传感器与测试技术 国家开放大学春季期末考试真题（含解析）

试卷代号:1107 座位号 国家开放大学春季学期期末统一考试 传感器与测试技术试题 一、单项选择题（每小題3分，共36分） ）三部分组成。 B.虚拟仪器 D.磁头 1. 传感器一般由敏感元件、转换元件和（ A. 转换电路 C.电容 2. 差动变压器属于（）。 A.电容式传感器 B,压电式传感器 C.电感式传感器 D.电阻式传感器 3. 应变电阻材料本身的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数（）。 A.大 B.小 C.相等 D.小或相等 4. 以下（）是影响CMOS传感器性能的首要因素。 A.暗电流 B.噪声 C.像素的饱和 D.振动方向 5. 超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，并以（）的应用最为广泛。 A.电动式换能器 B.压电式换能器 C.电磁式换能器 D.霍尔元件 6. （）被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力强的情况，如金属探伤、 测厚以及测量物体的密度等。 A. a射线 B. 丫射线 C. X射线 D. Y射线 7. （）不属于虚拟仪器技术所具有的特点。 A.集成性强 B.扩展性强 C.开发时间长 D.开发时间短 8. 利用（）制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。 A.外光电效应 B.压电效应 C.声光效应 D.波光效应 9. 压电传感器的测量电路中前置放大器的作用有（）。 A. 消除电缆电容对灵敏度的影响 B. 减小测量误差 C. 把传感器的髙输入阻抗变换成低输入阻抗 D. 增加测量误差 10. 超声波的频率高，因而（），绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向传播。 A.波长短 B.波长长 C.速度慢 D.速度快 11. 能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，称为（）。 A.电感量 B.触发器 C.电动机 D.传感器 ）性能指标。 12. 线性度、重复性、精度和灵敏度属于传感器的（ A.动态 B.电源 C.线圈 D.静态 二、判断题（每小题2分，共16分） 13. 红外传感器是将红外辐射量的变化转换成非电量变化的器件。（） 14. 光电效应是指一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能量而发生了相 应的电效应现象。（） 15. 超声波是频率比声波頻率低的机械波。（） 16. 热释电探测器多用在非接触、被动式检测应用中。（） 17. 虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、 测量和自动化的应用技术。（） 18. 光电器件具有响应速度快，但可靠性较低的特点。（） 19. 结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性大是热电偶传感器的特点。（） 20. 智能传感器是集成化传感器与微处理机相结合的产物。（） 三、 简答题（每小题5分，共20分） 21. 磁电式传感器有何优点？ 22. 传感器按照工作原理来划分，可以分为几类？ 23. 常见的智能传感器有哪些？ 24. 利用热电偶传感器测量温度时，最重要的一个环节是什么？ 四、 综合题（每小題14分，共28分） 25. 电桥是传感器的常用转换电路，图中佑、&、&为固定电阻，治为随温度T变化的 电阻，即热敏电阻，电源电压Ux = 10UO 图1电桥测量电路 （1） 请指出上图是用于直流还是交流测量？ （2） 当室温为20C, Ri = 5Q、R2 = 8Q、R3 = 10Q时，此时热敏电阻R* = 160,此时电 桥是否达到平衡？ （3） 写出输出电压馬的表达式。 （4） 当室温发生变化时，Rx = 20D,求出此时输出电压0。为多少？（14分） 26. 以下是红外传感器测试系统框图，给出图中A、B、C、D四处的名称，并简要叙述 其在红外传感器测试系统中的工作过程。（14分） 图2红外传感器测试系统 试卷代号：1107 国家开放大学春季学期期末统一考试 传感器与测试技术试题答案及评分标准 （供参考） 一、 单项选择题（12小题，每小题3分，共36分） I. A 2. C 3. A 4. B 5. B 6. B 7. C 8. A 9. C 10.A II. D 12. D 二、 判断题（8小题，每小题2分，共16分） 13. X 14. V 15. X 16. V 17. V 18. X 19. X 20. J 三、 简答题（4小题，每小題5分，共20分） 21. 磁电式传感器有何优点？ 答：磁电式传感器直接从被测物体吸收机械能并转换成电信号输出，输出功率大，性能 穏定，工作不需要电源，调理电路简单，灵敏度较高，一般不需要高增益放大器。 22. 传感器按照工作原理来划分，可以分为几类？ 答：传感器按照工作原理来划分，可以分为应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感 器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等。 23. 常见的智能传感器有哪些？ 答：常见的智能传感器有微型传感器、模糊传感器和网络传感器等。 24. 利用热电偶传感器测量温度时，最重要的一个环节是什么？ 答：利用热电偶传感器测量温度时，热电势不仅与热端温度有关，而旦也与冷端温度有 关，因此，实际使用时必须进行冷端温度补偿。 四、 综合题（2小题，每小题14分，共28分） 25. 电桥是传感器的常用转换电路，图中死、/?2、只3。为固定电阻，Rx为随温度T变化 的电阻，即热敏电阻，电源电压Ux = 10VO a Ux 图1电桥测懺电路 （1）请指出上图是用于直流还是交流测量？ ⑵当室温为20C, % = 5Q、R2 = 8。、R3 = 10。时，此时热敏电阻& = 16。，此时电 桥是否达到平衡？ （3） 写出输出电压0。的表达式。 （4） 当室温发生变化时，Rx = 20Q,求出此时输出电压馬为多少？ （14分） 答：（1）是用于直流测量。（3分） （2） 根据直流电桥的平衡条件，经计算可得 & x & = 5 x 16 = 80; /?2 x % = 8 x 10 = 80,,即R】x Rx =/?2x/?3,满足了冃桥的平 衡条件，因此此时电桥平衡。（4分） （3） 根据电路可得： / =_£x_ 1 R\+R2 I = Ux 2 处+& "ab = ”R1 =RWx Al+/?2 RM R3+RX 由此可得出输出电压为: % =妇-如=（看-岛必（4分） （4）根据输出电压表达式，可得 喝=（烏一&）坂=（壽-詞x 1。= -512.8冲 输出电压为-512.8 muo （3分） 26.以下是红外传感器测试系统框图，给出图中A、B、C、D四处的名称，并简要叙述其 在红外传感器测试系统中的工作过程。（14分） 答：A—光学接收器 （2分） 光学接收器接受目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。 （1分） B—辐射调制器 （2分） 辐射调制器会将来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光。 （2分） C一红外探测器 （2分） 红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的探测器。 （1分） D一信号处理系统 （2分） 信号处理系统将探测的信号进行放大、滤波等处理，然后将这些信息转化成所需要的格式。 （2分）