傳感器試卷及答案

浙江工業(yè)大學(xué)成教學(xué)院試卷B（答案）課程傳感器與測(cè)試技術(shù)姓名供參考，如有疏忽，請(qǐng)指正 題序上二三四五六七八九十總評(píng)計(jì)分命題：一、單項(xiàng)選擇題（將答案號(hào)寫在括號(hào)內(nèi)，每題1分，共10分）1莫爾條紋的寬度是由光柵常數(shù)和光柵的夾角決定的（A）A光柵常數(shù)越大，光柵的夾角越小，莫爾條紋的寬度越寬B光柵常數(shù)越大，光柵的夾角越小，莫爾條紋的寬度越寬C光柵常數(shù)越小，光柵的夾角越小，莫爾條紋的寬度越寬D光柵常數(shù)越小，光柵的夾角越大，莫爾條紋的寬度越寬2一階傳感器的時(shí)間常數(shù)t越小，（A）頻率響應(yīng)特性越好。A頻率響應(yīng)特性越好B頻率響應(yīng)特性越差C靈敏度越大D靈敏度越小3二階傳感器中，如輸入為一正弦信號(hào)，一般來說，輸出信號(hào)的 （B）A頻率變化，幅值和相位不變化 B頻率不變化，幅值和相位變化C頻率不變化，幅值和相位不變化D頻率相位不變化，幅值變化4光柵式傳感器中，如橫向莫爾條文之間的距離為4mm,則辯向電路的兩個(gè)光電元件的距離應(yīng)為（A）A。1mmB2mmC4mmD8mm5單晶硅材料受到應(yīng)力作用后，其（D）發(fā)生明顯變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。A面積 B長(zhǎng)度C體積 D電阻率6 熱敏電阻的標(biāo)稱電阻是指溫度在（A）的電阻值A(chǔ)25°CB0°C C100°C D273°C.光電池的工作原理是基于：CA.光電發(fā)射效應(yīng) B.光電導(dǎo)效應(yīng) C.光伏效應(yīng) D.熱敏效應(yīng).下列關(guān)于光電耦合器的敘述中，不正確的是 ：DA.光電耦合器實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的光耦合和電隔離.B.光電耦合器可以實(shí)現(xiàn)脈沖轉(zhuǎn)換與直流電平轉(zhuǎn)換,作為不同邏輯電路的接口。C光電耦合器的響應(yīng)快、壽命長(zhǎng).D.光電耦合器可以實(shí)現(xiàn)電一光一電雙向信號(hào)傳輸。.下列關(guān)于磁阻元件的敘述中，不正確的是 ：BA.在弱磁場(chǎng)中，電阻與磁場(chǎng)呈平方特性;在強(qiáng)磁場(chǎng)中，電阻與磁場(chǎng)呈線性特性.B.在弱磁場(chǎng)中，電阻與磁場(chǎng)呈線性特性;在強(qiáng)磁場(chǎng)中，電阻與磁場(chǎng)呈平方特性。C.為了提高靈敏度，磁阻元件通常都做的很薄.D.磁阻元件的工作基礎(chǔ)是磁阻效應(yīng)。.磁敏二極管與在其上施加的偏壓和磁場(chǎng)的關(guān)系是 ：AA.在正向偏壓、正向磁場(chǎng)作用下，隨著磁場(chǎng)的增大，磁敏二極管的電阻增大。B.在正向偏壓、反向磁場(chǎng)作用下，隨著磁場(chǎng)的增大磁敏二極管的電阻增大。C.在反向偏壓、正向磁場(chǎng)作用下，隨著磁場(chǎng)的增大磁敏二極管的電阻增大。D.在反向偏壓、反向磁場(chǎng)作用下，隨著磁場(chǎng)的增大，磁敏二極管的電阻增大.二、填空題（每空1分，共10分）：1、電渦流傳感器中線圈的激勵(lì)頻率越高，電渦流的貫穿深度越上，導(dǎo)體的電阻率越大，電渦流的貫穿深度越_>__ .2、金屬電阻應(yīng)變片溫度誤差的產(chǎn)生主要是由電阻溫度系數(shù)的影響和試件、電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同弓「起的。.壓電式傳感器的放大電路主要有電壓放大和電荷放大兩種..霍爾傳感器的厚度越小，靈敏度越大，輸入輸出電阻越大。5、電渦流傳感器根據(jù)激勵(lì)的頻率不同，分為高頻反射式和低頻透射式.三、是非題（每題1分，共10分）1、任何周期信號(hào)都是由多個(gè)簡(jiǎn)諧信號(hào)合成的（）對(duì)2、信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述只是同一個(gè)信號(hào)在不同域中的兩種表示方法。（）對(duì)3、差動(dòng)變壓器中提高初級(jí)線圈的電壓，則靈敏度增加，漂移增大（）對(duì)4、信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述只是同一個(gè)信號(hào)在不同域中的兩種表示方法。（對(duì)）5、自相關(guān)函數(shù)是奇函數(shù),其圖形對(duì)稱于原點(diǎn)。（錯(cuò)）6、金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的渦流由于趨膚效應(yīng)，隨著頻率的增大，其貫穿深度也隨之增大。（錯(cuò)）7、對(duì)于金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料而言渚B能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，只不過，半導(dǎo)體材料的靈敏度要大一些，適合于作霍爾元件。（對(duì)）8、差動(dòng)變壓器是利用線圈間自感的變化來實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量的。（錯(cuò)）9、常系數(shù)線性系統(tǒng)穩(wěn)定輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的頻率相同。（對(duì)）10、絕對(duì)式碼盤一般采用格雷碼，而不是二進(jìn)制碼。（對(duì)）四、簡(jiǎn)答題（每題5分共20分）1漂移輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化的現(xiàn)象稱為飄移。產(chǎn)生飄移的主要原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境的變化。最常見的飄移是溫度飄移.2應(yīng)變片絕緣電阻應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測(cè)件之間的電阻值。通常要求應(yīng)變片絕緣電阻在50—100MQ.3、頻譜的收斂性信號(hào)的各諧波振幅總的趨勢(shì)是隨著諧波次數(shù)的增高而逐漸減小，當(dāng)諧波次數(shù)無限增高時(shí),諧波分量的振幅也就無限地趨小,這稱為頻譜的收斂性4應(yīng)變效應(yīng)半導(dǎo)體或?qū)w在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。五、計(jì)算及應(yīng)用題(共50分)：TOC\o"1-5"\h\z1、應(yīng)變片稱重傳感器，其彈性體為圓柱體，直徑D=10cm,材料的彈性模量E=205X109N/m2,用它來稱50噸的物體,若用電阻絲式應(yīng)變片，變變片的靈敏度S=2,R=120Q,問電阻變化是多少？ (10)2、用一緩變信號(hào)u(t)=Acos10兀t+Bcos100兀t調(diào)制一載波u(t)=Esin2000^t，試畫出c調(diào)幅波的幅頻圖并計(jì)算調(diào)幅波的頻帶寬度。 (10)3、壓電式加速度的電壓前置放大器的總電容C=1000pf,總電阻R=500M，傳感器的機(jī)械系統(tǒng)固有頻率為f0=30khz,相對(duì)阻尼系數(shù)Z=0.5。求幅值誤差下于2%時(shí)，其使用的頻率范圍。 (15)4、畫出電容式傳感器的差動(dòng)脈沖調(diào)制測(cè)量電路，并說明其原理。(15)答案：1〉應(yīng)變￡=F/(SE)=50*9。8*1000/(3.1416*0.052*205*109)=304…AR=R*S*e=120*2*304*10飛=0。07296Q電阻的變化為0。07296Q2〉調(diào)幅波的幅頻圖如下幅值Eflf2f3f4f5MEA/2MEB/2Eflf2f3f4f5MEA/2MEB/2圖中M為調(diào)幅系數(shù)，fl=950hzf2二995hzf3=1000hzf4=1005hzf5=1050hzf2二995hzf3=1000hzf4=1005hzf5=1050hz頻帶寬度為：f5-f1=100hz3〉根據(jù)壓電加速度計(jì)頻率響應(yīng)特性可知，下限截至頻率取決于前置放大器的參數(shù)，對(duì)電壓前置放大器而言，實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之比的相對(duì)幅頻特性為:3L=2時(shí)L,T=RC=5*108*10-9=0。5s有題意可知：K=1-0。02=0.98根據(jù)公式計(jì)算可得：3l=10f=竺=1.6HZ/ 2兀頻率的下限為：1.6HZ

3-3-H303-H3030為系統(tǒng)的固有頻率，5=0.5根據(jù)題意:3-H3-H303-H30==1.022解上述方程可得:=0.96或0。042解上述方程可得:=0.96或0。042上述方程中應(yīng)取的答案為：0.042傳感器的上限頻率為40.042*f0=0.205*30=6。25Khz所以傳感器的使用頻率為：1.6HZ6。25所以傳感器的使用頻率為：1.6HZ6。25KhzUrUr脈沖寬度調(diào)制電路如圖所示。圖中Cx1,Cx2為差動(dòng)式電容式傳感器，電阻R1=R2,A1,A2為比較器.當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于某一狀態(tài)，Q=1,/Q=0,/Q=0,電容器Cx2上已沖電壓通過D2迅速放電至零電平，與此同時(shí)，A點(diǎn)高電位通過R1對(duì)Cx1充電，時(shí)間常數(shù)t1=R1Cx1,直至F點(diǎn)電位高于參考電壓Ur，比較器A1輸出正跳變信號(hào)。A1輸出正跳變信號(hào)，激勵(lì)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，使Q=0,/Q=1;于是A點(diǎn)為低電位，Cx1上已沖電壓通過D1迅速放電至零電平,而B點(diǎn)高電位通過R2對(duì)Cx2充電，時(shí)間常數(shù)t2=R2Cx2，直至G點(diǎn)電位高于參考電壓Ur,.比較器A2輸出正跳變信號(hào)，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),重復(fù)前述過程。設(shè)Cx1=C0+AC，Cx2=C0—ACT1，T2為Cx1，Cx2充電至Ur時(shí)所需時(shí)間，U1為觸發(fā)