《传感器与检测技术》模拟试卷答案D

《传感器与检测技术》模拟试卷答案D

试卷满分100分。考试时间120分钟。

（注意：全部答在答题纸上，答试卷上无效，试卷与答题纸分开交）

一、填空题（共20分，每空1分）

1.传感器的动态响应即为传感器对输入的     动态信号        所产生的输出。

2.应变片的这种既受轴向应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的现象成为      横向效应       。

3.变面积型的电容传感器包括   角位移式     和   直线位移式         两种形式。 

4.电感传感器的两种主要测量电路分别是    交流电桥       和    变压器电桥       。 

5.5 零点残余电压产生的原因有    基波分量       和    高次谐波       。

6.6 在电涡流传感器的测量电路中，传感器与被测体之间的距离被转换为      Q值     、

   等效电感L        和    等效阻抗Z       等3个参数。

7.细分技术可以提高光栅传感器的    分辨力      。

8.内光电效应可以分为   光电导效应         和    光生伏特效应        。

9.传感器的标定可以分为    静态标定       和    动态标定       两种。

二、选择题（共20分，每题2分）

1.下列哪一项不属于二阶传感器阶跃响应的性能指标？D

A 上升时间 B 稳定时间 C 超调量 D 迟滞

2.电容传感器在结构上增设等位环，目的是为消除      的影响。A

A 边缘效应     B 寄生电容   C 横向效应  D 电磁干扰

3.下列哪一种电路专门用于辨别电感传感器的交流信号相位？C

A 环形检波电路 B 差动脉冲宽度调制电路

C 相敏检波电路 D 惠斯通电桥

4.石英晶体的X-X轴、Y-Y轴和Z-Z轴分别称为C

A 光轴 电轴 机械轴 B 电轴 光轴 机械轴 

C 电轴 机械轴 光轴 D 光轴 机械轴 电轴

5.由机械效应转变为电效应，或者由机械能转变为电能的现象，叫做      。B

A 压电效应 B 正压电效应 C 逆压电效应 D 正应变效应

6.标尺光栅左移时，莫尔条纹      。A

A 上移 B 下移 C 左移 D 右移

7.下述哪一种传感器不属于固体传感器？B

A 磁敏传感器 B 光纤传感器 C 气体传感器 D 湿度传感器

8.霍尔元件多采用     型半导体材料。A

A  N型半导体材料 B P型半导体材料 C 石英 D 钛酸钡

9.下列哪两个器件基于外光电效应？D

A 光电管，光电池     B 光电倍增管，光敏晶体管

C 光电池，光导管     D 光电管，光电倍增管

10.光栅的栅线密度为100线/mm， 则光栅常数为         。B

A 50mm        B 0.01mm         C 2mm     D 0.02mm

三、判断对错并改正（共20分，每题2分）

1最小二乘法拟合直线精度低于端基法。（ ）×高于

2应变片的灵敏系数恒小于线材的灵敏系数。（ ） 

3对于电容传感器的运算测量电路，其输出电压和动极片的位移是成完全成线性关系的。（ ）×有一定非线性误差

4由相位误差所产生的零点残余误差可以通过调节衔铁的位移来消除。（ ）×不可以

5产生电涡流时被测导体内存在电涡流损耗。（ ） 

6电荷放大器是一个具有深度负反馈的高增益放大器。（ ） 

7若想确定码盘式传感器的转角，不但要考虑码盘的起始和终止位置，还要考虑其转动的中间过程。（ ）×与中间过程无关

8热敏电阻的主要缺点之一是其阻值与温度变化呈非线性关系。（ ） 

9只有入射角大于临界角的那些光线进入光纤后才能被全反射传播。（ ）×小于

10光敏电阻的暗电阻越小，亮电阻越大，则性能越好。（×）光敏电阻的暗电阻越大，亮电阻越小，则性能越好。 

四、简答题（共20分，每题4分）

1.传感器的线性度是怎样确定的？常用的拟合基准直线有哪几种方法？

答：线性度：在规定条件下，传感器的校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程输出值之间的百分比

=±×100%

拟合基准直线方法：理论拟合、过零旋转拟合、端点连线拟合、端点连线平移拟合、最小二乘拟合。

2.根据变换原理，电容式检测元件有哪几种类型？有何特点？可用来测量哪些参数？

答：电容检测元件能将被测量的改变转换为电容量的变化。按极板形状，电容式出嘎通常有平板和圆筒形两种。按工作原理分为变极距式、变面积式和变介电常数式三种。

电容传感器的特点：结构简单，由于检测元件的电容量很小，故容抗很高，且自身发热小、　损耗小；具有较高的固有频率和良好的动态性能；可进行非接触测量；电容起始值较小，且电容的变化量更小，负载能力差，容易受寄生式杂散电容及外界各种干扰的影响，必须采取良好的屏蔽和绝缘措施。

3.霍尔片不等位电势是如何产生的？减小不等位电势可以采用那些方法？

答：不等位电势是产生零位误差的主要原因。制作时，不能保证霍尔电极焊在同一等位面上，因此当控制电流流过元件时，磁感应强度不等于零，在霍尔电极上仍有电势存在，称为不等位电势。可以采用机械修磨或用化学腐蚀的方法补偿网络进行补偿。

4.常用的光敏器件有哪些？评价光敏元件的基本参数有哪些？

答：光敏器件的基本参数有光照特性（器件上加一定的外加电压，其输出电流或端电压与入射光照度之间的关系）、光谱特性（光谱灵敏度随λ变化的关系）、频率特性（器件的输出随入射光通量的调制频率的变化关系）和温度特性（器件的输出或其他特性随环境温度的变化）。对于不同的光敏器件还有其他一些特殊的参数，例如，光敏三极管的伏安特性，光敏电阻的暗电阻、亮电阻等。

5.简述光纤位移传感器的工作原理。

答：光纤式位移传感器目前有有两种，一种是利用光纤本身形变导致传输特性变化来测量位移的传感器；另一种是用光纤端光量来检测位移的传感器，它利用光纤传输光信号的功能，根据探测到反射光的强度来测量被反射表面的距离。

五、计算题（共20分，每题10分）

1. 已知：平板电容传感器极板间介质为空气，极板面积，间隙。试求传感器初始电容；若由于装配关系，两极板间不平行，一侧间隙为，而另一侧间隙为。求此时传感器电容值。

解：

2.有四个金属电阻应变片，其灵敏度K=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为800μ，问一个ΔR是多少？若将应变片与4V供电的惠思登电桥组成回路，试求有应变时桥路输出电压是多少？

答：解：

   若组成惠斯等全桥，且两个应变片横贴，两个竖贴，则有：