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传感器与测量技术试题一、问题解答（65=30分）1什么叫传感器？传感器主要由哪几部分组成？它们的作用和相互关系如何？2什么是金属导体的电阻应变效应和热电阻效应？3请说明高频反射式电涡流传感器的基本结构和工作原理。4压电式传感器的工作原理是什么？压电式传感器的信号调理为什么必须要设置前置放大器？其作用是什么？主要采用哪些类型的前置放大器？5 什么叫莫尔条纹?为什么利用莫尔条纹现象可以测微小位移？二、填空题（20分）1有一温度传感器，其微分方程为其中T为输入温度（），u为输出电压（mV），则该传感器的时间常数t= ，静态灵敏度K= 。若用此传感器去测量周期为50s的正弦信号，其幅值动态误差g= 。相位差j= 。（6分）2通常情况下，半导体NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而 ；光敏电阻的阻值随光强的增加而 ；LiCl湿敏电阻的阻值随湿度的减小而 。（3分）3分度号为Cu100的工业铜热电阻，其百度电阻比W（100）=1.42。当此热电阻置于50热水中时，其电阻值R50= W；若用其测量某天然气集输管线内天然气的温度时，其电阻值为112W，则此管道内天然气的温度为 。（4分）4热电偶的工作原理是 ，热电偶的热电势包括 和 两部分。（4分）5二阶传感器系统动态特性标定主要是试验确定其动态响应的两个基本参数 和 ；输入的动态标定信号通常为 。（3分）三、（15分）如图1所示柱式力传感器，实心圆柱体钢试件直径d=10mm，材料的弹性模量E=21011N/m2，泊松比m=0.285。试件上贴四片相同的电阻应变片，其灵敏系数K=2.0，并采用直流电桥线路进行测量。为了提高测量精度和灵敏度，这四片电阻应变片应如何粘贴和怎样接入电桥线路，请画出相应的粘贴方式图和电桥电路图；若所受力F=3104N，供桥电压Ui=6V，此时电桥的输出电压Uo为多少? (a) 实心圆柱体钢试件 (b) 圆柱体钢试件側面展开图图1 柱式力传感器四、（15分）一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径D=8mm，极板间初始间距d0=1mm.，极板间介质为空气，其介电常数0=8.8510-12F/m。试求： （1）初始电容C0；（2）当传感器工作时，间隙减小Dd=10m，则其电容量变化DC；（3）如果测量电路的灵敏Ku=100mV/pF，则在Dd=1m时的输出电压U0。五、（10分）三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统的结构和电气线路图如图2所示。请简要说明其测液位的工作原理和及其测量过程。 (a)结构图 (b)电气线路图图2 三段式螺管差动变压器电感液位传
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