传感器与检测技术练习习题

一 填空题2导电丝材的截面尺寸发生变化后其电阻会发生变化，用这一原理可制成的传感器称为_式传感器，利用有料具有磁致伸缩效应可制成的_压磁式_传感器也可用以测量力，而压电式传感器则利用了一些具有离子型晶体电介质的_效应，它敏感的最基本的物理量也是力。3热电式传感器中，能将温度变化转换为_变化的一类称为热电阻，而能将温度变化转换为电势的称为_热电偶_，其中_热电偶_式传感器在应用时需要做温度补偿(冷端补偿)。4光纤的核心是由折射率 较大的纤芯 和折射率 较小的包层 构成的双层同心圆柱结构。7从已调波中恢复出调制信号的过程是 。8涡流式传感器的变换原理是利用 。9.信号的时域描述是信号时间历程的直接记录，频域描述则反映了信号的 。四选择题1 ( )是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的信号A 敏感元件 B 转换元件 C 传感器 D 被测量2. ( )的基本工作原理是基于压阻效应。 A.金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻 D.光敏电阻 3、半导体应变片的工作原理是利用半导体材料的( ) 。 A 变形 B. 电阻率变化C.弹性模量变化 D.泊松比变化4为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用( )类型的传感器为最好。 A.大间距 B.高介电常数 C.差动式 D.小间距 4利用 制成的光电举件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等：利用 可制成半导体光敏电阻；利用 制成的光电铝件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。A压电效应 B外光电效应C磁电效应 D声光效应E光生伏特效应 F光电导效应一、填空题1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为_测试。2. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率_.3. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示 的幅值，An表示_分量的幅值。4. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，_接法可以得到最大灵敏度输出。二、单项选择题1. 为了抑制干扰，常采用的电路有（ ）A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路2. 选择二阶装置的阻尼比=0.707，其目的是（ ）。A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件6. 无源RC低通滤波器从（ ）两端引出输出电压。A. 电阻R B. 电容C C. 运算放大器 D. 电感L8. 载波频率为f0，调制信号的最高频率为fm，两者的关系为（ ）A. f0=fm B. f0fm C. f0fm D. f0fm12. 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. 适于测量动态三、问答题1为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施?(6分)答：粘贴到试件上的电阻应变片，除感受机械应变而产生电阻相对变化外，在环境温度变化时，也会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，因此需采用温度补偿措施。一、判断题1.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。（ ）2.金属电阻应变片是利用压阻效应进行工作的。（ ）3.对于一阶测试装置，其时间常数越小，输出的响应速度就越快。（ ）4.长度计量光栅除了具有位移放大作用外，还具有误差平均效应。（ ）5.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为0（ ）6.惯性式磁电速度传感器与测振仪之间应串接一只电荷放大器。（ ）二、选择题1.下列传感器可实现非接触测量的是（ ）传感器。A.压电式加速度 B.电动式速度 C.电磁式速度 D.电阻应变式2.描述周期信号频谱的数学工具是（ ）A.傅立叶级数 B.傅立叶变换 C.拉氏变换 D.三角函数3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为（ ）A.理论直线 B.标定曲线 C.理论标定曲线 D.幅频曲线4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后（ ）A.相等 B.与角频率成反比C.与角频率无关 D.与角频率成正比5.使用数字频率计测量信号时，在（ ）情况下测周法比测频法合理。A.被测信号频率很低 B.被测信号频率很高C.被测信号频率变化较大 D.被测信号频率恒定6.交流的动态电阻应变仪中，具有预调平衡的装置是（ ）A.电阻调平衡 B.电容调平衡C.电阻、电容调平衡 D.标定电桥三、填空题1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的_.2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的_和同一导体两端处于不同温度时的_.4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的_相等，且相对桥臂阻抗的相角_相等。5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是 电流 .6.单位脉冲信号的幅值频谱是 .7.半导体应变片的工作原理是基于_效应。8.若稳定振动位移信号为x（t）=Asin（t+），则其稳定振动速度信号为v（t）=_，加速度信号的振幅为_.9.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的_，此激振频率d与系统固有频率0之间的关系式为_.12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于_.13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的_网络可将传感器测得的速度信号转换为_和_信号。14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的_实现的。15 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，An表示_分量的幅值二、单项选择题1. 为了抑制干扰，常采用的电路有（ ）A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路2. 选择二阶装置的阻尼比=0.707，其目的是（ ）。A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件4. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（ ）A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度C. 增大锤重 D. 减小冲击力5. 记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将（ ）A. 扩展，幅值减小 B. 变窄，幅值减小C. 幅值增大 D. 变窄，幅值增大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. 波登管一、单项选择题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( ) A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高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.应变式传感器二、填空题1若周期信号x(t)的周期为T，则其基波角频率为 2.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的_相等。3.电容式扭矩测量仪是将轴受扭矩作用后的两端面相对_的变化量变换成电容器两极板间的相对有效面积的变化量，从而引起电容量的变化来测量扭短的。4.周期信号频谱的特点是离散性、谐波性和_。三、问答题已知：输入应变仪的应变为286，应变仪的灵敏度为31A/，记录仪的灵敏度为5mm/mA,求记录仪输出的偏移量。(注：代表一个应变单位)11为了实现以下目的，试从低通、高通、带通和带阻滤波中选择最合适的一种：（10分） 除去麦克风中混入的广播电波信号； 从天线接收的电视波中仅选择第三频道； 除去混入所取出的脑电波信号中的电力线频率（频率为50Hz）干扰。 （1）因为要除去高频成分，故选用低通滤波器。（2）要消除第二通道以下和第三通道以上的频率成分，故选用带通滤波器。（3）要消除特定成分的频率成分，故选用带阻滤波器。一、判断题2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。( )4.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为0=。( )5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度。( )二、单项选择题1.下列传感器可实现非接触测量的是( )传感器。 A.压电式加速度 B.电动式速度 C.电磁式速度 D.电阻应变式2.描述周期信号频谱的数学工具是( ) A.傅立叶级数 B.傅立叶变换 C.拉氏变换 D.三角函数3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为( ) A.理论直线 B.标定曲线 C.理论标定曲线 D.幅频曲线4.要使装置的输出波形形状不失真，须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后( ) A.相等 B.与角频率成反比 C.与角频率无关 D.与角频率成正比三、填空题1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的_。2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的_和同一导体两端处于不同温度时的_。4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的_相等，且相对桥臂阻抗的相角_相等。5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是_。6.单位脉冲信号的幅值频谱是_。7.半导体应变片的工作原理是基于_效应。9.若稳定振动位移信号为x(t)=Asin(t+)，则其稳定振动速度信号为v(t)=_,加速度信号的振幅为_。10.用强迫振动法激励系统，当系统加速度幅值达到最大时，称为系统的_，此激振频率d与系统固有频率之间的关系式为_。12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于_。13.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的_网络可将传感器测得的速度信号转换为_和_信号。14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的_实现的。四、简答题(.差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么?一、填空：2光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分）6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（增加减小不变）（2分）8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（ 变面积型 变极距型 变介电常数型）外是线性的。（2分）一、填空题：1 周期信号的频谱具有以下三个特点：_、_、_。2 描述周期信号的数学工具是_;描述非周期信号的数学工具是_。3 测试装置实现不失真测试，但有时间延迟t0的条件是：装置幅频特性A()=_;相频特性()=_。4 一阶系统的动特性参数为_，为使系统动态响应快，应使它_。5 磁带记录仪记录信号频率为1200Hz，若使用上限频率为800Hz的放大器回放，为使信号不失真，应使磁带重放速度_。7信号在时域被压缩，则该信号在频域中的（）成份将增加。6 半导体应片的工作原理是基于_效应，涡电流式传感器的变换原理是利用金属导体在交变磁场中的_；压电式传感器的工作原理是利用某些物质的_效应。9 信号x=6sin2t输入=0.5的一阶装置，则稳态输出的幅值Y=_；相位滞后=_；输出信号y=_。11 某测试系统的单位脉冲响应函数为h(t)，系统输入任意信号X(t)，其时域输出y(t)与h(t)的关系为：_。12 滤波器对阶跃输入的响应建立时间为Te与滤波器带宽B成反比，即滤波器的_与_是互相矛盾的。13 调幅过程相当于频率_过程。调频波的解调器叫_。14 压电式传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度会影响系统_；而使用电荷放大器时，其输出电压与传感器的_成正比。二、选择题：1 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号，常用（ ）做为解调器。A 鉴频器 B 整流器 C 鉴相器 D 相敏检波器 2 压电式传感器是个高内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗（ ）。A 很低 B 很高 C 较低 D 较高3 将信号在时域进行时移，则在频域信号将会（ ）。A 不变 B 扩展 C 压缩 D 仅有相移4 光线示波器振子的幅频特性相当于（ ）滤波器的幅频特性。A 低通 B 高通 C 带通 D 带阻5 滤波器的截止频率是其幅频特性值等于（ ）时所对应的频率。A A0/2 B A0/1.414 C A0/3 D a0/46 半导体热敏电阻随温度上升，其阻值（ ）。A 上升 B 下降 C 保持不变 D 变为07 动态电阻应变仪由（ ）等环节组成。A 振荡器 B 放大器 C 电桥 D 相敏检波 E 低通滤波8 使用涡电流式传感器测量位移时，传感器的灵敏度将因被测物体的（ ）的变化而发生变化。A 形状 B 材料 C 表面有无裂纹 D 表面清洁度 E 表面有无镀层三、简答题：1、直流电桥平衡条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外，还需调电容平衡的原因？2、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？提高其灵敏度可以采取哪些措施，带来什么后果？4、下图是利用涡流式传感器测量物体位移的示意图。试问：（1）如果被测物体是塑料材料制成，此时位移测量是否可行？为什么？（2）为了能够对该物体的位移进行测量，应采取什么措施？并应考虑些什么？四、计算题：1、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa，试问：（1）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值(v/Pc)?（2）用该测试系统测40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？2、想用一个时间常数=0.0005秒为一阶装置作正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，试问：（1）该装置所能测量的正弦信号的最高频率f为何值？（2）利用该装置测量周期为 0.02秒的正弦信号，其幅值误差将为多少？3、一测试装置如图所示，R为电阻，C为电容，均为定值，输入X，输出为y。（1）试求该装置的频响函数H（）。（2）该装置是什么类型的滤波器？如R=350K，C=1000F，求它的截止频率f?4、如图用悬臂梁测力P，4片电阻应变片标称阻值均为120应变片灵敏度系数K=2。（1）全桥测量如何贴片和组桥？（用图说明）（2）如悬臂梁应变=10000*e-6,电桥电压e0=30,则全桥的输出电压ey=?一、填空题2 压电式传感器使用（ ）放大器，此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响。4 变间距电容传感器的灵敏度与（）成反比，所以适合于微小位移的测量。变面积式电容传感器的灵敏度与（ ）成正比，所以不适合微小位移的测量。虽然信号可在时域或频域中描述，但是其（）是不变的。 压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其（）发生变化。二、选择题：压电式传感器是属于（）型传感器。参量型发电型电感型电容型低通滤波器的作用是（）。滤除低频信号滤除高频信号直流变交流交流变直流调幅过程相当于频率的（）过程。放大缩小转移消失信号在时域的时移，则信号在频域（）。相移不变压缩放大窗函数在时域变窄，则其频域的频带（）。缩小加宽不变不确定脉冲函数的频谱是（）。均匀谱非均匀谱逐渐增高逐渐降低 信号的时域与频域描述方法是依靠（）来确立彼此的关系。拉氏变换傅氏变换卷积相乘当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（）。变大变小不变不定自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度（ ）。A 提高很多倍 B 提高一倍 C 降低一倍 D 降低许多倍10 极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）。成正比平方成正比成反比平方成反比三、判断题 1压电传感器是一个具有一定电容的电荷源。 （ ）2差动变压器的输出值只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。 （ ）4大时，自相关函数趋于0，则原信号中肯定不含周期成份。（ ）5、在光栅传感器中，指示光栅的长度、栅距均比标尺光栅短。 （ ）6混迭肯定出现在fs/2左右两侧。 （ ）7磁带记录器中，记录磁头与重视磁头结构相似，可以相互交替使用。( ）8一般地，A/D转换器的位数越高，量化误差越大。 （ ）9、从时域看，系统的输出就是输入与脉冲响应函数的乘积。（ ）10、实现不失真测试的条件是：A()=常数，且()=t。 （ ）11、压电传感器是一个具有一定电容的电荷源。 （ ）12、平衡电桥最终的输出为零，因此测量误差取决于可调电位器的精度，而与电桥的电源电压无关。（ ）13、传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。 （ ）14、一般地，A/D转换器的位数越高，量化误差越大。 （ ）15、模数转换过程包括采样、量化和编码，其实质是对时间和幅值的离散化。（ ）16、在电子设备中对一些敏感导线应远离地线布置。（）7、在屏蔽效能上，屏蔽盒的共盖结构优于分盖结构。（）8、同一导体流经不同电流时阻值不变。（）9、具有离散频谱的信号是周期信号。（）20、半导体应变片是基于应变片发生机械变形引起阻值变化。（）21、变阻器式传感器常用于非接触测量。（）22、如果信号中含有周期成分，则当时，Rx()呈周期变化。（ ）23、在高频段恒带宽滤波器比恒带宽比滤波器的频率分辨率低。（ ）24、具有离散频谱的信号一定是周期信号。 （ ）25、在数字信号处理中，只要一经截断，就不可避免地引起混叠。（ ）26、滤波器的截止频率就是其通频带的幅值-3dB处的频率。 （ ）27.一般地，测试装置的灵敏度越高，测量范围越窄，稳定性也越差（ ）28、模数转换过程包括采样、量化和编码，其实质是对时间和幅值的离散化。 （ ）29、压电式传感器是一个具有一定电容的电荷源。 （ ）30.一般说来，测试装置的灵敏度越高，测量的范围越窄，稳定性越差。（） 31、混迭肯定出现在fs/2左右两侧。 （ ）32、再在同一桥臂上，用两个应变片串接可提高电桥灵敏度。 （ ） 33、磁带记录器中，记录磁头与重放磁头结构相似，可以相互交替使用。 （ ） 34、滤波器的中心频率就是其通频带的幅值-3dB处的频率。 （ ） 35、压电式传感器只适宜做动态测量。 （ ） 36、Rx()是偶函数，Ry()是偶函数，故Sxy(f)是偶函数。（ ） 37.一般地，A/D转换器的位数越高，量化误差越大。（ ）38从时域看系统的输出就是输入与脉冲响应函数的乘积。（ ）39压电传感器是一个具有一定电容的电荷源。 （ ）40差动变压器的输出值只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。 （ ）41大时，自相关函数趋于0，则原信号中肯定不含周期成份。 （ ）42在光栅传感器中，指示光栅的长度、栅距均比标尺光栅短。 （ ）43混迭肯定出现在fs/2左右两侧。 （ ）44磁带记录器中，记录磁头与重视磁头结构相似，可以相互交替使用。 （ ）45一般地，A/D转换器的位数越高，量化误差越大。 （ ）46信号的自功率谱密度和信号的幅值谱一样可以反映信号的频域结构。（ ）47任意截取一段周期信号都可以获得准确的频谱。 （ ）48恒带宽比滤波器在低频段和高频段都具有同样的分辨力。 （ ）49极距变化型电容传感器的测量范围可达数十毫米。 （ ）50如果信号中含有周期成分，则当 0时，Rx()呈周期变化。 （ ）51动态范围是指装置输出的测量上限值与下限值的比值。 （ ）52同一形式的传递函数可以表征具有相同传递特性的不同物理系统。 （ ）53从时域看，系统的输出就是输入与系统的脉冲响应函数的卷积。 （ ）54.金属丝电阻应变片是利用导体电阻率变化工作的。 （ ）55.功能型光纤传感器的光纤既传光又传感。 （ ）56.通常把带宽和中心频率的比值成为滤波器的品质因素。（ ）57.周期函数的自相关函数其幅值与相位与原周期信号的幅值、相位有关。（ ）58.泄漏是由于截断引起的，可通过提高采样频率来消除。（ ）59.最高采样频率和转换位数是A/D、D/A转换器的最主要的技术指标。（ ）60.电阻反馈的电荷放大器，输出电压与输入电压成正比。（ ）61.热敏电阻 具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。 （ ）62.从时域看，系统的输出就是输入与脉冲响应函数的乘积。（ ）63.实现不失真测试的条件是：A()=常数，且()=t。（ ）64.差动变压器的输出值只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。 （ ）65.压电传感器是一个具有一定电容的电荷源。 （ ）66.平衡电桥最终的输出为零，因此测量误差取决于可调电位器的精度，而与电桥的电源电压无关。（ ）67.传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。 （ ）68.大时，自相关函数趋于0，则原信号中肯定不含有周期成分。 （ ）69.在光栅传感器中，指示光栅的长度、栅距均比标尺光栅短。 （