南昌大學傳感器期末試卷2(答案)

1、南昌大學 20102011學年第一學期期末考試試卷 一、 填空題(每空1 分，共 20 分) 得分評閱人 1.傳感器靜態(tài)特性指標主要有 。2.傳感器由 、 、 三部分組成。3.二階傳感器的動態(tài)響應參數(shù)有 、 。4. 熱電偶電動勢由 和 兩部分組成。5. 已知某傳感器的滿量程輸出值為Y，且該傳感器的輸出平均值與擬合直線的最大偏差為Lmax,則可用 來表征該傳感器的線性度。6. 感應同步器可分為 和 兩大類。7.光纖的核心是由折射率 和折射率較小的 構成的雙層同心圓柱結構。數(shù)值孔徑是衡量光纖 性能的主要參數(shù)。8.電容傳感器的輸入量與輸出量之間的關系，除 外都是線性的。9.壓電式傳感器在使用中一般是

2、兩片以上，在以電荷作為輸出時是把壓電元件 起來，而當以電壓作為輸出時則是把壓電元件 起來。10.光電傳感器的理論基礎是光電效應，分為 和 兩種。光敏電阻工作的物理基礎是 效應。二、 選擇題(每題 2 分，共 30 分) 得分評閱人 1.變氣隙式自感傳感器，當街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量（ ）A、 增加 B、 減小 C、 不變2.將機械振動波轉換成電信號是利用壓電材料的 （ ） 。A、應變效應 B、電渦流效應 C、壓電效應 D、逆壓電效應3.下列（ ）不能用做加速度檢測傳感器。 A、電容式 B、壓電式 C、電感式 D、熱電偶4. 當石英晶體受壓時，電荷產生在（ ）。 A、Z面上 B、X

3、面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上5. 對于壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率（ ）。A、接近于零 B、盡量高 C、盡量低 D、任意6. 減小霍爾元件的輸出不等位電勢的辦法是 （ ）。A、減小激勵電流 B、減小磁感應強度 C、使用電橋補償電路7. 一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是（ ）。A、線性度 B、固有頻率 C、時間常數(shù) D、阻尼比8. 電橋測量電路的作用是把傳感器參數(shù)的變化轉變?yōu)椋?）輸出。A、電流 B、電荷 C、電壓 D、電容9. 差動變壓器的測量電路常采用相敏檢波電路，其作用是（ ）。A、提高靈敏度 B、使檢波后的直流電壓能反映位移的方向 C、將輸出的交流信號轉變?yōu)橹绷餍盘?0. 按工作原

4、理分，固體圖像傳感器屬于（ ）。A、電容式傳感器 B、光電式傳感器 C、磁電式傳感器 D、壓電式傳感器11. 常用于測量大位移的傳感器是（ ）。A、感應同步器 B、應變電阻 C、電渦流式傳感器 D、霍爾傳感器12. 若進行旋轉齒輪的轉速測量，宜選用（ ）傳感器。A、熱電式 B、光電式 C、壓電式 D、磁電式13. 差動變壓器式位移傳感器的線圈之間的互感M（ ）。A、保持不變 B、隨著被測位移變化而變化 C、隨著線圈電流的變化而變化 14. 半導體NTC熱敏電阻隨著溫度的升高，其電阻率（ ）。A、上升 B、迅速下降 C、保持不變15. 在熱電偶測溫回路中經常使用補償導線的最主要的目的是 （ ）

5、。A、補償熱電偶冷端熱電勢的損失 B、起冷端溫度補償作用C、將熱電偶冷端延長到遠離高溫區(qū)的地方 D、提高靈敏度三、 簡答題(每題 5 分，共 15 分)得分評閱人 1試比較壓阻效應與應變效應的不同之處。2簡述電渦流傳感器的工作原理。3什么叫壓電陶瓷的極化現(xiàn)象?為什么利用壓電元件的電荷放大器測量電路時，輸出電壓的靈敏度不受連接電纜的影響？四、 計算題 (共 35 分)得分評閱人 1已知壓電式加速度傳感器的阻尼比=0.1，其無阻尼固有頻率n=32kHz，其幅頻特性為 。若要求傳感器的輸出幅值誤差在5以內，試確定該傳感器的最高響應頻率。(10 分)2 采用變磁通感應傳感器測量主軸的轉速（如圖所示），

6、已知齒輪齒數(shù)Z=20，測得輸出電動勢的交變頻率為30Hz，求被測軸的轉速n為多少？當分辯誤差為±1齒時，測量的轉速誤差是多少？(10 分)3 有一懸臂梁，在其中部上下兩面各貼2片應變片組成全橋電路，該梁在末端受到一向下的力F=0.5N。已知應變片的靈敏系數(shù)K=2.1，應變片的初始電阻R0=120，x=0.5L,懸臂梁的長度L=25cm,厚度t=3mm,寬度W=6cm,彈性模量E=70×105Pa，懸臂梁在外力F作用下的應變?yōu)椤．嫵鰷y量電路并求出這4片應變片在F作用下的電阻值是多少？(15 分)二、 填空題(每空1 分，共 20 分) 1線性度、回差、重復性、靈敏度、分辨力、

7、穩(wěn)定性、閾值（寫出前3種即可給1分） 2 敏感元件、傳感元件、測量轉換電路 3 固有頻率，阻尼比 4 接觸電動勢， 溫差電動勢 5 6 直線式感應同步器 ， 旋轉式感應同步器 7 較大的纖芯，包層，集光 8 變極距型 9并聯(lián)，串聯(lián) 10外光電效應，內光電效應，光電導 二 選擇題(每題 2 分，共 30 分) 1 A 2 C 3 D 4 B 5 B 6 C 7 C 8 C 9 B 10 B 11 A12 D 13 B 14 B 15 C 三 簡答題 (每題5分，共 15 分)1 答題要點：金屬材料在外力的作用下產生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應變效應”。壓阻效應是指半導體材料，當

8、某一軸向受外力作用時， 其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。2有一通以交變電流的傳感器線圈，由于電流的存在，線圈周圍就產生一個交變磁場H1。若被測導體置于該磁場范圍內，導體內便產生電渦流，也將產生一個新磁場H2，H2與H1方向相反，力圖削弱原磁場H1,從而導致線圈的電感、阻抗和品質因數(shù)發(fā)生變化。這些參數(shù)變化與導體的幾何形狀、電導率、磁導率、線圈的幾何參數(shù)、電流的頻率以及線圈到被測導體間的距離x有關。如果控制上述參數(shù)中一個參數(shù)改變，余者皆不變，就能構成測量該參數(shù)的傳感器。3答題要點：極化處理，即在一定溫度下對其施加強直流電場，迫使電疇趨向外電場方向作規(guī)則排列；極化電場去除后，趨向電疇基本保持不變，形成很強的剩余極化，從而呈現(xiàn)出壓電性。 （2分）。（3分）四 計算題 (共 35 分)1 (10 分)由加速度傳感器的頻率特性知，動態(tài)響應幅值誤差為 （取等號） (/n)41.96(/n)2 +0.093=0解出(/n)2 =0.0485或(/n)2 =1.912（舍去）則/n0.22 Þ H =0.22n=0.22×32=7.04 (kHz)2 (10 分)(1) f=nz/60n=60f/z=60×30/20=90（r/min）