《传感器及测试技术》试卷B及参考答案.docVIP

装订线华中师范大学成人专科 学年第一学期传感器与检测技术试卷（B卷）考试时间：90分钟 闭卷 任课老师：班级： 学号： 姓名： 成绩：一、选择题（不定项选择，第1.题为10分，其余每小题2分，共计26分）1、（a）（I）分别为电容式传感器元件的各种结构形式，试在下列5个空格中选择填写：（1）属于变极距型有 ；（2）属于变介电常数型的有 ；（3）属于变面积型的有 ；（4）可以用来测量液位高低的是 ；（5）可以用来测量非导电固体介质湿度是 。2、下列有关传感器与微型计算机的接口描述正确的有： 。A、接口上通常有开关量接口方式、数字量接口方式和模拟量接口方式三种B、开关量输入接口的主要技术指标是精度，抗干扰能力和可靠性可以稍作考虑C、数字型传感器输出的数字量可通过三态门缓冲器或并行接口芯片传送给计算机D、模拟量输入接口通常就是指模数转换接口3、下列哪些是属于传感器静态特性的主要技术指标？ 。A、分辨力B、量程C、温漂和零漂D、线性度E、迟滞F、灵敏度4、下列有关电感式传感器说法中有哪些是正确的？ 。A、电感式传感器的主要特征是具有线圈绕组B、差动变压器式电感传感器的分辨率和精度都是很高的C、电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置D、电感式传感器的主要优点是频率响应高和宜用于快速动态测量E、自感式传感器中，将传感器做成差动形式，可以提高灵敏度和改善非线性5、传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗为，下列有关电涡流传感器应用原理的描述正确的有 等。A、当被测物体和传感器探头被确定后，x与Z之间是单值变化关系，这可用来测量位移B、如果保持不变，这可用作物体的探伤C、如果为恒定参量，则和Z之间为单值函数，这可用来检测温度及材质的判断；（D）如果为恒定参量，则和Z之间为单值函数，这可用来应力及硬度的测试6、下列有关常见传感器及相关表示的描述正确的有 。A、光电三极管都是都是三个引脚的B、70%RH表示空气的相对湿度为70%C、生活中常见“温湿度”这个词，其实离开温度，湿度几乎无从谈起D、霍尔传感器在无刷电机、汽车电子点火器和汽车ABS等中有着重要应用7、下列有关电桥的差动连接描述中正确的有 。A、半桥双臂接法和全桥接法也称为电桥的差动连接B、采用差动连接，能提高电桥的灵敏度C、采用差动连接能极大地改善电桥固有的非线性D、能补偿温度等因素造成的同极性影响。8、抑制干扰首先必须要搞清楚干扰的 等。A、来源B、性质C、传播途径D、耦合方式E、侵入的位置9、超声波探头按其工作原理分可分为哪几类？ 。A、压电式B、热电式C、磁致伸缩式D、光电式二、简答题（第1题合计12分，其余每小题6分，共计42分）1、（A）（J）分别为各种传感器的符号。1）试在括号内写出各传感器的具体名称；（每空1分，合计10分）2）简述（A）传感器的基本工作原理。（2分）2、什么是热电效应？热电偶的主要技术参数有哪些？（6分）3、电桥电路相关：（6分）1）什么是直流电桥？它的平衡条件是什么？2）采用交流电桥的主要原因是什么？ 4、压电式传感器相关：（6分）1）压电式压力传感器有哪些？2）简述压电式超声波传感器的发送和接收原理。5、常用的放大电路有哪些？从提高测试系统性能要求上考虑，放大电路中广泛采用的哪些负反馈技术来改善放大电路的性能？（6分）6、干扰的耦合方式有哪几种？抑制电磁干扰主要采用哪几项技术？（6分）三、综合题（每小题8分，合计32分）1、2线式铂热电阻接线实例如下图所示，这是一种恒温器电路，它用来检测印制板上功率晶体管周围的温度。1）简述这里所用铂热电阻传感器的基本工作原理；（3分）2）这里的A1的接法为电压比较器的形式，试结合电路说明输出情况；（3分）3）如果要改变设定温度上限值，电路中作如何改变？（2分） 2、酒精检测报警控制电路如下图所示：1）该电路主要由哪几部分组成的？（3分）2）电路中7805是什么器件？它在电路中的主要作用是什么？（2分）3）简述电路中QM-NJ9酒精传感器是如何达到报警控制作用的？（3分）3、红外传感器的发光电路和受光电路如下图所示：1）红外传感器可分为哪两类？它们在性能和原理上有何区别？（4分）2）这里为什么要采用“脉冲光”？（2分）3）如果要改变发射光频率，则电路中该如何调节？（2分）4、当前Iphone4所用的触摸屏技术为电容式触摸屏技术，这与传统的电阻式触摸屏技术有较大的不同，试结合所学知识点说明电容式触摸屏和电阻式触摸屏在工作原理上的不同之处。（8分）以下为本试卷参考答案一、选择题（不定项选择，第1.题为10分，其余每小题2分，共计26分）1.（1）（a）、（e）； （2）（i）、（j）、（k）、（l）；（3）（b）、（c）、（d）、（f）、（g）、（h）； （4）（j）； （5）（k）。每空2分，合计10分2.（A）、（C）、（D）； 3.（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）； 4.（A）、（B）、（C）、（E）； 5.（A）、（B）； 6.（B）、（C）、（D）； 7.（A）、（B）、（C）、（D）；8.（A）、（B）、（C）、（D）、（E）； 9.（A）、（C）。二、简答题（第1.题合计12分，其余每小题6分，共计42分）1.答：1）（A）光电池；（B）AD590集成温度传感器；（C）光电晶体管；（D）热电阻（热敏电阻）；（E）霍尔元件；（F）湿敏电容；（G）湿敏电阻；（H）光敏电阻Cds；（I）光电二极管；（J）气敏元件。每空1分，合计10分2）光电池的基本工作原理是基于光生伏特效应，即光照加强，光电池内部光生载流子（电子空穴对）增多，对应的光生电压增大。2分2.答：1）两种不同的导体接成一闭合回路，如果两节点出现温差，在回路中就有热电流产生。这种由于温度不同而在热点回路中产生热电势的现象叫热电效应。2分2）热电偶的主要技术参数有公称压力、最小置入深度、绝缘电阻、热响应时间等。4分3.答：1）直流电桥采用直流电源供电，四个桥臂均为纯电阻；直流电桥的平衡条件为:；2分2)采用交流电桥的主要原因是某些传感器的阻抗特性为容性或感性（如电容传感器、电感传感器等）此时不能用直流电桥；即使是纯电阻电桥（如应变电桥），若被测量是动态变化的，则也需要采用交流电桥，这样易于实现不失真测试。4分4.答：1）压电式压力传感器在动压测量方面有着广泛的应用，常见的有活塞式压力传感器和膜片式压力传感器。2分2）通常将数百伏的超声电脉冲加到压电晶片上，利用逆压电效应，使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。当超声波经被测物反射回到压电晶片时，利用压电效应，将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。4分5.答：1）常用的放大电路有通用放大器、测量放大器、功率放大器、隔离放大器、增益调整电路、线性化电路等；2）随着人们对测试系统性能要求的提高，通常采用扩展频带、稳定幅频特性、补偿相频特性、提高输入阻抗和降低输出阻抗等反馈技术来改善放大电路的性能。6.答：1）干扰的耦合方式主要有静电耦合、磁场耦合、漏电流耦合、共阻抗耦合四种；3分2）抗干扰技术主要有：屏蔽技术、接地技术、浮置（浮空、浮接）技术、灭弧技术等。3分三、综合题（每小题8分，合计32分）1.答：1）铂热电阻，温度升高，阻值增大；3分2）设定60。当功率晶体管周围温度低于60时，A1的同相输入端电位（由RP，R2、R3分压确定）高于反相输入端，A1输出高电平；温度超过60时，则RT阻值增大到123.64（0时为100），A1的反相输入端电位高于同相输入端，A1输出变为低电平，从而控制有关电路进行温度调节。3分3）调节RP值。2分2.答：1）控制器电路主要由气敏检测电路，三端稳压器7805，控制开关TWH8778，语音报警电路、声光提示电路和继电器开关等组成。3分2）7805是三端稳压器，主要用来提高传感器的工作稳定性。2分3）QM-NJ9型酒精气敏元件测到酒精味后，A、B间内阻减小，RP输出电压升高，到达1.6V时，IC2控制开关导通，IC3发报警语音信号，经IC4放大后驱动扬声器“酒后别驾车”，同时发光二极管闪光报警，继电器K得电工作，切断点火电路。3分3.答：1）红外线传感器可分为热释电型和量子型。2分 两类红外线传感器不仅在性能上存在差异，而且工作原理上也不同，前者是首先把红外光能量转换成本身的温度变化，然后利用热电效应产生相应的电信号；后者直接将红外光能转换成电能。2分2）采用脉冲光主要是为了避免外界红外光的干扰。2分3）调节RP1。2分4.答：1）电容式触摸屏与传统的电阻式触摸屏有很大区别。电阻式触控屏幕在工作时每次只能判断一个触控点，如果触控点在两个以上，就不能做出正确的判断了，所以电阻式触摸屏仅适用于点击、拖拽等一些简单动作的判断。而电容式触摸屏的多点触控，则可以将用户的触摸分解为采集多点信号及判断信号意义两个工作，完成对复杂动作的判断。3分2）电阻式触摸屏主要是利用压力感应进行控制。用手指或其他物体触摸屏幕时，两个导电层发生接触，电阻产生变化，控制器则根据电阻具体变化判断接触点的坐