传感器原理与技术2014年期中考(带答案的

1、厦门大学传感器原理与技术课程期中试卷物理与机电工程学院机电系12年级测控技术与仪器专业主考教师：王凌云 试卷类型：（A卷）一、填空题（本大题共12小题，共30个填空，每空0.5分， 共15分，请在每小题的横线上填上正确答案，填错或不填均不得分。）1. 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。2. 传感器技术与信息学科紧密相关，是 自动检测 和 自动转换 技术的总称。它是以研究自动检测系统中的 信息获取 、 信息转换 和 信息处理 的理论和技术为主要内容的一门技术性学科。3. 要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为 常数 ，相频特性应为 线性 。4. 某传感器为一阶

2、系统，当受阶跃信号作用时，在t=0时，输出为10mV；t时，输出为100mV；在t=5s时，输出为50mV，则该传感器的时间常数为： 8.5s。5. 产生电阻应变片温度误差的主要因素有 电阻温度系数 的影响和 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数 的影响。其温度补偿方法有： 线路补偿法 和 应变片自补偿法 。6. 应变式传感器是由 弹性元件 和电阻应变片及一些附件组成的。7. 直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为 横向 效应。8. 电感式传感器是利用线圈 或 的变化实现测量的一种装置。9. 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

3、（增加减小不变）（2分）10. 已知某温度传感器为时间常数秒的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为（ C ）秒。 A3 B1 C 1.2 D1/3 三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1. 试阐述传感器的定义及其共性。答：1）传感器的定义：指能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置；2）传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）转换为电量（电压、电流、电容、电阻等）。2. 差动式电感传感器的零点残余误差信号产生的原因是什么？减小零点残余误差信号的基本措施有哪些？答：零点残余电压

4、的产生原因：传感器的两次极绕组的电气参数与几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电势幅值不等、相位不同，构成了零点残余电压的基波；由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和，磁滞），产生了零点残余电压的高次谐波（主要是三次谐波）。 为了减小和消除零点残余电压，可采用差动整流电路。3. 简述电阻应变片式传感器的工作原理答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。4. 什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？（10分）答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器

5、的输入输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。5.五、计算分析题（本大题共4小题，每小题7分，共28分）1. 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理，已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比=0.14，问使用该传感器测试400Hz的正弦力时，其幅值比A（）和相角差（）各为多少？解：二阶系统传递函数：，由题意：则当时，2. 有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为120，桥路电压为2V，物重m引起R1、R2变化增量为1.2。（1） 画出应变片组成的电桥电路。（2） 计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。（3） 说明R3、R4起到什么作用？解： 应变片组成半桥电路： R3、R4可以进行温度补偿。3. 分