检测与转换技术习题集答案

1、检测与转换技术习题第1章？绪论、检测与转换技术的理论基础一、单项选择题1 . 一块量程为800 C, 2.5级测温仪表，现要测量 500 c的温度，其相对误差为【B 】A. 20 CB. 4% C. 1.6%D. 3.2%2 .某温度仪的相对误差是1%,测量800c炉温时，绝对误差是【D】A. 0.08 CB. 8% C.0.8 CD. 8C3 .漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随（？ ？）变化【D】A.温度B.电压C.电流D.时间4 .下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是【D】?A.大小与所取单位有关B.量纲与被测量有关C.不能反映误差的大小和方向D.能反映测量工作的精细程度5

2、 .下面哪一种情况可能会产生随机误差【D】A.测量人员的粗心大意B.检测装置的指示刻度不准C.许多因素的微小变化之和D.传感器的不稳定6 .某量程为1000Kg的秤，相对误差是 1%,则测量10Kg重物的绝对误差是【C 】A 1KgB 10%C 0.1KgD 10Kg7 .属于传感器动态特性指标的是【D】A.重复性 B.线性度C.灵敏度D.固有频率8 .下列技术指标中，描述传感器静态特性的是【C】A.阶跃特性 B.频率特性 C.线性度D. 时间常数9 .精确度是反映检测系统误差和（）误差的综合评定指标。【 D】?A.静态B.动态 C.附加D.随机10 .在选择压力表量程时，必须考虑到留有充分的

3、余量。一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值不应超过压力仪表满量程的【C】A. 1/3B. 2/ 3C. 3/4D,满量程11 .下面不是系统误差产生的主要原因的是B A .检测装置指示刻度不准B.测量人员粗心大意C.测量原理方法不当D.测试环境的变化？二、多项选择题1.下列哪几项属于随机误差的特性ABCE A.有界性 B.单峰C.对称性 D.替代性E.抵偿性三、填空题L max1 .运算 %=!也一M 100%是计算传感器? ? ? ? ?勺公式。y max - y min四、简答题答：？迟滞误差，静态误差，是由于传感器本身材料的缺陷造成。2 .答：应选量程为 15V, 2.5级。3 .试

4、给出传感器静态特性中迟滞、重复性的定义，并作图表示迟滞的概念。答：1、传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。2、重复性是指传感器在输入按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。第2章参数检测一、单项选择题1 .输出为电动势的传感器是【D 】A.电阻应变式传感器B.自感式传感器C.电容式传感器D.热电偶传感器2 .热力学温度T与华氏温度t的关系是【D 】A. T=t-273 B. T=t C. T=1.8t+32 D. T=t+2733 .下列不是减小和消除系统误差的方法的是【D 】A.将被测量对象位置相互交换B.将测量仪器送检C.在测量系统中采取补偿

5、措施D.采取求算术平均值的方法4 .将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是【D】A.抑制共模噪声B.抑制差模噪声C.克服串扰D.消除电火花干扰5 .下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是【C】A.压力 B.力距C.温度D.厚度6 .测量过程中，仪表读数不需要经过任何运算，就能表示测量结果的测量方法，称为【B】A.间接测量B.直接测量C.组合测量D.偏差测量二、多项选择题1 .非接触式传感器主要（CD ）。A.应变式传感器B.热敏电阻 C.光电传感器 D.红外传感器E.钳热电阻2 .半导体式传感器是（）。ACD A.霍尔元件 B.差动变压器 C.

6、气敏传感器 D.压阻传感器E.光纤传感器3 .进行振动（或加速度）测量的传感器有AC A.磁电传感器B.热电偶C.压电传感器D.红外传感器E.超声波传感器4 .根据检测敏感元件与被测介质的接触关系，检测方法可分为【AB 】A.接触式 B.非接触C.直接法 D.间接法E.联立法5 .下列哪几种传感器属于数字传感器【CE 】A.电阻应变式B.电感传感器 C.光栅传感器 D.热电偶E.感应同步机6 .常用于测量大位移的传感器有【AE】A.感应同步器 B.应变电阻式 C.霍尔式 D.涡流式E.光栅式传感器7 .接触式传感器主要有【ABE】A.热电阻 B.热敏电阻C.光电传感器 D.红外传感器E.热电偶

7、三、填空题1.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：钳电阻温度传感器：0.45 Q/C电桥：0.02V/ Q放大器：100（放大彳数）笔式记录仪：0.2cm/V测温系统的总灵敏度 K= 0.18 cm/C。第3章检测信号的处一、单项选择题1 .在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送入微处理器进行处理，下面哪一个是采用这种技术？A A. A/D变换电路B. F/V变换电路C . D/A变换电路D . V/I转换电路2 . 一阶低通滤波器与一阶高通滤波器串联构成二阶带通滤波器，设一阶低通滤波器的截止频率为以一阶高通滤波器的截止频率为风那么二阶带通滤波器

8、的通频带为A. fHB. fLC .fL- fHD.fH - fL3 .下列计算方法哪个不是非线性校正常用的方法B.查表法A.编写程序进行计算C.插值法D.平均值滤波4.一个11位的A/D转换器，设其满量程电压为10V,则其分辨率为A. 5 mVB. 2.5 mVC.2 mVD. 10 mVH(S)Kp(s202)5公式(“S2/0S ；为A.二阶有源低通滤波器的传递函数B.二阶有源高通滤波器的传递函数C.二阶有源带通滤波器的传递函数D.二阶有源带阻滤波器的传递函数6 .周期信号的幅值谱表示的是直流分量与各次谐波的A.幅值与频率的对应关系B.初相位与频率的对应关系C.幅值与初相位的对应关系D.

9、幅值和初相位与频率的对应关系7 .如果要求一个 D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V,其输入端数字B. 11C. 12D. 88 .无源RC低通滤波器从（）两端引出输出电压。A.电阻B.电容C.运算放大器D.电感9 .公式 H(S)=KPS2工为0A.二阶有源低通滤波器的传递函数B.二阶有源高通滤波器的传递函数C.二阶有源带通滤波器的传递函数D.二阶有源带阻滤波器的传递函数10. 一个8bit逐次逼近A/D转换器，其满量程电压为5V,若模拟输入电压 u =2V，其数字输出量的数值为D. 01010101A. 01100101 B, 01100110 C. 0100011011

10、 .信号细分电路是采用电路的手段对 法。）的测量信号进行插值提高仪器分辨力的方【AA.周期B.非周期C.正弦D.脉冲12.若周期信号x（t）的周期为T,则其基波角频率为A.C .DT 2T13.下面哪种电路主要是为了远距离传输A.电压一频率变换B.电流一电压变换C.数模变换D.电压一电流变换二、多项选择题BCD CDE 1 .隔离放大器基本构成包括A.滤波器B.输入放大器C.隔离器D.输出放大器E.非线性校正电路2 .目前LC无源滤波器应用不多的原因是A .信号能量损耗大B.噪声大C.电感元件体积大D.不便于集成E.低频与超低频范围内选频特性差3 .三运式放差动放大器是常用的测量放大器，其主要

11、优点有【ACDE】A.高输入阻抗B.能进行非线性校正C.共模抑制比高D.零点漂移小E.增益可调4 .下面哪种信号适合远距离传输BCE A.电压 B.电流C.频率 D.微小信号E.数字信号5 .下列哪种技术属于采用隔离技术抑制干扰的手段（ABE ）。A.隔离干扰源B.把数字与模拟电路分开C.滤波技术D.屏蔽技术E.采用隔离放大器6 .在测量系统中，信号调理电路包括【ABDE A .放大电路B.滤波电路C. D/A转换电路D.线性化电路E.信号变换电路三、填空题1 .接地有信号地、电源地和 保护地三种。2 .隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共地。3

12、 .如果要求一个 D/A转换器能分辨5mV勺电压，设其满量程电压为 10V,其输入数字量应为J 位。4 .如果将低通滤波器（截止频率fh）与高通滤波器（截止频率 fL）相串联，得到带通 滤波器。5 .在测试系统中，抑制串模干扰的方法是滤波，一般串模干扰比实际信号的频率高，可采用 低通 滤波器将其滤掉。2 .简述A/D转换电路中分辨率和精度的区别。答：A/D转换电路分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定的幅度 电压范围，若超过这个幅度范围，输出的数字信号就会发生变化，这样能分别的电压范围叫做分辨率。而精度是指：理想的 ADC是指不含量化误差以外的误差，如元件的误差和噪声等产生

13、各种 误差。精度是表示所含误差的比例，常用量程的百分比或PP/n表示。3 .由RC组成无源低通滤波器，已知 R=500（C=10（科F）截止频率fo为多少？，并画出该滤波器的幅频示意图。答：（1）f0=1/2 兀 RC=31.8Hz(2)幅频不意图:A(?O,表示传漆器的传嫌僵的特性1.传感器能感知的输入变化量越小，A.线性度越好 B .迟滞越小C .重复性越好D .分辨力越高2 .传感器的主要功能是A.传输信息B.感受被测量C.分析处理信号D.执行要求的动作3 .传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为A.非线性 B .迟滞 C .重复性 D .灵敏度误差4 .选择二阶装置的阻尼比I =0

14、.707 ,其目的是A.阻抗匹配B.增大输出量C.减小输出量D.接近不失真条件5 . 一阶系统的动态表征参数是A.线性度B.灵敏度C.固有频率D.时间常数6 .结构型传感器是依靠传感器 的变化实现信号变换的。A.材料物理特性C.结构参数B.体积大小D.电阻值7 .传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是【D 】A.显示电路 B.转换元件C.放大电路 D. 敏感元件8 .描述检测系统动态性能指标的是【B 】A.使用寿命 B.反应时间C.零点漂移D.分辨率二、多项选择题1 .二阶系统的动态表征参数是ABE A.固有频率B.阻尼比C.线性度D.时间常数E.超调量三、填空题2 .传感器的线性度计算公

15、式是8 l=_ 心Lmaxl v100%。ymax - ymin3 .当环境湿度改变时，必须对电容式传感器重新进行静态 标定_。4 .对传感器进行动态? ?布定？ ？ ？ ？ ？的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 四、简答题1 .什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？答：传感器的特性主要是指其输出与输入的关系。传感器的输入量可分为静态量和动态量，静态量是指常量或变化缓慢的量，动态量是指周期变化、瞬态变化或随机变化的量。输入量为静态量时，其输出输入关系称为静态特性，输入量为动态量时，则称为动态特性。

16、静态特性和动态特性是传感器的两种基本特性，可表征其性能的优劣。可以从时域和频域来研究动态特性。第5章电阻式传感器一、单项选择题1.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出C A .单臂电桥；BC .全桥方式；D2 .应变式传感器是一种（）的测量装置。A .只能测量应变BC .可以测量能转化为应变的被测量D3 .卜列关于电位器式传感器的说法哪个是正确的A.精度局BC.适用于测量变化比较缓慢的物理量.差动电桥；.相对臂电桥【C 】.只能测量电阻的相对变化.可以测量所有的被测量【C 】动态性能好D,分辨率局4 .电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化

17、转为（）的输出。A.电阻 B电容 C .电压 D .电荷5 .直流电桥的平衡条件可以概括为A.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6 .应变式传感器的弹性元件有柱式、悬臂梁时、环式和框式等数种，下列哪种是柱式的应力与应变的计算关系A 仃 6F12 2E bh2E6Fl；二-2 一Ch2boEB.D.1.91FRbh2E9 9 IS ：E7 .按（？ ？）材料不同，电阻应变片可分为金属和半导体应变片两大类。A.敏感栅B,引线C.基片 D.覆盖层8 .应变片的初始电阻值 R0有60Q、120 0、200 和350等类型，其中最常用的是 B A . 6

18、0a B. 120Q C. 200 Q D . 350 a9 .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A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.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10 .差动电桥由环境温度变化引起的误差为1理-力A. U0= 4 R U B. U 0= 2 R U C. U0= R U D. 0二、多项选择题?1.电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ABD ）。A.差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C.补偿线圈补偿法D.热敏电阻进行电路补偿E.延长

19、导线补偿法2 .通常用应变式传感器测量（ BCD ）。A.温度B.速度 C.加速度 D.压力 E,湿度3 . 应变片的选择包括（ABCD）等。A.类型的选择B.灵敏系数的选择C.阻值的选择D.尺寸的选择E.温度补偿电路的选择4.下列关于应变式传感器的说法哪个是正确的A.应变式传感器将应变转换为电阻的变化C.只能进行动态测试B.可以测位移D.采用等臂电桥进行测试ABD E.可进行非接触测量三、填空题1 .在电子称中常常用电阻应变式力传感器。2 .当半导体材料在某一方向承受应力时，它的 电阻率发生显着变化的现象称为半导体压阻效应。3 .交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1, Z2, Z3, Z4,若Z

20、1、Z3为对臂，Z2、Z4对臂,则电桥平衡条件为 ? ?Z1 Z3=Z2Z4 ? ? ? ? ? ?。四、简答题1.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。答：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；(2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰;(3)考虑温度补偿作用;单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。五、计算题1.图为一直流应变电桥，E=6V R1=R2=R3=R4=350 ,求:R1为应变片其余为外接电阻，R1增量为R1=3.5 Q时输出U)=?oR1、R2是应变片，感受应变极性大小相同其余为电阻，电压输出U0=?oR1、R2感受应变极性相反，

21、输出U0=?oR1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。答：UOE空=0.015V4R1 U O = 0UOE-R1 =0.03V2R1_R1 UO=E 0.06 VR12.以阻值R=120Q,灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120 的固定电阻组成电桥， 供桥电压为4V,并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为1科型1000d时，分别求出单臂、 双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。 解：依题意单臂时 U 0 =”至，所以4-6应变为 1 时 U0 = = 4-2父10 =2M106/V, 44一K U 4 2 10一应变为1000时应为U0= 2

22、父10 /V;44差动：.K UU 0 ,所以2一， , K U 4 2 10 -66应变为 1 时 U0 =K-U =4=4-10 /V,223一， 一， K U 4 2 103应变为1000时应为U0 = =4X10 /V22灵敏度：可见，差动工作时，传感器及其测量的灵敏度加倍。第6章压电式传感器一、单项选择题1 .影响压电式加速度传感器低频响应能力的是A.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2 .当两个压电片串联使用时，电荷 q和电压u的变化情况是A.电荷q不变，电压u均增加一倍C.电荷q增加一倍，电压 u不变B.电荷q不变，电压u均减小一倍

23、D.电荷q增加一倍，电压 u不变3.在压电材料的主要特性参数中，（到压电输出的灵敏度。A.压电常数 B.介电常数）是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系【A 】C.居里点D.弹性常数4 .在下列传感器中，将被测物理量直接转化为电荷量的是A.压电式传感器B.电容式传感器C.自感式传感器D.电阻式传感器5 .在压电材料的主要特性参数中， （）是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。A.压电常数B.介电常数C.居里点D.弹性常数6 .压电式加速度传感器是()信号的传感器。【D】A.适于测量任意B.适于测量直流C.适于测量缓变D.适于测量动态三、填空题1 .压电传感器的前置放大器

24、有电压放大器和电荷放大器两种。其中输出电压与电缆电容无关的是? ?电荷放大器？ ？ ？ ？ ？微大器。2 .压电常数dij中的下标i表示晶体的 极化 方向,j表示晶体 受力 的方向 四、简答题1 .简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。答：电压放大器的输出与电缆长度有关，使用时不能随意更换，否则将引入测量误差。电荷放大器的输出电压只取决于输入电荷q和反馈电容cf，且与q成正比，与电缆电容Cc无关，因此可以采用长电缆进行远距离测量，并且电缆电容变化也不影响灵敏度，这是电荷放大器的最大特点。压电式传感器配用电荷放大器时，低频响应比配用电压放大器要好得多。但与电压放大器相比，

25、它的价格较高，电路也较复杂，调整也较困难，这是电荷放大器的不足之处。2 .压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时,适合于测量何种信号？答：并联接法输出的电荷大，本身的电容也大，故时间常数大，宜用于测慢变信号，并且适用于以电荷为输出量的场合。五、计算题1.压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。已知：传感器的电荷灵敏度kq=100 (pC/g),反馈电容Cf =0.01 ( pD ,被测加速度a=0.5g.求：(1)电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度是多少？(2)若函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV ,求测量系统总灵敏

26、度 k0.解：(1)当被测加速度 a=0.5g 时，所产生的电荷Q=100 pC/g O5g =50pC输出电压为 Ua =Q/Cf=50X10 12 /(0.01 10 6)=5(mV)电荷放大器灵敏度：K=U/Q=0.1mV/pC(2)输出位移为s=2 mm/mV x 5mV=10mm系统总灵敏度 k0=10mm/0.5g=20mm/g六、设计题1 试用两根高分子压电电缆设计一种测量汽车车速的测量方案，并说明其工作原理。答：传感器采用压电传感器，电压放大器。将两根高分子压电电缆相距若干米s,平行埋设于柏油公路的路面下约5cm,由示波器可测出前后车轮经过A、 B 两根压电电缆时的时间t.则由

27、 v=s/t ， 可求出车速。第 7 章 电感式传感器一、 单项选择题2 对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻A 霍尔传感器；C 涡流传感器；2下列关于相敏检波电路说法不正确的A 能反映衔铁位移的大小C 能消除零点残余电压3 反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是A 直流B 工频交流C4 下列哪种传感器会产生零点残余电压A 差动变压器B 热电阻C.霍尔式传感器D.涡流传感器B 热电阻传感器；D 热电偶温度传感器。【 DB 能辨别衔铁移动的方向D 能对测量信号进行调制【 C高频交流D 低频交流【 A5改变电感传感器的引线电缆后A 不必对整个仪器重新标定B 必须对整个仪器重新调

28、零C 必须对整个仪器重新标定D 不必对整个仪器重新调零6对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压对于电涡流传感器的谐振测位移电路,当无金属导体靠近时，其输出电压A.最大C.随机变化D 中间点7.涡流式传感器是以感应理论为基础的。8.二、多项选择题A 光电C.电磁感应同步器的作用是测量A 电压C.位移1. 差动变压器由构成。B 热电D 压电B 电流D 相位差BCDA .铁心C.衔铁B.绝缘框架D.线圈E.电子线路3 .在实际测量中，差动变压器式传感器常配用的测量电路主要有【AB】A .差动相敏检波电路B .差动整流电路C.直流电桥D.差动电桥E.变压器电桥三、填空题1 .

29、 差动变压器 式传感器采用差动整流电路后，次级电压的相位和零点残余电压都不必考虑；2 .利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是金属。3 .差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为_零点残余电压电压。4 .相敏检波电路利用参考信号鉴别被测信号的极性。5 .涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将埴大 。四、简答题1 .什么是差动变压器的零点残余电压？消除方法有那些？答：差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为差

30、动变压器的零点残余电压。减小零位残余电压的措施是：衔铁、骨架等零件应保证足够的加工精度，两线圈绕制要一致，必要时可选配线圈。 减小电源中谐波成分， 减小电感传感器的激磁电流，使之工作在 磁化曲线的线性段；注意利用外壳进行电磁屏蔽；采用补偿电路。2 .试比较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答：自感式传感器是基于自感原理的传感器，差动变压器式传感器是一种基于互感原理的传感器。绝大多数自感式传感器都运用与电阻差动式类似的技术来改善性能，由两单一式结构对称组合，构成差动式自感传感器。采用差动式结构，除了可以改善非线性、提高灵敏度外， 对电源电压与频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用，

31、从而提高了传感器的稳定性。差动变压器是一个其原边有一个绕组，副边有两个按差动方式联接的绕组的变磁阻式传感器，初、次级间的互感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作。3 .感应同步器的基本原理是什么?它由滑尺和答：感应同步器基于变压器原理，其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。定尺组成，滑尺上有正弦绕组和余弦绕组。当滑尺绕组加交流激磁电压时，由于电磁感应作用，在定尺绕组中必然产生感应电压，该感应电压取决于滑尺和定尺的相对位置。通过测量该感应电压的相位或幅值可测量滑尺移动的位移。五、计算题1.差动式变气隙长度型自感传感器衔铁位移州=0.075 mm时，若初始容量Li = L2=150mH初

32、始距离8 =0.75mm,试计算其非线性误差。若改为单极式，初始值不变，其非线性误差有多大？2-rt 2-22解：差动：r =(A6/6) = (0.075/0.75) =1%单极：=/ =10%六、分析题1,三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统的结构和电气线路图如图所示。请分析说明其测液位的工作原理和及其测量过程。三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统(两次级线圈结构相同)答：解：差动变压器的两个次级线圈反相串接。其差动变压器式传感器的工作原理正是建立在互感变化的基础上。当某一设定液位使铁心处于中心位置时，差动变压器输出信号Es=0;当液位上升或下降时，Esw 0。通过相应的测量电

33、路便能确定液位的高低。第8章 电容式传感器一、单项选择题1 .电容式传感器在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质的主要目的是【C】A.提高灵敏度B.减小非线性C.防止击穿D.增加加工精度2 .电容式湿度传感器只能测量 ()湿度。A.相对B .绝对 C .任意 D .水分3 .在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中A.电容和电感均为变量B.电容是变量，电感保持不变C.电感是变量，电容保持不变D,电容和电感均保持不变C1 :C2 A.4 .差动电容传感器采用差动脉冲调宽电路时，其输出电压正比于9 n 99 Q 9B C1 C2 50C1 ：C2 : C1 ：C2 ：C1/C1 ：

34、1C2/C2C.D.5 .电容式压力传感器是【A 】A.变极距型的B .变面积型的C.变介电常数型的D .以上三种类型都有6 .为了提高 ，减小非线性，变间隙式电容传感器一般采用差动结构。【B】A .重复性B.灵敏度C.准确度D.稳定性7 .测量范围大的电容式位移传感器的类型为【D】A.变极板面积型B.变极距型C.变介质型D.容栅型二、多项选择题1 .当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起彳感器的（ BD ）。A.灵敏度增加B.灵敏度减小C.非统性误差增加D.非线性误差减小E.初始电容量增加2 .在实际测量中，差动变压器式传感器常配用的测量电路主要有【AB】A .差动相敏检波电

35、路B .差动整流电路C.直流电桥D.差动电桥E.变压器电桥三、填空题1 .电容传感器在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动 结构。2 .能感受湿度的电容传感器属于变介电式一 _ 电容式传感器。3 .变介质 式电容传感器常用于液位测量和温湿度测量。4 .电容式压力传感器是变 ? ?变极距？ ？ ？ ？ ？线的。四、简答题1 .如何改善单极式极距型电容传感器的非线性？答：为了保证一定线性度，应限制动极板的相对位移量；为了改善非线性，可采用差动结构。五、计算题1. 一台变间隙式平板电容传感器， 其极板直径D=8mm ,极板间初始间距do=1mm.,极板间 介质为空气，其介电常数g=8.

36、85 10-12F/m。试求：(1)初始电容C。；(2)当传感器工作时，间隙减小刀=10科*则其电容量变化 0;(3)如果测量电路的灵敏 Ku=100mV/pF,则在 幻=0dm时的输出电压 Uo。 解：由题意可求(1)初始电容：Co 二箜 102 二(4 10多2 = 0.445PF 0 d01 10工(2)(3)当 Ad=103m 时，由 Ku=100mV/pF=U 0/AQ 贝 UU0=KuA C=100mV/pFX =0.00445pF尸 0M45(mV)第9章磁电式传感器一、单项选择题1 .对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻？【B】A.霍尔传感器；B.热电阻

37、传感器；C.涡流传感器；D.热电偶温度传感器。2 .把一导体(或半导体)两端通以控制电流I ,在垂直方向施加磁场 B,在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称A A .霍尔效应B .压电效应C .热电效应 D .光电效应3 .已知变磁通式转速传感器测量齿盘的齿数Z=20,若测得感应电动势的频率为300Hz,则被测轴的转速是【C】A . 300车专/分B. 600转/分C. 900 转/分D. 6000 转/分4 .减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是C A.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.温度补偿5 .下列四种传感器中，属于四端元件的是A A.霍尔

38、元件B.压电晶体C.应变片D.热敏电阻6 .霍尔元件及霍尔传感器可用于测量A .温度B.电阻C.湿度D.转速7 .霍尔式位移传感器属于A.电阻式传感器B.电感式传感器C.磁电式传感器D .压电式传感器二、填空题1 .霍尔灵敏度与霍尔元件厚度成反比？。2 .把一导体(或半导体)两端通以控制电流I ,在垂直方向施加磁场 B,在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称?霍尔？ 效应,这个电动势称为？霍尔？ ？ ？ ？ ？ 电势。三、简答题1 .试述霍尔元件的不等位电势及其补偿方法。答：(1)产生不等位电势原因：工艺上难以保证两个霍尔电极在同一等位面上，当有I时,即使B=0, AB

39、之间仍存有电位差。(2)补偿方法：采用电桥原理，根据 A、B电位高低，在阻值较大的桥臂上并联电阻。四、计算题1. (8分)已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz ,测量齿盘的齿数 Z=36,求:(1)被测轴的转速是每分钟多少转?(2)在上述情况下，如果计数装置的读数误差为1个数字，其最大转速误差是多少?解:(1)60f60 7236= 120(转 /分)1_1_(2)频率计的计数装置读数误差为土1个数字，对应的角位移为土 Z转= 36转故1其最大转速误差为 木 (转/分)2 .试用霍尔元件设计一个位移传感器。(1)用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理;(2)写出霍尔电势与

40、位移的关系式。答：(1)霍尔位移传感器如图所示:(a)结构简图(b)输出输入特性两块相同的永久磁铁， 同极性相对放置， 霍尔元件置于两块磁铁中间。根据电磁学理论可知，两块磁铁正中间磁感应强度BT0,在此位置霍尔电势 Uh%,可作为坐标原点。霍尔元件沿x轴方向移动时，Uh的，其值取决于所处位置 B的大小。Uh与位移x的关系曲线如图(b)所示。两块磁铁距离越近，磁场梯度越大，霍尔元件的灵敏度越高。(2)霍尔电势与位移的关系式：UH=KhIB 设磁场梯度Kb=4B/x,即AB = KbAx Uh=KhI KbAx =Kh Kb IAx第 10章 光电式传感器一、 单项选择题1 .当光敏元件加一定电压

41、时，光电流 I与光敏元件上光照度 E之间的关系，称为【 B】A.温度特性B.光照特性C.光谱特性D.伏安特性2光栅传感器中，光电接收元件的输出信号是【 A 】A.近似正弦波B.脉冲C.连续信号D.离散信号3封装在光电隔离耦合器内部的是【 D 】A. 一个发光二极管和一个发光三极管B. 一个光敏二极管和一个光敏三极管C .两个发光二极管或两个光敏三极管D. 一个发光二极管和一个光敏三极管4 当光敏元件加一定电压时，光电流 I 与光敏元件上光照度E 之间的关系，称为 【 B 】A.温度特性B .光照特性C .光谱特性D .伏安特性5当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴

42、可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫【 B 】A.光电效应B .光电导现象 C .热电效应 D .光生伏特现象6 .栅线密度为50线/mm的光栅，其栅线间距为【C】A. 50mm B. 0.05 mm C. 0.02mm D 2mm7 单色光的波长越短，它的【 A 】A 频率越高，其光子能量越大B 频率越低，其光子能量越大C 频率越高，其光子能量越小D 频率越低，其光子能量越小8光敏电阻适于作为【 A 】A 光的测量元件B 光电导开关元件C 加热元件D 发光元件9光电倍增管的工作原理是以光电发射和为基础的。【 C 】A 二次折射B 二次接收C.二次发

43、射D.二次反射10 按 光 纤 的 作 用 ， 光 纤 传 感 器 可 分 为 和 传 光 型 两 种 。【C 】A 非功能型B 强光型C.功能型D.遮光型11 .按照工作原理分类，固体图象式传感器属于A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器误12 .莫尔条纹光栅传感器的输出是【A】A.数字式B.调幅式C.调频式D.正弦波二、多项选择题1 .在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于【BD】A .外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应D.光导效应E.热电效应2 .利用光生伏特效应制成的光敏元件主要有CDEA.光电倍增管B.光敏电阻C.光电池D.光电二极管E.光电三极管

44、三、填空题1 .红外传感器是能把红外辐射 转换成电量变化的装置。2 .用光电数字转速表测量电机转速，若电机转轴上白色反光条为N,转速表读数为f,则电机转速是 60 f/N r/min 。3 .光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm其夹角0 =0.1 ,则莫尔条纹的宽度 B= 11.43 mm 莫尔条纹的放大倍数 K= 373.2.。4 .为了测得比栅距 W更小的位移量，光栅传感器要采用 ? ?细分？ ？ ？ ？ ？ ？技术。5 .光线照射到物体上所产生的光电子通常可以分为外光电效应、光电导效应 和光牛伏特效应三大类。四、简答题1.莫尔条纹的

45、特点是什么？答：莫尔条纹的特点是：1）莫尔条纹的移动量、移动方向与光尺的位移量、位移方向具有对应关系。2） w=d/H,莫尔条纹间距对光栅栅距具有放大作用。当日很小时，wXd有几百倍的放大作用（d为光栅距）。3）莫尔条纹对光栅栅距局部误差具有消差作用。2.光电效应有几种？光敏二极管属于哪一种？简述其工作原理。答：光电效应可分为外光电效应，光电导效应和光生伏特效应上三种。 光敏二极管属于光生伏特效应，指在光的照射下，内部会激发电子， 材料中的电子并不逸出物体表面，仍留在物体内部，并产生光生电动势。五、分析题1.图示为利用光电器件构成的光电转速传感器的工作原理图。试分析其工作原理。若调制盘上有30

46、个小孔，记录时间为 t秒，记录总脉冲数为 N,写出转速的表达式。答：光电转速传感器的工作原理是：光田式转速传感器工作在脉冲状态下，将轴的转速变换成相应频率的脉冲， 然后测出脉冲规室就口测导转述的鳌值匚2 一 再动频率可用一般的频率计测量。光电器件多采用光电池、光敏二极管很光敏三极管n为：1、 光学整2.试分析图示的溶液浓度检测系统检测原理及工作过程。元件若频率计在t秒内计数吗扫 可得到转速 n =60N /30t （转/分）=2N /t疝g和盘上孔数口答：图中变压器的两个二次绕组及两个光敏电阻作为检测电桥的四个桥臂。用相同强度的光通过被测溶液和标准溶液，分别照射在两个光敏电阻上。若液体与标准溶

47、液相同，则两只光敏电阻呈现相同的阻值，电桥平衡，光电传感器无信号输出。如果被测溶液浓度变化，透过溶液的两束光强度不同，两只光敏电阻呈现不同的阻值，使电桥不平衡，光电传感器有信号，该信号经晶体管放大，送给指示仪表显示。第11章热电式传感器一、单项选择题1.分度号为Cui00的工业铜热电阻是指在 时电阻值为100a【a 】A. 0oCB. 20oCC. 25oCD. 100 oC2 .对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻？【B】A.霍尔传感器；B.热电阻传感器；C.涡流传感器；D.热电偶温度传感器。3 .半导体热电阻式传感器简称【D 】A.热敏晶体管B .热电偶传感器 C

48、.热电阻 D .热敏电阻4 .在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用【C 】A.计算修正法B.仪表机械零点调整法C.冰浴法D.补偿导线5 .热电偶可以测量【C】A压力 B电压 C温度 D热电势6 .下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度快速测量【A 】A.热电偶温度测量B.温度计温度测量C.铜热电阻温度测量D.钳热电阻温度测量7 .热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？【B】A.电阻变化B.电势变化C.电容变化D.电感变化8 .热电偶传感器通常采用电桥不平衡原理进行补偿，其作用为【C 】A.扩大量程B.提高灵敏度C.确保测量精度D.提高测量速度9 .不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称C A.霍尔效应B.压电效应C.热电效应D.光电效应10 . 热力学温度T与摄氏温度t的关系是【D 】A. T=t-273B. T=tC. T=1.8t+32 D . T=t+27311.用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的【B】A.接线方便B.减小引线电阻变化产生的测量误差C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D.减小桥