《自动检测技术及仪表》试卷A(闭卷)

《现代电气检测技术》期末试卷（闭卷）

一、填空题(每空1分)

1）热敏电阻按其电阻-温度特性可分为哪三类：，

，。

2）自感传感器工作时，并不是一个理想的纯电感L，还存在线圈的匝间电容和电缆线分布电容组成的并联寄生电容C。更换连接电缆后，会引起并联寄生电容C的改变，从而导致自感传感器的等效电感改变，因此在更换连接电缆后应重新校正或采用并联电容加以调整。

3）气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度。半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200℃～400℃，元件在加热开始时阻值急剧地下降，然后上升，一般经2～10分钟才达到稳定，称之为初始稳定状态，元件只有在达到初始稳定状态后才可用于气体检测。

4）涡流式传感器的一个主要优点是什么。

5）磁电式传感器有两种结构类型，分别是、。6）压电元件的串并联中，串联使压电传感器时间常数减少，电压灵敏度增大，适用于、的场合。

7）热电偶的冷端处理主要有哪些方式、

、。

8）能使光电材料产生光电子发射的光的最低频率称为，其值为。

9）光照引起PN结两端产生电动势的现象称为，光谱特性对和有重要意义。

10）光电式传感器中，的光电器件频率特性最差。频率特性较

好的是，其适合于在中检测。

11）霍尔传感器的灵敏度和线性度基本特性主要取决于它的和，采用可以消除和减小霍尔传感器的不等位电压。

12）绝对编码器的最小分辨率为，增量式编码器的最小分辨率为，光栅传感器中莫尔条纹之间的距离H为

13）光纤传感器中数值孔径NA是光纤一个基本参数，它反应了光纤的集光能力，其值为，按照光纤在传感器中的应用可将光纤传感器分为哪两类、。

14）常用的红外探测器主要有、两大类。

二、简答题（每题5分）

1、电测法具有哪些优点？

2、画出电容式传感器的等效电路图，并分析其等效电路，写出电容的实际

相对变化量为多少？

3、下图是差动变压器的接口电路，说明此电路什么能判别衔铁的移动方向

和大小？为什么能调整零点输出电压？

4、什么是压电效应？说明石英晶体的压电特性？

5、试证明热电偶的中间温度定律和标准电极定律？

6、采用霍尔元件测量时会产生温度误差，说明其原因，并说明可采用哪些

常用的温度补偿电路？

7、根据下面增量编码器的辨向环节的逻辑电路框图，说明增量编码器怎样

判别旋转方向的？

8、线性集成霍尔传感器与开关型集成霍尔传感器的应用场合有何不同？

二、计算题（每题10分）

1、在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴向和圆周方向各贴一片电阻为12Ω的金属应变片1R 和2R ，把这两应变片接入电桥，请画出电桥电路图，若钢的泊松

系数0.285μ=，应变片的灵敏系数k=2，电桥电源电压2U V =,当试件受轴向拉伸时，测得应变片1R 的电阻变化值10.48R ∆=Ω，试求（1）轴向应变量；（2）电桥的输出电压？

2、为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件?现用一等强度梁：有效长L=150mm ，固支处宽b=18mm ，厚h=5mm ，弹性模量E=2×105 N/mm2，贴上4片等阻值、K=2的电阻应变片，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问（1）悬臂量上如何布片？又如何接桥？为什么？（2）当输入电压为3V ，输出电压为2mV 时的称重量是多少？

3．现有S 分度热电偶和动圈仪组成的测温系统如图 所示，被 测温度已知为1000C ︒,仪表所处环境温度为30C ︒。现有二种方法产生指示温度，即：（1）将仪表机械零位调至30C ︒，然后通上热电动势产生指示；（2）先通上热电动势产生指示温度，然后读数温度加上30C ︒。试求哪种方法正确，相对误差为多少？

有S 分度表热电偶，热端温度为1600C ︒，冷端温度为50C ︒，则热电动势为多少mV? 若采用热端与冷端的温度差查分度表求热电动势会造成多少误差？

分别用变气隙式自感传感器和变极距型电容器设计一个纸页厚度测量电路，使输出电流或电压与纸厚成线性关系。

试用图 配接适当的测量电路构成电子吊车秤，并导出测量电路输出电压与被测重量的关系式。

1－电容动极板；2－电容定极板；3－绝缘材料；4－弹性体；5－极板支架

分析压电式加速度传感器的频率响应特性。又若测量电路的总电容C=1000pF ，总电阻500R M =Ω，传感器机械系统固有频率

030f kHz =，相对阻尼系数ξ=

求幅值误差在2%以内的使用频率范围。（前置放大器的实际输入电压srm U 与理想输入电压om U

之幅值比为

srm om U U =