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1、2007甲一、 概念1、传感器的作用是什么？ （2分）答：传感器的作用就是将感知的被测量按一定的规律转化为某一种量值输出，通常是电信号。2、什么是引用误差？ （2分） 答：引用误差为仪器仪表示值误差与仪表量程的百分比，即3、什么是热电效应？热电偶测温回路产生的电势有哪些？ （2分）答：两种不同的导体（或半导体）连接成一个闭合回路，当两接点温度不同时，则在该回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应。热电偶测温回路产生的电势有两种：接触电势和温差电势。4、用函数表达式来描述中间温度定律。 （2分）答: 5、什么是灵敏度？ （2分）答: 灵敏度指输出的变化量与输入的变化量之比,即二、填空1、仪表的
2、精度等级是 最大绝对允许误差 除以 量程 乘以100%。 （2分）2、传感器输入量一般是 非电 量，转换成的输出量是 电 量。 （2分）3、试说明液位数据采集系统作为标定系统的非电量的标准发生器 液位量筒 。（2分） 4、试说明液位数据采集系统作为标定系统的待标定的传感器 液位变送器 。 （2分）5、差动变压器式传感器铁芯位移变化使一次绕组与二次绕组之间的 互感 参数（2分）发生变化。三、 选择1、数据采集实验中所用的各种变送器标准输出信号（A）。 （A）电压；（B）电阻；（C）电感；（D）电流。 （2分）2、（ C ）是在相同条件下，多次测量同一被测量值的过程中出现的误差，它的绝对值和符号以
3、不可预计的方式变化。 （2分） （A）相对误差；（B）绝对误差；（C）随机误差；（D）系统误差。 。3、电阻应变传感器测量力，测量力使应变片产生应变，同时（A）值发生相对 （2分）变化。（A）电阻；（B）电容；（C）电感；（D）自感。 （2分）4、传感器是处在检测系统的（A） 。 （A）信号输入端；（B）数据处理单元；（C）信号输出端；（D）显示单元。5、（ ）不属于检测系统的静态指标。 （A）灵敏度；（B）非线性度；（C）时间常数；（D）回程误差。四、判断1、传感元件的输入-输出特性一定呈线性。 否 （2分） 2、变送器的输入-输出特性一定呈线性。 是 （2分）3、电阻应变片发生的应变是属于
4、电量变化。 否 （2分）4、应变片的电阻发生变化是属于电量变化。 是 （2分）5、自感式电感传感器的测量电路是采用交流供电的电桥电路。 是 （2分） 五、简述 （10分）概述压力数据采集实验的主要测量原理。以压力变送器为标准检测仪器，来检测压力表的性线度。将压力变送器输出的电压信号值 vi 换算成压力测量值 pi，并与对应压力表示值 pi 比较，纪录每点一组测试值； p1、 p1， p2、 p2， p3、 p3， pn、 pn。找出 pipi 最大一组测试差值作为最大非线性绝对误差示值 Lmax = pipi。其中 L 线性度（非线性误差）； Lmax 最大非线性绝对误差示值； YFS 压力表
5、量程。六、论证： （20分）现有A、B两个不同输出信号形式的压力传感器，A输出直流电压信号V0 ，B输出直流电流信号I0，可分别经信号线接到显示仪表。设信号传输线的电阻为RL，显示仪表信号输入电阻为Ri、输入电压为Vi。请用电路分析的方法，讨论最好选用哪个压力传感器。如图1所示。 答：分析图1（a）的电路有以下关系式：由(1)、（2）式可得（3）式：从（3）式可看出，显示仪表的输入电压 Vi 的大小与信号线的电阻 RL 有关，电阻 RL 越大，输入电压 Vi 越小。分析图1（b）的电路有以下关系式：从（5）式可看出，显示仪表的输入电压 Vi 的大小与信号线的电阻 RL 无关。由上述分析可知，B
6、传感器输出直流电流信号I0 为恒流源，在信号线中传输无衰减与损耗，所以最好选B传感器。七、计算 （10分）已知下表是所测的液位数据采集实验的一组数据。其中Di 表示液位，是液位传感器的输入量；Vi 表示与液位相对应的电压值，是液位传感器的输出量。液位Di 与电压Vi 最终标定结果用以下公式表示，即 Vi = k Di + b (1) 求： k值和b值 结合实验具体说明k值和b值分别表征什么实际意义？。将表格中的零点值：Di = 0，Vi =1.7406代入（1）式中，求出b = 1.7406。k 值是表征液位变送器输出量与输入量的比值，即灵敏度。b值是表征液位变送器的输出量与输入量初始点的数值
7、不相同，即特性直线不经过坐标原点。八、应用（共20分，每题10分）下图由C型弹簧管与差动变压器组成的两环节传感器检测系统，各环节在规定的检测范围内，均具有线性特性。C型弹簧管受04MPa液压介质作用，使其管末端产生与压力相对应，大小为L的位移量，带动差动变压器的铁芯移动；再经差动变压器测量环节输出与位移量大小相对应的15 V标准电压信号。其中已知相敏检波放大单元的放大系数为K = 400。（1）指出各环节信号传输方向（2）各环节的函数式与检测系统输出量的函数式。（3）求证输入P与输出V的函数关系式。答： （1） 信号的传输方向PLV0 。（2） 首先分析差动变压器检测环节的输入-输出关系，当差
8、动变压铁芯位移L = 0时，差动变压器测量环节输出电压V0 = 1V；当差动变压铁芯位移达到最大时L = Lmax 时，差动变压器测量环节输出电压V0 = 5V。在规定的检测范围内，输入与输出成线性关系。 即有如下关系成立： 由上方程组得：再分析C型弹簧管检测环节的输入输出关系，当输入压力P = 0时，C型弹簧管的末端位移L = 0 ；当输入压力达到P = 4MPa时，C型弹簧管的末端位移Lmax = 1/100 。 在输入量P从04MPa检测范围内，输入与输出成线性关系。即有如下关系成立：所以3、将（1）式代入（2）式中得该系统总的输入输出特性：2007 乙一、 概念1、 什么传感器的标定？
9、 （2分）答：标定指利用标准设备产生已知标准量，或用基准量来确定传感器输出电量与输入非电量之间关系的过程。2、 传感器的精度一般均比机械式压力表的精度高。当分析机械式压力表的线性度时，以哪种传感器为标准器？为什么？ （2分）答：以压力变送器与PC 机组成的数据采集系统为标准器。因为该系统的精度等级要高于压力表。3、什么是传感器的动态特性？ （2分）答：动态特性是指传感器在测量动态信号时，输出对输入的响应特性。 4、什么是回程误差？ （2分） 答：实际测量系统在相同的测量条件下，当输入量由小增大，或由大减小时，对于同一输入量所得到的两个输出量的差值，称为回程误差。5、 出现回程误差的主要原因是什
10、么？ （2分） 答：出现回程误差的主要原因是传感器机械部分存在不可避免的缺陷，如轴承摩擦、间隙、紧固件松动等因素。二、 填空1、精度高，说明 系统 误差与 随机 误差都小。 （2分）2、在相同条件下，多次测量同一被测量值，其误差的绝对值和符号或保持不变，或条件变化时按某一规律变化，具有这和性质的误差称为 系统误差 。 （2分） 3、试说明液位数据采集系统作为标定系统的非电量的标准发生器 液位量筒 。 （2分）4、试说明液位数据采集系统作为标定系统的待标定的传感器 液位传感器 。 （2分）5、差动变压器式传感器铁芯位移变化使一次绕组与二次绕组之间的 互感 参数 （2分）发生变化。三、 选择1、数
11、据采集实验中所用的各种变送器标准输出信号（A）。 （A）电压；（B）电阻；（C）电感；（D）电流。 （2分）2、（ C ）是在相同条件下，多次测量同一被测量值的过程中出现的误差，它的绝对值和符号以不可预计的方式变化。 （2分） （A）相对误差；（B）绝对误差；（C）随机误差；（D）系统误差。 。3、电阻应变传感器测量力，测量力使应变片产生应变，同时（A）值发生相对 （2分）变化。 （A）电阻；（B）电容；（C）电感；（D）自感。 （2分）4、传感器是处在检测系统的（A） 。 （A）信号输入端；（B）数据处理单元；（C）信号输出端；（D）显示单元。5、为了减小绝对误差，用同一精度的仪表测量，选择量程 （ C ）。 （A）要最大；（B）要最小；（C）要接近被测量值；（D）适中。四、判断1、传感元件的输入输出特性一定呈线性。 否（2） 2、变送器的输入输出特性一定呈线性。 是 3、电阻应变片发生的应变是属于电量变化。否 （2）4、应变片的电阻发生变化是属于电量变化。是 （2 5、自感式电感传感器的测量电路是采用交流供电的电桥电路。 是 （2分） 五、简述 1、液位数据采集实验中所用的液位变送器是输出模拟信号，还是数字信号，请说明你的判断根
