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1、華東理工大學(xué) 《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》模擬試卷答案B 試卷滿分100分。考試時(shí)間120分鐘。 （注意：全部答在答題紙上，答試卷上無(wú)效，試卷與答題紙分開(kāi)交） 一、 填空題（共20分，每空1分） 1. 1傳感器一般由 敏感元件 、 轉(zhuǎn)換元件 和 檢測(cè)（轉(zhuǎn)換）電路 三部分組成，有時(shí)還需要加 電源 。 2. 無(wú)論對(duì)動(dòng)態(tài)量或靜態(tài)量，若要傳感器輸出電量不失真地復(fù)現(xiàn)輸入量的變化，主要取決于傳感器的 靜態(tài)特性 和 動(dòng)態(tài)特性 。 3. 通常采用差動(dòng)測(cè)量方法來(lái)減小 非線性誤差 ，提高 靈敏度 。 4. 精確度含有 精密度 與 正確度 兩者之

2、和的意思，即測(cè)量的綜合優(yōu)良程度。 5. 容傳感器中，目前解決電纜電容的有效方法是采用 驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù) ，即使用 電纜屏蔽層 電位跟蹤與其相連接的傳感器 電容極板 電位。要求二電位的幅值和相位均相同，從而消除電纜分布電容的影響。 6. 為減小溫度誤差，壓阻器件一般采用 恒流源 供電。而器件本身受溫度影響要產(chǎn)生溫度漂移和零點(diǎn)漂移。因此要采用溫度補(bǔ)償措施，方法有 零點(diǎn)溫度補(bǔ)償 和 靈敏度溫度補(bǔ)償。 7. 莫爾條紋的三大特點(diǎn)是： 位移放大作用 ； 誤差平均作用 和 運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 8. 霍爾電勢(shì)與導(dǎo)體厚度d成 反 比，為了提高霍爾電勢(shì)值

3、，霍爾元件常制成薄片形狀。 二、 選擇題（共10分，每題2分） 1. 1 要檢測(cè)80℃的溫度，采用下列溫度表 D 更好。 A 0.5級(jí)（0～300℃） B 0.25級(jí)（0～500℃） C 1.0級(jí)（0～100℃） D 0.5 級(jí)（0～100℃） 2. 電阻應(yīng)變片是由下列部件構(gòu)成的，其中 C 是應(yīng)變片最重要的部分。 A 基底 B 蓋片 C 敏感柵 D 引線 3. 為解決單個(gè)變極板間距型電容傳感器輸出特性的非線性問(wèn)題，通常采用 D 測(cè)量電路。 A 二極管環(huán)形檢波電路

4、 B 差動(dòng)脈沖寬度調(diào)制電路 C 交流不平衡電橋 D 運(yùn)算法測(cè)量電路 4. 下列哪一項(xiàng)不屬于電渦流傳感器的應(yīng)用范圍？ D A 無(wú)損探傷 B 轉(zhuǎn)速測(cè)量 C 振幅測(cè)量 D 溫度測(cè)量 5. 光柵傳感器由 A 組成。 A 照明系統(tǒng)，光柵副，光電接收元件 B 光發(fā)送器，光柵副，光電接收元件 C 照明系統(tǒng)，指示光柵，光電接收元件 D光發(fā)送器，指示光柵，照明系統(tǒng) 三、 判斷對(duì)錯(cuò)并改正（共20分，每題2分） 1 在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，各組成部分常以信息流的過(guò)程劃分，一般可分為：信息提取、信

5、息轉(zhuǎn)換、信息處理和信息輸出四部分。（） 2 靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下的輸出變化量Dy和引起此變化的輸入變化量Dx之比，即，因此傳感器的靈敏度是一常數(shù)。（）線性傳感器是常數(shù)，但非線性傳感器的靈敏度是變量，用表示。 3 用時(shí)間常數(shù)t表征一階傳感器的動(dòng)態(tài)特性，t越小，頻帶越寬。（） 4 金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)與敏感柵的構(gòu)造及尺寸有關(guān)，敏感柵的縱柵愈寬、愈短，而橫柵愈窄、愈長(zhǎng)，則橫向效應(yīng)的影響愈小。（）應(yīng)為大 5 壓電式傳感器的測(cè)量電路關(guān)鍵在于高阻抗的前置放大器。（） 6 光敏電阻的暗電阻越小，亮電阻越大，則性能越好。（）光敏電阻的暗電阻越大，亮電阻越小，則性能越好。 7 磁電傳感器是一種

6、機(jī)—電能量變換型的傳感器，具有不需要供電電源、電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、輸出阻抗小的特點(diǎn)。（） 8 一切電阻式濕度傳感器都必須使用直流電源，否則性能會(huì)劣化甚至實(shí)效。（） 交流 9 氣體傳感器能將氣體的種類(lèi)及其濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電器信號(hào)。（） 10 在動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo)中，峰值時(shí)間tp是階躍響應(yīng)曲線達(dá)到峰值所需要的時(shí)間。（）第一個(gè)峰值 四、簡(jiǎn)答題（共30分，每題5分） 1. 傳感器的線性度是怎樣確定的？常用的擬合基準(zhǔn)直線有哪幾種方法？ 答：線性度：在規(guī)定條件下，傳感器的校準(zhǔn)曲線與擬合直線間最大偏差與滿量程輸出值之間的百分比 =100% 擬合基準(zhǔn)直線方法：理論擬合、過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合、端點(diǎn)連線

7、擬合、端點(diǎn)連線平移擬合、最小二乘擬合。 2. 比較金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？ 答：相同點(diǎn)：都能將非電量的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，從而應(yīng)用于傳感器的測(cè)量。 不同點(diǎn)： （1）基于的原理不同：金屬絲應(yīng)變片基于應(yīng)變效應(yīng)，半導(dǎo)體應(yīng)變片基于壓阻效應(yīng)。 （2）半導(dǎo)體應(yīng)變片橫向效應(yīng)小，溫度系數(shù)大，易受溫度影響。 （3）半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬絲應(yīng)變片。 3. 根據(jù)變換原理，電容式檢測(cè)元件有哪幾種類(lèi)型？有何特點(diǎn)？可用來(lái)測(cè)量哪些參數(shù)？ 答：電容檢測(cè)元件能將被測(cè)量的改變轉(zhuǎn)換為電容量的變化。按極板形狀，電容式出嘎通常有平板和圓筒形兩種。按工作原理分為變極距式、變面積式和變介電

8、常數(shù)式三種。 電容傳感器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于檢測(cè)元件的電容量很小，故容抗很高，且自身發(fā)熱小、　損耗??；具有較高的固有頻率和良好的動(dòng)態(tài)性能；可進(jìn)行非接觸測(cè)量；電容起始值較小，且電容的變化量更小，負(fù)載能力差，容易受寄生式雜散電容及外界各種干擾的影響，必須采取良好的屏蔽和絕緣措施。 4. 霍爾片不等位電勢(shì)是如何產(chǎn)生的？減小不等位電勢(shì)可以采用那些方法？ 答：不等位電勢(shì)是產(chǎn)生零位誤差的主要原因。制作時(shí)，不能保證霍爾電極焊在同一等位面上，因此當(dāng)控制電流流過(guò)元件時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不等于零，在霍爾電極上仍有電勢(shì)存在，稱(chēng)為不等位電勢(shì)?？梢圆捎芒贆C(jī)械修磨或用化學(xué)腐蝕的方法②補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償。 5. 常用的光

9、敏器件有哪些？評(píng)價(jià)光敏元件的基本參數(shù)有哪些？ 答：光敏器件的基本參數(shù)有光照特性（器件上加一定的外加電壓，其輸出電流或端電壓與入射光照度之間的關(guān)系）、光譜特性（光譜靈敏度隨λ變化的關(guān)系）、頻率特性（器件的輸出隨入射光通量的調(diào)制頻率的變化關(guān)系）和溫度特性（器件的輸出或其他特性隨環(huán)境溫度的變化）。對(duì)于不同的光敏器件還有其他一些特殊的參數(shù)，例如，光敏三極管的伏安特性，光敏電阻的暗電阻、亮電阻等。 6. 簡(jiǎn)述光纖位移傳感器的工作原理。 答：光纖式位移傳感器目前有有兩種，一種是利用光纖本身形變導(dǎo)致傳輸特性變化來(lái)測(cè)量位移的傳感器；另一種是用光纖端光量來(lái)檢測(cè)位移的傳感器，它利用光纖傳輸光信號(hào)的功能，根據(jù)

10、探測(cè)到反射光的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量被反射表面的距離。 五、計(jì)算題（共10分，每題5分） 1. 在光電式脈沖轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)碼盤(pán)每圈的縫隙數(shù)為1000個(gè)，在采樣時(shí)間為0.01S的時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖數(shù)為200個(gè)，問(wèn)此時(shí)轉(zhuǎn)速為多少？當(dāng)轉(zhuǎn)速降為1r/min時(shí)，為保證相同的脈沖計(jì)數(shù)精度，則應(yīng)采取什么措施？ 答： 方法有：（1）增加采樣時(shí)間；（2）增加碼盤(pán)每圈的縫隙數(shù)。 2. 有四個(gè)金屬電阻應(yīng)變片，其靈敏度K=2.5，R =120Ω，設(shè)工作時(shí)其應(yīng)變?yōu)?00μ，問(wèn)一個(gè)ΔR是多少？若將應(yīng)變片與4V供電的惠思登電橋組成回路，試求有應(yīng)變時(shí)橋路輸出電壓是多少？ 答：解： 若組成惠斯等全橋，且兩個(gè)應(yīng)變片橫貼，兩個(gè)豎貼，則有： 六、設(shè)計(jì)說(shuō)明題 （共10分） 請(qǐng)用霍爾元件完成電子秤的設(shè)計(jì)方案。給出測(cè)量系統(tǒng)組成框圖及檢測(cè)電路。