传感器与自动检测技术考试试卷(doc9页)(优质版)

1、华南农业大学期末考试试卷（A卷）2008学年第1学期考试科目：传感器与自动检测技术考试类型：（闭卷）考试时间： 120 分钟学号 姓名 年级专业题号一一二四总分得分评阅人一、 填空题（每题2分，10题共20分）1、在工程测试实践中，大多数检测系统属于线性时不变系统，这种系统 的 叠加 特性和 频率保持 特性在测试中具有重要意义。2、测试装置动态特性的数学描述方式主要有微分方程、传递函数和频率响应函数。3、一电容测微仪，通过测量得到的电容变化量 AC= d4X 10-3 pF,如果测量电路 的放大倍数Ki=100mV/pF读数仪表的灵敏度 8=5格/mV,则此时仪表指示值变 化 虫 格。4、机械

2、振动测试工作中的许多工程问题，往往可以看成是KMC（统，即用由弓£簧-阻尼器-质量块木成的单自由度模型来描述。5、对于测试装置的频率响应函数，其幅频、相频特性分别表征装置对输入信号 中各个频率分量幅值的缩放的能力和相位角前后移动的能力。6、半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应:霍尔式传感器的工作原理 是基于霍尔效应;压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应。7、传感器在结构上采用差动方式可以提高灵敏度，减小非线性。8、根据霍尔元件的霍尔电势UH的表达式可知，霍尔元件一般可用于三种情况的 测量，分别是测量电流I ,测量磁感应强度B、功率测量。9、已知输入信号x（t） =20

3、cos（30t+45°）,这时一阶装置的 A（。）= 0.87 , 华 =-21.70,则该装置的稳态输出表达式是：x（t）=17.4cos（30t + 23.3°）10、一般来说，系统内印制电路板接地的基本原则是高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。二、选择题（将正确的选择项填入括号内，每题 2分，15题共30分）1、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B ）来决定的。A、贴片位置的温度变化B电阻丝几何尺寸的变化C、电阻丝材料的电阻率变化D外接导线的变化2、二阶装置引入合适阻尼的主要目的是C 。A、使系统不发生共振；BC、获得较好的幅频、相频特性；

4、3、不能用涡流式传感器进行测量的是A位移 B材质鉴别 C4、测试系统的传递函数和（B ）A具体测试系统的物理结构有关G输入信号有关、使得输出读数稳定D 、改善装置的固有频率（D ）。探伤 D 非金属材料B、具体测试系统的物理结构无关D输出信号有关5、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用 （B ）A 电压放大器；B 电荷放大器；C 前置放大器 ；D 电流放大器6、不能采用非接触方式测量的传感器是：（C ）0A、霍尔传感器；B、光电传感器；G热电偶；D涡流传感器7、通常所说的传感器核心组成部分是指：（B ）A、敏感元件和传感元件B、敏感元件和转换元件C、转换元件和调理电路D、

5、敏感元件、调理电路和电源8、压电加速度计固定在试件上承受振动时，质量块将产生一可变力作用在晶体 片上，由于（A ） 效应在晶体片两表面上就有（D ）产生。B、正压电；B、逆压电；C、电压；D、电荷9、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（C）A、光敏二极管B 、硅光电池 C 、光电管 D 、光导管10、以下关于热电阻与热敏电阻的说法，错误的是：（D ）A、热电阻一般采用纯金属材料，而热敏电阻采用半导体材料；B、热电阻的温度一一电阻系数一般是线性的，而热敏电阻的温度一一电阻 系数一般是非线性的；C、热电阻结构简单、体积小，因此可以测量“点温”；而在测温范围内，热 电阻的电阻温度系数相对较

6、为稳定；D、一般说来，热电阻的温度系数比热敏电阻的的温度系数大。2 1.11、变间隙式自感式电感传感器的灵敏度为：S= N :A0由此可得出de.2。2结论：（C ）A、该传感器的灵敏度是非线性的，因此不能使用；B、该传感器的灵敏度是线性的，因此可以正常使用；G该传感器的灵敏度是非线性的，但在一定条件下可以使用；D该传感器的灵敏度是线性的，但在特定条件下不能使用。12、在常用测振传感器中，适合于测量振动位移的传感器是：（A）A电感式彳感器；B、压电式彳感器；G磁电式彳感器；D电动式传感器13、为提高电桥的灵敏度，可采取的方法是：（C ）。A半桥双臂各串联一片电阻应变片；B、半桥双臂各并联一片电

7、阻应变片；G适当提高电桥的电源电压；D增大应变片的初始电阻值。14、热敏电阻典型可分为三类，其中，（B ）热敏电阻在一定温度范围内， 阻值随温度的变化剧烈变化，故可作为理想的开关器件。A负电阻温度系数B、临界温度系数G正电阻温度系数D、无15、关于光敏电阻，下列说法错误的是：（A ）A、光敏电阻既可作检测元件，也可作开关元件使用；B、光敏电阻的光谱特性与光敏电阻本身材料有关，需选择合适光源配合使用；G在一定的光照度下，光敏电阻所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现象；D多数光敏电阻的时延都比较大，所以，它不能用在要求快速响应的场合。三、判断题（在你认为对的判断后打错的判断后打父，每题1分，1

8、0题共10分）1,压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，适合于频率较低的被测量的测量，甚至是静态量的测量。（X ）2,光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流 要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。（ ）3,真值是指一定的时间及空间条件下，某物理量体现的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。（m）4,置信系数取不同典型值时，具有不同的置信概率。置信系数越高，置信水平则越低，表明对测量精度的要求越低。（-1 ）5,一阶装置动态特性的主要参数是时间常数工，一般希望它越大越好。（父 ）6,差动变压器式传感器的两个次级线圈在联接时应反向串联。（V ）7, LTI系统的灵敏

9、度是时间的线性函数。（乂 ）8,涡流传感器一般采用高频透射式或低频反射式两种方式进行测量。（m）9,凡能够测量位移和速度的检测原理都可用于加速度和振动的测量。（4）10,虚拟仪器的所有仪器面板和显示器都是在计算机监视器上模拟的。（）四、简答题（4题，共18分）1,试简述检测系统噪声干扰形成的要素。（4分）噪声形成干扰需要同时具备三要素：干扰源、对噪声敏感的接收电路及噪声源到 接收电路之间的耦合通道。2、简述一种速度测量的方法。（4分）答：（1）时间、位移计算法，如相关测速法和空间滤波器测速法；（2）加速度积分法和位移微分法测量速度；（3）利用物理参数测量速度，如电动式速度传感器和电磁式速度传感

10、器；（4）多普勒效应测速；（5）差动变压器测速。3、压电元件在使用时常采用多片串接或并接的结构形式，试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合？ （6分）答：两片压电元件用接时，输出电荷 q'等于单片上的电荷q,输出电压U'为 单片电压U的两倍，总电容C为单片电容C的1/2。即：q' =q； U' = 2U; C =C/20串联接法适用于以电压输出的信号和测量电路输入阻抗很高的情况；两片压电元件并接时，输出电荷 q'等于单片上电荷q的两倍，输出电压U'等 于单片电压U,总电容C'等于单片电容C的两倍。即：q&#

11、39; =2q； U' = U; C' =2。并联接法适用于测量缓慢变化信号，并以电荷作为输出的情况。4,请画出光电传感器的一般构成框图，并说明光电传感器的一般组成部分。(4分)1.1、已知一阶系统的传递函数H(s)=1 ，输入一时域谐波函数1 Tsx(t) = Asin切it + Bsin02t ,求该系统达到稳态时的输出y(t)。(6分)解：已知一阶系统的传递函数则H(s)=11 Ts1A()= J#；中何)=-arctg (小)(2 分)A_ By(t) = lsin© 1t arctg孙T) + sin®2t -arctgs2T)(4 分)1 ( 1

12、T)21 ( 2T)23、图为应变式拉力传感器原理示意 图。该传感器采用1、2、3、4四片完 全相同的应变片按如图方式粘贴在构 件表面上，应变片的初始阻值为 Ro, 传感器要求具有温度补偿和弯矩补偿 能力；(1)试采用两种组桥方式实现传感器的纯拉力测量并说明理由(如果应变片不够，可加精密电阻)。(6分)4、如图为实验室常采用的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线图，(1)图中依据了热电偶 两个基本定律，分 别指出并简述其内容；(4分)（2分）(2)将冷端至于冰水槽 的主要原因是什 么？ (2分)(3)对补偿导线有何要求？答案：(1)中间导体定律：在热电偶回路中，只要接入的第三导体两端温 度相同，则对回

13、路的总的热电动势没有影响。中间温度定律：热电偶AB的热电势仅取决于热电偶的材料和两个结点的温度, 而与温度沿热电极的分布以及热电极的参数和形状无关。(2)热电偶分度表以0摄氏度为基准；(3)与导体材料A、B有相同热电特性(不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同； 连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应； 补偿导线连接端 的工作温度不能超出(0100C),否则会给测量带来误差。)生活不是等待风暴过去，而是学会在雨中翩翩起舞不要去考虑自己能够走多快，只要知道自己在不断努力向前就行，路对了，成功就不远了。放弃了，就不该后悔。失去了，就不该回忆。放下该放下，退出那没结局的剧。我们需要一点点的眼泪去洗掉眼中的迷雾，一点点的拥抱去疗愈受伤的心，一点点的休息去继续前行，少壮不努力，老大徒伤悲 ，每个人的人生都是不一样的，处同样的位置，也是有人哭，有人笑，有人沉默。穷人缺什么：表面缺资金，本质缺野心，脑子缺观念，机会缺了解，骨子缺勇气，改变缺行动，事业缺毅力世界上最聪明的人是借用