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1、传感器与检测技术试卷及答案 （ （ （ （试卷一 试卷一 试卷一 试卷一） ） ） ） 第一部分 选择题（共 24 分） 一、单项选择题（本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分）在每小 题列出的四个选项中只有一个选项 是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、 多选和未选均无分。 1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力矩C温度 D厚度,C灵敏度,属于传感器动态特性指标的是（ D ） A重复性B线性度 D固有频率,3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 C压电式传感器,A ） B电容式传感器 D磁电式传感器,4测
2、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 C变介质型,B变极距型 D容栅型,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（ C ） 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 影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）,B电缆的长度 D前置放大器的,）,BPNP 型晶体管,DNPN 型晶体管,A电缆的安装与固定方式 C前置放大器的输出阻抗 输入阻抗 7固体半导体摄像元件 CCD 是一种（ APN 结光电二极管电路 集成电路
3、CMOS 型晶体管开关集成电路 集成电路,8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,（,） A抑制共模噪声 C克服串扰,B抑制差模噪声 D消除电火花干,扰 9在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差Y0.01，本 次采样值为 0.315，上次,C 0.308,采样值为 0.301，则本次采样值 Yn 应选为（） A 0.301B 0.303 D0.315,10若模/数转换器输出二进制数的位数为 10，最大输入信号为 2.5V， 则该转换器能分辨出的最,）,B 2.44mVC 3.66mV,小输入电压信号为（ A 1.22mV D4.
4、88mV,）,11周期信号的自相关函数必为（ A周期偶函数 C 周期奇函数,B非周期偶函数 D非周期奇函数,12已知函数 x(t)的傅里叶变换为 X（f） ，则函数 y(t)=2x(3t)的傅里 叶变换为（）,第二部分非选择题（共 76 分） 二、填空题（本大题共 12 小题，每小题 1 分，共 12 分）不写解答过 程，将正确的答案写在每小 题的空格内。错填或不填均无分。 对传感器进行动态 的主要目的是检测传感 器的动态性能指标。 传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变 的条件下，允许超过 的能力。 15 传 感 检 测 系 统 目 前 正 迅 速 地 由 模 拟 式 、
5、数 字 式 ， 向 方向发展。 16已知某传感器的灵敏度为 K0，且灵敏度变化量为K0，则该传 感器的灵敏度误差计算公式为 rs= 。 17 为了测得比栅距 W 更小的位移量，光栅传感器要采用 技术。 18在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示 扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩 。 19电容式压力传感器是变 型的。 20一个半导体应变片的灵敏系数为 180，半导体材料的弹性模量为 1.8105Mpa, 其中压阻系数 L 为 Pa-1。 21 图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称 为 。 22热敏电阻常数 B 大于零的是 温度系数的,热敏电阻。 23 若 测 量
6、系 统 无 接 地 点 时 ， 屏 蔽 导 体 应 连 接 到 信 号 源 的 。 24交流电桥各桥臂的复阻抗分别为 Z1， Z2， Z3， Z4，各阻抗的 相位角分别为 1 2 3 4 ，若电桥平衡条件为 Z1/Z4=Z2/Z3 ，那么相位平衡条件应 为 。 三、问答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分） 25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。 26回答与直线式感应同步器有关的下列问题： 它由哪两个绕组组成？ 鉴相式测量电路的作用是什么？ 简述压磁式扭矩仪的工作原理。 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的
7、信号处理装置的工作 过程。 采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？,（ （ （ （答案一 答案一 答案一 答案一） ） ） ） 一、单项选择题（本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分） 1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B 二、填空题（本大题共 12 小题，每小题 1 分，共 12 分）,三、问答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分） 25传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电 压成正比,但容易受电 缆电容的影响。 传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电
8、 荷成正比,电缆电容的影响小。 26（1）由固定绕组和滑动绕组组成。 （2）检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和 方向。 压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应，当轴受扭矩作 用时，轴的磁导率发生 变化，从而引起线圈感抗变化，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。 主要特点是：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。 29（1）多面棱镜高速旋转，将激光器发出的激光束反射到条形码上 作一维扫描。 （2）条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传 输给信号处理装置。 30由电压比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、数码寄存器和逐 次逼近寄存器组成。 四、计算题（本
9、大题共 3 小题，每小题 8 分，共 24 分）,1,（ （ （ （试卷二 试卷二 试卷二 试卷二） ） ） ） 一、填空题(每空 1 分，共 15 分) 如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用_ _作为传感器。 红外图像传感器由红外敏感元件和_ 电路组成。 在电阻应变片公式，dR/R=(1+2)+E 中， 代表_ _。 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 _ _。 当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且输 出电势的幅值由_ 所决定。 动态标定的目的，是检验测试传感器的_ 指标。 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发 生器和_
10、_。 传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持_ _ 条件。 热电偶电动势由_ _ _电动势和接触电动势两部分组成。 SnO2 型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较_ 的微量气体。 有源滤波器由集成运放和_ 组成。 采用 _电源供电的电桥称为交流电桥。 多路模拟开关由 _ 和多路双向模拟开关组成。 为了提高检测系统的分辨率，需要对磁栅、容栅等大位移测量传感 器输出信号进行_ 。 若随机信号 x(t)、y(t)的均值都为零，当 时，它们的互相关函数 Rxy()= _ 。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并 将正确答案的序号填在题 干的括号内。每小题 1 分，
11、共 15 分) 1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率(),A.接近零 C.尽量高些,B.尽量低些 D.任意,2.(,)传感器可用于医疗上-50150之间的温度测量。,A.金属辐射式 C.半导体三极管,B.热电偶 D.比色计,3.信号传输过程中，产生干扰的原因是(,),A.信号是缓变的 C.干扰的耦合通道,B.信号是快变的 D.信号是交流的,4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为(,),5.概率密度函数提供了随机信号()的信息。,A.沿频率轴分布 C.沿时域分布,B.沿幅值域分布 D.沿尺度分布,6.非线性度是表示校准曲线(,)的程度。,B.偏离拟合直线 D.重复性,),A.接近真值 C.正
12、反行程不重合 7.非周期信号的频谱是( A.连续的 C.基频的整数倍,B.离散的 D.脉冲函数,) 传感器与检测技术试卷及答,8.莫尔条纹光栅传感器的输出是( 案 7,A.数字脉冲式 C.调频式 9.半导体应变片具有( A.灵敏度高 C.可靠性高,B.调幅式 D.正弦波 )等优点。 B.温度稳定性好 D.接口电路复杂,10.一阶系统的动态表征参数是(,),A.线性度 C.阻尼比,B.固有频率 D.时间常数,11.常用于测量大位移的传感器有(,),B.应变电阻式 D.涡流式 )上，就可以分别做成测力、位移、加速度,A.感应同步器 C.霍尔式 12.将电阻应变片贴在( 等参数的传感器。,A.质量块
13、 C.弹性元件,B.导体 D.机器组件,13.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率(,),A.上升 C.保持不变,B.迅速下降 D.归零,14.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,15.阻抗头是测量振动系统(,)的拾振器。,A.振动位移 C.激振力,B.振动加速度 D.激振力及其响应,三、问答题(每小题 5 分，共 30 分) 在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线 可以确定那些静态特性? 设载波的中心频率为 f0 试根据图 a、图 b 所示调制信号定性画出相应 调频波波形。,3.回答下列函数哪些
14、是周期函数、哪些是非周期函数： x1(t)=sin3t，x2(t)=e-t，x3(t)=esint，x4(t)=(t)， x5(t)=sin(0.5t),简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。 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。 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么? 涡流传感器能否测量大位移量?为什么? 四、计算题(每小题 8 分，共 24 分) 1.已知测量齿轮齿数 Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速 (如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为 24(Hz)，求：被测轴的转 速 n(r/min)为多少?当分辨
15、误差为1 齿时，转速测量误差是多少?,2.由 RC 组成无源低通滤波器，已知 R=500()，C=10(F)，试求： (1)截止频率 f0，并画出该滤波器的幅频示意图。 (2)设输入信号 x(t)=0.2cos (125.6t-/4),判断其是否在该滤波器的通频带 内。 3.试绘出 x(t)=2cos(2f0t)+3 的时域图和频域图。 五、应用题(每小题 8 分，共 16 分) 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。 (1)用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理； (2)用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。 如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程中，
16、径向力 Py 和切向力 Pz 大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动，现 在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的 Pz。 在图中标明应变片的位置及 Pz 的测量电桥。 着力点移动对测量结果有无影响?为什么?,（ （ （ （答案二 答案二 答案二 答案二） ） ） ） 一、填空题(每空 1 分，共 15 分) 温度差 低 RC 网络 交流 地址译码器 细分 15. 0,ON-OFF 型微动开关 电子扫描 材料压阻系数 金属 磁头所处的位置 动态性能 标准测试系统 不失真测量 二、单项选择题(每小题 1 分，共 15 分),1.C 6.B 11.A,2.C 7.A 12.C,3.C 8.A 13.B,4.D 9.A 14.C,5.B 10.D 15.D,三、问答题(每小题 5 分，共 30 分),在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态 特性：灵敏度，非线 性度，回程误差。 调频波波形频率 f 与中心频率 f0 和调制波幅值的关系 f=f0f,f 为 频率偏移，与 X(t)幅 值成正比。,x1(t) x3(t
