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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上同濟(jì)大學(xué)課程考核試卷(A卷)20082009學(xué)年第二學(xué)期命題教師簽名: 審核教師簽名:課號:課名:傳感器與檢測技術(shù) 考試考查:考試此卷選為:期中考試( )、期終考試( )、重考( )試卷年級 專業(yè) 學(xué)號 姓名 得分 一、 選擇題(每題2分,共24 分)1. 按敏感元件與被測對象之間的能量關(guān)系,傳感器可分為( )傳感器。A溫度型和速度型 B物性型和結(jié)構(gòu)型 C機(jī)械型和電子型 D能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型2. 二階傳感器系統(tǒng)中,屬于其動態(tài)特性的表征參數(shù)是( )。A線性度 B靈敏度 C超調(diào)量 D漂移3. 為了減小非線性誤差,采用差動變隙式電感傳感器,其靈敏度和單線圈式傳感器相比,
2、( )。A. 降低二倍 B. 降低一倍 C. 提高二倍 D. 提高一倍4. 電感式傳感器采用變壓器式交流電橋作為測量電路時,如想分辨出銜鐵位移的方向,則應(yīng)在電路中加( )電路。A加法器 B檢波 C相敏檢波 D鑒頻5. 若兩個應(yīng)變量變化完全相同的應(yīng)變片接入測量電橋的相對橋臂,則電橋的輸出將( )。A增大 B減小 C不變 D可能增大,也可能減小6. 壓電傳感器的等效電路,( )。A可以等效為電壓源,不可等效為電荷源 B可以等效為電壓源,不可等效為電荷源C既不可等效為電壓源,也不可等效為電荷源 D既可等效為電壓源,也可等效為電荷源7. 電渦流在金屬導(dǎo)體中的形成范圍為( )A.傳感器線圈外徑附近 B.
3、傳感器線圈內(nèi)徑附近 C.表面 D.表面且傳感器線圈外徑附近8. 光電耦合器件由發(fā)光元件和光電接收元件組成,( )。A. 可實現(xiàn)電路隔離,不可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 B. 不可實現(xiàn)電路隔離,可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換C. 可實現(xiàn)電路隔離,可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 D. 不可實現(xiàn)電路隔離,不可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換9. 壓電陶瓷與天然石英的壓電性能比較,通常( )。A壓電常數(shù)大,居里點低 B壓電常數(shù)小,居里點高 C壓電常數(shù)大,居里點高D壓電常數(shù)和居里點都差不多10. 應(yīng)變式傳感器用電橋做轉(zhuǎn)換電路,理論上電橋輸出帶有非線性誤差的是( )A單臂電橋 B半橋 C全橋 D半橋和全橋11. 對熱電耦傳感器,形成熱電勢的必要條件是: ( )A兩種導(dǎo)體
4、材料不同;節(jié)點所處的溫度不同 B兩種導(dǎo)體材料相同;節(jié)點所處的溫度不同;C兩種導(dǎo)體材料不同;節(jié)點所處的溫度相同 D兩種導(dǎo)體材料相同;節(jié)點所處的溫度相同12. 在差動變壓器實驗中,當(dāng)銜鐵過零位時,輸出電壓( )。A. 幅值:變小,相位:不變 B. 幅值:大小大,相位:不變C. 幅值:變大,相位:反相 D. 幅值:大小大,相位:反相二、 填空題(每題2分,共16分)1傳感器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為 靜態(tài) 和 動態(tài) 指標(biāo)兩大類,線性度和靈敏度是傳感器的_ _ _ _指標(biāo),而頻率響應(yīng)特性是傳感器的 指標(biāo)。2旋轉(zhuǎn)式編碼器可以測量轉(zhuǎn)軸的角位移,其中 在任意位置都有固定的數(shù)字編碼與位置對應(yīng),線數(shù)為360線的增
5、量式編碼器分辨力為_ _(角)度。3 光電效應(yīng)分為 和 兩大類。4 濕敏傳感器的工作電源要求采用 信號源。5 霍爾元件一般采用 材料。6.利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時,被測軸齒盤的材料必須是_ _ _。7熱電偶電動勢由 _電動勢和接觸電動勢兩部分組成。8莫爾條文的光強(qiáng)度變化近似正弦變化,因此,便于將電信號作進(jìn)一步細(xì)分,即采用 技術(shù)三 簡答題 (10分)1壓電傳感器分別用兩片完全相同的壓電元件串聯(lián)(不同極性端互聯(lián))和單片使用,如圖所示,所受壓力相同,試比較其輸出電壓、電荷、電容的關(guān)系。(5分)2何為熱電偶的熱電效應(yīng)?問如圖所示的熱電偶熱電動勢的組成,并寫出回路總電勢的表達(dá)式。三、如圖所示差動式
6、同心圓電容傳感器,其可動極筒外徑為r=9.8mm,固定極筒內(nèi)徑為R=10mm,上下遮蓋長各為10mm時;試求電容值C1和C2。當(dāng)供電電源頻率為60Hz時。求其容抗值。(10分)四、在你所做的形變實驗系統(tǒng)中,采用彈性懸臂梁貼應(yīng)變片的方法配合橋路測量位移。用千分尺讀得位移數(shù)x值,然后記錄單臂、半橋和全橋三種橋路的輸出電壓u。(20分)(1)簡述何謂“應(yīng)變效應(yīng)” (2)畫出三種橋路并說明各橋路之間測量靈敏度的關(guān)系。 (3)畫出此傳感器的組成方塊圖并標(biāo)出各部分組成名稱。 (4)若傳感器靜態(tài)方程近似u=ex,求用端基法在(0<x<1)區(qū)間擬合直線方程。 五、有四個性能完全相同的應(yīng)變片(K=2
7、),將其貼在如圖所示壓力傳感器圓板形感壓膜片上。已知:膜片r=20mm,h=0.3mm,E=2×1011N/m2,=0.285。現(xiàn)將四個應(yīng)變片組成全橋測量電路,橋路電源U=6V,求:(20分)(1) 確定應(yīng)變片在感壓膜片上的位置;(2) 畫出相應(yīng)全橋測量電路圖;(3) 當(dāng)被測壓力為0.1Mpa時,求各應(yīng)變片的應(yīng)變值及橋路輸出電壓值;(4) 該壓力傳感器是否具有溫度補(bǔ)償作用?為什么?(5) 橋路輸出量電壓與被測壓力之間是否存在線性關(guān)系?同濟(jì)大學(xué)課程考核試卷(A卷)20082009學(xué)年第二學(xué)期命題教師簽名: 審核教師簽名:課號:課名:傳感器與檢測技術(shù) 考試考查:考試此卷選為:期中考試(
8、)、期終考試( )、重考( )試卷年級 專業(yè) 學(xué)號 姓名 得分 二、 選擇題(每題2分,共24 分)1. 按敏感元件與被測對象之間的能量關(guān)系,傳感器可分為( D )傳感器。A溫度型和速度型 B物性型和結(jié)構(gòu)型 C機(jī)械型和電子型 D能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型2. 二階傳感器系統(tǒng)中,屬于其動態(tài)特性的表征參數(shù)是( C )。A線性度 B靈敏度 C超調(diào)量 D漂移3. 為了減小非線性誤差,采用差動變隙式電感傳感器,其靈敏度和單線圈式傳感器相比,( D )。A. 降低二倍 B. 降低一倍 C. 提高二倍 D. 提高一倍4. 電感式傳感器采用變壓器式交流電橋作為測量電路時,如想分辨出銜鐵位移的方向,則應(yīng)在電路中加(
9、 C )電路。A加法器 B檢波 C相敏檢波 D鑒頻5. 若兩個應(yīng)變量變化完全相同的應(yīng)變片接入測量電橋的相對橋臂,則電橋的輸出將( A )。A增大 B減小 C不變 D可能增大,也可能減小6. 壓電傳感器的等效電路,( D )。A可以等效為電壓源,不可等效為電荷源 B可以等效為電壓源,不可等效為電荷源C既不可等效為電壓源,也不可等效為電荷源 D既可等效為電壓源,也可等效為電荷源7. 電渦流在金屬導(dǎo)體中的形成范圍為( D )A.傳感器線圈外徑附近 B.傳感器線圈內(nèi)徑附近 C.表面 D.表面且傳感器線圈外徑附近8. 光電耦合器件由發(fā)光元件和光電接收元件組成,( C )。A. 可實現(xiàn)電路隔離,不可進(jìn)行電
10、平轉(zhuǎn)換 B. 不可實現(xiàn)電路隔離,可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換C. 可實現(xiàn)電路隔離,可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 D. 不可實現(xiàn)電路隔離,不可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換9. 壓電陶瓷與天然石英的壓電性能比較,通常( A )。A壓電常數(shù)大,居里點低 B壓電常數(shù)小,居里點高 C壓電常數(shù)大,居里點高D壓電常數(shù)和居里點都差不多10. 應(yīng)變式傳感器用電橋做轉(zhuǎn)換電路,理論上電橋輸出帶有非線性誤差的是( A )A單臂電橋 B半橋 C全橋 D半橋和全橋11. 對熱電耦傳感器,形成熱電勢的必要條件是: ( A )A兩種導(dǎo)體材料不同;節(jié)點所處的溫度不同 B兩種導(dǎo)體材料相同;節(jié)點所處的溫度不同;C兩種導(dǎo)體材料不同;節(jié)點所處的溫度相同 D兩種導(dǎo)體材料相同;節(jié)點
11、所處的溫度相同12. 在差動變壓器實驗中,當(dāng)銜鐵過零位時,輸出電壓( D )。A. 幅值:變小,相位:不變 B. 幅值:大小大,相位:不變C. 幅值:變大,相位:反相 D. 幅值:大小大,相位:反相三、 填空題(每題2分,共16分)1傳感器的輸入輸出特性指標(biāo)可分為 靜態(tài) 和 動態(tài) 指標(biāo)兩大類,線性度和靈敏度是傳感器的_ _靜態(tài)_ _指標(biāo),而頻率響應(yīng)特性是傳感器的 動態(tài) 指標(biāo)。2旋轉(zhuǎn)式編碼器可以測量轉(zhuǎn)軸的角位移,其中 絕對式編碼器 在任意位置都有固定的數(shù)字編碼與位置對應(yīng),線數(shù)為360線的增量式編碼器分辨力為_1_(角)度。6 光電效應(yīng)分為 內(nèi)光電效應(yīng) 和 外光電效應(yīng) 兩大類。7 濕敏傳感器的工作
12、電源要求采用 交流 信號源。8 霍爾元件一般采用 半導(dǎo)體 材料。6.利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時,被測軸齒盤的材料必須是_金屬_。7熱電偶電動勢由_溫度差_電動勢和接觸電動勢兩部分組成。8莫爾條文的光強(qiáng)度變化近似正弦變化,因此,便于將電信號作進(jìn)一步細(xì)分,即采用“倍頻技術(shù)”技術(shù)三 簡答題 (10分)1壓電傳感器分別用兩片完全相同的壓電元件串聯(lián)(不同極性端互聯(lián))和單片使用,如圖所示,所受壓力相同,試比較其輸出電壓、電荷、電容的關(guān)系。(5分)2何為熱電偶的熱電效應(yīng)?問如圖所示的熱電偶熱電動勢的組成,并寫出回路總電勢的表達(dá)式。答:如圖所示,兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A、B 串接成一個閉合回路,如
13、果兩接合點處的溫度不同,即TT0,則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生熱電勢,也稱熱電動勢。同時在回路中有一定大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。(2分)熱電動勢組成:兩導(dǎo)體的接觸電勢 單一導(dǎo)體的溫差電勢。(1分)三、(10分)如圖所示差動式同心圓電容傳感器,其可動極筒外徑為r=9.8mm,固定極筒內(nèi)徑為R=10mm,上下遮蓋長各為10mm時;試求電容值C1和C2。當(dāng)供電電源頻率為60Hz時。求其容抗值。(10分)RrC1C2解: C1 = C2 = =2.75( pF) (5分) Z1=Z2=965(k) (5分) 四、在你所做的形變實驗系統(tǒng)中,采用彈性懸臂梁貼應(yīng)變片的方法配合橋路測量位移。用千分尺讀得位移數(shù)x值
14、,然后記錄單臂、半橋和全橋三種橋路的輸出電壓u。(20分)(1)簡述何謂“應(yīng)變效應(yīng)” (4分)(2)畫出三種橋路并說明各橋路之間測量靈敏度的關(guān)系。 (6分)(3)畫出此傳感器的組成方塊圖并標(biāo)出各部分組成名稱。 (4分) (4)若傳感器靜態(tài)方程近似u=ex,求用端基法在(0<x<1)區(qū)間擬合直線方程。(6分)解答:(1)簡述何謂“應(yīng)變效應(yīng)” (4分)金屬電阻的相對變化與金屬應(yīng)變之間存在比例關(guān)系稱為金屬的電阻應(yīng)變效 應(yīng)。金屬絲的應(yīng)變靈敏系數(shù)物理意義為單位應(yīng)變引起的電阻相對變化。 (2)畫出三種橋路并說明各橋路之間測量靈敏度的關(guān)系。 (6分)A。BCDR1R2R3R4RgIgABCDR1
15、R2R3R4RgIgABCDR1R2R3R4RgIg K1=0.25E(R/R) K2=0.5E(R/R) K3=E(R/R) (3)畫出此傳感器的組成方塊圖并標(biāo)出各部分組成名稱。 敏感元件(懸臂梁)轉(zhuǎn)換元件(應(yīng)變片)測量電路(橋路)輔助電源工程量電量(4)若傳感器的靜態(tài)方程近似為 u = ex ,求用端基法在 (0 < x <1 )區(qū)間擬合直線方程。 (6分)U = a0+kx a0=1 k=(e-1)/(1-0)=1.78 U=1+1.78x 每小點2分五、綜合題(20分)有四個性能完全相同的應(yīng)變片(K=2),將其貼在如圖所示壓力傳感器圓板形感壓膜片上。已知:膜片r=20mm,h=0.3mm,E=2×1011N/m2,=0.285?,F(xiàn)將四個應(yīng)變片組成全橋測量電路,橋路電源U=6V,求:1) 確定應(yīng)變片在感壓膜片上的位置;2) 畫出相應(yīng)全橋測量電路圖;3) 當(dāng)被測壓力為0.1Mpa時,求各應(yīng)變片的應(yīng)變值及橋路輸出電壓值;4) 該壓力傳感器是否具有溫度補(bǔ)償作用?為什么?R1R2R3R45) 橋路輸出量電壓與被測壓力之間是否存在線性關(guān)系?解:(1)應(yīng)變片在感壓膜片上的位置如下圖所示:(4分) (2) 全橋測量電路圖(4分)ABCDR1R2R3R4RgIgR1R2R3R4 (3) 1=4=r|x=r = - = - = -1
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