期末考試傳感器題庫試卷6

1、一、 填空題 (每題2分，10題共20分)1、在工程測試實(shí)踐中，大多數(shù)檢測系統(tǒng)屬于線性時不變系統(tǒng)，這種系統(tǒng) 的 動態(tài) 特性和 靜態(tài) 特性在測試中具有重要意義。2、測試裝置動態(tài)特性的我數(shù)學(xué)描述方式主要有微分方程、 和 。3、一電容測微儀，通過測量得到的電容變化量DC±4×10-3 pF，如果測量電路的放大倍數(shù)K1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，則此時儀表指示值變化 ±2 格。4、機(jī)械振動測試工作中的許多工程問題，往往可以看成是KMC系統(tǒng)，即用由 構(gòu)成的單自由度模型來描述。5、對于測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)，其幅頻、相頻特性分別表征裝置對輸入信號中各

2、個頻率分 的能力和相位角 的能力。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片傳感器的工作原理是基于 壓組 效應(yīng)；霍爾式傳感器的工作原理是基于 霍爾 效應(yīng)；壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的壓電效應(yīng)。7、傳感器在結(jié)構(gòu)上采用差動方式可以提高 靈敏度 ，減小 非線性 。8、根據(jù)霍爾元件的霍爾電勢UH的表達(dá)式可知，霍爾元件一般可用于三種情況的測量，分別是測量電流I， 磁感應(yīng)強(qiáng)度B ， 功率 。9、已知輸入信號，這時一階裝置的，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達(dá)式是：10、一般來說，系統(tǒng)內(nèi)印制電路板接地的基本原則是高頻電路應(yīng)就近多點(diǎn)接地，低頻電路應(yīng)一點(diǎn)接地。二、 選擇題（將正確的選擇項(xiàng)填入括號內(nèi)，每題2分，15題共30分）1、金屬絲應(yīng)變

3、片在測量構(gòu)件的應(yīng)變時，電阻的相對變化主要由 ( B ) 來決定的。A、貼片位置的溫度變化 B、 電阻絲幾何尺寸的變化 C、電阻絲材料的電阻率變化 D、外接導(dǎo)線的變化2、二階裝置引入合適阻尼的主要目的是 。A、 使系統(tǒng)不發(fā)生共振； B、使得輸出讀數(shù)穩(wěn)定C、獲得較好的幅頻、相頻特性； D、改善裝置的固有頻率3、不能用渦流式傳感器進(jìn)行測量的是 ( D ) 。A 位移 B 材質(zhì)鑒別 C 探傷 D 非金屬材料4、測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（ B ）。A、具體測試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)有關(guān) B、具體測試系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)無關(guān)C、輸入信號有關(guān) D、輸出信號有關(guān)5、為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用 (

4、 B )。A 電壓放大器； B 電荷放大器； C 前置放大器 ；D 電流放大器6、不能采用非接觸方式測量的傳感器是：（ C ）。A、霍爾傳感器；B、光電傳感器；C、熱電偶；D、渦流傳感器7、通常所說的傳感器核心組成部分是指：（ B ）A、 敏感元件和傳感元件 B、敏感元件和轉(zhuǎn)換元件C、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)理電路 D、敏感元件、調(diào)理電路和電源8、壓電加速度計(jì)固定在試件上承受振動時，質(zhì)量塊將產(chǎn)生一可變力作用在晶體片上，由于 ( B )效應(yīng)在晶體片兩表面上就有( D )產(chǎn)生。B、 正壓電； B、逆壓電；C、電壓； D、電荷9、下列四種光電元件中，基于外光電效應(yīng)的元件是：（ C ）A、光敏二極管 B、硅光電池

5、 C、光電管 D、光導(dǎo)管10、以下關(guān)于熱電阻與熱敏電阻的說法，錯誤的是：（ D ）A、熱電阻一般采用純金屬材料，而熱敏電阻采用半導(dǎo)體材料；B、熱電阻的溫度¾¾電阻系數(shù)一般是線性的，而熱敏電阻的溫度¾¾電阻系數(shù)一般是非線性的；C、熱電阻結(jié)構(gòu)簡單、體積小，因此可以測量“點(diǎn)溫”；而在測溫范圍內(nèi)，熱電阻的電阻溫度系數(shù)相對較為穩(wěn)定；D、一般說來，熱電阻的溫度系數(shù)比熱敏電阻的的溫度系數(shù)大。11、變間隙式自感式電感傳感器的靈敏度為：，由此可得出結(jié)論：（ C ）A、 該傳感器的靈敏度是非線性的，因此不能使用；B、 該傳感器的靈敏度是線性的，因此可以正常使用；C、 該傳感

6、器的靈敏度是非線性的，但在一定條件下可以使用；D、 該傳感器的靈敏度是線性的，但在特定條件下不能使用。12、在常用測振傳感器中，適合于測量振動位移的傳感器是：（ A ）A、電感式傳感器；B、壓電式傳感器；C、磁電式傳感器；D、電動式傳感器13、為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：（ C ）。A、 半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；B、 半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；C、 適當(dāng)提高電橋的電源電壓；D、 增大應(yīng)變片的初始電阻值。14、熱敏電阻典型可分為三類，其中，（ B ）熱敏電阻在一定溫度范圍內(nèi)，阻值隨溫度的變化劇烈變化，故可作為理想的開關(guān)器件。A、負(fù)電阻溫度系數(shù)NTC B、臨界溫度系數(shù)CTRC、正

7、電阻溫度系數(shù)PTC D、無15、關(guān)于光敏電阻，下列說法錯誤的是：（ A ）A、 光敏電阻既可作檢測元件，也可作開關(guān)元件使用；B、 光敏電阻的光譜特性與光敏電阻本身材料有關(guān)，需選擇合適光源配合使用；C、 在一定的光照度下，光敏電阻所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現(xiàn)象；D、多數(shù)光敏電阻的時延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應(yīng)的場合。三、判斷題（在你認(rèn)為對的判斷后打Ö，錯的判斷后打´，每題1分， 10題共10分）1，壓電式傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態(tài)量的測量。（ X ）2，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電

8、流要小，亮電流要大。這樣光敏電阻的靈敏度就高。（ Y ）3，真值是指一定的時間及空間條件下，某物理量體現(xiàn)的真實(shí)數(shù)值。真值是客觀存在的，而且是不可以測量的。（ X ）4，置信系數(shù)取不同典型值時，具有不同的置信概率。置信系數(shù)越高，置信水平則越低，表明對測量精度的要求越低。（ Ö ）5，一階裝置動態(tài)特性的主要參數(shù)是時間常數(shù)，一般希望它越大越好。（ ´ ）6，差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在聯(lián)接時應(yīng)反向串聯(lián)。( Y ) 7，LTI系統(tǒng)的靈敏度是時間的線性函數(shù)。（ ´ ）8，渦流傳感器一般采用高頻透射式或低頻反射式兩種方式進(jìn)行測量。（ X ）9，凡能夠測量位移和速度的檢測

9、原理都可用于加速度和振動的測量。（ Y ）10，虛擬儀器的所有儀器面板和顯示器都是在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上模擬的。（ Y ）四、簡答題（4題，共18分）1，試簡述檢測系統(tǒng)噪聲干擾形成的要素。（4分）噪聲形成干擾需要同時具備三要素：干擾源、對噪聲敏感的接收電路及噪聲源到接收電路之間的耦合通道。2、簡述一種速度測量的方法。（4分）答：以下5種方法任寫出一種既可，見書P191。（1）時間、位移計(jì)算法，如相關(guān)測速法和空間濾波器測速法；（2）加速度積分法和位移微分法測量速度；（3）利用物理參數(shù)測量速度，如電動式速度傳感器和電磁式速度傳感器；（4）多普勒效應(yīng)測速；（5）差動變壓器測速。3、壓電元件在使用時常采用多

10、片串接或并接的結(jié)構(gòu)形式，試述在不同接法下輸出電壓、電荷、電容的關(guān)系，它們分別適用于何種應(yīng)用場合？（6分）答：兩片壓電元件串接時，輸出電荷q等于單片上的電荷q，輸出電壓U為單片電壓U的兩倍，總電容C為單片電容C的1/2。即：qq；U2U；CC/2。串聯(lián)接法適用于以電壓輸出的信號和測量電路輸入阻抗很高的情況；兩片壓電元件并接時，輸出電荷q等于單片上電荷q的兩倍，輸出電壓U等于單片電壓U，總電容C等于單片電容C的兩倍。即：q2q；UU；C2C。并聯(lián)接法適用于測量緩慢變化信號，并以電荷作為輸出的情況。4，請畫出光電傳感器的一般構(gòu)成框圖，并說明光電傳感器的一般組成部分。（4分）光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成五、 計(jì)算綜合題（3題，共22分）1、已知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，輸入一時域諧波函數(shù)，求該系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時的輸出y(t)。（6分）解：已知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（2分）則（4分）3、圖為應(yīng)變式拉力傳感器原理示意圖。該傳感器采用1、2、3、4四片完全相同的應(yīng)變片按如圖方式粘貼在構(gòu)件表面上，應(yīng)變片的初始阻值為R0，傳感器要求具有溫度補(bǔ)償和彎矩補(bǔ)償能力；（1） 試采用兩種組橋方式實(shí)現(xiàn)傳感器的純拉力測量并說明理由（如果應(yīng)變片不夠，可加精密電阻）。（6分）（2） 哪一種組橋方式靈敏度高？為什