传感器与检测技术模拟试卷答案A

华东理工大学

《传感器与检测技术》模拟试卷答案A

试卷满分100分。考试时间120分钟。

（注意：全部答在答题纸上，答试卷上无效，试卷与答题纸分开交）

一、 填空题（共20分，每空1分）

1传感器的一般特性可分为 和 。静态特性，动态特性

2 金属丝的应变灵敏系数由两部分组成，前一部分由 引起；后一部分由 引起。金属丝的尺寸变化，电阻率的变化

3 电容传感器除了有极板间电容外，极板与周围物体也产生电容联系，称之为 ，对 传感器产生严重干扰，为此必须采用 措施，将电容器极板放置在金属壳体内，并将壳体与大地相连。寄生电容，静电屏蔽

4 电感传感器根据转换原理不同可分为 和 ，根据结构型式不同可分为 和 。自感式，互感式，气隙型，螺管型

5 对于差动变压器，使用桥式电路时，在零点仍有一个微小电压值存在，称为 。零点残余电压

6 压电式传感器的前置放大器有两种形式： 和 。电压放大器，电荷放大器

7 光学码盘式传感器是用光电方法把被测角位移转换成 形式表示的电信号的转换部件。数字代码

8 当光由光密物质出射至光疏物质时，发生折射，折射角大于入射角，这是 定理。斯乃尔

9 某电容式位移传感器，当被测位移变化量m x μ60=∆，相应输出电容变化量pF C 30=∆，其平均灵敏度为 ；用切线法求得性性度为1%。若现采用差动式电容结构，其灵敏度为 ，用切线法求得的线性度应为 。m pF μ/5.0，m pF μ/1，1‰ 二、 选择题（共10分，每题2分）

1 下列哪一项不属于传感器的静态特性？ B A 线性度 B 一阶响应 C 迟滞 D 重复性

2 单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象被称为 。C

A 霍尔效应

B 光电效应

C 压阻效应

D 压电效应 3 下列哪一项不是电涡流产生的必要条件？ D

A 存在交变磁场

B 导体置于交变磁场中

C 导体在磁场中运动

D 磁场足够大

4 设压电陶瓷内部原始极化强度为A ，极化处理后存在的剩余极化强度为

B ，则A 与B 相比 B 。

A A>

B B A

C A=B

D 两者无法比较 5 光栅传感器由 组成。A A 照明系统，光栅副，光电接收元件 B 光发送器，光栅副，光电接收元件 C 照明系统，指示光栅，光电接收元件 D 光发送器，指示光栅，照明系统

6 下列哪一种传感器不需要接辨别方向功能的电路？D

A 电容传感器

B 电感传感器

C 光栅传感器

D 光纤传感器

7 在振弦式传感器中，关于电流法激励的缺点，下面哪一项说法不正确？

B

A 振弦连续激励容易疲劳

B 不能连续测量被测量的变化

C 易产生温差

D 需考虑钢弦与外壳绝缘问题

8 将温度转换为 的热电式传感器叫 ，其工作原理基于热电

效应。A

A 电势，热电偶

B 电阻值，热电偶

C 电势，热电阻

D 电阻值，热电阻

9 关于磁敏二极管的说法，哪一个是正确的？C

A 磁敏二极管磁灵敏度远低于霍尔元件；反向偏置时两端电压受磁场作用变化很大。

B磁敏二极管磁灵敏度远低于霍尔元件；反向偏置时两端电压不会因磁场作用而有任何变化。

C磁敏二极管磁灵敏度远高于霍尔元件；反向偏置时两端电压不会因磁场作用而有任何变化。

D磁敏二极管磁灵敏度远高于霍尔元件；反向偏置时两端电压受磁场作用变化很大。

10下列哪一器件不属于光纤传感器的构成？B

A 光发生器

B 照明系统

C 光接收器

D 信号处理系统

三、判断对错并改正（共20分，每题2分）

1 迟滞现象反应了传感器机械结构和制造工艺上的缺陷。（）√

2 金属丝和半导体材料发生形变产生的效应原理相同。（）×一个是应变效应，一个是压阻效应

3 电容传感器的标定和测量必须在同样条件下进行，即线路中导线实际长度等条件在测试时和标定时应该一致。（）√

4 电感传感器的铁心一般工作在饱和状态下，其磁导率远大于空气的磁导率。（）×非饱和状态下

5 不同于，一般位移传感器，电涡流式位移传感器在电涡流整个波及范围内都能呈线性变换。（）×

6 晶体在沿着电轴方向的力作用下不产生压电效应。（）×光轴不产生压电效应

7 莫尔条纹方向与刻线方向平行。（）×垂直

8 光敏二极管在电路中通常工作在反向偏压状态。（）√

9 光纤通常由纤芯和包层两个同心圆柱的双层结构组成，光主要在包层内传输。（）×主要在纤芯内传输

10光纤在非功能型传感器中仅起导光作用。（）√

四、简答题（共20分，每题5分）

1. 简述惠斯通电桥的主要特点。

答案见教材P30。2. 热电偶冷端补偿方法有哪些？

3. 二进制码与循环码各有何特点？

4. 压电传感器能否检测静态信号？为什么？

五、计算题（共20分，每题10分）

1某温度传感器的微分方程式为3

62410

i

dQ

Q Q

dt

-

+=⨯，其中Q0为传感器输出(mv)，Q i为被测温度(℃)，试确定该温度传感器的时间常数和静态灵敏度系数。

解：其微分方程基本型式为X

b

Y

a

dt

dY

a

1

=

+，此式与微分方程比较可知：

1

6

3

2

a

s

a

τ===

3

3

410

210/

2

b

k mV C

a

-

-

⨯

===⨯︒

2 2. 有四个金属电阻应变片，其灵敏度K=2.5，R =120Ω，设工作时其应

变为800με，问一个ΔR是多少？若将应变片与4V供电的惠思登电桥组成回路，试求有应变时桥路输出电压是多少？

解：

Ω

=

⨯

⨯

⨯

=

=

∆

⇒

⨯

=

⨯

⨯

=

∆-

-

-24

.0

10

800

5.2

120

10

2

10

800

5.26

3

6ε

εRK

R

K

R

R

＝

若组成惠斯等全桥，且两个应变片横贴，两个竖贴，则有：

3

4

4

2

2

3

3

3

1

1

10

2

10

2

-

-

⨯

-

=

-

=

∆

=

∆

⨯

=

=

∆

=

∆

ε

ε

K

R

R

R

R

K

R

R

R

R

V

R

R

R

R

R

R

R

R

E

U3

4

4

3

3

2

2

1

1

10

8

4

-

⨯

=

⎪⎪

⎭

⎫

⎝

⎛∆

-

∆

+

∆

-

∆

=

六、设计说明题（共10分）

请用应变片完成电子秤的设计方案。给出测量系统组成框图及检测电路。