期末考试传感器题库试卷6

1、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 动态 特性和 静态 特性在测试中具有重要意义。2、测试装置动态特性的我数学描述方式主要有微分方程、 和 。3、一电容测微仪，通过测量得到的电容变化量DC±4×10-3 pF，如果测量电路的放大倍数K1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，则此时仪表指示值变化 ±2 格。4、机械振动测试工作中的许多工程问题，往往可以看成是KMC系统，即用由 构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

2、个频率分 的能力和相位角 的能力。6、半导体应变片传感器的工作原理是基于 压组 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， 磁感应强度B ， 功率 。9、已知输入信号，这时一阶装置的，则该装置的稳态输出表达式是：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

3、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 。A、 使系统不发生共振； B、使得输出读数稳定C、获得较好的幅频、相频特性； D、改善装置的固有频率3、不能用涡流式传感器进行测量的是 ( D ) 。A 位移 B 材质鉴别 C 探伤 D 非金属材料4、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 B、具体测试系统的物理结构无关C、输入信号有关 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 (

4、 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 ）。A、霍尔传感器；B、光电传感器；C、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、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 ( B )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

5、 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¾¾电阻系数一般是线性的，而热敏电阻的温度¾¾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。11、变间隙式自感式电感传感器的灵敏度为：，由此可得出结论：（ 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；C、 该传感

6、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、电感式传感器；B、压电式传感器；C、磁电式传感器；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阻应变片；C、 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NTC B、临界温度系数CTRC、正

7、电阻温度系数PTC 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；C、 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Ö，错的判断后打´，每题1分， 10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

8、流要小，亮电流要大。这样光敏电阻的灵敏度就高。（ Y ）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，而且是不可以测量的。（ X ）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。（ Ö ）5，一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般希望它越大越好。（ ´ ）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。( Y ) 7，LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。（ ´ ）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。（ X ）9，凡能够测量位移和速度的检测

9、原理都可用于加速度和振动的测量。（ Y ）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。（ Y ）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：以下5种方法任写出一种既可，见书P191。（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

10、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：两片压电元件串接时，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：qq；U2U；CC/2。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：q2q；UU；C2C。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）光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成五、 计算综合题（3题，共22分）1、已知一阶系统的传递函数，输入一时域谐波函数，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（2分）则（4分）3、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R0，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）（2） 哪一种组桥方式灵敏度高？为什