山大2007-2008學年第1學期檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)試題A卷及答案

1、山東大學20072008學年第1學期檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)A卷一填空題(每空1分，共15分)1如果所測試的信號隨時間周期變化或變化很快，這種測試稱為_測試。2測量誤差按表示方法分類分為_和_ _ _。3在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，_接法可以得到大靈敏度輸出。4熱電偶電動勢由_ _ _電勢和_ _ _電勢兩部分組成。5電渦流傳感器可分為_和_ _ _兩大類。6由一種勻質(zhì)導體所組成的閉合回路，不論導體的截面積如何及導體的各處溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢，這一定律被稱為熱電偶的_定律。7衡量傳感器的靜態(tài)特性的重要指標是 、 、重復性和遲滯等。8純金屬是制造熱電阻的主要材料，常用

2、熱電阻有_和_ _ _。9光敏電阻的光電流與光強之間關(guān)系，稱為光敏電阻的_ _ _。10光柵傳感器由光源、透鏡、光柵和_ _ _組成。二選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題后的括號內(nèi)。每小題1分，共15分)1電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為( )的輸出。A. 電阻 B. 電容 C. 電壓 D. 電荷2壓電式加速度傳感器是( )信號的傳感器。A. 適于測量任意 B. 適于測量直流 C. 適于測量緩變 D. 適于測量動態(tài)3對于電渦流傳感器的諧振測位移電路，當無金屬導體靠近時，其輸出電壓( )。A. 最大 B. 最小 C. 隨機變化 D. 中間點4 傳感器能感

3、知的輸入變化量越小， 表示傳感器的( )。A.線性度越好 B.遲滯越小 C.重復性越好 D.分辨力越高5電磁流量計消除正交干擾的方法常用（ ）和放大電路反饋補償兩種方式。A引線自動補償 B電橋電路 C感應電壓 D電磁感應6 屬于傳感器動態(tài)特性指標的是（ ）。A重復性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率7 固體半導體攝像元件CCD是一種( )。APN結(jié)光電二極管電路 BPNP型晶體管集成電路CMOS型晶體管開關(guān)集成電路 DNPN型晶體管集成電路8 測量微位移工作臺的位移量，可選用( )。A光柵傳感器 B電感傳感器 C電容傳感器 D應變傳感器9 對生產(chǎn)流水線上的塑料零件進行自動計數(shù)，可采用的傳感器為(

4、 )。A光電傳感器 B霍爾傳感器 C電容傳感器 D電感傳感器10家用空調(diào)中的測溫元件最好選用( )A熱電阻 B熱敏電阻 C熱電偶 D光敏電阻11（ ）是指儀表實測輸入輸出特性曲線對理想直線性輸入輸出特性曲線的近似程度。A線性度 B變差 C重復性 D再現(xiàn)性12反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差影響程度的是（ ）。A精密度 B準確度 C精確度 D精度數(shù)13光電器件的光譜特性是描述（ ）之間的關(guān)系。A光電流與電壓 B光電流與光照 C靈敏度與入射波長 D靈敏度與調(diào)制頻率14 壓電式傳感器可用于（ ）的動態(tài)測量。 A壓力 B溫度 C應力 D位移15（ ）傳感器屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。A應變式 B壓電式 C電容式 D電

5、感式三問答題(每小題6分，共30分)1(6分)敘述熱電偶中間導體定律，簡述此定律在實際應用中的作用。2(6分) 簡答壓電效應。3(6分) 簡答差壓式流量計的基本組成。4(6分)簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。5(6分) 簡答霍爾效應。四 應用題(每小題10分，共30分)1(10分) 試選用某種傳感器，設計測量車床主軸轉(zhuǎn)速的原理方案，并作簡要說明。2(10分) 請用電容傳感器測量液位高度，敘述測量系統(tǒng)構(gòu)成，測量原理和有關(guān)的測量公式。3(10分)應變片稱重傳感器，其彈性體為圓柱體，直徑為D10cm，材料彈性模量E2.051011 N/m2 ,用它稱50t重物體，若用電

6、阻絲式應變片，應變片的靈敏系數(shù)K2，R120，問電阻變化多少？五、原理分析題(10分)由熱電偶工作原理可知，熱電偶輸出熱電勢和工作端與冷端的溫差有關(guān)，在實際的測量過程中，要對熱電偶冷端溫度進行處理，經(jīng)常使用能自動補償冷端溫度波動的補償電橋，如圖所示，試分析此電路的工作原理參考答案：一填空題(每空1分，共15分)1動態(tài)2絕對誤差、 相對誤差3全橋差動電路4接觸、 溫差5高頻反射式、 低頻透射式6勻質(zhì)導體7線性度、 靈敏度8鉑熱電阻、 銅熱電阻9光照特性 10光電元件二選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題后的括號內(nèi)。每小題1分，共15分)1C；2D ；3A；4D；5A

7、； 6D；7C ；8A ；9A ；10B；11A；12B；13C；14A；15B 三問答題(每小題6分，共30分)1（6分）答：在熱電偶回路中接入第三種導體后，只要第三種導體兩端的溫度相同，就不會影響熱電偶回路的總熱電勢。這就是熱電偶的中間導體定律（3分）。 根據(jù)中間導體定律，可以在回路中引入各種儀表和連接導線，而不會對熱電勢有影響，同時也允許采用任意的焊接方法來焊制熱電偶。還可以采用開路熱電偶測量液態(tài)金屬和固體金屬表面的溫度（3分）。2（6分）答：某些電介質(zhì)物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生變形，并且在其表面上會產(chǎn)生電荷（3分），若將外力去掉時，它們又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱

8、為壓電效應（3分）。 3（6分）答：差壓式流量計由節(jié)流裝置、引壓導管和差壓變送器三部分組成（每部分2分）。4（6分）答：傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。（3分）傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。（3分）5（6分） 答：所謂霍爾效應是指若在一半導體薄片的兩端通以控制電流I，并在薄片垂直的方向上施加磁感應強度為B的磁場，則在垂直于電流和磁場方向上將產(chǎn)生電勢UH的現(xiàn)象,所產(chǎn)生的電動勢稱為霍爾電壓或霍爾電勢。四 應用題(每小題10分，共30分)1 （10分）答：本題目可以采用多種傳感器設計，

9、只要原理正確皆可得分。這里以渦流傳感器為例解答：在車床主軸上開z 個槽(或齒)，旁邊安裝一個電渦流傳感器（3分），當車床主軸轉(zhuǎn)動時，電渦流傳感器將周期性地改變輸出信號，此電壓經(jīng)過放大、整形可用頻率計指示出頻率數(shù)值為f（單位為Hz）（4分），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）為：（3分）2 （10分）答：采用如圖所示內(nèi)外圓筒分別作為電容的兩個極板組成電容傳感器，可以用于測量液位。液位為零時的初始電容為：（3分）（2分）電容與液位的關(guān)系為：（4分）可見，電容的改變量與液位h成正比例關(guān)系（1分）。3（10分）解：電阻絲應變： （5分）電阻變化（5分）五、原理分析題(10分)答：補償電橋法是一種利用電橋輸出電壓抵消熱電偶冷端溫度變化的溫度補償方法，圖中補償電橋與熱電偶冷端處在相同的溫度環(huán)境下，其中、用電阻溫度系數(shù)極小的錳銅絲繞制，且阻值相等，即；用銅導線繞制，作補償電阻(2分)。使用時，用延伸導線將熱電偶冷端延伸至補償電橋處，使補償電橋與熱電偶冷端感受同一溫度。選擇，使電橋處于平衡狀態(tài)，電橋輸出為零(2分)；當冷端溫度升高時，補償電阻阻值增加，電橋失去平衡，輸出電壓增大，而熱