传感器与检测第二版复习题

1、选择题1.用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（ ）。 BA、 增加敲击力B、 增加锤头硬度C、 增大锤重D 减小锤重2. 利用相邻双臂桥检测的应变式传感器， 为使其灵敏度高、 非线性误差小（C两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C. 两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D. 两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片3. 属于传感器动态特性指标的是（A. 迟滞B. 过冲量C. 稳定性D. 线性度4. 传感器能感知的输入变化量越小，线性度越好迟滞越小重复性越好分辨力越高5. 感应同步器的作用是测量（ ） 电压B. 电流C. 位移D. 相位差6.

2、 下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是（ ）。 BA. 自感式传感器B. 磁电感应式传感器C. 电容式传感器D. 应变式传感器7. 金属在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，物理现象称为（ ）。 CA.霍尔效应B .光电效应C.应变效应D .压电效应8.在霍尔元件的主要指标中，KH 是指（）灵敏度。 AA.磁E.乘积C.电流D.电势9. 在检测技术中，主要采用的是压电型换能器，发射超声波利用压电材料的（）。 C）。 B表示传感器的（ ）。 D这种A.多普勒效应 B 多普勒频移 C 逆压电效应 D 正压电效应10. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为（）。 B

3、A.非线性 B 迟滞 C 重复性 D 灵敏度误差11.不能实现非接触式测量的传感器是（）。A A 压电式B 电涡流式C 光电式12. （ ）是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转 化为人们所熟悉的各种信号。 CA.敏感元件B.转换元件C.传感器D.被测量13. 半导体应变片的主要优点是（A.线性好 B.灵敏度高14. 为减轻传感器测量电路的负载效应，A.增大负载内阻C.减小负载内阻17.选择二阶装置的阻尼比Z=0. 707，其目的是（）。DA. 阻抗匹配B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近 不失 真条件18传感器的种类和形式很多，RLC 震荡电路的动态特性可看作是

4、（）。CA.零阶系统B.阶系统C.二阶系统D.二阶系统19. 下列那种器件不是利用内光电效应制成的（）。 DA.光电池B光敏二极管C光敏电阻D.光电倍增管20. 固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化引起的（）。 AA.电阻率B.几何尺寸C.晶面上电荷D.极化电荷21、 压电晶片的连接方式中串联接法（） AA、 输出电压大，本身电容小，适宜用于以电压作输出信号B、 输出电荷大，本身电容大， 时间常数大D 光纤式）。 BC.温漂小D.稳定性好应（）。 AB.使负载阻抗与信号阻抗匹配D.最好使负载短路15.测量不能直接接触的高温物体温度，A. 热

5、电偶B. 亮度式可采用（）温度传感器。 BC. 半导体三极管D. 半导体二极16.压电式传感器目前多用于测量（A.速度 B.静态的力或压力）。 DC.加速度D.动态的力或压力C、 输出电压小，本身电容大，适宜用于以电压作输出信号D 输出电荷小，本身电容小，时间常数大22、下面不属于不等位电势 U0产生原因的是（）。CA、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上；B、半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或几何尺寸不均匀；C、 元件由金属或绝缘体构成；D 激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等23、 霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（） CA. 霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上B.

6、 半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀C. 周围环境温度变化D. 激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配24、 变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离 d0 增加时，将引起传感器的（） CA.灵敏度 K）增加 B .灵敏度 Ko不变C.非线性误差增加D .非线性误差减小25、 用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 CA.变间隙式B.变面积式 C .变介电常数式D .空气介质变间隙式26、 直流电桥的平衡条件为（） BA.相邻桥臂阻值乘积相等 B .相对桥臂阻值乘积相等 C相对桥臂阻值比值相等 D .相邻桥臂阻值之和相等27、 全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（）

7、。 CA. 不变 B. 2 倍 C. 4 倍 D. 6 倍28、变气隙式自感传感器， 当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时， 铁心上线圈的电感量将（）。 AA.增大B .减小 C .不变D .无法确定29、 固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化， 这是由哪些方面因素发生显著变化引起的 _。 AA.电阻率；B.几何尺寸；C.晶面上电荷；D.极化电荷30、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持 不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（） CA.组合测量B .静态测量C.等精度测量 D .零位式31、以下那一项不属于电路参量式传感器的基

8、本形式的是（ ） 。 D33、差动变压器属于 （ ）。 DA.电容式传感器B.压电式传感器C.电阻式传感器D.电感式传感器A.电阻式B.电感式C.电容式32、电阻应变片的初始电阻数值有多种 , 其中用的最多的是A、 60QB、 120QC、 200QD.电压式）。 BD、 350Q34、属于传感器动态特性指标的是（）。CA、 量程B、 灵敏度C、 阻尼比D 重复性35、 下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）。CA、压力 B 、力矩C、温度D 、厚度36、 信号传输过程中产生干扰的原因是（）。CA.信号是缓变的B.信号是快变的C.干扰的耦合通道D.信号是交流的37、直流电桥的平衡条

9、件可以概括为（）。AA. 对臂阻抗之积相等B. 对臂阻抗之比相等C. 相邻臂阻抗之积相等D. 相邻臂阻抗之和相等38、 选择二阶装置的阻尼比Z=0. 707,其目的是（）。DA. 阻抗匹配B. 增大输出量C. 减小输出量D. 接近不失真条件39、 压电式传感器目前多用于测量（）0BA.静态的力或压力B .动态的力或压力C移D .温度40、属于传感器动态特性指标的是（） CA、 量程B、 灵敏度C、 阻尼比D 重复性41、在以下几种传感器当中（）A、电容式BC、压电式D42、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（） C 减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器D 、增大磁感应强度43

10、、以下四种传感器中属于四端兀件的是（） D霍尔兀件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻属于自发电型传感器、电阻式、电感式44、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（） D A、线性度越好B、迟滞越小C、重复性越好D、分辨力越高45、传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的（）A47、属于传感器动态特性指标的是（）。CA、量程C、阻尼比B、灵敏度D、重复性直接感受被测物理量的是（）。B、敏感元件、放大元件49、通常在微机控制的检测系统中完成多路切换的器件是（）。BA、采样保持器B、多路模拟开关C、集成运放D、滤波器51、 在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状

11、态，引起物体电 阻率的变化，这种现象称为（）。DA、磁电效应B、声光效应C、光生伏特效应D、光电导效应52、属于传感器动态特性指标的是（）。DA、重复性B、线性度C、灵敏度D、固有频率53、对石英晶体，下列说法正确的是（）。 AA、 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。B、 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。C、 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。D 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。54、用电桥测量应变时，如下哪种形式既有很好的线性，又具有最高的增益（）AA、全桥B、半桥单臂A、工作量程愈大BC、精确度愈高D、

12、工作量程愈小、精确度愈低46、当压磁元件受外力作用时A、轴对称分布BC、椭圆形D磁力线分布呈（）。C、原形、方形48、传感器的组成部分中A、转换元件BC、转换电路D50、在典型噪声干扰抑制方法中A、克服串扰BC、抑制差模噪声D差分放大器的作用是（）。B、抑制共模噪声、消除电火花干扰C、半桥双臂D、对面放置一对55、影响压电式加速度传感器低频响应能力的是 ( ) 。 DA、电缆的安装与固定方式B、电缆的长度C、前置放大器的输出阻抗D 前置放大器的输入阻抗 56、传感器能检测到的最小输入增量为 ( ) 。 DA、灵敏度B、迟滞C、阈值D、分辨率57、电机轴上安装一个 10 个齿的调制盘，以 30

13、的角速度转动时，光电二极管 的输出信号频率是 ( )。 DA、 300HzB 、 180 HzC、 450HzD 、 150Hz58、为了提高磁电式加速度传感器的频响范围，一般通过( ) 来实现。 BA、减小弹簧片的刚度B、增加磁铁的质量C、 减小系统的阻尼力D、 提高磁感应强度59、属于传感器动态特性指标的是 ( ) 。 BA、迟滞B 过冲量C、稳定性60、光敏二极管或者三极管测量某光源的光通量时，是根据它们的( ) 特性实现的。 BA、光谱特性B、伏安特性C、频率特性D 、光电特性二、填空题1、 传感器通常由敏感元件和转换元件组成， 分别完成 _和_两个基本功能。(检测)(转换)2、 传感

14、器的技术的发展趋势表现为提高与改善传感器的技术性能； 开展基础理论研究，寻找新原理、开发新材料、采用新工艺和探索新功能等；传感器的 _、智能化、网络化、微型化。 (集成化)3、 衡量传感器静态特性的主要指标是 _ 、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。(线性)D 线性度用弹性元件盒电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按照用途划分为应变式_ 感器、应变式_ 感器。（任填两个）本题答案：（测力）（加速度）电阻式传感器是将被测量的变化转化为 _化的传感器。（电阻）采用热电阻作为测量温度的原件是将 _ 勺测量转化为_ 勺测量。（温度）（电阻）用于制作压电传感器的常用压电材料是 _ 和_。（石英晶

15、体）（压电陶瓷）电感式传感器是利用 电磁感应 原理将被测物理量转换成线圈和_ 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。（自感系数）（互感系数）将电能转变为机械能的压电效应称为。（逆压电效应）将温度转换为电势大小的热电式传感器是 _传感器（热电偶）某热敏电阻，其 B 值为 2900K ,若冰点电阻为 500k， 热敏电阻在100C时的阻抗为_。（_29k _）光纤传感器一般分为两大类，即传光型（非功能性）光纤传感器和_ 光纤传感器（传感性（功能性）热敏电阻常数 B 大于零的是 温度系数的热敏电阻。（负）4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、由

16、于传感器输出信号一般都很微弱，需要有 _将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。（信号调理转换电路）数据融合的三个层次：原始层、特征层、 _ 。（决策层）16、 传感器可按输入量、输出量、 _ 基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征来分类。（工作原理）17、 传感器性能的改善主要集中于差动技术、平均技术、 _ 蔽、隔离与干扰抑制、稳定性处理。（补偿与修正技术）18、 传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的 _ 系。（输入-输出）19、一个理想的传感器就是要确被测信号的无失真转换，使检测结果尽量反映出被测量的原始特征，写出他的输出 y（t）和输入 x（t）的关系_（ y（t）=Ax

17、（t-t0）20、电桥应变片 R 置于单臂测量电桥，若提高桥臂比则非线性误差将 _ 。（减小）21、 半导体电阻应变片的工作原理是主要基于半导体材料的 _ 。（压阻效应）22、某霍尔元件尺寸为 I w d 10mm 3.5mm 1mm，沿 I 方向通以电流l=1.0mA，在垂直于 lw 面方向加有均匀磁场 B=0.3T，传感器的灵敏系数 KH=22V/（A T）,则其输出霍尔电势为_，其载流子浓度为 _。（6.6mV） （2.84X1020）23、涡流式传感器的主要优点是 _ 、_和结构简单。（无接触）（动态特性好）24、某些材料（如霍尔元件）的电阻值受到磁场的影响而改变的现象称为_（磁阻效应

18、）25、变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（增加，减少）。（）26、 霍尔传感器广泛应用于、加速度和振动等方面的测量（电磁）（压力）27、 而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是 _ （金属材料）或（半导体材料）。（热电阻）（热敏电阻）28、 CCD 图像传感器分为线性CCD 和面阵 CCD，面阵 CCD 主要用于_。（摄像领域）29、 软测量的输入数据处理包括换算和 _两方面。（数据误差处理）30、为便于对测量数据进行误差分析和处理，根据测量数据中误差的特征或特性可以将误差分为：系统误差、 _ 和_。（随机误差）（粗大误差）31、按传感器的输入量进行分类可分为位

19、移传感器、速度传感器、_度传感器、压力传感器。（温度传感器）32、 瞬间响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用 _ 输入。（正弦函数）33、 传感器的动态特性可以从 _ 方面来分析。（时域和频域）34、 最有效，最常用的电阻应变片温度补偿方法是 _ 电桥补偿法）35、 电桥平衡的条件可概括为相邻两臂电阻的比值 _ _ （相等）36、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用_ 流平衡电桥）37、 电磁组式传感器的敏感元件由线圈、 _ 和_ 三部分组成。（铁芯）（衔铁）38、 压电陶瓷需要有和的共同作用才会具有压电效应。（外电场）（压力）39、 磁电感应式传感器是以 _ 为理

20、论基础的。（电磁感应原理）40、采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为 的测量。（温度）（电阻）41、 光电效应分为 _ 和_ 两大类。（内光电效应）（外光电效应）42、 光纤传感器由 _、_和光探测器三部分组成。（光源）（光纤）43、 用水银温度计测量水温，如从测量的具体方法来看它属于_测量。（偏差式）44、数据融合人工智能类方法： _、_ 、智能融合方法。（模糊逻辑推理）（神经网络方法）三、简答题1. 改善传感器性能的技术途径有哪些？答： 差动技术； 平均技术； 补偿与修正技术； 屏蔽、隔离与干扰抑 制；稳定性处理。2. 什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？传感器的动态

21、特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即 输出对随时间变化的输入量的响应特性。传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响 应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为 输入。3. 试分析差动变压器式传感器工作原理。答：在 A、B 两个铁芯上绕有两个一次绕组 W1a,W1b=VV1 和两个二次绕组W2a,W2b=W2 两个一次绕组顺向串接， 两个二次绕组反向串接。 衔铁处于初始位 置时，差动变压器输出电压为零； 试分析差动变压器式传感器工作原理。答：在 A、B 两个铁芯上绕有两个一次绕组W1a,W1b=VV1 和两个二次绕组W2a,

22、W2b=W2 两个一次绕组顺向串接， 两个二次绕组反向串接。 衔铁处于初始位 置时，差动变压器输出电压为零； 试分析差动变压器式传感器工作原理。答：在 A、B 两个铁芯上绕有两个一次绕组W1a,W1b=VV1 和两个二次绕组W2a,W2b=W2 两个一次绕组顺向串接， 两个二次绕组反向串接。 衔铁处于初始位 置时，差动变压器输出电压为零；移汕晓叭樹快下移时，比变压器输出电压可以表示衔铁位移大小，但不能辨别方向。4. 什么是光电效应、内光电效应、外光电效应？答：光照射到物体上使物体发射电子，或电导率发生变化，或产生光生电动 势等，这些因光照引起物体电学特性改变的现象称为光电效应。当光照射到金属或

23、金属氧化物的光电材料上时，光子的能量传给光电材料表 面的电子，如果入射到表面的光能使电子获得足够的能量， 电子会克服正离子对 它的吸引力，脱离材料表面进入外界空间，这种现象称为外光电效应。根据外光 电效应制作的光电器件有光电管和光电倍增管。内光电效应是指物体受到光照后所产生的光电子只在物体内部运动，而不会 逸出物体的现象。内光电效应多发生在半导体内，可分为因光照引起半导体电阻 率变化的光电导效应和因光照产生电动势的光生伏特效应两种。光电导效应是指物体在入射光能量的激发下， 其内部产生光生载流子（电子- 空穴对），使物体中载流子数量显著增加而电阻减小的现象。基于光电导效应的 光电器件有光敏电阻。

24、光生伏特效应是指光照在半导体中激发出的光电子和空穴在空间分开而产生电 位差的现象，是将光能变为电能的一种效应。基于光生伏特效应的光电器件典型 的有光电池；此外，光敏二极管、光敏晶体管也是基于光生伏特效应的光电器件。5. 什么是随机误差？随机误差有何特征？随机误差的产生原因是什么？对同一被测量进行多次重复测量时，绝对误差的绝对值和符号不可预知地随 机变化，但就误差的总体而言，具有一定的统计规律性，这类误差称之为随机误 差；随机误差大，测量结果分散，精密度低。反之，测量结果的重复性好，精密 度高；在实际测量中，当系统误差已设法消除或减小到可以忽略的程度时，如果 仍然存在测量数量不稳定的现象，则说明

25、存在随机误差。随机误差是测量过程中 许多独立的、微笑的、偶然的因素引起的综合结果。6 传感器输入-输出特性的线性化由什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。 常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数 情况下用最小二乘法来求出拟合直线。7、应变电阻式传感器的工作原理是什么？ 答：电阻应变式传感器的工作原理是基于应变效应的。 当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变， 变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件 的电阻值发生变化， 通过转换电路变成电量

26、输出。 输出的电量大小反映了被测物 理量的大小。8. 弓 I 起零点残余电压的原因是什么？如何消除零点残余电压？答：原因有三：（1）传感器的两个次级绕组的电气参数不同和几何尺寸不对称（2）磁性材料的磁化曲线的非线性（3）励磁电压本身含高次谐波。消除方法：（1）尽可能保证传感器的几何尺寸、绕组线圈电气参数和磁路的对称；（2）采用适当的测量电路，如相敏整流电路。（3）9. 试区分功能型和非功能型光纤传感器。答：（1）功能型光纤传感器。这是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，被 测量对光纤内传输的的光进行调制， 使传输的光的强度、相位、频率或偏振等特 性发生变化，再通过对被调制过的信号进行解调，从

27、而得出被测信号。（2）非功能型光纤传感器。这是利用其它敏感元件感受被测量的变化，与其他 敏感元件组合而成的传感器，光纤只作为光的传输介质。10. 什么是软测量？实现软测量的一般方法是什么？答：所谓软测量，就是依据某种最优化准则，选择与被估计变量相关的一组可测 变量，构造某种以可测变量为输入、被估计变量为输出的数字模型，通过计算机 软件实现对无法直接测量的重要过程变量的估计。方法：辅助变量选择、输入数据处理、软测量模型建立和软测量模型的校正等。11传感器一般由哪几部分组成？答：传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能。另外还需要信号调理与转换电路，辅助电源。1

28、2.传感器输入-输出特性的线性化由什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移拟合，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线13.测量方法是如何分类的？（1）根据测量方式的不同可分为直接测量，间接测量和组合测量；（2）根据测量方法的不同可以分为偏差式测量，零位式测量和微差式测量；（3）根据测量精度要求的不同可以分为等精度测量和非等精度测量；（4）根据被测量变化的快慢可分为静态测量和动态测量；（5）根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为接触式测量和非接触式测量。14.计量光栅是如何实现

29、测量移位的？ 答：主光栅与运动部件连在一起，当被测物体运动时，在主光栅、 指示光栅后面形成黑白相 间的莫尔条纹，条纹宽度和运动部件的位移成正比。15.试比较数据融合的三个层次：原始层、特征层、决策层。 答：原始层： 它是直接在采集到的原始数据层上进行的融合， 在各种传感器的原始测报未经 预处理之前就进行数据的综合与分析。特征层：属于中间层次的融合，它先对来自传感器的原始信息进行特征提取（特征可以是目 标的边缘、方向、速度等），然后对特征信息进行综合分析和处理。决策层： 通过不同类型的传感器观测同一个目标， 每个传感器在本地完成基本的处理， 其中 包括预处理、特征抽取、识别或判决，以建立对所观察

30、目标的初步结论。16、传感器技术的发展趋势有哪些？答：提高与改善传感器的技术性能；开展基础理论研究、寻找新原理、开发新材料、采 用新工艺或探索新功能等；传感器的集成化；传感器的智能化；传感器的网络化； 传感器的微型化；17、 什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？ 答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、 输出关系。 静态特性所描述的传感器 的输入-输出关系中不含时间变量。衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。18、 引起电阻应变片温度误差的原因是什么？电阻应变片的温度补偿方法是什么？一是电 阻温度系数，二是线膨胀系数不同。单丝

31、自补偿应变片，双丝组合式自补偿应变片，补偿电路19、 光电式传感器按照工作原理可分为哪四大类？答：（1）光电效应传感器 （2）红外热释电探测器 （3）固体图像传感器 （4）光纤传感器20、 软测量有何意义？（1）能够测量目前由于技术或经济的原因无法或难以用传感器直接检测的重要的过程参数；（2）打破了传统单输入、单输出的仪表格局；（3）能够在线获取被测量对象微观的二维/三维时空分布信息， 以满足许多复杂过程参数测 量的需要；（4）可在同一仪表中实现软测量技术与控制技术的结合。采用智能总线化仪表，使在一台 仪表中实现多个回路的控制成为可能；（5）便于修改。软测量要通过编程或组态来完成，通过对模型参

32、数进行修改，可以方便地 实现推理控制模型的修正。（6）有助于提高控制性能。（7）能够对测量系统进行误差补偿处理和故障诊断、进行动态校准和动态性能改善，从而 可以提高测量精度和可靠性。四、分析题1、已知一热电偶的时间常数=10s,如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540C至500C之间接近正弦曲线波动，周期为80s,静态灵敏度K=1。试求该热电偶输出的最大 值和最小值。以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。解：依题意，炉内温度变化规律可表示为x(t) =520+20si n( t)C由周期T=80s，则温度变化频率f=1/T，其相应的圆频率=2温度传感器(热电偶)对炉内温度的响应y(t)为

33、y(t)=520+Bsi n( t+ )C热电偶为一阶传感器，其响应的幅频特性为A旦丁丄20.12因此，热电偶输出信号波动幅值为B=20 A( )=200.786=15.7C由此可得输出温度的最大值和最小值分别为y(t)|max=520+B=520+15.7=535.7Cy(t)|min=520-B=520-15.7=504.3C输出信号的相位差为(3)= arctan(w)= arctan(2 /80 10)=-8038.28.4 st =3602、用压电式传感器测量最低频率为1Hz的振动，要求在IHz时灵敏度下降不超过5%。若测量回路的总电容为500pF，求所用电压前置放大器的输入电阻应为

34、多大？解：由题意知，对于电荷放大器，动态响应幅值误差为/n,(取等号计算)0.95.1/n2=0.9025+0.9025 (n2/n3/3=3.04T=1=3.043=3.0/(2nX1)=0.484(s)=RC所以R=T/C=0.484500X10) =9.68“1O968M3、(16 分)如果镍铬-镍硅热电偶冷端温度由 0C漂移到 10C，且测量者不知道。f=2 /80= /40;1121 10400.78638.2相应的时间滞后为1 5%测量的 E=3.689mV,那么：(下表供参考)(1)热电偶的冷端温度补偿有哪些方法？(4 分)(2)测量的温度是多少？ ( 3 分)(3)实际温度应该

35、是多少？( 5 分)( 4 ) 产 生 的 误 差 为 多 少 ？(4 分 )镍 铬 - 镍 硅 热 电 偶 分 度 表 ( 部 分 )分度号：K( 参 考 端 温 度 为0C )测量0102030405060708090端温热电动势/mV度C+00.0000.397 1 0.798 1.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.50814.9195.3275.7336.1376.5396.9396.3387.737解：(1) 补偿导线法、冷端恒温法、冷端温度校正法、自动补偿法(2) 测量的温度为T(测)=90+(3.689-3.681)/(4.09

36、5-3.681)*10=90.193(C)(3) 实际温度为E (t,0) =E(t,t0)+E(t0,0) 即 E (t,0) =E(t,10)+E(10,0)=3.689+0.397=4.086(mV)实)=90+(4.086-3,681)/(4.095-3.681)*10=99.783(C)(4) 产生的误差为 T=99.782-90.197=9.590(mV) 4、如图所示气隙型电感传感器，衔铁截面积S=4Mmm2,气隙总长度S= 0.8mm 衔铁最大位移S=08mm,激励线圈匝数W=2500 匝，导线直径 d=0.06mm, 电阻率p=1.5X106Q.cm,当激励电源频率f=400

37、0Hz 时，忽略漏磁及铁损，求：(1) 线圈电感值；(2) 电感的最大变化量；线圈的直流电阻值；(4) 线圈的品质因数；解：(1)线圈电感值L皿410 7250024 4 10 6询1。10.8 103157m(2)衔铁位移=+0.08mr 时，其电感值7(4) 线圈的品质因数Q R五、综合题1、已知某厂生产的线性绕线电位器参数为：导线的电阻率P=3.14X10-3Qm,导线横截面积 S=3.14X10-6m2,绕线节距 t= 1mm，电位器骨架的高 h=50mm,宽 b=30mm，试求(1)该电位器的电阻灵敏度 KR;(2)若通过导线的电流为 I=3A，求其电压灵敏度 Kuo解：由线性线绕电位器传感器电阻灵敏度和电压灵敏度的定义知,Ku衔铁位移故位移2W S2410 7250024 *=1.3110-1(H)=131mH100.8 2 0.085- 0.08mm 时，其电感值0W2S4 1072500242 0.8 2 0.08 1034 10 6=1.9610-1(H)=196(mH)= 0.08mm 时，电感的最大变化量为-L L=L(3)线圈的直流电阻 设=196 - 131=65(mH)Icp0.064mm2为每匝线圈的平均长度，则d241.751062500 442-0.06 1