全国自学考试历年试题及答案

2001年l0月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术 试卷(课程代码2202)本试卷共5页，满分100分，考试时间150分钟。

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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

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 ） 2．属于传感器动态特性指标的是（ D ）A ．压力B ．力矩C ．温度D ．厚度 A ．重复性 B ．线性度 C ．灵敏度 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 ）A ．光电式传感器B ．电容式传感器C ．压电式传感器D ．磁电式传感器 4．测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B ．变极距型C ．变介质型D ．容栅型 5．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 6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）A ．电缆的安装与固定方式B ．电缆的长度C ．前置放大器的输出阻抗D ．前置放大器的输入阻抗 7．固体半导体摄像元件CCD 是一种（ C ）A ．PN 结光电二极管电路B ．PNP 型晶体管集成电路C ．MOS 型晶体管开关集成电路D ．NPN 型晶体管集成电路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（ D ） A ．抑制共模噪声 B ．抑制差模噪声 C ．克服串扰 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△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn 应选为（ A ）A ．0.301B ．0.303C ．0.308D ．0.31510．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小输入电压信号为（ B ）U0M/2n =2.5/210A ．1.22mVB ．2.44mVC ．3.66mVD ．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（ Ａ）Ｐ１７６－１７７A ．周期偶函数B ．非周期偶函数C ．周期奇函数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（ Ｂ ）Ｐ１８４A ．2X(f 3) B ．23X(f 3) C ．23X(f) D ．2X(f)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。

13．对传感器进行动态____标定___的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

P1014．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__测量范围__的能力。

P615．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向___智能化____方向发展。

P11 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=__(△K0/K0)×100%____________。

17．为了测得比栅距W 更小的位移量，光栅传感器要采用_____细分______技术。

Ｐ１４９－１５０ 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______增大_______。

ｐ４９19．电容式压力传感器是变_____极距(或间隙) _____ 型的。

ｐ５３ 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1.8×105Mpa,其中压阻系数πL 为_________1×10－9_______Pa-1。

ｐ３８ ｋ＝ｄＲ／Ｒ／ε＝πL Ｅ21．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___微分法________。

Ｐ８２ 22．热敏电阻常数B 大于零的是_______负_________________温度系数的热敏电阻。

Ｐ９４ 23．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的_____对地低阻抗端(或接地端)_____。

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若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为_____ϕϕϕϕ1324+=+_____。

Ｐ１１８三、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。

Ｐ４３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荷成正比,电缆电容的影响小。

26．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：Ｐ２９－３０ （1）它由哪两个绕组组成？（2）鉴相式测量电路的作用是什么？（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。

27．简述压磁式扭矩仪的工作原理。

Ｐ４８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。

28．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。

Ｐ２８ 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．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。

Ｐ７８1）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R k 002545820020293==..(Ω）30．采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？Ｐ１４０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（本大题共3小题，每小题8分，共24分）31．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz ，测量齿盘的齿数Z=36，求： （1）被测轴的转速是每分钟多少转？（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？Ｐ６１（1）n f Z ==⨯=60607236120(/转分） （2）频率计的计数装置读数误差为±1个数字，对应的角位移为±1Z 转=±136转故其最大转速误差为±136（转/分） 32．一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200k Ω和10k Ω。

试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。

R R BT T R R e B T T T T =-=-0001111e x p [()]()或ｐ９４式中：R T 为温度T=t+273.15(K)时的热敏电阻的电阻值；R 0为温度T 0=t 0+273.15(K) 时的热敏电阻的电阻值；设t 0=20℃,T 0=t 0+273.15=293.15(K)。

则上式中的R 0即为所求的值。

根据题中所给条件，有2001100273150=-=+R B T T exp[()].T （1）10110027315100=-=+R B T T exp[()].T （2） （1）、（2）两式两边取对数有 ⇒=+-⨯ln()ln()(....)200293152731527315293150R Bln()ln()(....)10293153731537315293150=+-⨯R B⇒--=-⨯-⨯ln()ln()ln()ln()(....)(....)20010293152731527315293152931537315373152931500R R B B ⇒--=-⨯⨯ln()ln()ln()ln()..200102037315802731500R R ⇒----=-⨯⨯--⨯ln()ln()ln()ln()[ln()ln()]..(.)20010200203731580273152037315000R R R⇒--=-ln()ln()ln()ln().200102000254580R ⇒-=-ln()ln().[ln()ln()]200025458200100R⇒=-⇒=ln()ln()[ln()]ln()ln()..R R 002545800254582002020020因此该热敏电阻在20℃的电阻值为：33．求正弦信号x(t)=x0sin ωt 的自相关函数。

Ｐ１７６R x T x t x t dt T()lim ()()ττ=→∞+⎰T 10 =⋅+⎰10000T x t x t dt T sin sin[()]ωωτ 其中ωπ=20T 令ωθt = dt d =1ωθ R x d x x x ()sin sin()cos τπθθωτθωτ=+=⎰02020222五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）Ｐ１３８34．图示为电阻网络D/A 转换电路。

（1）写出电流i 与电压VREF 的关系式。

（2）若VREF=10V输入信号D3D2D1D0=1000， 试计算输出电压V0=？34．（1）V V D D D D REF043322110022222=-⨯⨯+⨯+⨯++() ∴=-=⨯⨯+⨯+⨯++i V R V RD D D D REF043322110022222()（2）当D 3D 2D 1D 0=1000时， V V 04310225=-⨯=-35．已知某信号的傅里叶级数展开式为试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。

Ｐ１７９直流分量A0＝0一次谐波分量A1＝4A π二次谐波分量A2＝0三次谐波分量A3＝4 3 A π四次谐波分量A4＝0五次谐波分量A5＝4 5 A π2002年l0月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术 试卷(课程代码2202)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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.属于传感器动态特性指标的是( Ａ )ｐ４A.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度 2.传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的( Ｄ )A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高 3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为( Ｂ )Ｐ９ A.±0.1% B.±0.01% C.±0.001% D.±0.0001% 4.感应同步器的作用是测量( Ｃ )ｐ２８A.电压B.电流C.位移D.相位差 5.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是( Ｂ )A.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.应变式传感器 6.极对数为4的永磁式交流测速发电机，当其轴与转速为600(转/分)的被测轴相连接时，则其输出交变电动势的频率为( Ａ )ｆ＝ｐｎ／６０ P58A.40HzB.300HzC.600HzD.2400Hz 7.视觉传感器的扫描部的主作用是( Ｃ )P77 A.聚成光学图像信号B.将光学图像信号转换成电信号C.将二维图像信号转换为时间序列一维信号D.抽出有效信号8.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测( Ｄ )P109A.温度B.温度差C.相对湿度D.绝对湿度 9.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为( Ｂ )P147A.采样时间B.保持时间C.采样周期D.缓冲时间 10.封装在光电隔离耦合器内部的是( Ｄ )Ｐ１５５A.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.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极管和一个光敏三极管 11.若周期信号x(t)的周期为T ，则其基波角频率为( Ｄ )A.T 2πB.T πC.T 2πD.T 112.已知信号x(t)与信号y(t)完全不相关，则该二信号的互相关系数满足( Ｄ )P177 A.ρxy(η)>1 B.ρxy(η)=1 C.0<ρxy(η)<1 D.ρxy(η)=0二、填空题(本大题共12小题，每小题1分，共12分)请在每小题的空格中填上正确答案。