2013年4月考試傳感器與測(cè)試技術(shù)第三次作業(yè)

2013年4月考試傳感器與測(cè)試技術(shù)第三次作業(yè)

一、填空題（本大題共15分，共5小題，每小題3分）

1.為了使同一型號(hào)的傳感器有相同的靈敏度，常在傳感器線圈兩端并聯(lián)一個(gè)______，經(jīng)標(biāo)定后固定其阻值。

2.______是利用MOS二極管電容一電壓特性（C—V特性）的變化，MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的閾值電壓的變化等物理特性做成的半導(dǎo)體氣敏元件。

3.表征傳感器靜特性的指標(biāo)有______、______、______等

4.RC濾波電路中的電阻，不僅消耗希望抑制的信號(hào)能量，也消耗希望通過的信號(hào)能量。為了克服這一缺點(diǎn)，可采用RC網(wǎng)絡(luò)和______組成的有源濾波電路，該電路除起濾波作用之外，還可將信號(hào)放大，其放大倍數(shù)也容易調(diào)節(jié)。

5.______除用于家庭磁帶錄像機(jī)之外，還可用于各種機(jī)器的結(jié)露檢測(cè)。

二、計(jì)算題（本大題共30分，共3小題，每小題10分）

1.磁電式線速度傳感器的線圈平均直徑D=25mm，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6000Gs。希望傳感器的靈敏度k＝600（mV／cm／s），求工作線圈的匝數(shù)N應(yīng)為多少？

2.已知信號(hào)x（t）試求信號(hào)x（0.5t），x（2t）的傅里葉變換。

3.利用電渦流位移傳感器和頻率計(jì)數(shù)器測(cè)某軸的轉(zhuǎn)速。欲使頻率計(jì)所讀頻率的數(shù)值等于1／2轉(zhuǎn)速的數(shù)值（如f=50Hz，表示n=25r／min）。問齒盤的齒數(shù)z為多少?若使f的數(shù)值等于n，z又為多少?

三、簡(jiǎn)答題（本大題共25分，共5小題，每小題5分）

1.淺談測(cè)試系統(tǒng)的主要應(yīng)用？

2.電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器的工作原理？

3.簡(jiǎn)述微傳感器的優(yōu)點(diǎn)。

4.什么是熱電偶的分度表？

5.激光檢測(cè)的特點(diǎn)是什么？主要應(yīng)用于什么領(lǐng)域的測(cè)量？

四、綜合分析題（本大題共30分，共3小題，每小題10分）

1.求圖1a所示周期矩形信號(hào)的三角形式傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式，并畫出幅值譜。

2.求如圖1所示周期性方波的復(fù)指數(shù)形式的幅值譜和相位譜

3.一電渦流測(cè)振儀測(cè)量某主軸的軸向振動(dòng)。已知，傳感器的靈敏度為15mV/mm，最大線性范圍6mm。現(xiàn)將傳感器安裝在主軸右側(cè)，見圖2a。用記錄儀記錄振動(dòng)波形，見圖b。問：

1、傳感器與被檢測(cè)金屬的安裝距離l為多少毫米時(shí)，可得到較好的測(cè)量效果？

2、軸向振幅的最大值A(chǔ)為多少？

3、主軸振幅的基頻?是多少？

答案：

一、填空題（15分，共5題，每小題3分）

1.

參考答案：

可調(diào)電阻

解題方案：

為了使同一型號(hào)的傳感器有相同的靈敏度，常在傳感器線圈兩端并聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻，經(jīng)標(biāo)定后固定其阻值。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

一空一分

2.

參考答案：

非電阻型氣敏元件

解題方案：評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

3.

參考答案：

1、體積小、重量輕，便攜性好，適用面廣；2、微小的敏感元件提高了測(cè)量的空間分辨力；3、固有頻率高，工作頻率范圍大，響應(yīng)速度快；4、耗能低；5、批處理的加工方式使其具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)；6、特殊的微加工技術(shù)使得結(jié)構(gòu)或功能集成更容易實(shí)現(xiàn)，可改善性能，并為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)集成傳感器或智能傳感器奠定了基礎(chǔ)。

解題方案：

此題考察微傳感器相對(duì)于其他類型傳感器的優(yōu)點(diǎn)。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

4.

參考答案：

是熱電偶溫度傳感器在冷端溫度為0℃的條件下，輸出熱電動(dòng)勢(shì)的毫伏值與熱端溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用表格表示。不同材料組成的熱電極有不同的分度表。常用熱電極材料有銅-康銅、鎳鉻-考銅、鎳鉻-鎳硅。

解題方案：

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

5.

參考答案：

激光檢測(cè)有精度高、測(cè)量范圍大、測(cè)試時(shí)間短、非接觸、易數(shù)字化、效率高等優(yōu)點(diǎn)。激光干涉測(cè)長(zhǎng)技術(shù)，目前已廣泛地應(yīng)用于精密長(zhǎng)度測(cè)量，如磁尺、感應(yīng)同步器、光柵的檢定；精密機(jī)床位移檢測(cè)與校正；集成電路制作中的精密定位等。

解題方案：

此題考察激光檢測(cè)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

四、綜合分析題（30分，共3題，每小題10分）

1.

參考答案：

解題方案：

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

2.

參考答案：

解題方案：

此題考察周期性信號(hào)頻譜的計(jì)算。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

3.

參考答案：

1、取其傳感器線性范圍的1/2,即取L＝3mm時(shí)，線性度最好，測(cè)量范圍最大。

2、因?yàn)檩敵鰕＝kx，由圖b知

y＝45mVk＝15mV/mm

所以x＝45/15mm＝3mm（峰-峰值）

振