2003年10月全国自考传感器与检测技术试题

课程代码：2202  本试卷共8页  满分100分，考试时间150分钟

一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）

1．传感器的静态特性指标之一有 （ B A ）

A、幅频特性     B、线性度     C、相频特性      D、稳定时间

2．利用光电效应的传感器属于（ C ）。

A、电阻型     B、结构型     C、物性型      D、电感型

3．在时域内研究、分析传感检测系统的瞬态响应时，通常采用的激励信号是（ C ）。

A、三角波信号     B、余弦信号弹     C、正弦信号      D、阶跃信号

4．半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 （ A  ）。

A、压阻效应     B、应变效应      C、霍尔效应       D、光电效应

5．已知变磁通式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300HZ，则被测轴的转速为（ C  ）。

A、300转/分     B、600转/分       C、900转/分      D、6000转/分 

6．在测量线位移的传感器中，结构简单、灵敏度高、不受油污等介质影响，并能进行非接触测量的是（ D  ）传感器。

A、电容式        B、电阻式      C、压电式     D、电涡流式

7．热力学温度T与摄氏温度t的关系是（  D  ）。

A、T=t-273.15     B、T=t      C、T=1.8t+32  D、T= t+273.15 

8．若采样信号频谱中的最高频率fH=2000Hz，则根据采样定理，采样频率fS应选择为（ D  ）。

A、fS<2000Hz B、fS=2000Hz   C、2000Hz< fS<4000Hz D、fS>2000Hz

9．图示各电路中，能使LED显示块正确显示的是（ C  ）。

10．欲将某一光栅式位移传感器的四细分电路进行改造，获得一组八个相位差相等的相位信号，起码要把（　B　）。

A、光栅副夹角增大一倍    B、光电元件个数增加一倍    C、栅距增大一倍      D、莫尔条纹亮度增强一倍

11．当信号x（t）和y（t）的互相关函数Rxy（τ）在τ=τd时有峰值，表明信号x（t）和y（t）有时移τd时，相关程度（  A  ）。

A、最高    B、最低     C、适中       D、一般

12．对某机械结构施加激振力f（t），测得相应的位移为x（t），已知f（t）、x（t）的频谱分别为F（ω）、X（ω），则该机械结构的位移阻抗为（  B ）。

A、    B、     C、       D、

二、填空题：（本大题共12小题，每小题1分，共12分）

13．利用物质的某些特性随被测参数的变化而变化的原理制成的传感器，称为     物性     型传感器。

14．按传感器能量源分类，需要外加电源才能正常输出信号的传感器称为有源型或能量控制型       传感器。   

15．传感检测系统的   量程     等于其测量范围的上限值与下限值之差。

16．在研究传感器的动态特性时，可采用不同频率的正弦输入信号来分析传感器的     频率响应           。

17．设计位移测量系统时，可以直接选用合适的位移传感器，还可以选用合适的速度传感器或合适的  加速度       传感器来实现位移测量。

18．线绕式非线性电位计的最大阶梯误差发生在特性曲线    斜率     的最大处。

19．为了提高电容式压力传感器的线性度并减小外部干扰对测量精度的影响，在实际应用中，常采用   差动       工作方式。

20．压电式传感器并联的压电片越多，     灵敏度         越高。

21．广泛用于工业测温的    铂    电阻，物理化学性能稳定，测温精度高。

22．负特性湿敏半导体陶瓷的   电阻率     随湿度的增加而减小。

23．在ω<ω0附近，二阶有源高通滤波器比一阶有源高通滤波器的衰减  快 。

24．如图所示，用8031的P1口直接带动锁存器，当显示块显示5时，P1.6～P1.0的输出二进制码（左高右低）应当是    1101101             。

三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）

25．简述容栅式电容位移传感器的优点。

分辨力高；精度高；量程大；对刻划精度和安装精度要求有所降低。

26．如图所示，在圆柱形弹性敏感元件上下对称表面沿轴线方向，贴有两个相同的应变片R1和R2，当圆柱形弹性敏感元件同时感受拉力P和弯矩M时，如何组成电桥才能消除P和M的相互干扰，测得P和M。

27．简述压磁式扭矩仪的工作原理。

压磁式扭矩仪的轴必须是导磁材料。当轴受扭矩作用时，轴的磁导率发生变化，从而引起线圈感抗变化。通过测量电路测得该感抗变化即可确定被测扭矩大小。

28．热电偶整个回路的热电动势由哪两部分电动势组成？

热电偶整个回路的热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成。

29．简述高密度配置的压觉传感器的功能。

可以获得与物体相接触时各部分不同的压力，将该压力信号变换成相应的电压信号，获取关于物体形状的信息。

30．简述基于逐次逼近方法的模/数转换器的主要组成部分。

由电压比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、数码寄存器和逐次逼近寄存器等部分组成。

四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）

31．某线绕式线性电位计的骨架直径D0=10mm，总长L0=100mm；导线直径d=0.01mm，电阻率ρ=0.6×10-6Ωm；总匝数W=1000，试计算该电位计的空载电阻灵敏度KR。

解：                                2分

                   2分

      4分

32．图示为一种测温范围为0℃～100℃的测温电路，其中Rt=10（1+0.02t）kΩ为感温热电阻；R0、RS均为常值电阻，n为正整数，E为工作电压，M与N两点的电位差为输出电压，问：（1）如果t=0℃时，输出电压为零，RS应取多少？（2）给出该测温电路的输出特性方程。

解：（1）t=0℃时，Rt=10（1+0.02t）kΩ=10kΩ             1分

         2分

即：ZZZ

       则RS=10/n （kΩ）             1分

（2）该测温电路的输出特性方程为：

33．求余弦信号X（t）=ACOSωt的自相关函数。

解：                     3分

                2分

其中，ω=2π/T0                             1分

令 

        2分    

五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）

34．图示为电阻网络D/A转换电路。（1）写出电流i与电压VREF的关系式。（2）若VREF=5V，输入信号D3D2D1D0=0100，试计算输出电压V0=？

解：（1）                  3分

               3分

（2）当VREF=5V，输入信号D3D2D1D0=0100时，输出电压为：

                                    2分

解：直流分量：                                      1分

基波分量的幅值：                       2分

二次谐波分量的幅值：                  2分

其幅值谱图如下图：                                      3分