长沙理工大学传感器原理及应用A试卷

1.1 传感器的基本特性通常用静态特性和动态特性来描述。当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输入-输入关系为频率响应特性。

1.2 传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出于输入的关系称为传感器的静态特性，其主要技术指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。

1.3 电阻式传感器是一种将位移转换成与其有一定的关系的电阻变化的机电传感元件。

1.4 振弦式传感器是以拉紧的钢弦作为传感元件，其固有频率与弦的张紧力的平方根成正比。

1.5 磁电式传感器是利用电磁发电将速度信号转换成感应电动势信号输出。

1.6 运动测量所涉及的基本物理量有长度和时间，它们的基本单位分别是米和秒。

1.7 光电编码器的常用编码方式有普通编码、增量编码、绝对编码三种。

1.8 激光与雷达测速的基本原理是多普勒效应。

1.9 基本滤波器可分为低通、高通、带通、带阻四种类型。

1.10 交、直流电桥平衡的条件是

二、选择题

2.1 通常用热电阻测量（C ） A. 电阻 B. 扭矩 C. 温度 D. 流量

2.2 影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（C ）

A. 导电材料电阻率的变化

B. 导电材料几何尺寸的变化

C. 导电材料物理性质的变化

D. 导电材料化学性质的变化

2.3 通常用电感式传感器测量（C ） A. 电压 B. 磁场强度 C. 位移 D. 压力

2.4 电涡流式传感器激磁线圈的电源是（C ）A. 直流 B. 工频交流 C. 高频交流 D. 低频交流

2.5 当变间隙式电容传感器两极板的初始距离d增加时，将引起传感器的（BD ）

A. 灵敏度增加

B. 灵敏度减小

C. 非线性误差增加

D. 非线性误差减小

2.6 压电式传感器目前多用于测量（BD ）

A. 静态的力或压力

B. 动态的力或压力

C. 速度

D. 加速度

三、应用分析题

3.1测量装置实现不失真测量的条件是什么？工程意义与理论意义上的不失真测试有何差别？

答：测试装置不失真测量的条件在时域的条件为：y(t)=Ax(t-τ)，频域条件为：A(ω)=常数,φ(ω)=-τω。理论上的测试不失真在实际仪表中基本不存在，工程意义上的不失真是指在容许误差范围内的测试不失真。

3.2 对压电式传感器，其电压放大器与电荷放大器有何差别？最好选用那种放大器？

答：电压放大器受传感器电缆的影响较大，而电荷放大器受传感器电缆的影响较小，几乎可以忽略。因此最好选用电荷放大器。

3.3 试画出振动加速度测量计算机数据采集系统的框图。

3.4 采用分压式测量电路测量的变阻式传感器，其输入输出关系呈出非线性，引起这种非线性的原因是什么？在何种条件可以得到近似线性关系?

答：引起这种非线性关系的根本原因是测量仪表的输入阻抗总是有限的。当测量仪表的输入阻抗远远大于变阻器的电阻值时，可以得到近似的线性关系。

3.5 调频与调幅两种调制方式中，哪一种方式的抗干扰的性能较好？为什么？

答：调频的干扰性能较好。因为外界信号与电磁场易于干扰信号的幅值，而难以干扰信号的频率。

1. 电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥是，不仅可以消除非线性误差，同时还能起到温度补偿的作用。

2. 螺线管式差动变压器传感器中，按线圈绕组排列方式的不同，分为一节式、二节式、三节式、四节式、五节式，通常采用三节式。

3. 电涡流传感器的整个测量系统由传感器和被测体两部分组成。利用两者的磁性耦合来完成测量任务。

4. 测量是借助专用的技术和设备，通过实验和计算方法，去的被测对象的某个量的大小和符号。

5. 常用的非线性电位器结构以变骨架式和变节足巨式居多。

6. 传感器一般由敏感元件和转换原件两个基本部分组成。

7. 工业上和计量部门常用的热电阻，我国统一设计的定型产品是铂热电阻和铜热电阻。

8. 分辨率是显示仪表能够检测到被测量最小变化的本领。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小分格值的一半；数字式仪表的分辨率规定为仪器最后一位的数字。

9. 螺线管式差动变压器的传感器的导磁外壳的功用主要是提供恒定磁强度。

10. 电阻应变片的初始电阻R0 是指应变片未粘贴时，在室温下测得的静态电阻。

11. 电涡流传感器工作时，被测物体电阻率ρ和相对导磁率μr 越小，则传感器的灵敏度越高。

12. 铜热电阻在一些测量精度要求不高，且温度较低的场合，用来测量-50~150 ℃范围的温度。

13. 闭磁路变隙式单线圈传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾的。

14. 电容式传感器中，变介电常数式多用于液位或片状材料厚度的测量。

15. 电涡流传感器的主体是激磁线圈，因而它的性能对整个测量系统的性能产生重要影响。

二、选择题

1. 用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（B ）

A. 接线方便

B. 减小引线电阻变化产生的测量误差

C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响

D. 减小桥路中电源对热电阻的影响

2.单线圈螺线管式电感传感器广泛用于测量（C ）

A. 大量程角位移

B. 小量程角位移

C. 大量程直线位移

D. 小量程直线位移

3.通常用电容式传感器测量位移（B ）

A. 电容量

B. 加速度

C. 电场强度

D. 交流电压

4. 通常用电涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和灵敏度，其激磁线圈（半径为r a）与被测物体间的距离x应该满足（B ）

A. r a ≈x

B. r a ＞＞x

C. r a ＜x

D. r a ＞x

5.应变片的主要参数有（AC ）

A. 初始电阻值

B. 额定电压

C. 允许工作电压

D. 额定功率

6.为了使螺线管差动变压器传感器具有较好的线性度，通常是（AC ）

A. 取测量范围为线圈骨架的1/10~1/4

B. 取测量范围为线圈骨架的1/2~2/3

C. 激磁电流频率采用中频

D. 激磁电流频率采用高频

三、简述振筒式传感器的工作原理

在振筒材料已定条件下，振筒的固有频率仅与振筒的刚度有关，而振筒的刚度在振筒形状和尺寸已定条件下仅与筒壁两边的压力差有关，当振筒外部压力恒定时，则振筒固有频率与被测压力呈单值函数关系。测量振筒频率的变化，即可确定筒内的被测压力值。