傳感器與檢測技術(shù)2014A卷

四川大學(xué)期末考試試題（A卷，閉卷）（2014——2015學(xué)年第一學(xué)期）課程號：303015030課序號：1,2課程名稱：傳感器與檢測技術(shù)任課教師：蘇敏、蔣榮華成績：適用專業(yè)年級：自動化本科12級學(xué)生人數(shù)：138印題份數(shù)：150學(xué)號：姓名：考試須知四川大學(xué)學(xué)生參加由學(xué)校組織或由學(xué)校承辦的各級各類考試，必須嚴(yán)格執(zhí)行《四川大學(xué)考試工作管理辦法》和《四川大學(xué)考場規(guī)則》。有考試違紀(jì)作弊行為的，一律按照《四川大學(xué)學(xué)生考試違紀(jì)作弊處罰條例》進(jìn)行處理。四川大學(xué)各級各類考試的監(jiān)考人員，必須嚴(yán)格執(zhí)行《四川大學(xué)考試工作管理辦法》、《四川大學(xué)考場規(guī)則》和《四川大學(xué)監(jiān)考人員職責(zé)》。有違反學(xué)校有關(guān)規(guī)定的，嚴(yán)格按照《四川大學(xué)教學(xué)事故認(rèn)定及處理辦法》進(jìn)行處理。一、選擇題（每題2分，共30分）1.傳感器在正、反行程中輸入輸出曲線不重合的現(xiàn)象稱為（d）。A.靈敏度B.重復(fù)性C.線性度D.遲滯2.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.峰值時間D.漂移3.在同一條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為（c）。A.絕對誤差B.相對誤差C.系統(tǒng)誤差D.隨機(jī)誤差4.電阻應(yīng)變片的靈敏度為（c）。A.應(yīng)變片電阻絲的電阻變化率與被測試件的應(yīng)變值之比B.應(yīng)變片輸出電壓與應(yīng)變之比C.應(yīng)變片電阻絲的電阻變化率與應(yīng)變值之比D.應(yīng)變片輸出電壓與輸入電壓之比5.利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（b）。A.兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片C.兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)D.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6.變極距型電容傳感器適用于測量微小位移是因?yàn)椋╠）。A.電容量微弱、靈敏度太低B.傳感器靈敏度與間距平方成反比，間距變化大則非線性誤差大C.需要做非接觸測量D.電容量大、靈敏度太高7.電渦流傳感器是利用（a）材料的電渦流效應(yīng)工作的。A.金屬導(dǎo)體B.半導(dǎo)體C.非金屬材料D.光纖材料8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(a)A.數(shù)字脈沖式B.調(diào)幅式C.調(diào)頻式D.正弦波注：1試題字跡務(wù)必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第1頁2題間不留空，一般應(yīng)題卷分開教務(wù)處試題編號：3務(wù)必用A4紙打印學(xué)號：姓名9.固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（c）A.PN結(jié)光電二極管電路B.PNP型晶體管集成電路C.MOS型晶體管開關(guān)集成電路D.NPN型晶體管集成電路10.壓電材料按一定方向置放在電場中，其幾何尺寸隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為（c）A.壓電效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.逆壓電效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)11.壓電式傳感器使用（b）時，輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。A.調(diào)制放大器B.電荷放大器C.電壓放大器D.信號放大器12.壓電式加速度傳感器是(c)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)13.熱電偶工作回路中可以檢測材料成分是遵循（a）。A.均質(zhì)導(dǎo)體定律B.中間導(dǎo)體定律C.中間溫度定律D.標(biāo)準(zhǔn)電極定律14.在工程測量中，為了方便熱電偶電極選配，常將（c）作為標(biāo)準(zhǔn)電極。A.純金B(yǎng).純銀C.純鉑D.純銅15.(b)材料適合于作霍爾元件。A.金屬B.半導(dǎo)體C.絕緣體D.光敏電阻二、填空題（每空1分，共20分）1.精確度是__準(zhǔn)確度_____和__精密度_____兩者總和，是反映測量儀表優(yōu)良程度的綜合指標(biāo)。2.渦流傳感器的線圈與被測物體的距離減小時，互感系數(shù)M將___增加_____。3.金屬應(yīng)變片主要是利用材料的___長度和橫截面積_____會隨著應(yīng)力的變化而變化，從而導(dǎo)致自身阻值發(fā)生改變。4.平板式電容式傳感器有三種工作方式(分類)：___變極距型_____電容式傳感器、__變面積型______電容式傳感器和___變介電常數(shù)型_____電容式傳感器。5.要使直流電橋平衡，必須使電橋相對橋臂的電阻值__相等______。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__金屬材料_____。7.霍爾元件一般采用___半導(dǎo)體_____材料。8.差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實(shí)際上差動變壓器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為__零點(diǎn)殘余_____電壓。9.熱電偶電動勢由___接觸_____電動勢和___溫差_____電動勢兩部分組成。。10.壓電式傳感器的前置放大器的作用是：__放大壓電式傳感器輸出的弱信號______和___把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出_____。11.熱電偶兩端的電動勢大小與兩種材料測量端和參考端的___溫差_____有關(guān)。12.光電效應(yīng)分為__外光電效應(yīng)______和__內(nèi)光電效應(yīng)______兩大類。13.霍爾元件采用恒流源激勵是為了__溫度補(bǔ)償______。14.機(jī)場安檢設(shè)備可以檢測刀具是利用__電渦流______傳感器的原理。注：1試題字跡務(wù)必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第2頁2題間不留空，一般應(yīng)題卷分開教務(wù)處試題編號：3務(wù)必用A4紙打印學(xué)號：姓名三、簡答及分析（共25分）1.傳感器由那幾部分組成？并說明各組成部分的功能。(5分)敏感元件；轉(zhuǎn)換元件；轉(zhuǎn)換電路2.根據(jù)圖1所示石英晶體切片上的受力方向及產(chǎn)生電荷極性，分析其余三種受力情況下的產(chǎn)生的電荷極性？（5分）圖13.互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測量(位移)轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢的變化。為檢測位移的大小和方向，常采用全波差動整流電路，如圖2所示。當(dāng)鐵芯在零位以上時，請畫出對應(yīng)的、和波形示意圖及三者之間關(guān)系的公式。（8分，此題必須答在答題紙上）圖24.請分析如圖3所示熱電阻測溫電橋的三線制接法電路的工作原理（7分）。BB圖3不用管r2、r3、Rg，對電橋狀態(tài)不影響，滿足R4=Ra+Rt0注：1試題字跡務(wù)必清晰，書寫工整。本題4頁，本頁為第3頁2題間不留空，一般應(yīng)題卷分開教務(wù)處試題編號：3務(wù)必用A4紙打印學(xué)號：姓名四、計(jì)算題(共25分)1.某線性位移測量儀，當(dāng)被測位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5V減至2.5V，求該儀器的靈敏度。（5分）K=0.5/1=22.圖4所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，R1為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.05，未受應(yīng)變時，R1=120Ω。當(dāng)試件受力F時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變ε=800μm/m，求：（共15分）（1）應(yīng)變片電阻變化量ΔR1和電阻相對變化量ΔR1/R1。ΔR1/R1=kε,ΔR1=R1*kε（2）將電阻應(yīng)變片R1置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流6V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。輸出電壓U/4*(ΔR1/R1)非線性-1/2kε（3）若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？并分析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。圖4半橋差動電路輸出電壓U/2*(ΔR1/R1)無非線性3.采用某熱電偶測某液體溫度時，其冷端溫度為20℃時，測得熱電偶上的熱電動勢為4.10mV，，請問被測溫度T是多少，給出計(jì)算過程。（5分）（表1為某熱電偶冷端溫度為0℃的分度表表1溫度/℃