,選那臺(tái)儀表合理解：2.5級(jí)時(shí)的最大絕對(duì)誤差值為20℃,測(cè)量500℃時(shí)的相對(duì)誤差為4％；2.0級(jí)時(shí)的最大絕對(duì)誤差值為16℃,測(cè)量500℃時(shí)的相對(duì)誤差為3.2％；1.5級(jí)時(shí)的最大絕對(duì)誤差值為12℃,測(cè)量500℃時(shí)的相對(duì)誤差為2.4％;因此,應(yīng)該選用1.5級(jí)的測(cè)溫儀器;7.什么是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差正確度和精密度的含義是什么它們各反映何種誤差答：系統(tǒng)誤差是指在相同的條件下,多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí),誤差的大小和符號(hào)保持不變,或按照一定的規(guī)律變化的誤差;隨機(jī)誤差則是指在相同條件下,多次測(cè)量同一量時(shí),其誤差的大小和符號(hào)以不可預(yù)見(jiàn)的方式變化的誤差;正確度是指測(cè)量結(jié)果與理論真值的一致程度,它反映了系統(tǒng)誤差的大小,精密度是指測(cè)量結(jié)果的分散程度,它反映了隨機(jī)誤差的大小;8.服從正態(tài)分布規(guī)律的隨機(jī)誤差有哪些特性答：服從正態(tài)分布規(guī)律的隨機(jī)誤差的特性有：對(duì)稱性隨機(jī)誤差可正可負(fù),但絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等;也就是說(shuō)fδ-δ曲線對(duì)稱于縱軸;有界性在一定測(cè)量條件下,隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的范圍,即絕對(duì)值很大的隨機(jī)誤差幾乎不出現(xiàn);抵償性在相同條件下,當(dāng)測(cè)量次數(shù)n→∞時(shí),全體隨機(jī)誤差的代數(shù)和等于零,即;單峰性絕對(duì)值小的隨機(jī)誤差比絕對(duì)值大的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多,即前者比后者的概率密度大,在δ=0處隨機(jī)誤差概率密度有最大值;9.等精度測(cè)量某電阻10次,得到的測(cè)量列如下：R1＝167.95ΩR2＝167.45ΩR3＝167.60ΩR4＝167.60ΩR5＝167.87ΩR6＝167.88ΩR7＝168.00ΩR8＝167.850ΩR9＝167.82ΩR10＝167.61Ω1求10次測(cè)量的算術(shù)平均值,測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ和算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差s;2若置信概率取99.7％,寫(xiě)出被測(cè)電阻的真值和極限值;解：1求10次測(cè)量的算術(shù)平均值,測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ和算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差s;2若置信概率取99.7％,被測(cè)電阻的真值為：極限值為：10.試分析電壓輸出型直流電橋的輸入與輸出關(guān)系;答：如圖所示,電橋各臂的電阻分別為R1、R2、R3、R4;U為電橋的直流電源電壓;當(dāng)四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時(shí),稱為等臂電橋；當(dāng)R1=R2=R,R3=R4=R’R≠R’時(shí),稱為輸出對(duì)稱電橋；當(dāng)R1=R4=R,R2=R3=R’R≠R’時(shí),稱為電源對(duì)稱電橋;直流電橋電路當(dāng)電橋輸出端接有放大器時(shí),由于放大器的輸入阻抗很高,所以可以認(rèn)為電橋的負(fù)載電阻為無(wú)窮大,這時(shí)電橋以電壓的形式輸出;輸出電壓即為電橋輸出端的開(kāi)路電壓,其表達(dá)式為1設(shè)電橋?yàn)閱伪酃ぷ鳡顟B(tài),即R1為應(yīng)變片,其余橋臂均為固定電阻;當(dāng)R1感受被測(cè)量產(chǎn)生電阻增量ΔR1時(shí),由初始平衡條件R1R3=R2R4得,代入式1,則電橋由于ΔR1產(chǎn)生不平衡引起的輸出電壓為2對(duì)于輸出對(duì)稱電橋,此時(shí)R1=R2=R,R3=R4=R’,當(dāng)R1臂的電阻產(chǎn)生變化ΔR1=ΔR,根據(jù)2可得到輸出電壓為3對(duì)于電源對(duì)稱電橋,R1=R4=R,R2=R3=R’;當(dāng)R1臂產(chǎn)生電阻增量ΔR1=ΔR時(shí),由式2得4對(duì)于等臂電橋R1=R2=R3=R4=R,當(dāng)R1的電阻增量ΔR1=ΔR時(shí),由式2可得輸出電壓為5由上面三種結(jié)果可以看出,當(dāng)橋臂應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化時(shí),電橋的輸出電壓也隨著變化;當(dāng)ΔR<<R時(shí),電橋的輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系;還可以看出在橋臂電阻產(chǎn)生相同變化的情況下,等臂電橋以及輸出對(duì)稱電橋的輸出電壓要比電源對(duì)稱電橋的輸出電壓大,即它們的靈敏度要高;因此在使用中多采用等臂電橋或輸出對(duì)稱電橋;在實(shí)際使用中為了進(jìn)一步提高靈敏度,常采用等臂電橋,四個(gè)被測(cè)信號(hào)接成兩個(gè)差動(dòng)對(duì)稱的全橋工作形式,R1=R+ΔR,R2=R-ΔR,R3=R+ΔR,R4=R-ΔR,將上述條件代入式1得6由式6看出,由于充分利用了雙差動(dòng)作用,它的輸出電壓為單臂工作時(shí)的4倍,所以大大提高了測(cè)量的靈敏度;第2章電阻式傳感器思考題答案1.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的,半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的;2.直流測(cè)量電橋和交流測(cè)量電橋有什么區(qū)別答：它們的區(qū)別主要是直流電橋用直流電源,只適用于直流元件,交流電橋用交流電源,適用于所有電路元件;3.熱電阻測(cè)量時(shí)采用何種測(cè)量電路為什么要采用這種測(cè)量電路說(shuō)明這種電路的工作原理;答：通常采用電橋電路作為測(cè)量電路;為了克服環(huán)境溫度的影響常采用下圖所示的三導(dǎo)線四分之一電橋電路;由于采用這種電路,熱電阻的兩根引線的電阻值被分配在兩個(gè)相鄰的橋臂中,如果,則由于環(huán)境溫度變化引起的引線電阻值變化造成的誤差被相互抵消;熱電阻的測(cè)量電路4.采用阻值為120Ω靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120Ω的固定電阻組成電橋,供橋電壓為4V,并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大;當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為1和1000時(shí),試求單臂、雙臂和全橋工作時(shí)的輸出電壓,并比較三種情況下的靈敏度;解：?jiǎn)伪蹠r(shí),所以應(yīng)變?yōu)?時(shí)/V,應(yīng)變?yōu)?000時(shí)應(yīng)為/V；雙臂時(shí),所以應(yīng)變?yōu)?時(shí)/V,應(yīng)變?yōu)?000時(shí)應(yīng)為/V；全橋時(shí),所以應(yīng)變?yōu)?時(shí)/V,應(yīng)變?yōu)?000時(shí)應(yīng)為/V;從上面的計(jì)算可知：?jiǎn)伪蹠r(shí)靈敏度最低,雙臂時(shí)為其兩倍,全橋時(shí)最高,為單臂的四倍;5.采用阻值R=120Ω靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片與阻值R=120Ω的固定電阻組成電橋,供橋電壓為10V;當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)?000時(shí),若要使輸出電壓大于10mV,則可采用何種工作方式設(shè)輸出阻抗為無(wú)窮大解：由于不知是何種工作方式,可設(shè)為n,故可得：mV得n要小于2,故應(yīng)采用全橋工作方式;6.如圖所示為一直流電橋,供電電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,R3=R4=100Ω,R1和R2為同型號(hào)的電阻應(yīng)變片,其電阻均為50Ω,靈敏度系數(shù)K=2.0;兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面;設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000,試求此時(shí)電橋輸出端電壓U0;題6圖解：此電橋?yàn)檩敵鰧?duì)稱電橋,故/mV7.光敏電阻有哪些重要特性,在工業(yè)應(yīng)用中是如何發(fā)揮這些特性的答：光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作,利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件;它的重要特性是在無(wú)光照時(shí)阻值非常大,相當(dāng)于斷路,有光照時(shí)阻值變得很小,相當(dāng)于通路;在工業(yè)應(yīng)用中主要就是通過(guò)光的變化來(lái)各種電路的控制;第3章電容式傳感器思考題答案1.試分析變面積式電容傳感器和變間隙式電容的靈敏度為了提高傳感器的靈敏度可采取什么措施并應(yīng)注意什么問(wèn)題答：如圖所示是一直線位移型電容式傳感器的示意圖;當(dāng)動(dòng)極板移動(dòng)△x后,覆蓋面積就發(fā)生變化,電容量也隨之改變,其值為C=εba-△x/d=C0-εb·△x/d1電容因位移而產(chǎn)生的變化量為其靈敏度為可見(jiàn)增加b或減小d均可提高傳感器的靈敏度;直線位移型電容式傳感器2.為什么說(shuō)變間隙型電容傳感器特性是非線性的采取什么措施可改善其非線性特征答：下圖為變間隙式電容傳感器的原理圖;圖中1為固定極板,2為與被測(cè)對(duì)象相連的活動(dòng)極板;當(dāng)活動(dòng)極板因被測(cè)參數(shù)的改變而引起移動(dòng)時(shí),兩極板間的距離d發(fā)生變化,從而改變了兩極板之間的電容量C;設(shè)極板面積為A,其靜態(tài)電容量為,當(dāng)活動(dòng)極板移動(dòng)x后,其電容量為1當(dāng)x<<d時(shí)則2由式1可以看出電容量C與x不是線性關(guān)系,只有當(dāng)x<<d時(shí),才可認(rèn)為是最近似線形關(guān)系;同時(shí)還可以看出,要提高靈敏度,應(yīng)減小起始間隙d過(guò)小時(shí);但當(dāng)d過(guò)小時(shí),又容易引起擊穿,同時(shí)加工精度要求也高了;為此,一般是在極板間放置云母、塑料膜等介電常數(shù)高的物質(zhì)來(lái)改善這種情況;在實(shí)際應(yīng)用中,為了提高靈敏度,減小非線性,可采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu);3.有一平面直線位移差動(dòng)傳感器特性其測(cè)量電路采用變壓器交流電橋,結(jié)構(gòu)組成如圖所示;電容傳感器起始時(shí)b1=b2=b=200mm,a1=a2=20mm極距d=2mm,極間介質(zhì)為空氣,測(cè)量電路u1=3sinωtV,且u=u0;試求當(dāng)動(dòng)極板上輸入一位移量△x=5mm時(shí),電橋輸出電壓u0;題3圖解：根據(jù)測(cè)量電路可得/mV4.變間隙電容傳感器的測(cè)量電路為運(yùn)算放大器電路,如圖所示;C0=200pF,傳感器的起始電容量Cx0=20pF,定動(dòng)極板距離d0=1.5mm,運(yùn)算放大器為理想放大器即K→∞,Zi→∞,Rf極大,輸入電壓u1=5sinωtV;求當(dāng)電容傳感動(dòng)極板上輸入一位移量△x=0.15mm使d0減小時(shí),電路輸出電壓u0為多少解：由測(cè)量電路可得/V5.如圖3-22所示正方形平板電容器,極板長(zhǎng)度a=4cm,極板間距離δ=0.2mm.若用此變面積型傳感器測(cè)量位移x,試計(jì)算該傳感器的靈敏度并畫(huà)出傳感器的特性曲線.極板間介質(zhì)為空氣,;解：這是個(gè)變面積型電容傳感器,共有4個(gè)小電容并聯(lián)組成;/pFx的單位為米/pF第四章電感式傳感器思考題答案1.影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是什么答：影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是：傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)的對(duì)稱性、磁性材料的殘余應(yīng)力、測(cè)量電路零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)等;2.電渦流式傳感器的靈敏度主要受哪些因素影響它的主要優(yōu)點(diǎn)是什么答：電渦流式傳感器的靈敏度主要受導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀,線圈的幾何參數(shù),激勵(lì)電流頻率以及線圈到被測(cè)導(dǎo)體間的距離等因素影響;電渦流式傳感結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測(cè)量范圍大、抗干憂能力強(qiáng),特別是有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn),因此在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用;3.試說(shuō)明圖4.12所示的差動(dòng)相敏檢波電路的工作原理;答：如圖所示,設(shè)差動(dòng)電感傳感器的線圈阻抗分別為Z1和Z2;當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí),Z1=Z2=Z,電橋處于平衡狀態(tài),C點(diǎn)電位等于D點(diǎn)地位,電表指示為零;當(dāng)銜鐵上移,上部線圈阻抗增大,Z1=Z+△Z,則下部線圈阻抗減少,Z2=Z-△Z;如果輸入交流電壓為正半周,則A點(diǎn)電位為正,B點(diǎn)電位為負(fù),二極管V1、V4導(dǎo)通,V2、V3截止;在A-E-C-B支路中,C點(diǎn)電位由于Z1增大而比平衡時(shí)的C點(diǎn)電位降低；而在A-F-D-B支中中,D點(diǎn)電位由于Z2的降低而比平衡時(shí)D點(diǎn)的電位增高,所以D點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位,直流電壓表正向偏轉(zhuǎn);如果輸入交流電壓為負(fù)半周,A點(diǎn)電位為負(fù),B點(diǎn)電位為正,二極管V2、V3導(dǎo)通,V1、V4截止,則在A-F-C-B支中中,C點(diǎn)電位由于Z2減少而比平衡時(shí)降低平衡時(shí),輸入電壓若為負(fù)半周,即B點(diǎn)電位為正,A點(diǎn)電位為負(fù),C點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)為負(fù)電位,Z2減少時(shí),C點(diǎn)電位更負(fù)；而在A-E-D-B支路中,D點(diǎn)電位由于Z1的增加而比平衡時(shí)的電位增高,所以仍然是D點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位,電壓表正向偏轉(zhuǎn);同樣可以得出結(jié)果：當(dāng)銜鐵下移時(shí),電壓表總是反向偏轉(zhuǎn),輸出為負(fù);4.如圖所示的差動(dòng)電感式傳感器的橋式測(cè)量電路,L1、L2為傳感器的兩差動(dòng)電感線圈的電感,其初始值均為L(zhǎng)0;R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻,u為電源電壓;試寫(xiě)出輸出電壓u0與傳感器電感變化量△L間的關(guān)系;解：輸出與輸入的關(guān)系是若電感增量無(wú)窮小,且兩個(gè)電阻均為R,則：題4圖題5圖5.如圖所示為一差動(dòng)整流電路,試分析電路的工作原理;答：這是簡(jiǎn)單的電壓輸出型,動(dòng)鐵芯移動(dòng)時(shí)引起上下兩個(gè)全波整流電路輸出差動(dòng)電壓,中間可調(diào)整零位,輸出電壓與鐵芯位移成正比;這種電路由二極管的非線性影響以及二極管正向飽和壓降和反向漏電流的不利影響較大;第5章熱電偶傳感器習(xí)題答案1．什么是金屬導(dǎo)體的熱電效應(yīng)試說(shuō)明熱電偶的測(cè)溫原理;答：熱電效應(yīng)就是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān);熱電偶測(cè)溫就是利用這種熱電效應(yīng)進(jìn)行的,將熱電偶的熱端插入被測(cè)物,冷端接進(jìn)儀表,就能測(cè)量溫度;2．試分析金屬導(dǎo)體產(chǎn)生接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)的原因;答：當(dāng)A和B兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時(shí),由于兩者內(nèi)部單位體積的自由電子數(shù)目不同即電子密度不同,因此,電子在兩個(gè)方向上擴(kuò)散的速率就不一樣;現(xiàn)假設(shè)導(dǎo)體A的自由電子密度大于導(dǎo)體B的自由電子密度,則導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的電子數(shù)要比導(dǎo)體B擴(kuò)散到導(dǎo)體A的電子數(shù)大;所以導(dǎo)體A失去電子帶正電荷,導(dǎo)體B得到電子帶負(fù)電荷,于是,在A、B兩導(dǎo)體的接觸界面上便形成一個(gè)由A到B的電場(chǎng);該電場(chǎng)的方向與擴(kuò)散進(jìn)行的方向相反,它將引起反方向的電子轉(zhuǎn)移,阻礙擴(kuò)散作用的繼續(xù)進(jìn)行;當(dāng)擴(kuò)散作用與阻礙擴(kuò)散作用相等時(shí),即自導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的自由電子數(shù)與在電場(chǎng)作用下自導(dǎo)體B到導(dǎo)體A的自由電子數(shù)相等時(shí),便處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài);在這種狀態(tài)下,A與B兩導(dǎo)體的接觸處就產(chǎn)生了電位差,稱為接觸電動(dòng)勢(shì);對(duì)于導(dǎo)體A或B,將其兩端分別置于不同的溫度場(chǎng)t、t0中t>t0;在導(dǎo)體內(nèi)部,熱端的自由電子具有較大的動(dòng)能,向冷端移動(dòng),從而使熱端失去電子帶正電荷,冷端得到電子帶負(fù)電荷;這樣,導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生了一個(gè)由熱端指向冷端的靜電場(chǎng);該電場(chǎng)阻止電子從熱端繼續(xù)跑到冷端并使電子反方向移動(dòng),最后也達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài);這樣,導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生了電位差,我們將該電位差稱為溫差電動(dòng)勢(shì);3．簡(jiǎn)述熱電偶的幾個(gè)重要定律,并分別說(shuō)明它們的實(shí)用價(jià)值;答：一是勻質(zhì)導(dǎo)體定律：如果熱電偶回路中的兩個(gè)熱電極材料相同,無(wú)論兩接點(diǎn)的溫度如何,熱電動(dòng)勢(shì)為零;根據(jù)這個(gè)定律,可以檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同,也可以檢查熱電極材料的均勻性;二是中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體,只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同,則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)不變;它使我們可以方便地在回路中直接接入各種類型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器,也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量;三是標(biāo)準(zhǔn)電極定律：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知,則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知;只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì),則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可直接計(jì)算出來(lái);四是中間溫度定律：熱電偶在兩接點(diǎn)溫度t、t0時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、tn和tn、t0時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和;中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù);4．試述熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)膸追N主要方法和補(bǔ)償原理;答：熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校阂皇抢涠撕銣胤?這種方法將熱電偶的冷端放在恒溫場(chǎng)合,有0℃恒溫器和其他恒溫器兩種；二是補(bǔ)償導(dǎo)線法;將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場(chǎng)所如儀表室,其實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于將熱電極延長(zhǎng);根據(jù)中間溫度定律,只要熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的二個(gè)接點(diǎn)溫度一致,是不會(huì)影響熱電動(dòng)勢(shì)輸出的；三是計(jì)算修正法;修正公式為：；四是電橋補(bǔ)償法;利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端波動(dòng)引起的熱電動(dòng)勢(shì)的變化,工作原理如下圖所示;圖中,e為熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì),U為回路的輸出電壓;回路中串接了一個(gè)補(bǔ)償電橋;R1~R5及RCM均為橋臂電阻;RCM是用漆包銅絲繞制成的,它和熱電偶的冷端感受同一溫度;R1~R5均用錳銅絲繞成,阻值穩(wěn)定;在橋路設(shè)計(jì)時(shí),使R1=R2,并且R1、R2的阻值要比橋路中其他電阻大得多;這樣,即使電橋中其他電阻的阻值發(fā)生變化,左右兩橋臂中的電流卻差不多保持不變,從而認(rèn)為其具有恒流特性;線路設(shè)計(jì)使得I1=I2=I/2=0.5mA;回路輸出電壓U為熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)e、橋臂電阻RCM的壓降URCM及另一橋臂電阻R5的壓降UR5三者的代數(shù)和：當(dāng)熱電偶的熱端溫度一定,冷端溫度升高時(shí),熱電動(dòng)勢(shì)將會(huì)減小;與此同時(shí),銅電阻RCM的阻值將增大,從而使URCM增大,由此達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康?自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臈l件應(yīng)為5．用鎳鉻-鎳硅K熱電偶測(cè)量溫度,已知冷端溫度為40℃,用高精度毫伏表測(cè)得這時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)為29.188mV,求被測(cè)點(diǎn)的溫度;解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E40,0=1.638mV,根據(jù)式5-2-1計(jì)算出再通過(guò)分度表查出其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度為℃6．已知鉑銠10-鉑S熱電偶的冷端溫度t0＝25℃,現(xiàn)測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)Et,t0＝11.712mV,求熱端溫度是多少度解：由鉑銠10-鉑熱電偶分度表查出E25,0=0.161mV,根據(jù)式5-2-1計(jì)算出再通過(guò)分度表查出其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度為℃7．已知鎳鉻-鎳硅K熱電偶的熱端溫度t＝800℃,冷端溫度t0＝25℃,求Et,to是多少毫伏解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表可查得E800,0=33.275mV,E25,0=1.024mV,故可得E800,5=33.275-1.024=32.251mV8．現(xiàn)用一支鎳鉻-康銅E熱電偶測(cè)溫;其冷端溫度為30℃,動(dòng)圈顯示儀表機(jī)械零位在0℃指示值為400℃,則認(rèn)為熱端實(shí)際溫度為430℃,對(duì)不對(duì)為什么正確值是多少解：不對(duì),因?yàn)閮x表的機(jī)械零位在0℃,正確值為400℃;9．如圖5.14所示之測(cè)溫回路,熱電偶的分度號(hào)為K,毫伏表的示值應(yīng)為多少度答：毫伏表的示值應(yīng)為t1-t2-60℃;10．用鎳鉻-鎳硅K熱電偶測(cè)量某爐溫的測(cè)量系統(tǒng)如圖5.15所示,已知：冷端溫度固定在0℃,t0＝30℃,儀表指示溫度為210℃,后來(lái)發(fā)現(xiàn)由于工作上的疏忽把補(bǔ)償導(dǎo)線,相互接錯(cuò)了,問(wèn)：爐溫的實(shí)際溫度t為多少度解：實(shí)際溫度應(yīng)為270℃,因?yàn)榻臃春蟛坏珱](méi)有補(bǔ)償?shù)?還抵消了30℃,故應(yīng)該加上60℃;圖5.14圖5.15第6章壓電傳感器習(xí)題答案1．為什么說(shuō)壓電式傳感器只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量而不能用于靜態(tài)測(cè)量答：因?yàn)閴弘娛絺鞲衅魇菍⒈蛔訙y(cè)量轉(zhuǎn)換成壓電晶體的電荷量,可等效成一定的電容,如被測(cè)量為靜態(tài)時(shí),很難將電荷轉(zhuǎn)換成一定的電壓信號(hào)輸出,故只能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量;2．壓電式傳感器測(cè)量電路的作用是什么其核心是解決什么問(wèn)題答：壓電式傳感器測(cè)量電路的作用是將壓電晶體產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出,其核心是要解決微弱信號(hào)的轉(zhuǎn)換與放大,得到足夠強(qiáng)的輸出信號(hào);3．一壓電式傳感器的靈敏度K1＝10pC／MPa,連接靈敏度K2=0.008V／pC的電荷放大器,所用的筆式記錄儀的靈敏度K3=25mm／V,當(dāng)壓力變化Δp=8MPa時(shí),記錄筆在記錄紙上的偏移為多少解：記錄筆在記錄紙上的偏移為S=10×0.008×25×8=16/mm4．某加速度計(jì)的校準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái),它能作50Hz和1g的振動(dòng),今有壓電式加速度計(jì)出廠時(shí)標(biāo)出靈敏度K＝100mV／g,由于測(cè)試要求需加長(zhǎng)導(dǎo)線,因此要重新標(biāo)定加速度計(jì)靈敏度,假定所用的阻抗變換器放大倍數(shù)為1,電壓放大器放大倍數(shù)為100,標(biāo)定時(shí)晶體管毫伏表上指示為9.13V,試畫(huà)出標(biāo)定系統(tǒng)的框圖,并計(jì)算加速度計(jì)的電壓靈敏度;解：此加速度計(jì)的靈敏度為mV/g標(biāo)定系統(tǒng)框圖如下：第7章光電式傳感器1．光電效應(yīng)有哪幾種與之對(duì)應(yīng)的光電元件各有哪些答：光電效應(yīng)有外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種;基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等；基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等；基于光生伏特效應(yīng)的光電元件有光電池等;2．常用的半導(dǎo)體光電元件有哪些它們的電路符號(hào)如何答：常用的半導(dǎo)體光電元件有光敏二極管、光敏三極管和光電池三種;它們的電路符號(hào)如下圖所示：3．對(duì)每種半導(dǎo)體光電元件,畫(huà)出一種測(cè)量電路;答：光敏二極管、三極管及光電池的測(cè)量電路如下圖所示;4．什么是光電元件的光譜特性答：光電元件的光譜特性是指入射光照度一定時(shí),光電元件的相對(duì)靈敏度隨光波波長(zhǎng)的變化而變化,一種光電元件只對(duì)一定波長(zhǎng)范圍的人射光敏感,這就是光電元件的光譜特性;5．光電傳感器由哪些部分組成被測(cè)量可以影響光電傳感器的哪些部分答：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,如圖所示;圖中Ф1是光源發(fā)出的光信號(hào),Ф2是光電器件接受的光信號(hào),被測(cè)量可以是x1或者x2,它們能夠分別造成光源本身或光學(xué)通路的變化,從而影響傳感器輸出的電信號(hào)I;光電傳感器設(shè)計(jì)靈活,形式多樣,在越來(lái)越多的領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用;6．模擬式光電傳感器有哪幾種常見(jiàn)形式答：模擬式光電傳感器主要有四種;一是光源本身是被測(cè)物,它發(fā)出的光投射到光電元件上,光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù),如圖a所示;這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計(jì)和照度計(jì)；二是恒定光源發(fā)射的光通量穿過(guò)被測(cè)物,其中一部分被吸收,剩余的部分投射到光電元件上,吸收量取決于被測(cè)物的某些參數(shù);如圖b所示;可用于測(cè)量透明度、混濁度；三是恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測(cè)物上,由被測(cè)物表面反射后再投射到光電元件上,如圖c所示;反射光的強(qiáng)弱取決于被測(cè)物表面的性質(zhì)和狀態(tài),因此可用于測(cè)量工件表面粗糙度、紙張的白度等；四是從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達(dá)光電元件的途中受到被測(cè)物的遮擋,使投射到光電元件上的光通量減弱,光電元件的輸出反映了被測(cè)物的尺寸或位置;如圖d所示;這種傳感器可用于工件尺寸測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量等場(chǎng)合;第8章霍爾傳感器習(xí)題答案1.什么是霍爾效應(yīng)答：在置于磁場(chǎng)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體中通入電流,若電流與磁場(chǎng)垂直,則在與磁場(chǎng)和電流都垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電勢(shì)差,這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng),是由科學(xué)家愛(ài)德文·霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的;產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電壓;2.為什么導(dǎo)體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件答：因?yàn)閷?dǎo)體材料的μ雖然很大,但ρ很小,故不宜做成元件,而絕緣材料的ρ雖然很大,但μ很小,故也不宜做成元件;3.為什么霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料答：因?yàn)樵贜型半導(dǎo)體材料中,電子的遷移率比空穴的大,且μn>μp,所以霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料;4.霍爾靈敏度與霍爾元件厚度之間有什么關(guān)系答：霍爾靈敏度與霍爾元件厚度成反比,;5.什么是霍爾元件的溫度特性如何進(jìn)行補(bǔ)償答：霍爾元件的溫度特性是指元件的內(nèi)阻及輸出與溫度之間的關(guān)系;與一般半導(dǎo)體一樣,由于電阻率、遷移率以及載流子濃度隨溫度變化,所以霍爾元件的內(nèi)阻、輸出電壓等參數(shù)也將隨溫度而變化;霍爾元件溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕欣幂斎牖芈返拇?lián)電阻進(jìn)行補(bǔ)償和利用輸出回路的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償兩種;1利用輸入回路的串聯(lián)電阻進(jìn)行補(bǔ)償;下圖是輸入補(bǔ)償?shù)幕揪€路,圖中的四端元件是霍爾元件的符號(hào);兩個(gè)輸入端串聯(lián)補(bǔ)償電阻R并接恒電源,輸出端開(kāi)路;根據(jù)溫度特性,元件霍爾系數(shù)和輸入內(nèi)阻與溫度之間的關(guān)系式為RHt=RH01+αtRit=Ri01+βt式中,RHt為溫度為ｔ時(shí)霍爾系數(shù)；RH0為0℃時(shí)的霍爾系數(shù)；Rit為溫度為ｔ時(shí)的輸入電阻；Ri0為0℃時(shí)的輸入電阻；α為霍爾電壓的溫度系數(shù),β為輸入電阻的溫度系數(shù);當(dāng)溫度變化Δt時(shí),其增量為:ΔRH=RH0αΔtΔRi=Ri0βΔt根據(jù)及I=E/R+Ri,可得出霍爾電壓隨溫度變化的關(guān)系式為對(duì)上式求溫度的導(dǎo)數(shù),可得增量表達(dá)式1要使溫度變化時(shí)霍爾電壓不變,必須使即2式1中的第一項(xiàng)表示因溫度升高霍爾系數(shù)引起霍爾電壓的增量,第二項(xiàng)表示輸入電阻因溫度升高引起霍爾電壓減小的量;很明顯,只有當(dāng)?shù)谝豁?xiàng)時(shí),才能用串聯(lián)電阻的方法減小第二項(xiàng),實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)償;將元件的α、β值代入式2,根據(jù)Ri0的值就可確定串聯(lián)電阻R的值;2利用輸出回路的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償;上圖為補(bǔ)償原理電路圖,霍爾元件的輸入采用恒流源,使控制電流Ｉ穩(wěn)定不變;這樣,可以不考慮輸入回路的溫度影響;輸出回路的輸出電阻及霍爾電壓與溫度之間的關(guān)系為UHt=UH01+αtRvt=Rv01+βt式中,UHt為溫度為t時(shí)的霍爾電壓；UH0為0時(shí)的霍爾電壓；Rvt為溫度為t時(shí)的輸出電阻；Rv0為０時(shí)的輸出電阻;負(fù)載RL上的電壓UL為UL=UH01+αtRL/Rv01+βt+RL3為使UL不隨溫度變化,可對(duì)式3求導(dǎo)數(shù)并使其等于零,可得RL/Rv0≈β/α.1≈β/α4最后,將實(shí)際使用的霍爾元件的α、β值代入,便可得出溫度補(bǔ)償時(shí)的RL值;當(dāng)RL=Rv0時(shí),補(bǔ)償最好;6.集成霍爾傳感器有什么特點(diǎn)答：集成霍爾傳感器的特點(diǎn)主要是取消了傳感器和測(cè)量電路之間的界限,實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體;集成霍爾傳感器與分立相比,由于減少了焊點(diǎn),因此顯著地提高了可靠性;此外,它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn);7.寫(xiě)出你認(rèn)為可以用霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的物理量;答：可以用霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的物理量有力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、轉(zhuǎn)速、磁場(chǎng)量等等;8.設(shè)計(jì)一個(gè)采用霍爾傳感器的液位控制系統(tǒng);答：液位控制系統(tǒng)原理如圖所示,霍爾元件固定不動(dòng),磁鐵與探測(cè)桿固定在一起,連接到裝液體的容器旁邊,通過(guò)管道與內(nèi)部連接;當(dāng)液位達(dá)到控制位置時(shí)霍爾元件輸出控制信號(hào),通過(guò)處理電路和電磁閥來(lái)控制液壓閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉,如液位低于控制位置時(shí)開(kāi)啟閥門,超過(guò)控制位置時(shí)則關(guān)閉閥門;全國(guó)2001年10月自學(xué)考試傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷課程代碼：02202第一部分選擇題共24分一、單項(xiàng)選擇題本大題共12小題,每小題2分,共24分在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi);錯(cuò)選、多選和未選均無(wú)分;1．下列被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的是A．壓力B．力矩C．溫度D．厚度2．屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是A．重復(fù)性B．線性度C．靈敏度D．固有頻率3．按照工作原理分類,固體圖象式傳感器屬于A．光電式傳感器B．電容式傳感器C．壓電式傳感器D．磁電式傳感器4．測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為A．變極板面積型B．變極距型C．變介質(zhì)型D．容柵型5．利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器,為使其靈敏度高、非線性誤差小A．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6．影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是A．電纜的安裝與固定方式B．電纜的長(zhǎng)度C．前置放大器的輸出阻抗D．前置放大器的輸入阻抗7．固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種A．PN結(jié)光電二極管電路B．PNP型晶體管集成電路C．MOS型晶體管開(kāi)關(guān)集成電路D．NPN型晶體管集成電路8．將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開(kāi)關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路,其作用是A．抑制共模噪聲B．抑制差模噪聲C．克服串?dāng)_D．消除電火花干擾9．在采用限定最大偏差法進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí),若限定偏差△Y≤0.01,本次采樣值為0.315,上次采樣值為0.301,則本次采樣值Yn應(yīng)選為A．0.301B．0.303C．0.308D．10．若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10,最大輸入信號(hào)為2.5V,則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號(hào)為A．1.22mVB．2.44mVC．3.66mVD．4.88mV11．周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)必為A．周期偶函數(shù)B．非周期偶函數(shù)C．周期奇函數(shù)D．非周期奇函數(shù)12．已知函數(shù)xt的傅里葉變換為Xf,則函數(shù)yt=2x3t的傅里葉變換為A．2XB．XC．XfD．2Xf第二部分非選擇題共76分二、填空題本大題共12小題,每小題1分,共12分不寫(xiě)解答過(guò)程,將正確的答案寫(xiě)在每小題的空格內(nèi);錯(cuò)填或不填均無(wú)分;13．對(duì)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)的主要目的是檢測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo);14．傳感器的過(guò)載能力是指?jìng)鞲衅髟诓恢乱鹨?guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下,允許超過(guò)的能力;15．傳感檢測(cè)系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式,向方向發(fā)展;16．已知某傳感器的靈敏度為K0,且靈敏度變化量為△K0,則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為rs=;17．為了測(cè)得比柵距W更小的位移量,光柵傳感器要采用技術(shù);18．在用帶孔圓盤(pán)所做的光電扭矩測(cè)量?jī)x中,利用孔的透光面積表示扭矩大小,透光面積減小,則表明扭矩;19．電容式壓力傳感器是變型的;20．一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180,半導(dǎo)體材料的彈性模量為1.8×105Mpa,其中壓阻系數(shù)πL為Pa-1;21．圖像處理過(guò)程中直接檢測(cè)圖像灰度變化點(diǎn)的處理方法稱為;22．熱敏電阻常數(shù)B大于零的是溫度系數(shù)的熱敏電阻;23．若測(cè)量系統(tǒng)無(wú)接地點(diǎn)時(shí),屏蔽導(dǎo)體應(yīng)連接到信號(hào)源的;24．交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為Z1,Z2,Z3,Z4,各阻抗的相位角分別為若電橋平衡條件為Z1/Z4=Z2/Z3,那么相位平衡條件應(yīng)為;三、問(wèn)答題本大題共6小題,每小題4分,共24分25．簡(jiǎn)述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn);26．回答與直線式感應(yīng)同步器有關(guān)的下列問(wèn)題：它由哪兩個(gè)繞組組成鑒相式測(cè)量電路的作用是什么27．簡(jiǎn)述壓磁式扭矩儀的工作原理;28．說(shuō)明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點(diǎn);29．簡(jiǎn)述激光視覺(jué)傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘?hào)處理裝置的工作過(guò)程;30．采用逐次逼近法的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器主要由哪幾部分組成四、計(jì)算題本大題共3小題,每小題8分,共24分31．已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)的頻率f=72Hz,測(cè)量齒盤(pán)的齒數(shù)Z=36,求：被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)在上述情況下,如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1個(gè)數(shù)字,其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少32．一熱敏電阻在0℃和100℃時(shí),電阻值分別為200kΩ和10kΩ;試計(jì)算該熱敏電阻在33．求正弦信號(hào)xt=x0sinωt的自相關(guān)函數(shù);五、應(yīng)用題本大題共2小題,每小題8分,共16分34．圖示為電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路;寫(xiě)出電流i與電壓VREF的關(guān)系式;若VREF=10V輸入信號(hào)D3D2D1D0=1000,試計(jì)算輸出電壓V0=35．已知某信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為xt=sincosnω0t試求該信號(hào)的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值,并繪出其幅值譜圖;全國(guó)2001年10月自考傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷答案課程代碼：02202單項(xiàng)選擇題本大題共12小題,每小題2分,共24分1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B填空題本大題共12小題,每小題1分,共12分13.標(biāo)定或校準(zhǔn)或測(cè)試 14.測(cè)量范圍 15.智能化 16.△K0/K0×100% 17.細(xì)分 18.增大 19.極距或間隙 20.1×10－9 21.微分法 22.負(fù)23.對(duì)地低阻抗端或接地端 24. 問(wèn)答題本大題共6小題,每小題4分,共24分25．傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響;傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小;26．1由固定繞組和滑動(dòng)繞組組成;2檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位,從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向;27．壓磁式扭矩儀的軸是強(qiáng)導(dǎo)磁材料;根據(jù)磁彈效應(yīng),當(dāng)軸受扭矩作用時(shí),軸的磁導(dǎo)率發(fā)生變化,從而引起線圈感抗變化,通過(guò)測(cè)量電路即可確定被測(cè)扭矩大小;28．主要特點(diǎn)是：熱容量小或熱慣性小,時(shí)間常數(shù)小,反應(yīng)速度快;29．1多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn),將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描;2條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號(hào)處理裝置;30．由電壓比較器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、順序脈沖發(fā)生器、數(shù)碼寄存器和逐次逼近寄存器組成;計(jì)算題本大題共3小題,每小題8分,共24分31．12頻率計(jì)的計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為±1個(gè)數(shù)字,對(duì)應(yīng)的角位移為±轉(zhuǎn)=±轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為±轉(zhuǎn)/分32．熱敏電阻的一般表達(dá)式為：式中：RT為溫度T=t+273.15K時(shí)的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+273.15K時(shí)的熱敏電阻的電阻值；設(shè)t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15K;則上式中的R0根據(jù)題中所給條件,有121、2兩式兩邊取對(duì)數(shù)有因此該熱敏電阻在20℃33．應(yīng)用題本大題共2小題,每小題8分,共16分34．12當(dāng)D3D2D1D0=1000時(shí),35．直流分量A0＝0一次諧波分量A1＝二次諧波分量A2＝0三次諧波分量A3＝四次諧波分量A4＝0五次諧波分量A5＝其幅值譜如右圖所示;全國(guó)2002年10月自學(xué)考試傳感器與檢測(cè)技術(shù)試題課程代碼：02202一、單項(xiàng)選擇題本大題共12小題,每小題2分,共24分在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi);1.屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是A.遲滯B.過(guò)沖量C.穩(wěn)定性D.線性度2.傳感器能感知的輸入變化量越小,表示傳感器的A.線性度越好B.遲滯越小C.重復(fù)性越好D.分辨力越高3.我國(guó)省、部一級(jí)計(jì)量站使用的一等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)所允許的測(cè)量誤差為A.±0.1%B.±0.01%C.±0.001%D.±0.0001%4.感應(yīng)同步器的作用是測(cè)量A.電壓B.電流C.位移D.相位差5.下列測(cè)力傳感器中,屬于發(fā)電型測(cè)力傳感器的是A.自感式傳感器B.磁電感應(yīng)式傳感器C.電容式傳感器D.應(yīng)變式傳感器6.極對(duì)數(shù)為4的永磁式交流測(cè)速發(fā)電機(jī),當(dāng)其軸與轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分的被測(cè)軸相連接時(shí),則其輸出交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為A.40HzB.300HzC.600HzD.2400Hz7.視覺(jué)傳感器的掃描部的主作用是A.聚成光學(xué)圖像信號(hào)B.將光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)C.將二維圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間序列一維信號(hào)D.抽出有效信號(hào)8.熱敏電阻式濕敏元件能夠直接檢測(cè)A.溫度B.溫度差C.相對(duì)濕度D.絕對(duì)濕度9.在采樣保持環(huán)節(jié)中,采樣開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)的時(shí)間稱為A.采樣時(shí)間B.保持時(shí)間C.采樣周期D.緩沖時(shí)間10.封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是A.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)發(fā)光三極管B.一個(gè)光敏二極管和一個(gè)光敏三極管C.兩個(gè)發(fā)光二極管或兩個(gè)光敏三極管D.一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管11.若周期信號(hào)xt的周期為T,則其基波角頻率為A.B.C.D.12.已知信號(hào)xt與信號(hào)yt完全不相關(guān),則該二信號(hào)的互相關(guān)系數(shù)滿足A.ρxyτ>1B.ρxyτ=1C.0<ρxyτ<1D.ρxyτ=0二、填空題本大題共12小題,每小題1分,共12分13.運(yùn)算100%是計(jì)算傳感器________的公式;14.傳感器的________能力是指?jìng)鞲衅髟诓恢乱鹨?guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下,允許超過(guò)測(cè)量范圍的能力;15.當(dāng)環(huán)境濕度改變時(shí),必須對(duì)電容式傳感器重新進(jìn)行靜態(tài)________;16.要使直流電橋平衡,必須使電橋相對(duì)臂電阻值的________相等;17.電容式扭矩測(cè)量?jī)x是將軸受扭矩作用后的兩端面相對(duì)________的變化量變換成電容器兩極板之間的相對(duì)有效面積的變化量,從而引起電容量的變化來(lái)測(cè)量扭短的;18.脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓的________和被測(cè)軸轉(zhuǎn)速之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系;19.紅外圖像傳感器通常由紅外敏感元件和電子________電路組成;20.在熱電偶中,當(dāng)引入第三個(gè)導(dǎo)體時(shí),只要保持其兩端的溫度相同,則對(duì)總熱電動(dòng)勢(shì)無(wú)影響;這一結(jié)論被稱為熱電偶的________定律;21.數(shù)據(jù)處理中使用的溫度補(bǔ)償方法有公式法和________;22.兩個(gè)電路之間存在的寄生電容使用一個(gè)電路的________變化影響到另一個(gè)電路;23.周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)是離散性、諧波性和________;24.當(dāng)信號(hào)的方差變?yōu)樵瓉?lái)的4倍時(shí),該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差將變?yōu)樵瓉?lái)的________倍;三、問(wèn)答題本大題共6小題,每小題4分,共24分25.壓電式傳感器往往采用多片壓電晶片串聯(lián)或并聯(lián)方式,當(dāng)采用多片壓電晶片并聯(lián)方式時(shí),適合于測(cè)量何種信號(hào)26.就某一確定的差動(dòng)變壓器式位移傳感器而言,當(dāng)激勵(lì)電壓的幅值恒定時(shí),其輸出電壓的幅值和相位分別取決于被測(cè)位移的哪些信息27.簡(jiǎn)述半導(dǎo)體P-N結(jié)溫度傳感器的工作機(jī)理;28.熱電型紅外光導(dǎo)攝像管與可見(jiàn)光光導(dǎo)攝像管在電路中所采用的前置放大器有何差別為什么29.有源濾波器與無(wú)源濾波器相比有哪些優(yōu)點(diǎn)30.分別說(shuō)明信號(hào)xt的均值μx、方差σ2x、均方值Ψ2x的含義并寫(xiě)出三者間的聯(lián)系式;四、計(jì)算題本大題共3小題,每小題8分,共24分31.已知：輸入應(yīng)變儀的應(yīng)變?yōu)?86με,應(yīng)變儀的靈敏度為31μA/με,記錄儀的靈敏度為5mm/mA,求記錄儀輸出的偏移量;注：με代表一個(gè)應(yīng)變單位32.某位移傳感器在校準(zhǔn)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表,若該傳感器的線性表達(dá)式為x=a0+a1n,試用最小二乘法計(jì)算a0和a1;脈沖數(shù)ni1020304050位移值ximm0.10.20.30.40.533.圖示串聯(lián)式測(cè)溫電路,其中Rt=R01+t-t0為感溫?zé)犭娮?Rs為常值電阻,E為工作電壓,U0為輸出電壓,=0.02/℃.當(dāng)給定溫度為0℃,Rt的電阻值為10kΩ,若測(cè)溫范圍為0℃~400℃,輸出電壓U0的范圍是1V~5V,試計(jì)算工作電壓E和常值電阻Rs五、應(yīng)用題本大題共2小題,每小題8分,共16分34.用微型計(jì)算機(jī)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換A/D板、濾波器、電荷放大器、壓電式力傳感器和打印機(jī)組成一個(gè)測(cè)力系統(tǒng),試畫(huà)出該測(cè)力系統(tǒng)的方框圖;35.圖1所示矩形函數(shù)xt的頻譜為Xω=Aτsinc,求圖2所示信號(hào)yt的頻譜,并畫(huà)出其幅值譜圖;sincx=HYPERLINK做試題,沒(méi)答案上自考365,網(wǎng)校名師為你詳細(xì)解答浙江省2002年1月高等教育自學(xué)考試傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷課程代碼：02202一、填空題每空1分,共15分1.如果僅僅檢測(cè)是否與對(duì)象物體接觸,可使用_______作為傳感器;2.紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和_______電路組成;3.在電阻應(yīng)變片公式,=1+2με+λEε中,λ代表_______;4.利用電渦流位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí),被測(cè)軸齒盤(pán)的材料必須是_______;5.當(dāng)磁頭相對(duì)于磁尺不動(dòng)時(shí),仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出的是靜態(tài)磁頭,且輸出電勢(shì)的幅值由_______所決定;6.動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的,是檢驗(yàn)測(cè)試傳感器的_______指標(biāo);7.確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測(cè)非電量或電量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和_______;8.傳感器的頻率響應(yīng)特性,必須在所測(cè)信號(hào)頻率范圍內(nèi),保持_______條件;9.熱電偶電動(dòng)勢(shì)由_______電動(dòng)勢(shì)和接觸電動(dòng)勢(shì)兩部分組成;10.SnO2型半導(dǎo)體氣敏器件非常適宜檢測(cè)濃度較_______的微量氣體;11.有源濾波器由集成運(yùn)放和_______組成;12.采用_______電源供電的電橋稱為交流電橋;13.多路模擬開(kāi)關(guān)由_______和多路雙向模擬開(kāi)關(guān)組成;14.為了提高檢測(cè)系統(tǒng)的分辨率,需要對(duì)磁柵、容柵等大位移測(cè)量傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行_______;15.若隨機(jī)信號(hào)xt、yt的均值都為零,當(dāng)τ→∞時(shí),它們的互相關(guān)函數(shù)Rxyτ=_______;二、單項(xiàng)選擇題在每小題的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)正確答案,并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi);每小題1分,共15分1.對(duì)壓電式加速度傳感器,希望其固有頻率A.接近零 B.盡量低些C.盡量高些 D.任意2.傳感器可用于醫(yī)療上-50℃～150A.金屬輻射式 B.熱電偶C.半導(dǎo)體三極管 D.比色計(jì)3.信號(hào)傳輸過(guò)程中,產(chǎn)生干擾的原因是A.信號(hào)是緩變的 B.信號(hào)是快變的C.干擾的耦合通道 D.信號(hào)是交流的4.差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為A. B.C. D.05.概率密度函數(shù)提供了隨機(jī)信號(hào)的信息;A.沿頻率軸分布 B.沿幅值域分布C.沿時(shí)域分布 D.沿尺度分布6.非線性度是表示校準(zhǔn)曲線的程度;A.接近真值 B.偏離擬合直線C.正反行程不重合 D.重復(fù)性7.非周期信號(hào)的頻譜是A.連續(xù)的 B.離散的C.基頻的整數(shù)倍 D.脈沖函數(shù)8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是A.數(shù)字脈沖式 B.調(diào)幅式C.調(diào)頻式 D.正弦波9.半導(dǎo)體應(yīng)變片具有等優(yōu)點(diǎn);A.靈敏度高 B.溫度穩(wěn)定性好C.可靠性高 D.接口電路復(fù)雜10.一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)表征參數(shù)是A.線性度 B.固有頻率C.阻尼比 D.時(shí)間常數(shù)11.常用于測(cè)量大位移的傳感器有A.感應(yīng)同步器 B.應(yīng)變電阻式C.霍爾式 D.渦流式12.將電阻應(yīng)變片貼在上,就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器;A.質(zhì)量塊 B.導(dǎo)體C.彈性元件 D.機(jī)器組件13.半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升,電阻率A.上升 B.迅速下降C.保持不變 D.歸零14.結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的;A.材料物理特性 B.體積大小C.結(jié)構(gòu)參數(shù) D.電阻值15.阻抗頭是測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)的拾振器;A.振動(dòng)位移 B.振動(dòng)加速度C.激振力 D.激振力及其響應(yīng)三、問(wèn)答題每小題5分,共30分1.在靜態(tài)測(cè)量中,根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)輸入量與對(duì)應(yīng)輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特性2.設(shè)載波的中心頻率為f0試根據(jù)圖a、圖b所示調(diào)制信號(hào)定性畫(huà)出相應(yīng)調(diào)頻波波形;3.回答下列函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù)：x1t=sin3ωt,x2t=e-t,x3t=esinωt,x4t=δt,x5t=sin4.簡(jiǎn)述兩類扭矩的測(cè)量原理及舉例說(shuō)明相應(yīng)的扭矩傳感器;5.簡(jiǎn)述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則,及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用;6.渦流式傳感器測(cè)量位移與其它位移傳感器比較,其主要優(yōu)點(diǎn)是什么渦流傳感器能否測(cè)量大位移量為什么四、計(jì)算題每小題8分,共24分1.已知測(cè)量齒輪齒數(shù)Z=18,采用變磁通感應(yīng)式傳感器測(cè)量工作軸轉(zhuǎn)速如圖所示;若測(cè)得輸出電動(dòng)勢(shì)的交變頻率為24Hz,求：被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速nr/min為多少當(dāng)分辨誤差為±1齒時(shí),轉(zhuǎn)速測(cè)量誤差是多少2.由RC組成無(wú)源低通濾波器,已知R=500Ω,C=10μF,試求：1截止頻率f0,并畫(huà)出該濾波器的幅頻示意圖;2設(shè)輸入信號(hào)xt=0.2cos,判斷其是否在該濾波器的通頻帶內(nèi);3.試?yán)L出xt=2cos2πf0t+3的時(shí)域圖和頻域圖;五、應(yīng)用題每小題8分,共16分1.試用雙螺管線圈差動(dòng)型電感傳感器做成一個(gè)測(cè)力傳感器;1用簡(jiǎn)圖說(shuō)明該傳感器的結(jié)構(gòu),并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用原理；2用圖說(shuō)明兩個(gè)線圈在電橋電路中的接法;2.如圖所示,軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園表面,在加工過(guò)程中,徑向力Py和切向力Pz大小基本不變,但著力點(diǎn)位置沿軸向移動(dòng),現(xiàn)在前后頂尖上粘貼電阻應(yīng)變片測(cè)量工件所受的Pz;1在圖中標(biāo)明應(yīng)變片的位置及Pz的測(cè)量電橋;2著力點(diǎn)移動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果有無(wú)影響為什么HYPERLINK做試題,沒(méi)答案上自考365,網(wǎng)校名師為你詳細(xì)解答浙江省2002年1月自考傳感器與檢測(cè)技術(shù)試題答案課程代碼：02202一、填空題每空1分,共15分1.ON-OFF型微動(dòng)開(kāi)關(guān)2.電子掃描3.材料壓阻系數(shù)4.金屬5.磁頭所處的位置6.動(dòng)態(tài)性能7.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)8.不失真測(cè)量9.溫度差10.低11.RC網(wǎng)絡(luò)12.交流13.地址譯碼器14.細(xì)分15.0二、單項(xiàng)選擇題每小題1分,共15分1.C2.C3.C4.D5.B6.B7.A8.A9.A10.D11.A12.C13.B14.C15.D三、問(wèn)答題每小題5分,共30分1.在靜態(tài)測(cè)量中,根據(jù)繪制的定度曲線,可以確定測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)靜態(tài)特性：靈敏度,非線性度,回程誤差;2.調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率f0和調(diào)制波幅值的關(guān)系f=f0±Δf,Δf為頻率偏移,與Xt幅值成正比;3.x1tx3tx5t周期函數(shù),x2tx4t非周期函數(shù)4.1軸類零件受扭矩作用時(shí),在其表面產(chǎn)生切應(yīng)變,可通過(guò)測(cè)量該應(yīng)變檢測(cè)扭矩,如電阻應(yīng)變式扭矩傳感器;2彈性轉(zhuǎn)軸受扭后,兩端面的相對(duì)轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān),且呈比例關(guān)系,可通過(guò)測(cè)量扭轉(zhuǎn)角測(cè)量扭矩,如電容式或光電式扭矩傳感器;5.布置原則有：1貼在應(yīng)變最敏感部位,使其靈敏度最佳；2在復(fù)合載荷下測(cè)量,能消除相互干擾；3考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無(wú)溫度補(bǔ)償作用,差動(dòng)和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用;6.優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不怕油等介質(zhì)污染;渦流傳感器不能測(cè)量大位移量,只有當(dāng)測(cè)量范圍較小時(shí),才能保證一定的線性度;四、計(jì)算題每小題8分,共24分1.1測(cè)量時(shí),齒輪隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,傳感器磁路磁阻變化一次,磁通也變化一次,因此,線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化頻率f等于齒輪的齒數(shù)Z與轉(zhuǎn)速n的乘積;f=nZ/60n===80r/min2讀數(shù)誤差為±1齒,所以應(yīng)為轉(zhuǎn),即：n=80±r/min2.1f0=幅頻示意圖：2周期信號(hào)xt的角頻率ω=125.6f1=信號(hào)xt的頻率在該濾波器的通頻帶內(nèi);3.由于1δf33δf又2cos2πf0tδf-f0+δf+f0根據(jù)傅里葉變換的線性疊加原理：2cos2πf0t+3δf-f0+3δf+δf+f0時(shí)域圖見(jiàn)圖a,頻域圖見(jiàn)圖b五、應(yīng)用題每小題8分,共16分1.1傳感器的結(jié)構(gòu)如圖a所示,它由傳力塊、彈性圓桶、雙螺管線圈、銜鐵、傳感器座等幾部分組成;原理：被測(cè)力F通過(guò)傳力塊作用在彈性圓桶上,彈性圓桶的變形帶動(dòng)銜鐵移動(dòng),使雙螺管線圈的電感量發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)力的測(cè)量;2電橋的接法如圖b所示：2.1應(yīng)變片R1、R2、R3、R4粘貼位置如圖a所示；測(cè)量電橋如圖b所示;2根據(jù)以上位置布片和電橋接法,著力點(diǎn)位置的變化不會(huì)影響Pz的大小,因?yàn)樵陧敿馍系姆至z1、Pz2,Pz=Pz1+Pz2,由Pz1、Pz2引起的電阻R1、R3的變化值之和保持不變,故Pz的測(cè)量不受著力點(diǎn)的移動(dòng)而改變;HYPERLINK做試題,沒(méi)答案上自考365,網(wǎng)校名師為你詳細(xì)解答浙江省2003年1月自考傳感器與檢測(cè)技術(shù)試題課程代碼：02202一、填空題每空1分,共15分1.如果所測(cè)試的信號(hào)隨時(shí)間周期變化或變化很快,這種測(cè)試稱為_(kāi)_______測(cè)試;2.確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測(cè)非電量或電量的_______和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng);3.渦流傳感器的線圈與被測(cè)物體的距離減小時(shí),互感系數(shù)M將________;4.半導(dǎo)體應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主,它的靈敏度系數(shù)為金屬應(yīng)變片的________倍;5.測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)力信號(hào)時(shí),要求電荷放大器的輸入阻抗________1012Ω;6.周期信號(hào)展開(kāi)為傅立葉級(jí)數(shù)后,其中A0表示直流分量的幅值,An表示________分量的幅值;7.當(dāng)τ→∞時(shí),信號(hào)xt的自相關(guān)函數(shù)Rxτ呈周期性變化,說(shuō)明該信號(hào)為_(kāi)_______;8.LCD是液晶顯示器,是一種________功耗器件;9.A/D卡的轉(zhuǎn)換速率表示________;10.在電橋測(cè)量中,由于電橋接法不同,輸出電壓的靈敏度也不同,________接法可以得到最大靈敏度輸出;11.一階有源低通濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)是帶負(fù)載能力強(qiáng),主要缺點(diǎn)是________;為克服該缺點(diǎn),可采用二階或二階以上有源低通濾波器;12.絕對(duì)濕度給出了水分在空間的具體含量,而相對(duì)濕度給出了大氣的________程度,它比絕對(duì)濕度使用更廣泛;13.氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體氣敏元件上,將使截流子數(shù)目減少,從而使材料的電阻率________;14.半導(dǎo)體溫度傳感器以P-N結(jié)的溫度特性為理論基礎(chǔ);二極管感溫元件利用P-N結(jié)在恒定電流下,其________與溫度之間的近似線性關(guān)系實(shí)現(xiàn);15.圖像處理的主要目的是________;二、單項(xiàng)選擇題在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案,并將其號(hào)碼填在題后的括號(hào)內(nèi);每小題1分,共15分1.為了抑制干擾,常采用的電路有A.A/D轉(zhuǎn)換器B.D/A轉(zhuǎn)換器C.變壓器耦合D.調(diào)諧電路2.選擇二階裝置的阻尼比ζ=0.707,其目的是;A.阻抗匹配B.增大輸出量C.減小輸出量D.接近不失真條件3.自相關(guān)函數(shù)一定是函數(shù);A.偶B.奇C.周期D.隨機(jī)4.用脈沖錘激振時(shí),為了獲得較寬的激振頻率,可A.增加敲擊力B.增加錘頭硬度C.增大錘重D.減小沖擊力5.記錄磁帶慢錄快放,放演信號(hào)的頻寬將A.擴(kuò)展,幅值減小B.變窄,幅值減小C.幅值增大D.變窄,幅值增大6.無(wú)源RC低通濾波器從兩端引出輸出電壓;A.電阻RB.電容CC.運(yùn)算放大器D.電感L7.人工視覺(jué)系統(tǒng)圖像處理中,對(duì)像素信息進(jìn)行編碼的作用是A.濾去噪聲B.傳輸和存儲(chǔ)信息C.圖像增強(qiáng)D.圖像分割8.載波頻率為f0,調(diào)制信號(hào)的最高頻率為fm,兩者的關(guān)系為A.f0=fmB.f0>fmC.f0>>fmD.f0<<fm9.測(cè)量不能直接接觸的高溫物體溫度,可采用溫度傳感器;A.熱電偶B.亮度式C.半導(dǎo)體三極管D.半導(dǎo)體二極管10.電容式濕度傳感器只能測(cè)量濕度;A.相對(duì)B.絕對(duì)C.任意D.水分11.由于熱電光導(dǎo)攝像管的信號(hào)比可見(jiàn)光弱一個(gè)數(shù)量級(jí),必須采用的前置放大器;A.信噪比高B.信噪比低C.穩(wěn)定性低D.靈敏度很小12.電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為的輸出;A.電阻B.電容C.電壓D.電荷13.通常采用的壓力敏感元件有A.柱形彈性元件B.環(huán)形彈性元件C.梁形彈性元件D.波登管14.壓電式加速度傳感器是信號(hào)的傳感器;A.適于測(cè)量任意B.適于測(cè)量直流C.適于測(cè)量緩變D.適于測(cè)量動(dòng)態(tài)15.對(duì)于電渦流傳感器的諧振測(cè)位移電路,當(dāng)無(wú)金屬導(dǎo)體靠近時(shí),其輸出電壓A.最大B.最小C.隨機(jī)變化D.中間點(diǎn)三、問(wèn)答題每小題5分,共30分1.試畫(huà)出低通、高通、帶通、帶阻的幅頻特性,并標(biāo)出半功率點(diǎn);2.一般計(jì)算機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成包括哪些主要環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)的作用是什么3.壓電式加速度傳感器和壓電式力傳感器在結(jié)構(gòu)上有何不同,為什么4.試述如何利用自相關(guān)函數(shù)判斷隨機(jī)噪聲中是否包含有正弦波周期信號(hào)5.如何消除熱敏電阻阻溫特性的非線性熱敏電阻的測(cè)溫范圍一般是多少6.差動(dòng)型變磁阻式電感傳感器在使用時(shí)常把兩個(gè)線圈接在電橋的兩個(gè)相鄰橋臂中,試問(wèn)：電橋需接入何種激勵(lì)電壓該電橋的輸出電壓是何波形四、計(jì)算題每小題8分,共24分1.磁柵式位移傳感器采用空間相位差為的兩個(gè)靜態(tài)磁頭來(lái)測(cè)量位移,其輸出電動(dòng)勢(shì)為E=Usin,磁尺剩磁信號(hào)的波長(zhǎng)為1mm;求：1若E=7sin100t+0.48π伏,此時(shí)所測(cè)得的位移量S；2在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi),此傳感器所能測(cè)量得的最大位移量;2.一電渦流測(cè)振儀測(cè)量某主軸的軸向振動(dòng);已知：傳感器的靈敏度為15mV/μm,最大線性范圍為6μm;現(xiàn)將傳感器安裝在主軸右側(cè);如圖a所示;用記錄儀記錄振動(dòng)波形,如圖b所示,問(wèn)：傳感器與被測(cè)金屬的安裝距離L為多少微米時(shí),可得到較好的測(cè)量效果軸向振動(dòng)的振幅A為多少3.壓電式加速度傳感器與電荷放大器聯(lián)接,電荷放大器又與函數(shù)記錄儀聯(lián)接;已知：傳感器的電荷靈敏度kq=100pC/g,反饋電容Cf=0.01μF,被測(cè)加速度a=0.1電荷放大器的輸出電壓是多少電荷放大器的靈敏度是多少2若函數(shù)記錄儀的靈敏度kg=2mm/mV,求測(cè)量系統(tǒng)總靈敏度k0.五、應(yīng)用題每小題8分,共16分1.試選擇一種傳感器,設(shè)計(jì)測(cè)量車床主軸轉(zhuǎn)速的原理方案,并作簡(jiǎn)要說(shuō)明;2.一汽車司機(jī)座的振動(dòng)較大,試設(shè)計(jì)測(cè)試方案尋找振源;1給出可能的振源；2列出測(cè)試方案框圖,并作簡(jiǎn)要說(shuō)明；3給出判斷方法及判斷原則;傳感器與檢測(cè)技術(shù)試題5一、單項(xiàng)選擇題本大題共10小題,每小題2分,共20分在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi);1.屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是A.遲滯B.過(guò)沖量C.穩(wěn)定性D.線性度2.傳感器能感知的輸入變化量越小,表示