傳感器課程試題匯總

-.z傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)仿真試題一單項(xiàng)選擇題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇和未選均不得分。1、以下不屬于按傳感器的工作原理進(jìn)展分類(lèi)的傳感器是〔B〕。A.應(yīng)變式傳感器B.化學(xué)型傳感器C.壓電式傳感器D.熱電式傳感器2、傳感器的以下指標(biāo)全部屬于靜態(tài)特性的是〔C〕A．線(xiàn)性度、靈敏度、阻尼系數(shù)B．幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差C．遲滯、重復(fù)性、漂移D．精度、時(shí)間常數(shù)、重復(fù)性3、測(cè)量者在處理誤差時(shí)，以下哪一種做法是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的〔A〕A．消除隨機(jī)誤差B．減小或消除系統(tǒng)誤差C．修正系統(tǒng)誤差D．剔除粗大誤差4、電感式傳感器采用變壓器式交流電橋測(cè)量電路時(shí)，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔C〕。A.銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，輸出電壓相位相反B.銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，輸出電壓隨銜鐵的位移而變化C.根據(jù)輸出的指示可以判斷位移的方向D.當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)5、關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接，以下說(shuō)確的是〔A〕A．與單片相比，并聯(lián)時(shí)電荷量增加1倍、電容量增加1倍、輸出電壓不變B.與單片相比，串聯(lián)時(shí)電荷量增加1倍、電容量增加1倍、輸出電壓增大1倍C．與單片相比，并聯(lián)時(shí)電荷量不變、電容量減半、輸出電壓增大1倍D.與單片相比，串聯(lián)時(shí)電荷量不變、電容量減半、輸出電壓不變6、在紅外技術(shù)中，一般將紅外輻射分為四個(gè)區(qū)域，即近紅外區(qū)、中紅外區(qū)、遠(yuǎn)紅外區(qū)和〔D〕。這里所說(shuō)的“遠(yuǎn)近〞是相對(duì)紅外輻射在電磁波譜中與可見(jiàn)光的距離而言。A.微波區(qū)B.微紅外區(qū)C.*射線(xiàn)區(qū)D.極遠(yuǎn)紅外區(qū)7、以下關(guān)于微波傳感器的說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔A〕A.可用普通電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器B.天線(xiàn)具有特殊構(gòu)造使發(fā)射的微波具有鋒利的方向性C.用電流—電壓特性呈非線(xiàn)性的電子元件做探測(cè)微波的敏感探頭D.可分為反射式和遮斷式兩類(lèi)8、假設(shè)超聲波傳感器垂直安裝在被測(cè)介質(zhì)底部，超聲波在被測(cè)介質(zhì)中的傳播速度為1480m/s，測(cè)量時(shí)間間隔為200usA．296mmB．C．74mm9、現(xiàn)有一個(gè)采用4位循環(huán)碼碼盤(pán)的光電式編碼器，碼盤(pán)的起始位置對(duì)應(yīng)的編碼是0011，終止位置對(duì)應(yīng)的編碼是0101，則該碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可能會(huì)是〔C〕A．45°B.60°C.90°D.120°10、用N型材料SnO2制成的氣敏電阻在空氣中經(jīng)加熱處于穩(wěn)定狀態(tài)后，與氧氣接觸后〔B〕A．電阻值變小B．電阻值變大C．電阻值不變D．不確定二、簡(jiǎn)答題〔本大題共5小題，每題6分，共30分〕1、什么是傳感器.傳感器的共性是什么.答：傳感器是能夠感受被測(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。傳感器是實(shí)現(xiàn)傳感功能的根本部件。傳感器的共性就是利用物理定律和物質(zhì)的物理、化學(xué)或生物特性，將非電量〔如位移、速度、加速度、力等〕轉(zhuǎn)換成電量〔電壓、電流、電容、電阻等〕。2、試推導(dǎo)差動(dòng)變隙式電感傳感器的靈敏度，并與單極式相比擬。答：設(shè)兩差動(dòng)線(xiàn)圈初始?xì)庀逗穸染鶠椋跏茧姼芯鶠?，且?dāng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)，則，∴當(dāng)時(shí)，∴靈敏度為：由此可見(jiàn)，與單極式相比，其靈敏度提高了一倍〔單極式為〕。3、結(jié)合以下圖說(shuō)明霍爾式微位移傳感器是如何實(shí)現(xiàn)微位移測(cè)量的.答：霍爾元件處于中間位置時(shí)，同時(shí)受到大小相等、方向相反的磁通作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0，因此霍爾元件輸出的霍爾電勢(shì)UH＝0，位移ΔZ=0。假設(shè)霍爾元件沿Z向移動(dòng)，在兩磁鐵中產(chǎn)生相對(duì)位移，霍爾元件感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度，，其量值大小反映出霍爾元件與磁鐵之間相對(duì)位置的變化量。所以，霍爾電勢(shì)UH與位移量ΔZ成線(xiàn)性關(guān)系，且霍爾電勢(shì)的極性反映了霍爾片的移動(dòng)方向〔位移方向〕。磁場(chǎng)變化率越大，靈敏度越高，可測(cè)1～2mm的小位移，動(dòng)態(tài)圍達(dá)5mm。4、光在光纖中是怎樣傳輸?shù)?對(duì)光纖及入射光的入射角有什么要求.答：光在同一種介質(zhì)中是直線(xiàn)傳播的，當(dāng)光線(xiàn)以不同的角度入射到光纖端面時(shí)，在端面發(fā)生折射進(jìn)入光纖后，又入射到折射率較大的光密介質(zhì)〔纖芯〕與折射率較小的光疏介質(zhì)〔包層〕的交界面，光線(xiàn)在該處有一局部投射到光疏介質(zhì)，一局部反射回光密介質(zhì)。對(duì)光纖的要包層和纖芯的折射率不同，且纖芯的折射率大于包層的折射率。對(duì)入射角的要入射角小于臨界角。5、簡(jiǎn)述計(jì)量光柵的構(gòu)造和根本原理。答：計(jì)量光柵傳感器的構(gòu)造包括兩個(gè)局部：光電轉(zhuǎn)換裝置和光柵數(shù)顯表，其中前者又包括以下四個(gè)局部：①主光柵(又稱(chēng)標(biāo)尺光柵)，均勻地刻劃有透光和不透光的線(xiàn)條；②指示光柵，刻有與主光柵同樣刻線(xiàn)密度的條紋；③光路系統(tǒng)，包括光源和透鏡；④光電元件。計(jì)量光柵主要利用了莫爾條紋現(xiàn)象。主光柵與指示光柵的柵線(xiàn)疊合在一起，中間保持很小的夾角，在大致垂直于柵線(xiàn)的方向上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱(chēng)為莫爾條紋。光柵測(cè)量原理就是以移動(dòng)的莫爾條紋的數(shù)量來(lái)確定位移量，其分辨率為光柵柵距。三、分析計(jì)算題〔本大題共3小題，每題10分，共30分〕注意：自動(dòng)化、電氣專(zhuān)業(yè)的學(xué)生第1小題必做，并從第2－4小題中選做兩個(gè)小題；測(cè)控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在4個(gè)小題中任選3個(gè)小題。1、銅電阻的電阻值與溫度之間的關(guān)系為，在不同溫度下，測(cè)得銅電阻的電阻值如下表所示。請(qǐng)用最小二乘法求0℃時(shí)的銅電阻的電阻值和銅電阻的電阻溫度系數(shù)。20.030.040.050.076.580.082.585.0解：誤差方程令，系數(shù)矩陣,直接測(cè)得值矩陣,被測(cè)量估計(jì)矩陣由最小二乘法：，則2、試計(jì)算*壓力傳感器的遲滯誤差和重復(fù)性誤差〔一組測(cè)試數(shù)據(jù)如下表示〕。行程輸入壓力〔×105Pa〕輸出電壓(mV)⑴⑵⑶正行程2.0190.9191.1191.34.0382.8383.2383.56.0575.8576.1576.68.0769.4769.8770.410.0963.9964.6965.2反行程10.0964.4965.1965.78.0770.6771.0771.46.0577.3577.4578.44.0384.1384.2384.72.0191.6191.6192.0解：①遲滯誤差：∵遲滯誤差A(yù)第一次測(cè)量：由所給數(shù)據(jù)可得，,∴B第二次測(cè)量：由所給數(shù)據(jù)可得，,∴C第三次測(cè)量：由所給數(shù)據(jù)可得，,∴②重復(fù)性誤差：由所給數(shù)據(jù)可得，正行程：，反行程：∴又∴重復(fù)性誤差3、電阻應(yīng)變片阻值為120，靈敏系數(shù)，沿縱向粘貼于直徑為的圓形鋼柱外表，鋼材的彈性模量，，〔1〕求鋼柱受拉力作用時(shí)應(yīng)變片電阻的變化量和相對(duì)變化量；〔2〕又假設(shè)應(yīng)變片沿鋼柱圓周方向粘貼，問(wèn)受同樣拉力作用時(shí)應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化量為多少.解：〔1〕〔2〕4、分度號(hào)為S的熱電偶冷端溫度為t0=20℃工作端溫度(℃)0204060708090熱電動(dòng)勢(shì)(mv)110010.75410.99111.22911.46711.58711.70711.827解：E〔t,t0〕=11.710E〔t,0℃〕=E(t,t0)+E(t0,011.710=E(t,0℃)-E(20℃,0)=E(t,所以E〔t,0℃〕查表：E(1180℃,0℃)=11.707mV,E(1190℃所以=1180℃+×10℃=1470℃綜合設(shè)計(jì)分析題〔本大題共20分〕如圖為二極管環(huán)形檢波測(cè)量電路。和為差動(dòng)式電容傳感器，為濾波電容，為負(fù)載電阻，為限流電阻，為正弦波信號(hào)源。設(shè)很大，并且，。(1)試分析此電路工作原理；(2)畫(huà)出輸出端電壓在三種情況下波形；(3)推導(dǎo)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。解：(1)工作原理：為交流信號(hào)源，在正、負(fù)半周電流的流程如下正半周：負(fù)半周：由以上分析可知：在一個(gè)周期，流經(jīng)負(fù)載的電流與有關(guān)，與有關(guān)。因此每個(gè)周期流過(guò)負(fù)載電流是的平均值，并隨和而變化。輸出電壓可以反映和的大小。(2)輸出端電壓在三種情況下波形如以下圖所示〔3〕因、，阻抗可忽略則很大，所以分母可忽略輸出電壓平均值為濾波系數(shù)傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)仿真試題二單項(xiàng)選擇題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇和未選均不得分。1、隨著人們對(duì)各項(xiàng)產(chǎn)品技術(shù)含量的要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面開(kāi)展，其中，典型的傳感器智能化構(gòu)造模式是〔B〕。A.傳感器＋通信技術(shù)B.傳感器＋微處理器C.傳感器＋多媒體技術(shù)D.傳感器＋計(jì)算機(jī)2、在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，如果影響和決定誤差大小的全部因素〔條件〕始終保持不變，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)展屢次重復(fù)測(cè)量，這樣的測(cè)量稱(chēng)為〔C〕A．組合測(cè)量B．靜態(tài)測(cè)量C．等精度測(cè)量D．零位式測(cè)量3、磁電式傳感器測(cè)量電路中引入積分電路是為了測(cè)量〔A〕。A．位移B．速度C．加速度D．光強(qiáng)4、一個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)為E0，當(dāng)翻開(kāi)其冷端串接與兩熱電極材料不同的第三根金屬導(dǎo)體時(shí)，假設(shè)保證已翻開(kāi)的冷端兩點(diǎn)的溫度與未翻開(kāi)時(shí)一樣，則回路中熱電勢(shì)〔

D〕。A．增加

B．減小C．增加或減小不能確定

D．不變

5、以下光電式傳感器中屬于有源光敏傳感器的是〔D〕。A.光電效應(yīng)傳感器B.紅外熱釋電探測(cè)器C.固體圖像傳感器D.光纖傳感器6、關(guān)于紅外傳感器，下述說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔D〕A.紅外傳感器是利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測(cè)量的一種傳感器B.紅外傳感器的核心器件是紅外探測(cè)器C.光子探測(cè)器在吸收紅外能量后，將直接產(chǎn)生電效應(yīng)D.為保持高靈敏度，熱探測(cè)器一般需要低溫冷卻7、以下關(guān)于微波傳感器的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔A〕A.不能用普通電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器B.不能用特殊構(gòu)造的天線(xiàn)發(fā)射微波C.用電流——電壓特性呈線(xiàn)性的電子元件做探測(cè)微波的敏感探頭D.分為反射式、遮斷式和繞射式三類(lèi)8、以下不屬于超聲波測(cè)流量的方法的有：〔D〕A.時(shí)差法B.相位差法C.頻率差法D.反射法9、一個(gè)6位的二進(jìn)制光電式編碼器，其測(cè)量精度約為〔A〕A．5.6°B.0.17°C．0.016°D.60°10、當(dāng)H2吸附到MoO2上時(shí)，以下說(shuō)確的是〔D〕。A.載流子數(shù)下降，電阻增加B.載流子數(shù)增加，電阻減小C.載流子數(shù)增加，電阻減小D.載流子數(shù)下降，電阻增加二、簡(jiǎn)答題〔本大題共5小題，每題6分，共30分〕1、什么是直接測(cè)量、間接測(cè)量和組合測(cè)量.答：直接測(cè)量：首先對(duì)與被測(cè)量有確切函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)展直接測(cè)量，然后通過(guò)的函數(shù)關(guān)系求出該未知量，即需要將被測(cè)量值經(jīng)過(guò)*種函數(shù)關(guān)系變換才能確定被測(cè)量值的測(cè)量方法。間接測(cè)量：測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，測(cè)量所需時(shí)間較長(zhǎng)，需要進(jìn)展計(jì)算才能得出最終的測(cè)量結(jié)果。組合測(cè)量：在測(cè)量中，使各個(gè)待求未知量和被測(cè)量經(jīng)不同的組合形式出現(xiàn)，根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所得到的被測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)解一組聯(lián)立方程求出未知量的數(shù)據(jù)的測(cè)量方法，即這種測(cè)量方法必須經(jīng)過(guò)求解聯(lián)立方程組才能得出最后結(jié)果。2、畫(huà)出壓電式元件的并聯(lián)接法，試述其輸出電壓、輸出電荷和輸出電容的關(guān)系，并說(shuō)明它的適用場(chǎng)合.答：從作用力看，壓電元件是串接的，因而每片受到的作用力一樣、產(chǎn)生的變形和電荷數(shù)量大小都與單片時(shí)一樣。并聯(lián)接法如圖與單片相比，外力作用下正負(fù)電極上的電荷量增加了1倍，電容量也增加了1倍，輸出電壓與單片時(shí)一樣。并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，時(shí)間常數(shù)大，適宜用在測(cè)量慢變信號(hào)并且以電荷作為輸出量的場(chǎng)合。3、熱電偶冷端溫度對(duì)熱電偶的熱電勢(shì)有什么影響.為消除冷端溫度影響可采用哪些措施.答：由熱電偶的測(cè)溫原理可以知道，熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)大小與兩端溫度有關(guān)，熱電偶的輸出電動(dòng)勢(shì)只有在冷端溫度不變的條件下，才與工作溫度成單值函數(shù)關(guān)系。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于熱電偶冷端離工作端很近，且又處于大氣中，其溫度受到測(cè)量對(duì)象和周?chē)h(huán)境溫度波動(dòng)的影響，因而冷端溫度難以保持恒定，這樣會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。為消除冷端溫度影響，常用的措施有：①補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法：將熱電偶配接與其具有一樣熱電特性的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)，使自由端遠(yuǎn)離工作端，放置到恒溫或溫度波動(dòng)較小的地方。②冷端恒溫法：把熱電偶的冷端置于*些溫度不變的裝置中，以保證冷端溫度不受熱端測(cè)量溫度的影響。③冷端溫度校正法。④自動(dòng)補(bǔ)償法。4、什么是全反射.光纖的數(shù)值孔徑有何意義.答：當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，光線(xiàn)就不會(huì)透過(guò)其界面而全部反射到光密介質(zhì)部，即發(fā)生全反射。光纖的數(shù)值孔徑是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，它能反映光纖的集光能力，光纖的NA越大，外表它可以在較大入射角圍輸入全反射光，集光能力就越強(qiáng)，光纖與光源的耦合越容易，且保證實(shí)現(xiàn)全反射向前傳播。但NA越大，光信號(hào)的畸變也越大，所以要適中選擇NA的大小。5、透射式光柵傳感器的莫爾條紋是怎樣產(chǎn)生的.條紋間距、柵距和夾角的關(guān)系是什么.答：①把兩塊柵距相等的光柵〔光柵1、光柵2〕疊合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線(xiàn)之間形成一個(gè)很小的夾角θ，這樣就可以看到在近于垂直柵線(xiàn)方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，這些條紋叫莫爾條紋。在d-d線(xiàn)上，兩塊光柵的柵線(xiàn)重合，透光面積最大，形成條紋的亮帶，它是由一系列四棱形圖案構(gòu)成的；在f-f線(xiàn)上，兩塊光柵的柵線(xiàn)錯(cuò)開(kāi)，形成條紋的暗帶，它是由一些黑色叉線(xiàn)圖案組成的。因此莫爾條紋的形成是由兩塊光柵的遮光和透光效應(yīng)形成的。②莫爾條紋的間距BH與兩光柵線(xiàn)紋夾角θ之間的關(guān)系為：三、分析計(jì)算題〔本大題共3小題，每題10分，共30分〕注意：自動(dòng)化、電氣專(zhuān)業(yè)的學(xué)生第1小題必做，并從第2－4小題中選做兩個(gè)小題；測(cè)控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在4個(gè)小題中任選3個(gè)小題。1、*金屬棒的長(zhǎng)度和溫度之間的關(guān)系為。在不同溫度下，測(cè)得該金屬棒的長(zhǎng)度如下表所示。請(qǐng)用最小二乘法估計(jì)0℃時(shí)金屬棒的長(zhǎng)度和金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)。10.040.070.0100.020.021.023.024.0解：誤差方程令，系數(shù)矩陣,直接測(cè)得值矩陣,被測(cè)量估計(jì)矩陣由最小二乘法：，則2、當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度為,測(cè)溫傳感器示值溫度為時(shí)，有以下方程式成立：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃時(shí)，測(cè)溫傳感器時(shí)間常數(shù)，試確定經(jīng)過(guò)480s后的動(dòng)態(tài)誤差。解：把輸入看作從0到275的階躍輸入信號(hào)，則；輸入信號(hào)的拉氏變換為:又即進(jìn)展拉氏反變換后，有動(dòng)態(tài)誤差〔℃〕3、有一吊車(chē)的拉力傳感器如右圖所示。其中電阻應(yīng)變片R1、R2、R3、R4貼在等截面軸上。R1、R2、R3、R4標(biāo)稱(chēng)阻值均為120Ω，橋路電壓為2V，物重m引起R1、R2變化增量為1.2Ω。

1)畫(huà)出應(yīng)變片組成的電橋電路。計(jì)算出測(cè)得的輸出電壓和電橋輸出靈敏度。說(shuō)明R3、R4起到什么作用.解：①應(yīng)變片組成半橋電路：②③R3、R4可以進(jìn)展溫度補(bǔ)償。4、有一臺(tái)變極距非接觸式電容測(cè)微儀，其極板間的極限半徑r=4mm，假設(shè)與被測(cè)工件的初始間隙δ=03mm，試求：

1)假設(shè)極板與工件的間隙變化量Δδ=±10μm時(shí)，電容變化量為多少?2)假設(shè)測(cè)量電路的靈敏度K=100mV/pF，則在Δδ=±1μm時(shí)的輸出電壓為多少?解：1〕2〕，輸出電容變化為444.8pF綜合設(shè)計(jì)分析題〔本大題共20分〕。假設(shè)要你需要用差動(dòng)變壓器式加速度傳感器來(lái)測(cè)量*測(cè)試平臺(tái)振動(dòng)的加速度。請(qǐng)你：〔1〕設(shè)計(jì)出該測(cè)量系統(tǒng)的框圖，并作必要的標(biāo)注或說(shuō)明；〔2〕畫(huà)出你所選用的差動(dòng)變壓器式加速度傳感器的原理圖，并簡(jiǎn)述其根本工作原理；〔3〕給出差動(dòng)變壓器式加速度的測(cè)量電路圖，并從工作原理上詳細(xì)說(shuō)明它是如何實(shí)現(xiàn)既能測(cè)量加速度的大小，又能區(qū)分加速度的方向的。解：〔1〕測(cè)試平臺(tái)振動(dòng)加速度的測(cè)量系統(tǒng)框圖〔2〕差動(dòng)變壓器式加速度傳感器的原理圖〔3〕差動(dòng)變壓器式加速度的測(cè)量電路圖為了到達(dá)能區(qū)分移動(dòng)方向和消除零點(diǎn)剩余電壓的目的，實(shí)際測(cè)量時(shí)，常常采用差動(dòng)整流電路或相敏檢波電路。法一：差動(dòng)整流電路把差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)輸出電壓分別整流，然后將整流的電壓或電流的差值作為輸出。下面給出全波電壓輸出的差動(dòng)整流電路：全波電壓輸出的差動(dòng)整流電路圖從上圖電路構(gòu)造可知，不管兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的輸出瞬時(shí)電壓極性如何，流經(jīng)電容C1的電流方向總是從2到4，流經(jīng)電容C2的電流方向總是從6到8，故整流電路的輸出電壓為當(dāng)銜鐵在零位時(shí)，因?yàn)閁24=U68，所以U2=0；當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí)，因?yàn)閁24>U68，則U2>0；而當(dāng)銜鐵在零位以下時(shí)，則有U24<U68，則U2<0。U2的有效值大小反映了位移的大小，從而利用①式可以反求加速度的大??；U2正負(fù)表示銜鐵位移的方向，即振動(dòng)的加速度方向。法二：相敏檢波電路輸入信號(hào)u2(差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓)通過(guò)變壓器T1加到環(huán)形電橋的一個(gè)對(duì)角線(xiàn)上。參考信號(hào)us通過(guò)變壓器T2加到環(huán)形電橋的另一個(gè)對(duì)角線(xiàn)上。輸出信號(hào)uo從變壓器T1與T2的中心抽頭引出。平衡電阻R起限流作用，以防止二極管導(dǎo)通時(shí)變壓器T2的次級(jí)電流過(guò)大。RL為負(fù)載電阻。us的幅值要遠(yuǎn)大于輸入信號(hào)u2的幅值，以便有效控制四個(gè)二極管的導(dǎo)通狀態(tài)，且us和差動(dòng)變壓器式傳感器激磁電壓u1由同一振蕩器供電，保證二者同頻同相〔或反相〕。根據(jù)變壓器的工作原理，考慮到O、M分別為變壓器T1、T2的中心抽頭，則采用電路分析的根本方法，可求得圖4-19〔b〕所示電路的輸出電壓uo的表達(dá)式當(dāng)u2與us均為負(fù)半周時(shí)：二極管VD2、VD3截止，VD1、VD4導(dǎo)通。其等效電路如圖4-19〔c〕所示。輸出電壓uo表達(dá)式與式〔4-38〕一樣。說(shuō)明只要位移Δ*>0，不管u2與us是正半周還是負(fù)半周，負(fù)載電阻RL兩端得到的電壓uo始終為正。當(dāng)Δ*<0時(shí)：u2與us為同頻反相。不管u2與us是正半周還是負(fù)半周，負(fù)載電阻RL兩端得到的輸出電壓uo表達(dá)式總是為波形圖〔a〕被測(cè)位移變化波形圖;〔b〕差動(dòng)變壓器激磁電壓波形;〔c〕差動(dòng)變壓器輸出電壓波形(d)相敏檢波解調(diào)電壓波形；(e)相敏檢波輸出電壓波形U2的有效值大小反映了位移的大小，從而利用①式可以反求加速度的大?。籙2正負(fù)表示銜鐵位移的方向，即振動(dòng)的加速度方向。傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)仿真試題三單項(xiàng)選擇題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇和未選均不得分。1、傳感技術(shù)與信息學(xué)科嚴(yán)密相連，是〔C〕和自動(dòng)轉(zhuǎn)換技術(shù)的總稱(chēng)。A.自動(dòng)調(diào)節(jié)B.自動(dòng)測(cè)量C.自動(dòng)檢測(cè)D.信息獲取2、以下測(cè)量方法屬于組合測(cè)量的是〔D〕。A.用電流表測(cè)量電路的電流B.用彈簧管壓力表測(cè)量壓力C.用電壓表和電流表測(cè)量功率D.用電阻值與溫度關(guān)系測(cè)量電阻溫度系數(shù)3、傳感器的靜態(tài)特性，是指當(dāng)傳感器輸入、輸出不隨(A)變化時(shí)，其輸出-輸入的特性。A.時(shí)間B.被測(cè)量C.環(huán)境D.地理位置4、*溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)秒的一階系統(tǒng)，當(dāng)受到突變溫度作用后，傳感器輸出指示溫差的三分之一所需的時(shí)間為〔C〕秒A．3B．1C．1.2D．1/35、利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線(xiàn)性誤差小〔C〕。A．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化一樣的工作應(yīng)變片6、以下說(shuō)確的是〔D〕。A.差動(dòng)整流電路可以消除零點(diǎn)剩余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。B.差動(dòng)整流電路可以判斷銜鐵的位置，但不能判斷運(yùn)動(dòng)的方向。C.相敏檢波電路可以判斷位移的大小，但不能判斷位移的方向。D.相敏檢波電路可以判斷位移的大小，也可以判斷位移的方向。7、以下對(duì)紅外傳感器的描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔C〕。A.紅外輻射是一種人眼不可見(jiàn)的光線(xiàn)B.紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)圍大致在0.76~1000μm之間C.紅外線(xiàn)是電磁波的一種形式，但不具備反射、折射特性D.紅外傳感器是利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測(cè)量的一種傳感器。8、微波傳感器測(cè)量物體含水量主要利用下述微波的哪一個(gè)特點(diǎn)〔D〕A.微波波長(zhǎng)很短，頻率很高B.水對(duì)微波的反射作用很強(qiáng)C.微波的傳輸特性很好D.水對(duì)微波的吸收作用很強(qiáng)9、在理想介質(zhì)中，超聲波的衰減來(lái)自于超聲波的〔A〕。A.擴(kuò)散B.散射C.吸收D.投射10、半導(dǎo)體氣體傳感器，是利用半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸，造成〔D〕發(fā)生變化，借此檢測(cè)特定氣體的成分及其濃度。A.半導(dǎo)體電阻B.半導(dǎo)體上電流C.半導(dǎo)體上電壓D.半導(dǎo)體性質(zhì)二、簡(jiǎn)答題〔本大題共5小題，每題6分，共30分〕1、解釋什么是傳感器.傳感器的根本組成包括哪兩大局部.這兩大局部各自起什么作用.答：傳感器是能感受被測(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。傳感器的根本組成包括敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩局部。敏感元件是傳感器中能直接感受〔或響應(yīng)〕被測(cè)信息〔非電量〕的元件，起檢測(cè)作用。轉(zhuǎn)換元件則是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性母惺堋不蝽憫?yīng)〕信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的局部，起轉(zhuǎn)換作用。2、什么叫正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng).什么叫縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng).答：正壓電效益就是對(duì)*些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時(shí)，其部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。當(dāng)在片狀壓電材料的兩個(gè)電極面上加上交流電壓，則壓電片將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，即壓電片在電極方向上產(chǎn)生伸縮變形，壓電材料的這種現(xiàn)象稱(chēng)為電致伸縮效應(yīng)，也稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。沿石英晶體的*軸〔電軸〕方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱(chēng)為“縱向壓電效應(yīng)〞。沿石英晶體的y軸〔機(jī)械軸〕方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱(chēng)為“橫向壓電效應(yīng)〞。3、霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù).霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么.溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N.答：a.霍爾元件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。b.霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。c.溫度補(bǔ)償方法：分流電阻法：適用于恒流源供應(yīng)控制電流的情況。電橋補(bǔ)償法。4、試述熱電偶與熱電阻的根本測(cè)溫原理。答：熱電偶測(cè)溫根本原理：熱電偶測(cè)溫是基于熱電效應(yīng)的根本原理。根據(jù)熱電效應(yīng)，任何兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路，如果將它們的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度不同的熱源中，則在該回路中會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，在一定條件下，產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)溫度成單值函數(shù)關(guān)系。因此，我們只需測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)值，就可間接獲得被測(cè)溫度。熱電阻測(cè)溫根本原理：熱電阻測(cè)溫是基于熱效應(yīng)的根本原理。所謂熱效應(yīng)，就是金屬導(dǎo)體的阻值會(huì)隨溫度的升高而增加或減小的現(xiàn)象。因此，我們只需測(cè)得金屬導(dǎo)體電阻的變化就可間接獲得被測(cè)溫度。5、簡(jiǎn)述什么是光電導(dǎo)效應(yīng).光生伏特效應(yīng).外光電效應(yīng).這些光電效應(yīng)的典型光電器件各自有哪些.答：光電導(dǎo)效應(yīng)是指在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體材料吸收入射光子的能量，如果入射光子的能量大于或等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，將激發(fā)出電子－空穴對(duì)，使載流子濃度增加，導(dǎo)電性增加，阻值降低的現(xiàn)象，如光敏電阻。光生伏特效應(yīng)是指在光線(xiàn)作用下，能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，如光電池。外光電效應(yīng)是指在光線(xiàn)作用下，能使電子逸出物體外表的現(xiàn)象，如光電管〔光電二極管、光電晶體管〕、倍增管。三、分析計(jì)算題〔本大題共3小題，每題10分，共30分〕注意：自動(dòng)化、電氣專(zhuān)業(yè)的學(xué)生第1小題必做，并從第2－4小題中選做兩個(gè)小題；測(cè)控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在4個(gè)小題中任選3個(gè)小題。1、試求以下一組數(shù)據(jù)的各種線(xiàn)性度：端點(diǎn)線(xiàn)性度；最小二乘線(xiàn)性度。*12345y2.204.005.987.9010.10解：①端點(diǎn)線(xiàn)性度：設(shè)擬合直線(xiàn)為：，根據(jù)兩個(gè)端點(diǎn)(1,2.20)和(5,10.10)，則擬合直線(xiàn)斜率∴∴∴端點(diǎn)擬合直線(xiàn)為*12345y實(shí)際2.204.005.987.9010.10y理論2.204.1756.158.12510.10Δ=y實(shí)際-y理論0-0.175-0.17-0.2250∴∴②最小二乘線(xiàn)性度：設(shè)擬合直線(xiàn)方程為由輸入輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)最小二乘法，有：，，∴∵∴方程有解∴∴，∴擬合直線(xiàn)為∴輸入:12345輸出:2.204.005.