全国自学考试 历年传感器与检测技术考试试题及部分答案2001-2013年.pdf

1 全国 2001 年 10 月自学考试传感器与检测技术试卷 课程代码：02202 第一部分选择题（共 24 分） 一、单项选择题（本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符 合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（） a压力b力矩c温度d厚度 2属于传感器动态特性指标的是（） a重复性b线性度c灵敏度d固有频率 3按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（） 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 4测量范围大的电容式位移传感器的类型为（） a变极板面积型b变极距型 c变介质型d容栅型 5利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（） a两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 b两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 c两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 d两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（） a电缆的安装与固定方式b电缆的长度 c前置放大器的输出阻抗d前置放大器的输入阻抗 7固体半导体摄像元件 ccd 是一种（） apn 结光电二极管电路bpnp 型晶体管集成电路 cmos 型晶体管开关集成电路dnpn 型晶体管集成电路 8 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 （） 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 9在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差y0.01，本次采样值为 0.315，上次采样 值为 0.301，则本次采样值 yn应选为（） a0.301b0.303c0.308d0.315 10若模/数转换器输出二进制数的位数为 10，最大输入信号为 2.5v，则该转换器能分辨出的最小 输入电压信号为（） a1.22mvb2.44mvc3.66mvd4.88mv 11周期信号的自相关函数必为（） 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 12已知函数x(t)的傅里叶变换为x（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（） a2x( f 3 )b 2 3 x( f 3 )c 2 3 x(f)d2x(f) 第二部分非选择题（共 76 分） 二、填空题（本大题共 12 小题，每小题 1 分，共 12 分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题 的空格内。错填或不填均无分。 13对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过 的能力。 15传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。 16已知某传感器的灵敏度为 k0，且灵敏度变化量为k0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为 rs=。 17为了测得比栅距 w 更小的位移量，光栅传感器要采用技术。 2 18在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则 表明扭矩。 19电容式压力传感器是变型的。 20一个半导体应变片的灵敏系数为 180，半导体材料的弹性模量为 1.8105mpa,其中压阻系数l 为pa-1。 21图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。 22热敏电阻常数 b 大于零的是温度系数的热敏电阻。 23若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。 24交流电桥各桥臂的复阻抗分别为 z1，z2，z3，z4，各阻抗的相位角分别为 1234 、， 若电桥平衡条件为 z1/z4=z2/z3，那么相位平衡条件应为。 三、问答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分） 25简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 26回答与直线式感应同步器有关的下列问题： （1）它由哪两个绕组组成？ （2）鉴相式测量电路的作用是什么？ 27简述压磁式扭矩仪的工作原理。 28说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 29简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。 30采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？ 四、计算题（本大题共 3 小题，每小题 8 分，共 24 分） 31已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率 f=72hz，测量齿盘的齿数 z=36，求： （1）被测轴的转速是每分钟多少转？ （2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为1 个数字，其最大转速误差是多少？ 32一热敏电阻在 0和 100时，电阻值分别为 200k和 10k。试计算该热敏电阻在 20时的 电阻值。 33求正弦信号x(t)=x0sint的自相关函数。 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=10v 输入信号 d3d2d1d0=1000， 试计算输出电压 v0=？ 35已知某信号的傅里叶级数展开式为 x(t)= n= 1 4a n sin n 2 cosn0t 试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅 值，并绘出其幅值谱图。 全国 2001 年 10 月自考传感器与检测技术试卷答案 课程代码：02202 一、单项选择题（本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分） 1.c2.d3.a4.d5.c6.d 7.c8.d9.a10.b11.a12.b 二、填空题（本大题共 12 小题，每小题 1 分，共 12 分） 13.标定(或校准或测试)14.测量范围15. 智能化16.(k0/k0)100%17. 细分18.增大19.极 距(或间隙)20.110 9 21. 微分法22.负 23.对地低阻抗端(或接地端)24. 1324+ = + 三、问答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分） 25 传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电缆电 3 rk 0 0 25458 200 20 293= . . ( ） 容的影响。 传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影 响小。 26 （1）由固定绕组和滑动绕组组成。 （2）检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。 27压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应，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，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。 28主要特点是：热容量小（或热惯性小） ，时间常数小，反应速度快。 29 （1）多面棱镜高速旋转，将激光器发出的激光束反射到条形码上作一维扫描。 （2）条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传输给信号处理装置。 30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组成。 四、计算题（本大题共 3 小题，每小题 8 分，共 24 分） 31 （1）n f z = = 606072 36 120(/转 分） （2）频率计的计数装置读数误差为1 个数字，对应的角位移为 1 z 转= 1 36 转故其最大 转速误差为 1 36 （转/分） 32热敏电阻的一般表达式为： rrb tt rr e b = 0 0 0 11 11 0 exp () () 或 式中：rt为温度 t=t+273.15(k)时的热敏电阻的电阻值；r0为温度 t0=t0+273.15(k) 时的热敏电阻的电阻值； 设 t0=20,t0=t0+273.15=293.15(k)。则上式中的 r0即为所求的值。 根据题中所给条件，有 200 11 0 0 27315 0 = =+ rb tt exp () . （1） 10 11 0 0 27315 100 = =+ rb tt exp () . （2） （1） 、 （2）两式两边取对数有 =+ ln()ln()( )200 2931527315 2731529315 0 rb ln()ln()( )10 2931537315 3731529315 0 =+ rb = ln()ln() ln()ln() ( ) ( ) 200 10 2931527315 2731529315 2931537315 3731529315 0 0 r r b b = ln()ln() ln()ln() . . 200 10 2037315 8027315 0 0 r r = ln()ln() ln()ln()ln()ln() . .(.) 200 10200 2037315 80273152037315 0 00 r rr = ln()ln() ln()ln() . 200 10200 025458 0 r =ln()ln().ln()ln()20002545820010 0 r =ln()ln()ln()ln()ln() . . rr 0 0 25458 0 0 25458 20020 200 20 因此该热敏电阻在 20的电阻值为： 4 33rx t x t x tdt t ( )lim( ) ()= + 1 0 =+ 1 0 0 0 0 0 t xt xtdt t sinsin () 其中 = 2 0 t 令t =dtd= 1 r x d x x x ( )sin sin()cos =+= 0 2 0 2 0 2 22 五、应用题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 34 （1）v v dddd ref 0 4 3 3 2 2 1 1 0 0 2 2222= +() = =+i v r v r dddd ref0 4 3 3 2 2 1 1 0 0 2 2222() （2）当 d3d2d1d0=1000 时， vv 0 4 3 10 2 25= = 35直流分量 a00 一次谐波分量a1 4a 二次谐波分量a20 三次谐波分量a3 4 3 a 四次谐波分量a40 五次谐波分量a5 4 5 a 其幅值谱如右图所示。 全国 2002 年 10 月自学考试传感器与检测技术试题 课程代码：02202 一、单项选择题(本大题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项 是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.属于传感器动态特性指标的是() a.迟滞b.过冲量 c.稳定性d.线性度 2.传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的() 5 a.线性度越好b.迟滞越小 c.重复性越好d.分辨力越高 3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为() a.0.1%b.0.01% c.0.001%d.0.0001% 4.感应同步器的作用是测量() a.电压b.电流 c.位移d.相位差 5.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是() a.自感式传感器b.磁电感应式传感器 c.电容式传感器d.应变式传感器 6.极对数为 4 的永磁式交流测速发电机，当其轴与转速为 600(转/分)的被测轴相连接时，则其输出交 变电动势的频率为() a.40hzb.300hz c.600hzd.2400hz 7.视觉传感器的扫描部的主作用是() a.聚成光学图像信号 b.将光学图像信号转换成电信号 c.将二维图像信号转换为时间序列一维信号 d.抽出有效信号 8.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测() a.温度b.温度差 c.相对湿度d.绝对湿度 9.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为() a.采样时间b.保持时间 c.采样周期d.缓冲时间 10.封装在光电隔离耦合器内部的是() a.一个发光二极管和一个发光三极管b.一个光敏二极管和一个光敏三极管 c.两个发光二极管或两个光敏三极管d.一个发光二极管和一个光敏三极管 11.若周期信号 x(t)的周期为 t，则其基波角频率为() a. t 2 b. t c. t2 d. t 1 12.已知信号 x(t)与信号 y(t)完全不相关，则该二信号的互相关系数满足() a.xy()1b.xy()=1 c.0fmc. f0fmd. f0fm c. f0fm d. f0fm 9. 测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（ ）温度传感器。 a. 热电偶 b. 亮度式 c. 半导体三极管 d. 半导体二极管 10. 电容式湿度传感器只能测量（ ）湿度。 a. 相对 b. 绝对 c. 任意 d. 水分 11. 由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级， 必须采用 （） 的前置放大器。 a. 信噪比高 b. 信噪比低 c. 稳定性低 d. 灵敏度很小 12. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ ）的输出。 a. 电阻 b. 电容 c. 电压 d. 电荷 13. 通常采用的压力敏感元件有（ ） a. 柱形弹性元件 b. 环形弹性元件 c. 梁形弹性元件 d. 波登管 14. 压电式加速度传感器是（ ）信号的传感器。 a. 适于测量任意 b. 适于测量直流 c. 适于测量缓变 d. 适于测量动态 15. 对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其 输出电压（ ） a. 最大 b. 最小 c. 随机变化 d. 中间点 三、问答题（每小题 5 分，共 30 分） 1. 试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并标出半功率点。 2. 一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作 用是什么？ 3. 压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什 么？ 4. 试述如何利用自相关函数判断随机噪声中是否包含有正弦波周期 信号？ 20 5. 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性？热敏电阻的测温范围一般 是多少？ 6. 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两 个