傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷及答案

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 成績(jī)： 一、填空題：（40分）1、傳感器是 _ 傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的 _ 和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的_ 以及相應(yīng)的 _ 組成。2、電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為 _ 材料和 _體材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 _ 形成的，而的電阻變化主要是由 _ 造成的。 材料傳感器的靈敏度較大。3、在變壓器式傳感器中，原方和副方互感M的大小與 成正比，與 _成正比，與磁回路中 _ 成反比，而單個(gè)空氣隙磁阻的大小可用公式 _ 表示。4、測(cè)量過(guò)程中存在著測(cè)量誤差，按性質(zhì)可被分為 _ 、 _ 、和 _ 三類(lèi)，其中 _ 可以通過(guò)對(duì)多

2、次測(cè)量結(jié)果求 _ 的方法來(lái)減小它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。5、光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 _現(xiàn)象，即 效應(yīng)， _ 傳感器屬于這一類(lèi)；第二類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 _ 現(xiàn)象，即 效應(yīng)。 傳感器屬于這一類(lèi)。第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 現(xiàn)象，即 _ 效應(yīng)， _ 傳感器屬于這一類(lèi)。6、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是由 _ 電勢(shì)和 _ 電勢(shì)組成。其表達(dá)式為Eab（T，T = ） _ 。在熱電偶溫度補(bǔ)償中，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法（即冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法）是把 _ 導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶配接。它的作用是 _ 。7、偏差式測(cè)量是指 _ 方法；零位測(cè)量是指 _ 方法；微差式測(cè)量是指 _ 方

3、法。二、問(wèn)答題：（25分）1、什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡(jiǎn)述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特就能夠滿(mǎn)足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性？（10分）2、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)熱產(chǎn)生的原理。（5分）3、分析應(yīng)變片式傳感器在使用單臂電橋測(cè)量電路時(shí)由于溫度變化而產(chǎn)生測(cè)量誤差的過(guò)程。（10分）三、分析、計(jì)算題：（35分）1、分析如圖1所示自感傳感器當(dāng)動(dòng)鐵心左右移動(dòng)（x1,x2發(fā)生變化時(shí)自感L變化情況。已知空氣所隙的長(zhǎng)度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導(dǎo)率為，線(xiàn)圈匝數(shù)W不變）。（10分）2、分析如圖2所示變介質(zhì)平板電容傳感器，電容（C）變化對(duì)液位變化（x）的靈敏度。已知長(zhǎng)方形極板的長(zhǎng)為l

4、，高為h，極板間距離為d，容器內(nèi)下面介質(zhì)的高度為x(x h)，介電常數(shù)為2，容器內(nèi)上面介質(zhì)的介電常數(shù)為1。（10分）3、設(shè)5次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體的最小估計(jì)區(qū)間。（5分）4、在對(duì)量程為10MPa的壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，傳感器輸出電壓值與壓力值之間的關(guān)系如下表所示，簡(jiǎn)述最小二乘法準(zhǔn)則的幾何意義，并討論下列電壓-壓力直線(xiàn)中哪一條最符合最小二乘法準(zhǔn)則？（10分）測(cè)量次數(shù)I12345壓力xi（MPa）245810電壓yi（V）10.04320.09330.15340.1

5、2850.072（1）y=5.00x-1.05（2）y=7.00x+0.09（3）y=50.00x-10.50（4）y=-5.00x-1.05答案（5）y=5.00x+0.07傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 成績(jī)： 一、填空題：（40分）1、傳感器是 能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件 以及相應(yīng)的 信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路 組成。2、電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為 _金屬_ 材料和_半導(dǎo)體_體材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng)_ 形成的，而的電阻變化

6、主要是由 _ 造成的。 材料傳感器的靈敏度較大。3、在變壓器式傳感器中，原方和副方互感M的大小與 繞組匝數(shù) 成正比，與 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通_成正比，與磁回路中 磁阻_ 成反比，而單個(gè)空氣隙磁阻的大小可用公式 _ 表示。4、測(cè)量過(guò)程中存在著測(cè)量誤差，按性質(zhì)可被分為 _絕對(duì)誤差_ 、 相對(duì)誤差 _ 、和 引用誤差 _ 三類(lèi)，其中 _絕對(duì)誤差_ 可以通過(guò)對(duì)多次測(cè)量結(jié)果求 平均 _ 的方法來(lái)減小它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。5、光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 _材料中電子溢出表面的_現(xiàn)象，即 外光電 效應(yīng)， _光電管以及光電倍增管_ 傳感器屬于這

7、一類(lèi)；第二類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 材料電阻率發(fā)生改變的 _ 現(xiàn)象，即 內(nèi)光電 效應(yīng)。 光敏電阻 傳感器屬于這一類(lèi)。第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下 光勢(shì)壘 現(xiàn)象，即 _光生伏特_ 效應(yīng)， 光敏二極管及光敏三極管_ 傳感器屬于這一類(lèi)。6、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成的，其表達(dá)式為Eab（T,To）=。在熱電偶溫度補(bǔ)償中，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法（即冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法）是在連接導(dǎo)線(xiàn) 和熱電偶之間，接入延長(zhǎng)線(xiàn)它的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定的地方，以減小冷端溫度變化的影響。7、偏差式測(cè)量是指測(cè)量過(guò)程中，用儀表指針的位移（即偏差）決定被測(cè)量的測(cè)量方法；零位測(cè)量是指測(cè)量

8、過(guò)程中，用指零儀表的零位指示，檢測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)；在測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)用已知的基準(zhǔn)量決定被測(cè)未知量的測(cè)量方法；微差式測(cè)量是指將被測(cè)的未知量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并取得差值，然后用偏差法測(cè)得此差值的 方法。二、問(wèn)答題：（25分）1、什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡(jiǎn)述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特就能夠滿(mǎn)足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性？（10分）答：傳感器的特性是指?jìng)鞲衅魉赜行再|(zhì)的總稱(chēng)。而傳感器的輸入輸出特性是其基本特性，一般把傳感器作為二端網(wǎng)絡(luò)研究時(shí)，輸入輸出特性是二端網(wǎng)絡(luò)的外部特性，即輸入量和輸出量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于輸入量的狀態(tài)（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)）不同分靜態(tài)特性和動(dòng)

9、態(tài)特性。靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)傳感器輸入-輸出特性。動(dòng)態(tài)特性指當(dāng)輸入量隨時(shí)間變化時(shí)傳感器的輸入-輸出特性?？梢詮臅r(shí)域和頻域來(lái)研究動(dòng)態(tài)特性2、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)熱產(chǎn)生的原理。（5分）答：一塊半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于薄片)中，當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí)，電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累。而前端面缺少電子，因此后端面帶負(fù)電，前端面帶正電，在前后端面形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)產(chǎn)生的力阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)當(dāng)兩力相平衡時(shí)，電子積累也平衡，這時(shí)在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，相應(yīng)的電勢(shì)稱(chēng)為霍爾電勢(shì)UH。3、分析應(yīng)變片式傳感器在使用單臂電橋測(cè)量電路時(shí)由于溫度

10、變化而產(chǎn)生測(cè)量誤差的過(guò)程。（10分）答：在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)（）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差。三、分析、計(jì)算題：（35分）1、分析如圖1所示自感傳感器當(dāng)動(dòng)鐵心左右移動(dòng)（x1,x2發(fā)生變化時(shí)自感L變化情況。已知空氣隙的長(zhǎng)度為x1和x2，空氣隙的面積為S，磁導(dǎo)率為，線(xiàn)圈匝數(shù)W不變）。（10分）解：， 又空氣隙的長(zhǎng)度x1和x2各自變，而其和不變，另其他變量都不變故L不變2、分析如圖2所示變介質(zhì)平板電容傳感器，電容（C）變化對(duì)液位變化（x）的靈敏度。已知長(zhǎng)方形極板的長(zhǎng)為l，高為h，極板間距離為d，容器內(nèi)下面介質(zhì)的高度為x(x h)，介電常數(shù)為2，容器內(nèi)上面介質(zhì)的介電常數(shù)為1。（10分）3、設(shè)5次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體的最小估計(jì)區(qū)間。（5分） 分別為-0.2 0 0.1 -0.1 0.24、在對(duì)量程為10MPa的壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，傳感器輸出電壓值與壓力值之間的關(guān)系如下表所示，簡(jiǎn)述最小二乘法準(zhǔn)則的幾何意義，并討論下列電壓-壓力直線(xiàn)中哪一條最符合最小二乘法準(zhǔn)則？（10分）測(cè)量次數(shù)I12345壓力xi（MPa）245810電壓yi（V）1