感测技术试卷A,感测技术试卷

('《感测技术》试卷A一、填空题（每空3分，共30分）1.在工程实践中，通常用相对误差评定精度，相对误差越小，精度越高。2.电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化实现测量。3．传感器按能量关系进行分类，可分为能量转换型和能量控制型两类。4．光电式传感器由辐射源或光源、光学通道和光电器件或光敏元件组成，光电器件工作的物理基础是光电效应。5．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己自发的极化方向，经过极化处理的压电陶瓷才具有压电效应。二、单项选择题（每题3分，共15分）(1)当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（B）（A）变小（B）变大（C）不变（D）不定(2)极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（C）（A）成正比（B）成反比（C）平方成反比(D)平方成正比(3)用于测温用的NTC型半导体热敏电阻随着温度的上升,其阻值(C)。(A)保持不变(B)上升(C)下降(D)变为零(4)光电元件中(B)是直接输出电压的。(A)光敏电阻(B)光电池(C)光敏晶体管(D)光导纤维(5)压电元件并联连接时,(B)。(A)输出电荷量小,适用于缓慢变化信号测量(B)输出电荷量大,适用于缓慢变化信号测量(C)输出电压小,并要求测量电路有较高的输入阻抗(D)输出电压大,并要求测量电路有较高的输入阻抗三、名词解释题（每题5分，共15分）3、热电偶中间导体定律将由A、B两种导体组成的热电偶的冷端（T0端）断开而接入的三种导体C后，只要两接点的温度保持不变，则回路的总热电势不变。四、简答题（每题8分，共24分）1、用压电式加速度计和电荷放大器测量振动，若传感器的灵敏度为7pC/g，电荷放大器的灵敏度为100mV/pC，试确定输入3g加速度时系统的输出电压。2.试阐述霍尔元件的不等位电势误差产生原因及其补偿方法。(1)（5分）不等位电势U0原因有：①霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上；②半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；③激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。补偿：①补偿电路：在某一桥臂上并联一定的电阻；②工艺上(2)（3分）寄生直流电势原因有：①激励电极与霍尔电极接触不良，形成非欧姆接触，造成整流效果；②两个霍尔电极大小不对称，则两个电极点的热容不同，散热状态不同而形成极间温差电势。采用工艺上补偿。五、计算推理题(16分)现已知电阻应变片接成如图半桥差动电路，R3、R4为常值电阻，其阻值不随温度变化，R1、R2为应变片，其特性完全相同；初始电阻R1=R2=R3=R4；放大器输入阻抗极高，可以把电桥输出端看成开路。（1）试分析该电路能否消除电阻应变片R1、R2的温度误差并阐述原因？（2）如果R1、R2分别受拉、压，且变化值相等，试求电压灵敏度Su=Uo/(△R1/R1)？()UR2+△R2R1+△R1UoR4R3放大器解：（1）由不平衡电桥工作原理得：当温度变化时，则有，则上式变为（4分）由，且（4分）由电桥平衡条件，所以（2分）（2）一个受拉，一个受压，当作用力变化时有：（2分）当时，（2分）所以（2分）《感测技术》试卷B一、填空题（每空3分，共30分）1.传感器按变换特征进行分类，可分为结构型和物性型两类。2.为实现系统不失真测试，对于一阶系统时间常数或越小越好。3.根据电容器变化的参数，电容式传感器可分为、、三种。4.硅光电池的结构是在N型硅片上渗入P型杂质形成一个大面积的PN结而成。5.直流电桥的平衡条件是相对两臂阻抗之积相等。二、单项选择题（每题3分，共15分）(1)针对传感器弹性敏感元件提高其灵敏度，会降低其（C）。(A)弹性滞后(B)机械品质因数(C)固有频率(D)以上都不对(2)压电式传感器使用(B)时,输出电压几乎不受连接电缆长度变化的影响。(A)调制放大器(B)电荷放大器(C)电压放大器(D)仪表放大器(3)基于(D)类型的传感器是从被测对象以外的辅助能源向传感器提供能量使其工作,称为能量控制型传感器。(A)磁电效应(B)热电效应(C)光生电动势效应(D)霍尔效应(4)为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用(C)类型的传感器为最好。(A)大间距(B)高介电常数(C)差动式(D)小间距三、名词解释题（每题5分，共15分）3、热电偶标准电极定律如果两种导体A、B分别与第三种导体C所组成的热电偶所产生的热电势是已知的，则这两种导体所组成的热电偶的热电势也是已知的，且四、简答题（每题8分，共24分）1、下图是利用涡流式传感器测量物体位移的示意图。试问：（1）如果被测物体是塑料材料制成，此时位移测量是否可行？为什么？（2）为了能够对该物体的位移进行测量，应采取什么措施？并应考虑些什么？2、测试系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？3、某工程技术人员在进行材料拉力测试时，在棒材上贴了两组应变片(R1=R2=R3=R4)，如图，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，画出电桥电路；是否需要外加电阻，简要说明原因。1、（1）（4分）不可行，因为形成电涡流的条件之一必须有导电体处于交变磁场中，而导电体（被测物体）是塑料材料制成，不导电。（2）（4分）应在物体表面加一层薄金属片，与物体构成一体，随物体同步移动。应考虑金属片材料要均匀，激励电流及频率要稳定。2、测试系统由激励源、试验对象、传感器、信号调理电路、信号处理电路和显示与记录设R1R2R3R4FF受力时圆周面展开图备六个环节组成。（4分）激励源的作用是向试验对象输入能量使它处于运动状态之中激发出需要的动态信息。（1分）传感器能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。（1分）信号调理电路的作用是将传感器送出的电信号规范化。（1分）信号处理电路作用是把信号调理电路输出的电信号转换为它后面的显示与记录设备需要的电信号。（1分）3、（4分）需外加电阻，因为应变片粘贴到试件后，阻值会发生变化，而在初始状态要求调节电桥平衡。《感测技术》试卷C一、填空题（每空3分，共30分）1.在电阻应变片的温度补偿电路中，若采用电桥补偿法测量应变时，粘帖工作应变片在被测试件表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的补偿块上，且补偿应变片不承受应变。2.测试方法按被测量是否随时间变化的原则，分为动态测量和静态测量。4．周期信号的强度可以用峰值、、、来描述。R1R4R2R3二、单项选择题（每题3分，共15分）(1)压电式传感器是个高内阻传感器,因此要求前置放大器的输入阻抗(D)。(A))较低(B)较高(C)很低(D)很高(2)周期信号的频谱具有如下特点（D）（A）离散性（B）谐波性（C）收敛性（D）以上答案都正确(3)压电式传感器常用的压电材料有(A)。(A)石英晶体(B)金属(C)半导体(D)氧化铁(4)差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（C）。(A)直流电桥(B)差动相敏检波电路(C)变压器式交流电桥(D)运算放大电路(5)压电式传感器使用(B)放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。(A)调制放大器(B)电荷放大器(C)电压放大器(D)仪表放大器三、名词解释题（每题5分，共15分）1、传感器2、测量不确定度表示由测量误差的影响而对测量结果的不可信程度或不能肯定的程度3、热电偶标准电极定律如果两种导体A、B分别与第三种导体C所组成的热电偶所产生的热电势是已知的，则这两种导体所组成的热电偶的热电势也是已知的，且四、简答题（每题8分，共24分）3、霍尔式、光电式、磁电式、电涡流式传感器测量转速的工作原理有何相同和不同。相同点：通过记录脉冲个数（即频率），结合转动盘再转换为转速。(4分)不同点：（每个1分）霍尔式基于霍尔效应；光电式：基于光电效应；磁电式基于电磁感应；电涡流式基于涡流效应。',)