2008传感器原理A答案.doc

裁剪框学院_ 系_ 班级_ 学号_ 姓名_-装-订-线-第 1 页扬州大学试题纸( 2008 2009 学年第 一 学期) 广陵 学院 机械0601、3 班(年)级课程 传感器原理及应用 (A )卷题目一二三四五总分得分一、名词解释（20分，每题4分）1. 模拟信号 信号的幅值与独立变量均连续的信号为模拟信号。2. 数字信号 信号的幅值与独立变量均离散的信号为数字信号。3. 横向效应 应变片既受轴向应变影响又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。4. 测量 以确定被测对象量值为目的的全部操作过程称为测量。5.传感器系统的组成 答：传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。 敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量。转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。裁剪框第2页二、简答题（20分，每题5分）1. 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？各有何优缺点？答：电阻丝应变片的阻值变化主要是由形变引起的。优点是温度稳定性好。半导体应变片的阻值变化主要是电阻率变化引起的。优点是灵敏度高。缺点是温度稳定性差。2. 如果要测量加速度可以选用哪些传感器？比较各种不同传感器转换原理的异同。 答：1）应变式传感器：将被测加速度转变为应变梁上质量块的惯性力，利用应变片测出该力，从而求得加速度。 2）电容式传感器：两极板间有一个用弹簧支撑的质量块m，质量块的两端面经抛光后作为动极板，当有加速度时，由于m的惯性作用，使其相对固定电极产生位移，将被测加速度转变为动极板的位移，求出电容变化即可求得加速度。 3）差动变压器；将衔铁与被测振动体相连。当被测体带动衔铁以加速度a运动时，差动变压器的衔铁被带着一起振动，相应的输出电压也按相同的规律变化。 都是将加速度转换为各种传感器敏感量的变化，但转换原理不同。 3. 为什么说对于一阶装置而言，时间常数原则上愈小愈好？ 答：对于一阶装置而言，时间常数愈小，则系统的响应愈快，近于满足测试不失真条件的通频带也愈宽。4. 线性系统的主要性质是什么？ 答：比例特性 对于任意常数a，必有 ax(t) ay(t)频率保持性 若输入为某一频率的简谐信号，则系统的稳态输出必是同频率的简谐信号。5. 传感器系统有哪些典型环节？写出不同环节的微分方程。 答：零阶系统，微分方程为 y=kx一阶系统，微分方程式为二阶系统，微分方程式为三、选择题（20分，每题1分）1由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号，合成信号的周期是（ A ）A各信号周期的最小公倍数 B各信号周期的最大公约数 C各信号周期的平均值 D. 各信号周期的和2非周期信号的频谱是（ A ）A连续的 B离散的 C周期的 D.随频率增长的3数字信号的特征是（ B ）A时间上离散且幅值上连续 B时间上和幅值上都离散C时间上连续且幅值上量化 D时间上和幅值上都连续4由几个不同频率的正弦波合成的信号的频率为（ D ）A最高频率 B.最低频率 C.各信号频率的和 D.各信号频率的最大公约数5模拟信号的特征是（ D ）A时间上离散且幅值上连续 B时间上和幅值上都离散C时间上连续且幅值上量化 D时间上和幅值上都连续裁剪框第 3 页6周期信号的频谱是（ B ）A连续的 B离散的 C周期的 D.非周期的7下图所示滤波器是（ A ）A低通 B高通 C带通 D. 带阻8脉冲函数 的频谱 为（ B ）A仅在t=0处有极大值 B在所有频段上等强度 C0 D. 为冲击函数9的频率为（ A ）A50Hz B.200Hz C. 100Hz D.300Hz10频率为100Hz、200Hz和300Hz的正弦信号叠加后的信号频率为（ A ） A100Hz B.200Hz C.300Hz D.50Hz11周期方波的频谱是（ B ） A周期的 B.离散的 C.连续的 D.方波12是 （ B ）A周期信号 B确定性信号 C正弦信号 D非确定性信号13的频率为（ A ） A50Hz B.200Hz C. 100Hz D.300Hz 14非周期信号的频谱是（ C ）A信号的平方 B离散的 C信号的付里叶变换 D. 无法计算的15的频率为（ 50 Hz ） A100Hz B.5Hz C. 50/Hz D.500Hz16的频率为（ B ） A50Hz B.100Hz C. 200Hz D.300Hz17周期性三角波的频谱是（ A ） A离散的 B.连续的 C.周期的 D.三角波18下列传感器，属于结构型的是（ D ）A水银温度计 B.热电偶 C.压电式传感器 D.电容式传感器19调频波是（ C ）A载波幅值随调制信号频率而变 B载波幅值随调制信号幅值而变C载波频率随调制信号幅值而变D. 载波的幅值和频率都随调制信号变化20交流调幅电桥的载波频率通常是调制信号频率的（ A ）A10倍以上 B2倍左右 C0.7倍左右 D. 1/10以下四、计算题 (40分，每题10分)1. 把灵敏度为404104 pC/Pa的压电式力传感器与一台灵敏度调到0.226mV/pC的电荷放大器相接，求其总灵敏度。若要将总灵敏度调到10106mV/Pa，电荷放大器的灵敏度应如何调整？ 解： 2. 采用阻值R =120、灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片与阻值R=120的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？ 解：电阻相对变化为： 单臂电桥的输出电压：（2分） 半桥差动的输出电压：；（2分） 全桥差动的输出电压：；（2分） 所以要采用全桥差动的工作方式。（2分） 3. 若一个霍尔器件的SH10mVmAKGs，控制电流I6mA，将它置于1Gs15Gs 变化的磁场中，它输出的霍尔电势范围多大?解：SH10mVmAKGs10V/mAGs(4分)霍尔电势为(1Gs15Gs )6mA10V/mAGs（6分） =60-900 V4. 用结构参数为长，宽，初始间隙的极距变化型电容传感器，若电容的变化量