山东大学网络教育传感器与检测技术试卷3及答案.doc

《传感器与检测技术》试卷三
班级： 学号： 姓名： 成绩：
一、选择题
1. 下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ）
A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度
2. 固体半导体摄像元件CCD 是一种（ C ）
A．PN结光电二极管电路 B．PNP 型晶体管集成电路
C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管集成电路
3. 将电阻R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC吸收电路，其作用是（ D ）
A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声
C．克服串扰 D．消除电火花干扰
4. 周期信号的自相关函数必为（ A ）
A．周期偶函数 B．非周期偶函数
C．周期奇函数 D．非周期奇函数
5. 按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A ）
A．光电式传感器 B．电容式传感器
C．压电式传感器 D．磁电式传感器
6. 对压电式加速度传感器，希望其固有频率（ C ）
A．接近零 B．尽量低些
C．尽量高些 D．任意
7. 信号传输过程中，产生干扰的原因是（ C ）
A．信号是缓变的 B．信号是快变的
C．干扰的耦合通道 D．信号是交流的
8. 半导体应变片具有（ A ）等优点。
A．灵敏度高 B．温度稳定性好
C．可靠性高 D．接口电路复杂
9. 测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ）
A．变极板面积型 B．变极距型
C．变介质型 D．容栅型
10. 结构型传感器是依靠传感器（ C ）的变化实现信号变换的。
A．材料物理特性 B．体积大小
C．结构参数 D．电阻值
二、填空题
1. 电阻应变片式传感器按制造材料可分为① 金属_ _ 材料和②_半导体 材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由 _ 形成的，而②的电阻变化主要是由 温度效应 造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。
2. 电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器 和 非线性电位器 。

3. 对传感器进行动态 标定（或校准或测试）的主要目的是检测传感器的动态性能指标。
4. 传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 智能化 方向发展。
5. 电容式压力传感器是变 极距（或间隙） 型的。
6. 红外图像传感器由 红外敏感 元件和___电子扫描____电路组成。
7. 在电阻应变片公式，dR/R=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表___材料压阻系数 。
8. 平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中， ①变面积型 （①变面积型 ②变极距型 ③变介电常数型）是线性的关系。
9. 变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量 增大 。
10. 热电偶电动势由__温度差_电动势和__接触 _电动势两部分组成。
11. 有源滤波器由___集成运放 _和__RC网络 __组成。
12. 采用__交流___电源供电的电桥称为交流电桥。
三、简答题：
1. 简述热电偶的工作原理。
2. 简述霍尔电动势产生的原理。
3. 传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，请问标定的意义？
4. 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么?
5. 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿，分析说明该类型传感器温度误差补偿方法。
四、计算题
1. 图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：

① R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为△R1=3.5Ω 时输出U0=?
② R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出U0=?
③ R1、R2感受应变极性相反，输出U0=?
④ R1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?
2. 已知Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度为T=50℃，试计算出Rt的值和Ra的值。
三、简答题
1. 热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。

2. 一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势UH。
3. 传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
4. 优点： 能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。
涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。
5. ① 在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数（）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。
② 方法：自补偿法 线路补偿法
四、分析、计算题
1.

2. 解:

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