整理測(cè)試技術(shù)與信息處理--習(xí)題與答案

1、精品文檔精品文檔、判斷題(本題共 10 分，對(duì)則打“V” ,不對(duì)則打“X”)1壓電傳感器的電壓靈敏度及電荷靈敏度不受外電路的影響。( )2將傳感器做成差動(dòng)式可以提高靈敏度、改善非線性、實(shí)現(xiàn)某些補(bǔ)償。( )3壓電式傳感器在后接電荷放大器時(shí)，可基本消除電纜電容的影響，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變化 緩慢的被測(cè)量的測(cè)量。( )4只要保證兩組相對(duì)橋臂阻抗大小之積相等這一條件，就可使直流電橋及交流電橋達(dá)到平 衡。( )5磁電式傳感器由于存在運(yùn)動(dòng)部分，因此不能用于高頻測(cè)量。( )6測(cè)量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度高的金屬應(yīng)變片；測(cè)量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用靈敏度低的半導(dǎo) 體應(yīng)變片。()7由于霍爾式傳感器輸出的霍爾電勢(shì)與控制電流及所

2、處的磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積成正比，因此可 用作乘法器。( ) 8壓電式傳感器的電荷靈敏度與外電路(連接電纜、前置放大器)無(wú)關(guān)，電壓靈敏度則受 外電路的影響。 ( ) 9用差動(dòng)變壓器式電感傳感器測(cè)量位移時(shí)， 直接根據(jù)其輸出就能辨別被測(cè)位移的正負(fù)極性。( ) 10半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏度比金屬應(yīng)變片高， 線性和穩(wěn)定性也比后者好。 ( ) 11差動(dòng)螺管式自感傳感器與差動(dòng)變壓器式互感傳感器的結(jié)構(gòu)相似，都是把被測(cè)位移的變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓的變化。 ( ) 12由于線圈可以做得比較輕巧， 因此動(dòng)圈式磁電傳感器可以用來(lái)測(cè)量變化比較快的被測(cè)量， 而動(dòng)鐵式磁電傳感器則不能。( )13壓電式傳感器的電荷靈敏度只取決于壓電材料本

3、身，而電壓靈敏度則還與外電路的電氣特性有關(guān)。 ( ) 14測(cè)量小應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用金屬絲應(yīng)變片，測(cè)量大應(yīng)變時(shí)，應(yīng)選用半導(dǎo)體應(yīng)變片。 ( )15測(cè)量小應(yīng)變時(shí)， 應(yīng)選用靈敏度高的金屬絲應(yīng)變片，測(cè)量大應(yīng)變時(shí)， 應(yīng)選用靈敏度低的半 導(dǎo)體應(yīng)變片。 ( ) 16作為溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片應(yīng)和工作應(yīng)變片作相鄰橋臂且分別貼在與被測(cè)試件相同的置于同一溫度場(chǎng)的材料上。 ( )17交流電橋可測(cè)靜態(tài)應(yīng)變，也可測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變。18電荷放大器使壓電加速度計(jì)輸出的電荷量得到放大，由此而得電荷放大器的名稱。 ( )19由于存在橫向效應(yīng)， 所以用金屬絲應(yīng)變片單獨(dú)測(cè)定橫向應(yīng)變時(shí)， 其靈敏度比測(cè)定縱向應(yīng) 變要低。( ) 20接觸式測(cè)溫是基于熱平

4、衡原理進(jìn)行的， 非接觸式測(cè)溫是基于熱輻射原理進(jìn)行的。 ( )21同一材料構(gòu)成的熱電偶，即使兩端點(diǎn)溫度不等，也不會(huì)形成熱電勢(shì)。( )22壓電式傳感器與電壓放大器配合使用時(shí)，傳感器的靈敏度與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。( )精品文檔精品文檔二、填空1某些傳感器常做成差動(dòng)式使用，其優(yōu)點(diǎn)是（提高靈敏度 ），（ 改善非線性 ）和（ 實(shí)現(xiàn)某些補(bǔ)償 ）。2壓電式傳感器的后面可連接兩種測(cè)量電路，它們是（電壓放大器 ），（ 電荷放大器 ）。3金屬應(yīng)變片是基于材料的（ 應(yīng)變 ）效應(yīng)工作的，半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于材料的（ 壓阻 ） 效應(yīng)工作的，壓電傳感器是基于材料的（ 壓電 ）效應(yīng)工作的。4屬于結(jié)構(gòu)型傳感器的有（電感傳感器 ）、（

5、磁電傳感器 ）等，屬于物性型傳感器的有（ 壓電傳感器 ）、（ 霍爾傳感器等 ）。5出于負(fù)載效應(yīng)的考慮，壓電式加速度計(jì)的質(zhì)量應(yīng)盡可能地（小 ）。6光柵傳感器具有（ 平均 ）作用，它可基本上消除柵線刻劃誤差的影響。7差動(dòng)變壓器式傳感器是將被測(cè)位移量的變化轉(zhuǎn)換成線圈（互感系數(shù) ）的變化，通常兩個(gè)次級(jí)線圈要求（ 反串 ）連接。8用電容式傳感器測(cè)量液位、薄膜厚度等參數(shù)時(shí)，其型式屬于（變介質(zhì) ）。9壓電效應(yīng)有四種： （ 縱向壓電效應(yīng) ）、（ 橫向壓電效應(yīng) ）、（ 切向壓電效應(yīng) ）、（ 逆壓 電效應(yīng) ）。10熱電偶是基于某些金屬或半導(dǎo)體材料的（熱電 ）效應(yīng)工作的。11傳感器的作用是（ 感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換成

6、便于進(jìn)一步處理的電量或電參數(shù) ），它通 常由（ 敏感元件 ）元件和（ 轉(zhuǎn)換元件 ）元件兩部分組成。12在各種型式的電容傳感器中，以（ 變間隙 ）型電容傳感器的靈敏度最高。 13光電元件是基于半導(dǎo)體材料的（ 光電效應(yīng) ）效應(yīng)工作的。14壓電式傳感器在后接（ 電壓 ）放大器時(shí)，由于電路存在比較明顯的放電效應(yīng)，因此不 能對(duì)緩慢變化的被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量。15將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成敏感元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化的傳感器稱為（ 結(jié)構(gòu) ）型傳感器，利用敏感元件材料物理性質(zhì)的某一特點(diǎn)工作的傳感器稱為（ 物性 ）型傳感器。精品文檔精品文檔9.磁感應(yīng)測(cè)速傳感器中的速度線圈之所以用兩個(gè)線圈串聯(lián)而成，其作用主要為（）。A .提高傳

7、感器的靈敏度及改善線性；B .提高傳感器的靈敏度及改善頻響特性;三、選擇正確的答案填空。 （10 分）1. 半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于材料的（A .應(yīng)變效應(yīng)C.熱電效應(yīng)2.電容傳感器中靈敏度最高的是（A .極距變化型C.介質(zhì)變化型3. 為提高應(yīng)變電橋的靈敏度，可采?。ˋ .半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；C.適當(dāng)提高供橋電源的電壓；4.（）A .電感式C.磁電式5. 在電容傳感器的測(cè)量電路中， （）A .交流電橋C.運(yùn)算式電路6.電阻應(yīng)變片的靈敏度定義為（）。A .應(yīng)變片的電阻變化與應(yīng)變之比；C.應(yīng)變片的電阻變化與形變之比；7. 可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量的傳感器是（A .差動(dòng)變壓器C.變阻器式傳感器8. 下述

8、參量的測(cè)量屬于間接測(cè)量法的是（A .用天平測(cè)量物體質(zhì)量；C.聲級(jí)計(jì)測(cè)聲強(qiáng)級(jí)；）工作的。B .壓阻效應(yīng)D .壓電效應(yīng)）。B .面積變化型）。B .半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應(yīng)變片；D .增加應(yīng)變片的電阻值。傳感器屬于根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而工作的物性型傳感器。B .電容式D .壓電式可以使輸出電壓的幅值與傳感器極板間隙成正比。B .調(diào)頻電路B .應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變之比;D .應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化與形變之比。 ）。B .壓電傳感器D .渦流式傳感器）。B .用彈簧秤稱物體重量；D .線圈靶測(cè)速。精品文檔精品文檔C.改善傳感器的頻響特性及補(bǔ)償永久磁鐵在線圈鐵心垂直方向上的微小跳動(dòng)對(duì)感

9、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響；精品文檔精品文檔D.提高傳感器的靈敏度及補(bǔ)償永久磁鐵在線圈鐵心垂直方向上的微小跳動(dòng)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響;10壓電式加速度計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的工作頻率下限取決于（A 壓電測(cè)壓傳感器的力學(xué)系統(tǒng)的頻率特性;B .壓電晶體的電路特性;11.壓電加速度測(cè)量系統(tǒng)的工作頻率下限取決于（A .加速度力學(xué)系統(tǒng)的頻率特性;C.變阻器式;14.半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，其電阻的相對(duì)變化主要是由（15.壓電式加速度計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的工作頻率下限取決于（A .加速度計(jì)力學(xué)系統(tǒng)的頻率特性;C.電阻材料的電阻率的變化。18.壓電式傳感器最好采用電荷放大器的原因是（C.測(cè)量電路的時(shí)間常數(shù);D 放大器的時(shí)間常數(shù)。B

10、 .壓電晶體的電路特性;C 測(cè)量電路的時(shí)間常數(shù)。12.在光作用下，使物體的內(nèi)部產(chǎn)生定向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱（）效應(yīng)。A 內(nèi)光電;B .外光電;C.熱電;D .阻擋層光電13.（）傳感器是根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而工作的。A .差動(dòng)變壓器式;B 變間隙電容式;）引起。A .半導(dǎo)體電阻率的變化;B .半導(dǎo)體幾何尺寸的變化;C.貼片位置的溫度變化;D .供橋電源的變化。D .電壓式B .壓電晶體的電路特性;C .測(cè)量電路的時(shí)間常數(shù)。16.壓電式加速度傳感器的阻尼率一般為（A. 31;B.0.70731;C. 3=0.707;D. 30.70717.金屬絲應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件的應(yīng)變時(shí)，其電阻的相

11、對(duì)變化主要由（）引起的。A .貼片位置的溫度變化;B .電阻絲幾何尺寸的變化;精品文檔精品文檔19半導(dǎo)體應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，其電阻相對(duì)變化是由（）來(lái)決定的。A .變形；B .電阻率的變化；C.彈性模量的變化；D .泊松比的變化。20. （ ）傳感器是根據(jù)敏感元件材料本身的物理性質(zhì)變化而工作的。A .差動(dòng)變壓器式；B .變間隙電容式；C.變阻器式；D .電壓式。21.半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片在測(cè)量某一構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，其電阻的相對(duì)變化主要是由（）引起。A .半導(dǎo)體電阻率的變化；B .半導(dǎo)體幾何尺寸的變化；C.貼片位置的溫度變化；D 供橋電源的變化22.壓電式傳感器與一般電壓放大器連接使用時(shí)，中間要加一

12、級(jí)前置放大器，其主要作用是（ ） 。A .獲得高的放大倍數(shù)；B .實(shí)現(xiàn)高阻抗輸入、低阻抗輸出的變換；C.實(shí)現(xiàn)低阻抗輸入、高阻抗輸出的變換。A .使放大器的增益增大;B .非線性失真小;C.可忽略導(dǎo)線電容和分布電容;D .頻率特性特別好。精品文檔精品文檔四、簡(jiǎn)要回答下列問題。1. 什么是壓電效應(yīng)？具體有哪幾種壓電效應(yīng)？試畫出壓電傳感器完整的等效電路， 說明電 路中各符號(hào)所表示的參數(shù)。壓電傳感器后接的測(cè)量電路有哪兩種？各有何特點(diǎn)？ 答：某些物質(zhì)當(dāng)受到外力作用時(shí)， 其某些表面上會(huì)產(chǎn)生電荷。 當(dāng)外力去掉時(shí)， 又回到原來(lái) 的狀態(tài)，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱為壓電效應(yīng)。 若將這類物質(zhì)置于電場(chǎng)下， 其幾何尺寸也會(huì)發(fā)生

13、變 化，稱為逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)。壓電效應(yīng)有四種：縱向壓電效應(yīng)、橫向壓電效應(yīng)、切向壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)。 壓電傳感器完整的等效電路如下圖所示。2磁電式速度傳感器中， 速度線圈采取上下兩繞組相串聯(lián)的目的是什么？磁頭件與被測(cè)物體固緊時(shí)有何要求？答案：1） 串聯(lián)的作用：1使兩線圈的輸出疊加，提高系統(tǒng)靈敏度；2當(dāng)永磁體有彈跳時(shí)，保證其與兩線圈的距離和相等，可以消除彈跳引起的誤差。2）固緊要求：1連接件的質(zhì)量要小，剛度要大；2固緊剛度要大。 目的：提高系統(tǒng)固有頻率。3壓電測(cè)壓傳感器與電壓放大器相接時(shí)，為能測(cè)量靜態(tài)壓力信號(hào)（防止靜電泄漏） ，從放大器本身出發(fā)應(yīng)采取哪些措施？答案：為防止靜電泄露要做到：

14、1放大器本身的輸入阻抗要很高在10Q以上，一般采用 MOS 型場(chǎng)效應(yīng)管。2輸出阻抗要小，以達(dá)到阻抗變換的目的，一般采用射極輸出。3為防止電纜電容的影響，可以將放大器小型化，裝入傳感器之中。4輸入電容Ci要小，以提高靈敏度。4應(yīng)變筒式測(cè)壓傳感器與應(yīng)變管式測(cè)壓傳感器主要有哪些區(qū)別？（6 分）答案： 筒式應(yīng)變測(cè)壓傳感器的彈性元件是一只鉆了肓孔的圓筒內(nèi)部裝有測(cè)壓油。當(dāng)有壓力作用時(shí)，應(yīng)變片感受筒的周向應(yīng)變。管式應(yīng)變測(cè)壓傳感器的彈性元件是一只應(yīng)變管，它感受活塞上加載的集中應(yīng)力、發(fā)生 徑向形變，精品文檔精品文檔應(yīng)變片貼于徑向上。這種傳感器的固有頻率的筒式的高。精品文檔精品文檔1 某電容測(cè)微儀的傳感器為變間隙

15、式電容傳感器，其圓形極板半徑r = 4mm ,工作初始間隙“=0.3mm，問：工作時(shí)，如果傳感器的間隙變化二_1m，那么傳感器電容量變化多少？如果測(cè)量電路的靈敏度Si=100mV/pF，記錄儀的靈敏度為S2 =5格/mV，當(dāng)間隙變化仁二_1 5 時(shí)，記錄儀的指示變化多少？解：（1）變間隙式電容傳感器電容量的變化為C ,亠站10肝）二（410訃）2（1 卩怖）6o（0.3x10m）2153：4.943 10 F= 4.943 10 pF（2）根據(jù)的結(jié)論，有,；=（4.943 10 pF） （100mV/pF） （5 格 /mV）：2.5 格2.下圖為一多極板平板電容器（各極板電容并聯(lián)） ，極板之

16、間的有效作用區(qū)域?yàn)檎叫危?邊 長(zhǎng)a = 40mm，極板初始間距=0.2mm。若用此傳感器測(cè)量位移 x，試求此傳感器的靈 敏度（口 F/mm），畫出傳感器的輸入輸出特性曲線（極板間為空氣，；0=8.85 10J2F/m）。解:本傳感器可看成是三對(duì)相同的極板所構(gòu)成的平板電容器的并聯(lián)?？傠娙萘繛?3歸nA 3毎0a.C-C-為極板間距）OO精品文檔、.2精品文檔當(dāng)被測(cè)位移x使在、：0附近變化時(shí)，傳感器的靈敏度近似為dC3；a23 8.85 10(40 10 )2(0.2 漢 10)2=-1.062 10F/m = -1.062 10*2F/mm精品文檔精品文檔傳感器的輸入輸出特性曲線如下圖所示。3.（4 分） 以阻值R=120,靈敏度S=2.5的電阻絲應(yīng)變片與阻值為1201的固定電阻組 成電橋，供橋電壓為 4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000；時(shí)，分別求出單臂、雙臂電橋的輸出電壓。解：?jiǎn)伪郏?R1 R11上uyu0u0S u02.5 1000 104 - 2.5 10V (2 分)4R 4 R 44雙臂：UyR2Ru。16 32.5 1000 104 = 5 10V2(2 分)4.電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半