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1、传感器与检测技术试题一、填空题（每空1分，共15分）1. 如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用 ON-OFF型微动开关_作为传感器。2. 红外图像传感器由红外敏感元件和 电子扫描电路组成。dR3在电阻应变片公式，=（1+2卩） +入E&中，入代表 。R4. 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 。5. 当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且输出电势的幅值由 所决定。6. 动态标定的目的，是检验测试传感器的 指标。7. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的标准信号发生器和 。8. 传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持 条件。9
2、. 热电偶电动势由 电动势和接触电动势两部分组成。10.S n02型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较 的微量气体。11. 有源滤波器由集成运放和 组成。12. 采用电源供电的电桥称为交流电桥。13. 多路模拟开关由和多路双向模拟开关组成。14. 为了提高检测系统的分辨率，需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行15. 若随机信号x（t）、y（t）的均值都为零，当t*时，它们的互相关函数Rxy（ t ）=二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中， 题干的括号内。每小题1分，共15分）1. 对压电式加速度传感器，希望其固有频率（A. 接近零C.尽量高些选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在
3、）B. 尽量低些D.任意）传感器可用于医疗上-50C150C之间的温度测量。A. 金属辐射式C. 半导体三极管3. 信号传输过程中，产生干扰的原因是A.信号是缓变的C.干扰的耦合通道B.热电偶D.比色计（ ）B.信号是快变的D.信号是交流的4. 差动电桥由环境温度变化引起的误差为（）A. 1旦2 R1B. S4 R1C.1 R1 E2 R1D.05. 概率密度函数提供了随机信号（A.沿频率轴分布C. 沿时域分布6. 非线性度是表示校准曲线（A.接近真值C.正反行程不重合）的信息。B.沿幅值域分布D.沿尺度分布）的程度。B.偏离拟合直线D.重复性7非周期信号的频谱是（）A.连续的C.基频的整数倍
4、8莫尔条纹光栅传感器的输出是（A.数字脉冲式C.调频式9. 半导体应变片具有（）等优点。A.灵敏度高C可靠性高10. 一阶系统的动态表征参数是（A.线性度C.阻尼比11. 常用于测量大位移的传感器有（A.感应同步器C.霍尔式B.离散的D.脉冲函数）B.调幅式D.正弦波B.温度稳定性好D.接口电路复杂 ）B.固有频率D.时间常数）B.应变电阻式D.涡流式12.将电阻应变片贴在（）A.质量块上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。B.导体C.弹性元件D.机器组件13.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率（）A.上升B.迅速下降C.保持不变14.结构型传感器是依靠传感器（A.材料物理特性
5、D.归零）的变化实现信号变换的。B.体积大小C.结构参数15.阻抗头是测量振动系统（A.振动位移D.电阻值）的拾振器。B.振动加速度C.激振力D.激振力及其响应三、问答题（每小题5分，共30分）1. 在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特 性？X1（t）=sin3 3 t, X2（t）=e-t, X3（t）=eSit, X4（t）= s （t）,1X5（t）=s in -14. 简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。5. 简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。6. 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要
6、优点是什么？涡流传感器能否测量大位移量？为什么？四、计算题(每小题8分，共24分)1. 已知测量齿轮齿数 Z=18，采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速(如图所示)。若测得输出电动势的交变频率为 24(Hz)，求：被测轴的转速 n(r/min)为多少？当分辨误差为土 1齿时， 转速测量误差是多少？2. 由RC组成无源低通滤波器，已知R=500( Q ), C=10(卩F),试求：(1) 截止频率fo,并画出该滤波器的幅频示意图。设输入信号x(t)=0.2cos 125.6t -，判断其是否在该滤波器的通频带内。43. 试绘出x(t)=2cos(2 n fot)+3的时域图和频域图。五、应用题(
7、每小题8分，共16分)1. 试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器。(1) 用简图说明该传感器的结构，并简要说明其作用原理；(2) 用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。2. 如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程中，径向力Py和切向力Pz大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动，现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的Pz。(1) 在图中标明应变片的位置及Pz的测量电桥。(2) 着力点移动对测量结果有无影响？为什么？传感器与检测技术试题参考答案、填空题(每空1分，共15分)I. ON-OFF型微动开关2电子扫描3材料压阻系数4. 金属5. 磁头所处的位置6. 动态性
8、能7. 标准测试系统8. 不失真测量9. 温度差10. 低II. RC网络12. 交流13. 地址译码器14. 细分15. 0、单项选择题(每小题1分，共15分)1.C2.C3.C4.D5.B6.B7.A8.A9.A10.D11.A12.C13.B14.C15.D三、问答题(每小题5分，共30分)1. 在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度， 非线性度，回程误差。2. 调频波波形频率f与中心频率fo和调制波幅值的关系f=foA f, f为频率偏移，与X(t) 幅值成正比。3. X1(t) x3(t) x5(t)周期函数，X2(t) x4(t)非周期函数4.1)
9、轴类零件受扭矩作用时，在其表面产生切应变，可通过测量该应变检测扭矩，如电 阻应变式扭矩传感器。2)弹性转轴受扭后，两端面的相对转角只与所承受的扭矩有关，且呈比例关系，可通 过测量扭转角测量扭矩，如电容式或光电式扭矩传感器。5.布置原则有：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；在复合载荷下测量，能消除相互干扰；(3) 考虑温度补偿作用；单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。6优点：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。四、计算题(每小题8分，共24分)1.(1)测量时，齿轮随工作轴一起转动，每转
10、过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，磁通也变化一次，因此，线圈感应电动势的变化频率f等于齿轮的齿数 Z与转速n的乘积。f=n Z/60=80(r/mi n)60f60 24n= =Z 181读数误差为土 1齿，所以应为转，即:18n=80丄18(r/mi n)2.(1)fo=12 RC50010 10 631.8(HZ)f1=1256 20(HZ) f02 2 0信号x(t)的频率在该滤波器的通频带内。3. 由于 1 S (f)33 S (f)又 2cos(2 n ft)S (f-f 0)+ S (f+f 0)根据傅里叶变换的线性叠加原理：2cos(2 n f0t)+3S (f-f 0)+3 S
11、 (f)+ S (f+f 0)时域图见图a,频域图见图bL x(t)X(f)一 Jt / iJiXZ車丄t%石f图蛊图b五、应用题(每小题8分，共16分)1.(1)传感器的结构如图a所示，它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座 等几部分组成。原理：被测力F通过传力块作用在弹性圆桶上，弹性圆桶的变形带动衔铁移动，使 双螺管线圈的电感量发生变化，从而实现力的测量。(2)电桥的接法如图b所示：2. (1)应变片(Ri、R2、R3、R4)粘贴位置如图a所示；测量电桥如图 b所示。(2)根据以上位置布片和电桥接法，着力点位置的变化不会影响Pz的大小，因为在顶尖上的分力Pzl、Pz2,Pz=Pzl + Pz2，由Pz1、Pz2引起的电阻Rl、R3的变化值之和保持不变，故Pz的测量不受着力点的移动而改变。图3
传感器与检测技术试题2说课讲解
