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______題序一二三四五六七八九十總評(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)τ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(lái)說(shuō),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)25oCB0oCC100oCD273oC7．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)8．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→光→電雙向信號(hào)傳輸。9．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)。10．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淺,導(dǎo)體的電阻率越大，電渦流的貫穿深度越____深______。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)不同引起的。3．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。4．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，都能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，只不過(guò)，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(lái)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50-100MΩ。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(wú)限增高時(shí)，諧波分量的振幅也就無(wú)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）：1、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＝205×109N/m2，用它來(lái)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＝120Ω，問(wèn)電阻變化是多少？（10）2、用一緩變信號(hào)調(diào)制一載波，試畫出調(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)ζ=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(shuō)明其原理。（15）答案：1〉應(yīng)變?chǔ)?F/（SE）=50*9.8*1000/（3.1416*0.052*205*109）=304μεΔR=R*S*ε=120*2*304*10-6=0.07296Ω電阻的變化為0.07296Ω2〉調(diào)幅波的幅頻圖如下圖中M為調(diào)幅系數(shù)，f1=950hzf2=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：K=，=5*=0.5s有題意可知：K=1-0.02=0.98根據(jù)公式計(jì)算可得：頻率的下限為：1.6HZ傳感器的上限頻率由傳感器本身頻率特性決定實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之比為：為系統(tǒng)的固有頻率，0.5根據(jù)題意：=1.02解上述方程可得：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*=0.205*30=6.25Khz所以傳感器的使用頻率為：1.6HZ--6.25Khz4〉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(guò)D2迅速放電至零電平，與此同時(shí)，A點(diǎn)高電位通過(guò)R1對(duì)Cx1充電，時(shí)間常數(shù)1=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(guò)D1迅速放電至零電平，而B點(diǎn)高電位通過(guò)R