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1、同济大学2008至2009学年第二学期传感器与检测技术期末考试试题A同济大学课程考核试卷（A卷）20082009学年第二学期命题教师签名：审核教师签名：课号：102214课名：传感器与检测技术考试考查：考试此卷选为：期中考试()、期终考试( )、重考()试卷年级专业学号姓名得分一、 选择题（每题2分，共24分）1.按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传感器可分为（）传感器。A温度型和速度型B物性型和结构型C机械型和电子型D能量转换型和能量控制型2.二阶传感器系统中，属于其动态特性的表征参数是（）。A线性度B灵敏度C超调量D漂移3.为了减小非线性误差，采用差动变隙式电感传感器，其灵敏度和单线圈式
2、传感器相比，()。A.降低二倍B.降低一倍C.提高二倍D.提高一倍4.电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加（）电路。A加法器B检波C相敏检波D鉴频5.若两个应变量变化完全相同的应变片接入测量电桥的相对桥臂，则电桥的输出将（）。A增大B减小C不变D可能增大，也可能减小6.压电传感器的等效电路，（）。A可以等效为电压源，不可等效为电荷源B可以等效为电压源，不可等效为电荷源C既不可等效为电压源，也不可等效为电荷源D既可等效为电压源，也可等效为电荷源7.电涡流在金属导体中的形成范围为（）A.传感器线圈外径附近B.传感器线圈内径附近C.表面D.表面且传
3、感器线圈外径附近8.光电耦合器件由发光元件和光电接收元件组成，（）。A.可实现电路隔离，不可进行电平转换B.不可实现电路隔离，可进行电平转换C.可实现电路隔离，可进行电平转换D.不可实现电路隔离，不可进行电平转换9.压电陶瓷与天然石英的压电性能比较，通常（）。A压电常数大，居里点低B压电常数小，居里点高C压电常数大，居里点高D压电常数和居里点都差不多10.应变式传感器用电桥做转换电路，理论上电桥输出带有非线性误差的是（）A单臂电桥B半桥C全桥D半桥和全桥11.对热电耦传感器，形成热电势的必要条件是：()A两种导体材料不同；节点所处的温度不同B两种导体材料相同；节点所处的温度不同；C两种导体材料
4、不同；节点所处的温度相同D两种导体材料相同；节点所处的温度相同12.在差动变压器实验中，当衔铁过零位时，输出电压()。A.幅值：变小，相位：不变B.幅值：大小大，相位：不变C.幅值：变大，相位:反相D.幅值：大小大，相位：反相二、填空题（每题2分，共16分）1传感器的输入输出特性指标可分为静态和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的_ _ _指标，而频率响应特性是传感器的指标。2旋转式编码器可以测量转轴的角位移，其中在任意位置都有固定的数字编码与位置对应，线数为360线的增量式编码器分辨力为_ _（角）度。3光电效应分为和两大类。4湿敏传感器的工作电源要求采用信号源。5霍尔元件一般采用材料。
5、6.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_ _。7热电偶电动势由_电动势和接触电动势两部分组成。8莫尔条文的光强度变化近似正弦变化，因此，便于将电信号作进一步细分，即采用技术三 简答题 （10分）1压电传感器分别用两片完全相同的压电元件串联（不同极性端互联）和单片使用，如图所示，所受压力相同，试比较其输出电压、电荷、电容的关系。(5分)2何为热电偶的热电效应？问如图所示的热电偶热电动势的组成，并写出回路总电势的表达式。三、如图所示差动式同心圆电容传感器，其可动极筒外径为r=9.8mm，固定极筒内径为R=10mm，上下遮盖长各为10mm时；试求电容值C1和C2。当供电电源频率为
6、60Hz时。求其容抗值。（10分）四、在你所做的形变实验系统中，采用弹性悬臂梁贴应变片的方法配合桥路测量位移。用千分尺读得位移数x值，然后记录单臂、半桥和全桥三种桥路的输出电压u。（20分）(1)简述何谓“应变效应”(2)画出三种桥路并说明各桥路之间测量灵敏度的关系。(3)画出此传感器的组成方块图并标出各部分组成名称。(4)若传感器静态方程近似u=ex,求用端基法在(0x1)区间拟合直线方程。五、有四个性能完全相同的应变片（K=2），将其贴在如图所示压力传感器圆板形感压膜片上。已知：膜片r=20mm，h=0.3mm，E=21011N/m2，=0.285。现将四个应变片组成全桥测量电路，桥路电源
7、U=6V，求：（20分）(1)确定应变片在感压膜片上的位置；(2)画出相应全桥测量电路图；(3)当被测压力为0.1Mpa时，求各应变片的应变值及桥路输出电压值；(4)该压力传感器是否具有温度补偿作用？为什么？(5)桥路输出量电压与被测压力之间是否存在线性关系？参考答案同济大学课程考核试卷（A卷）20082009学年第二学期命题教师签名：审核教师签名：课号：102214课名：传感器与检测技术考试考查：考试此卷选为：期中考试()、期终考试( )、重考()试卷年级专业学号姓名得分二、 选择题（每题2分，共24分）1.按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传感器可分为（D）传感器。A温度型和速度型B物性
8、型和结构型C机械型和电子型D能量转换型和能量控制型2.二阶传感器系统中，属于其动态特性的表征参数是（C）。A线性度B灵敏度C超调量D漂移3.为了减小非线性误差，采用差动变隙式电感传感器，其灵敏度和单线圈式传感器相比，(D)。A.降低二倍B.降低一倍C.提高二倍D.提高一倍4.电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加（C）电路。A加法器B检波C相敏检波D鉴频5.若两个应变量变化完全相同的应变片接入测量电桥的相对桥臂，则电桥的输出将（A）。A增大B减小C不变D可能增大，也可能减小6.压电传感器的等效电路，（D）。A可以等效为电压源，不可等效为电荷源B
9、可以等效为电压源，不可等效为电荷源C既不可等效为电压源，也不可等效为电荷源D既可等效为电压源，也可等效为电荷源7.电涡流在金属导体中的形成范围为（D）A.传感器线圈外径附近B.传感器线圈内径附近C.表面D.表面且传感器线圈外径附近8.光电耦合器件由发光元件和光电接收元件组成，（C）。A.可实现电路隔离，不可进行电平转换B.不可实现电路隔离，可进行电平转换C.可实现电路隔离，可进行电平转换D.不可实现电路隔离，不可进行电平转换9.压电陶瓷与天然石英的压电性能比较，通常（A）。A压电常数大，居里点低B压电常数小，居里点高C压电常数大，居里点高D压电常数和居里点都差不多10.应变式传感器用电桥做转换
10、电路，理论上电桥输出带有非线性误差的是（A）A单臂电桥B半桥C全桥D半桥和全桥11.对热电耦传感器，形成热电势的必要条件是：(A)A两种导体材料不同；节点所处的温度不同B两种导体材料相同；节点所处的温度不同；C两种导体材料不同；节点所处的温度相同D两种导体材料相同；节点所处的温度相同12.在差动变压器实验中，当衔铁过零位时，输出电压(D)。A.幅值：变小，相位：不变B.幅值：大小大，相位：不变C.幅值：变大，相位:反相D.幅值：大小大，相位：反相二、填空题（每题2分，共16分）1传感器的输入输出特性指标可分为静态和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的_ _静态_ _指标，而频率响应特性是传
11、感器的动态指标。2旋转式编码器可以测量转轴的角位移，其中绝对式编码器在任意位置都有固定的数字编码与位置对应，线数为360线的增量式编码器分辨力为_1_（角）度。3光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。4湿敏传感器的工作电源要求采用交流信号源。5霍尔元件一般采用半导体材料。6.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_金属_。7热电偶电动势由_温度差_电动势和接触电动势两部分组成。8莫尔条文的光强度变化近似正弦变化，因此，便于将电信号作进一步细分，即采用“倍频技术”技术三 简答题 （10分）1压电传感器分别用两片完全相同的压电元件串联（不同极性端互联）和单片使用，如图所示，所受
12、压力相同，试比较其输出电压、电荷、电容的关系。(5分)2何为热电偶的热电效应？问如图所示的热电偶热电动势的组成，并写出回路总电势的表达式。答：如图所示，两种不同性质的导体或半导体材料A、B串接成一个闭合回路，如果两接合点处的温度不同，即TT0，则在两导体间产生热电势，也称热电动势。同时在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。（2分）热电动势组成：两导体的接触电势单一导体的温差电势。（1分）三、（10分）如图所示差动式同心圆电容传感器，其可动极筒外径为r=9.8mm，固定极筒内径为R=10mm，上下遮盖长各为10mm时；试求电容值C1和C2。当供电电源频率为60Hz时。求其容抗值。（10分）解：C1= C2=2.75( pF)（5分）Z1=Z2=965(k)（5分）四、在你所做的形变实验系统中，采用弹性悬臂梁贴应变片的方法配合桥路测量位移。用千分尺读得位移数x值，然后记录单臂、半桥和全桥三种桥路的输出电压u。（20分）(1)简述何谓“应变效应”
