山大2007-2008学年第1学期检测与转换技术试题A卷及答案

1、山东大学20072008学年第1学期检测与转换技术A卷一填空题(每空1分，共15分)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测量误差按表示方法分类分为_和_ _ _。3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，_接法可以得到大灵敏度输出。4热电偶电动势由_ _ _电势和_ _ _电势两部分组成。5电涡流传感器可分为_和_ _ _两大类。6由一种匀质导体所组成的闭合回路，不论导体的截面积如何及导体的各处温度分布如何，都不能产生热电势，这一定律被称为热电偶的_定律。7衡量传感器的静态特性的重要指标是 、 、重复性和迟滞等。8纯金属是制造热电阻的主要材料，常用

2、热电阻有_和_ _ _。9光敏电阻的光电流与光强之间关系，称为光敏电阻的_ _ _。10光栅传感器由光源、透镜、光栅和_ _ _组成。二选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。每小题1分，共15分)1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2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3对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压( )。A. 最大 B. 最小 C. 随机变化 D. 中间点4 传感器能感

3、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电磁流量计消除正交干扰的方法常用（ ）和放大电路反馈补偿两种方式。A引线自动补偿 B电桥电路 C感应电压 D电磁感应6 属于传感器动态特性指标的是（ ）。A重复性 B线性度 C灵敏度 D固有频率7 固体半导体摄像元件CCD是一种( )。APN结光电二极管电路 BPNP型晶体管集成电路CMOS型晶体管开关集成电路 DNPN型晶体管集成电路8 测量微位移工作台的位移量，可选用( )。A光栅传感器 B电感传感器 C电容传感器 D应变传感器9 对生产流水线上的塑料零件进行自动计数，可采用的传感器为(

4、 )。A光电传感器 B霍尔传感器 C电容传感器 D电感传感器10家用空调中的测温元件最好选用( )A热电阻 B热敏电阻 C热电偶 D光敏电阻11（ ）是指仪表实测输入输出特性曲线对理想直线性输入输出特性曲线的近似程度。A线性度 B变差 C重复性 D再现性12反映测量结果中系统误差影响程度的是（ ）。A精密度 B准确度 C精确度 D精度数13光电器件的光谱特性是描述（ ）之间的关系。A光电流与电压 B光电流与光照 C灵敏度与入射波长 D灵敏度与调制频率14 压电式传感器可用于（ ）的动态测量。 A压力 B温度 C应力 D位移15（ ）传感器属于能量转换型传感器。A应变式 B压电式 C电容式 D电

5、感式三问答题(每小题6分，共30分)1(6分)叙述热电偶中间导体定律，简述此定律在实际应用中的作用。2(6分) 简答压电效应。3(6分) 简答差压式流量计的基本组成。4(6分)简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。5(6分) 简答霍尔效应。四 应用题(每小题10分，共30分)1(10分) 试选用某种传感器，设计测量车床主轴转速的原理方案，并作简要说明。2(10分) 请用电容传感器测量液位高度，叙述测量系统构成，测量原理和有关的测量公式。3(10分)应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径为D10cm，材料弹性模量E2.051011 N/m2 ,用它称50t重物体，若用电

6、阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K2，R120，问电阻变化多少？五、原理分析题(10分)由热电偶工作原理可知，热电偶输出热电势和工作端与冷端的温差有关，在实际的测量过程中，要对热电偶冷端温度进行处理，经常使用能自动补偿冷端温度波动的补偿电桥，如图所示，试分析此电路的工作原理参考答案：一填空题(每空1分，共15分)1动态2绝对误差、 相对误差3全桥差动电路4接触、 温差5高频反射式、 低频透射式6匀质导体7线性度、 灵敏度8铂热电阻、 铜热电阻9光照特性 10光电元件二选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。每小题1分，共15分)1C；2D ；3A；4D；5A

7、； 6D；7C ；8A ；9A ；10B；11A；12B；13C；14A；15B 三问答题(每小题6分，共30分)1（6分）答：在热电偶回路中接入第三种导体后，只要第三种导体两端的温度相同，就不会影响热电偶回路的总热电势。这就是热电偶的中间导体定律（3分）。 根据中间导体定律，可以在回路中引入各种仪表和连接导线，而不会对热电势有影响，同时也允许采用任意的焊接方法来焊制热电偶。还可以采用开路热电偶测量液态金属和固体金属表面的温度（3分）。2（6分）答：某些电介质物体在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形，并且在其表面上会产生电荷（3分），若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现象就称

8、为压电效应（3分）。 3（6分）答：差压式流量计由节流装置、引压导管和差压变送器三部分组成（每部分2分）。4（6分）答：传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电缆电容的影响。（3分）传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小。（3分）5（6分） 答：所谓霍尔效应是指若在一半导体薄片的两端通以控制电流I，并在薄片垂直的方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在垂直于电流和磁场方向上将产生电势UH的现象,所产生的电动势称为霍尔电压或霍尔电势。四 应用题(每小题10分，共30分)1 （10分）答：本题目可以采用多种传感器设计，

9、只要原理正确皆可得分。这里以涡流传感器为例解答：在车床主轴上开z 个槽(或齿)，旁边安装一个电涡流传感器（3分），当车床主轴转动时，电涡流传感器将周期性地改变输出信号，此电压经过放大、整形可用频率计指示出频率数值为f（单位为Hz）（4分），则转轴的转速n（单位为r/min）为：（3分）2 （10分）答：采用如图所示内外圆筒分别作为电容的两个极板组成电容传感器，可以用于测量液位。液位为零时的初始电容为：（3分）（2分）电容与液位的关系为：（4分）可见，电容的改变量与液位h成正比例关系（1分）。3（10分）解：电阻丝应变： （5分）电阻变化（5分）五、原理分析题(10分)答：补偿电桥法是一种利用电桥输出电压抵消热电偶冷端温度变化的温度补偿方法，图中补偿电桥与热电偶冷端处在相同的温度环境下，其中、用电阻温度系数极小的锰铜丝绕制，且阻值相等，即；用铜导线绕制，作补偿电阻(2分)。使用时，用延伸导线将热电偶冷端延伸至补偿电桥处，使补偿电桥与热电偶冷端感受同一温度。选择，使电桥处于平衡状态，电桥输出为零(2分)；当冷端温度升高时，补偿电阻阻值增加，电桥失去平衡，输出电压增大，而热