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1、练习一一、填空1、传感器通常又称为 变换器 、转换器等，是一种能够感受 规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。2、最小二乘法作为一种数据处理手段，如用于求解一元线性回归方程的系数，应使各测量值与回归直线上相应值的 偏差的平方和 最小。3、电阻应变片的温度补偿方法，通常可采用 自补偿 法和 电路测量补偿 法。4、差动变压器式传感器采用相敏检波电路正常工作，其参考信号Us与输入信号U2需要满足的两个条件： UsU2 、 同频同相或者反相 。5、压电材料石英晶体具有各向异性，使用时应注意沿 Z轴 方向不产生压电效应。若单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；若将相
2、同两片并接后，则其总参数C1= 2 C，Q1= 2 Q。6、电涡流传感器的整个测量系统由 激励线圈 和 块状导体 两部分组成，由电涡流贯穿深度与频率的关系知，其透射式传感器采用 低频 激励。（填高频/低频激励）。7、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射电子的现象称 外光电 效应；相应的器件如 光电管、光电倍增管 。8、光导纤维是一种利用光的 全反射 原理而传输光的器件，其纤芯的折射率应 大于包层的折射率。9、光敏二极管一般处于 反向偏置 工作状态，由其光谱特性如下图1可知，若用光敏二极管设计可依据光线亮、暗情况自动开关的路灯控制电路，应选用 硅 材料的较好。 图1 图2 图310、同型号的热电
3、偶可串联或并联使用，如上图2（a）、（b）两种线路中，测两点平均温度的是 b ；测两点温度差的是 a 。11、霍尔传感器测量转速，如上图3，若转盘上粘帖磁极对数Z=4，测得霍尔传感器输出电压脉冲频率f=8Hz,则转速n= 120 r/min。F=（n*Z）/6012、某光栅传感器，栅线密度50线/mm，主光栅与指示光栅的夹角0.01rad,则形成的莫尔条纹宽度BH= 2 mm/rad，莫尔条纹具有 位移 放大的作用。Bh=1/（W*夹角）13、编码型数字传感器测角位移，一个5位二进制码盘，其最小能分辨的角度是 11.25 度。二、选择1、下列特性不是用来描述传感器静态特性的是（C ）。 A、迟
4、滞性 B、重复性 C、频率响应特性 D、漂移2、测量误差按其性质和产生原因分三大类，下列关于误差的说法错误的是（D ）。A、系统误差可以采用修正或补偿的方法处理。B、随机误差不可能避免，总体服从统计的正态分布规律。C、含有粗大误差的数据应剔除，不可采用。 D、含有粗大误差的数据，可通过多次测量，取平均值后采用。 3、若差动变压器式电感传感器初、次级均由两个绕组构成，则其具体连接方式是（ A ）A、两初级绕组同名端顺次串联，两次级绕组同名端反向串联B、两初级绕组同名端反向串联，两次级绕组同名端顺次串联C、两初、次级绕组同名端均顺次串联 D、两初、次级绕组同名端均反向串联4、某压力仪表厂生产的压力
5、表最大引用误差控制在 0.5%0.7%，该压力表的精度等级应定为（C）级。A、 0.2 B、 0.5 C、 1.0 D、 1.55、下列传感器中，不属于有源器件的是(D )A、压电式传感器 B、热电偶传感器 C、磁电感应式传感器 D、差动变压器式传感器6、光敏电阻在给定工作电压下（ B ），说明其性能好、灵敏度高。A、暗电阻大 B、暗电阻与亮电阻的差值大 C、亮电阻大 D、暗电阻与亮电阻的差值小7、封装在光电耦合器件内部的是( C )A、一个发光二极管和一个发光三极管 B、一个光敏二极管和一个光敏三极管C、一个发光二极管和一个光敏三极管 D、两个发光二极管或两个光敏三极管8、压电材料将超声波（
6、机械振动波）转换成电信号是利用 （ C ）；蜂鸣器压电片中发出“嘀嘀”声的发声原理是利用压电材料的（ D ）。 A、 应变效应 B、 电涡流效应 C、正压电效应 D、 逆压电效应 9、可以减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（ C ）。A、增加激励电流 B、 增强磁感应强度 C、 使用电桥调零电位器 10、半导体传感器是通过材料的电特性变化实现被测量的转换，下列关于气敏传感器工作机理的描述，不正确的是（D）。 A、氧化性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值增加。B、氧化性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子增多，电阻值减少。C、还原性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子减少，
7、电阻值增加。D、还原性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值增加。三、分析简答1、压电式传感器前置放大器的作用是什么？有哪两种形式？答：作用：（1）放大（2）阻抗变换 形式：（1）电流源（2）电压源2、 零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一，它的存在使传感器在零点附近灵敏度下降和测量误差增大，试说明零点残余电压的产生原因及其消除方法。 答：原因：（1）次级绕组电气参数不对称（2）铁芯的非线性 方法：(1)提高框架和线圈的对称性 (2) 采用适当的测量线路 (3)采用适当的补偿电路3、 一台精度等级为0.5级，量程范围60012000C的温度传感器，其最大允许绝对误差是多少
8、？检验某点最大绝对误差是40C，问此表是否合格？答：最大绝对误差为：X=0.005*（1200-600）=3，所以合格四、计算1、测量电阻R消耗的功率时，可间接测量电阻值R、电阻上的电压U、流过电阻的电流I，然后计算功率。 请给出几种不同的测量方案；假设电阻、电压、电流测量的相对误差分别为R=2%，u=3%，I1.5%，并确定最佳测量方案。答：由于电阻和电流的相对误差较之电压小，可以根据P=I*I*R来计算功率，避免电压大误差。2、压电加速度传感器与电荷放大器连接的等效电路如下图所示。图中为传感器固有电容、电缆等效电容和放大等效电容之和。已知传感器电荷灵敏度=100,反馈电容=1000，当测得
9、输出电压为U0等于0.05V时，试求此时被测加速度是多少?(为重力加速度) Uo=Q/Cf，a=Q/Sg a=（Uo*Cf）/Sg=(0.05*1000)/100=0.5g1R1R2F3、 R1和R2 为相同型号的电阻应变片，其初始电阻均为100，灵敏度系数K=2.0。如图两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。该等强度梁在受力后产生应变x，若采用直流半桥差动测量电路，供电电源电动势E=3V,平衡电阻 R3=R4=100，要求：（1） 画出应变片半桥差动测量电路图。 （2） 若测得输出电压为15mV，求电阻的相对变化量R1/R1=？对应应变x=？ 答：（1）半桥：R1和R2相邻（2）由
10、Uo=0.5*E*R1/R1 ，则R1/R1 =2Uo/E=2*0.015/3=0.01 x=R1/R1 /K=0.0054、如下附表1、2（注：为热电偶部分数据），分度号为K、E两种热电偶，问：（1）K、E两种热电偶,30时的热电势E(30,0)分别为多大？（2）用E热电偶测某设备温度，冷端为30，测得热电势为E(t,30)=17.680mV，则该设备温度t=?答：（1）分别为1.203V和1.801V （2）E(t，0)=E(t，30)+E(30，0)=19.481mV 则t=2805、一只同心圆筒形电容式位移传感器如下简图，L=30cm两个外筒A、B直径D=2R=27.2cm，内筒C直径
11、d=2r=10cm；内电极连屏蔽套管与A构成可变电容Cx，BC构成固定电容CF，同心圆筒电容公式，(=1)。采用理想运放测量电路，信号源ui=6V。1）推导输出电压与被测位移成正比时的表达式，并在图中标明Cx、CF的连接位置。2）求该传感器输出电容位移灵敏度Kcx=?3) 求该测量电路输出电压位移灵敏度Kux=?答：（1）反馈为Cx 固定为Cf （2）Cf=（2*pi*l）/ln（D/d） Cx=（2*pi*（l-x）/ln（D/d） Uo=（x-l）*Ui）/l kcx=dcx/dx kux=dUo/dxuiu0LALBRCx2、在在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程，即应
12、尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5 倍为宜。4、光电池的照度特性曲线可知：输出开路电压与照度存在饱和现象呈非线性，光电流与照度成正比。因此用它作开关元件时，应将其作 电压源使用；因此用它作测量元件时，应将其作 电流源使用。7、单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；若将相同两片串接后，则其总参数C1= 0.5 C，U1= 2 U。8、电阻应变式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅具有消除 非线性 误差，减少 共模 干扰，还可以提高 灵敏度 等优点。9、差动变压器式传感器中， 零点残余电压 是评定其性能的主要指标之一，它的存在会造成传感器在零位附近 灵敏度 降低而测量误差加大，消
13、除其影响的有效方法是尽可能保证传感器的 次级绕组电气参数相互对称。10、编码型数字传感器测角位移，一个6位二进制码盘，其最小能分辨的角度是 5.625 度。12、半导体传感器是通过材料的电特性变化实现被测量的转换，当氧化性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值 增大 ；当氧化性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子 增大 ，电阻值减少。13、热电偶测温度时，同型号的热电偶可串联（顺串/反串）或并联使用，当各电极依次反向串联时，可测各点 温度差 ；当各电极顺次串连时可测各点 温度和 ；当各电极并连时可测多点 平均温度 。二、选择1、用万用表交流电压档(频率上限仅为 5kHz) 测量频
14、率5MHz 、12V的电压，发现示值还不到2V，该误差属于（ B ）。 A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差2、为减少变极距型电容传感器的非线性误差，提高灵敏度,应选用具有下列( D)类型的传感器为最好。A、大间距 B、小间距 C、高介电常数 D、差动式4、自感传感器采用差动结构是为了（ C ）。A、加长线圈的长度从而增加线性范围 B、降低成本C、提高灵敏度，减小温漂 D、增加线圈对衔铁的吸引力5、某客户需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.6%，应购买（ B ）级的压力表最合适。A、0.2 B、 0.5 C、1.0 D、1.5 6、光纤的纤芯是用( A )材料制成的。A、高折射率的玻璃 B、高折射率的塑料 C、低折射率的玻璃 D、低折射率的塑料7、下列传感器中，不属于有源器件的是( B )A、压电式传感器 B、电容式传感器 C.霍尔传感器 D热电偶传感器8、压电材料石英晶体具有各向异性，下列说法正确的是（ A ）。A、沿电轴、机械轴方向产生压电效应 B、沿电轴、机械轴方向
