检测及转换技术习题集答案

1、-. z. 检测与转换技术习题第1章绪论、检测与转换技术的理论根底一、单项选择题1一块量程为800，2.5级测温仪表，现要测量500的温度,其相对误差为【 B 】A20B4C1.62*温度仪的相对误差是1%，测量800炉温时，绝对误差是【 D 】A0.08B8C0.83漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随变化【 D 】A温度B电压C电流D时间4以下四个选项中，关于相对误差特征正确的选项是【 D 】A大小与所取单位有关 B量纲与被测量有关C不能反映误差的大小和方向D能反映测量工作的精细程度5下面哪一种情况可能会产生随机误差【 D 】A测量人员的粗心大意B检测装置的指示刻度不准C许多因素的

2、微小变化之和 D传感器的不稳定6*量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是【 C 】 A 1Kg B 10 C 0.1Kg D 10Kg7. 属于传感器动态特性指标的是【 D 】A重复性B线性度C灵敏度D固有频率8. 以下技术指标中，描述传感器静态特性的是【 C 】阶跃特性 B. 频率特性C. 线性度D. 时间常数9准确度是反映检测系统误差和( )误差的综合评定指标。 【 D 】A静态B动态C附加D随机10. 在选择压力表量程时，必须考虑到留有充分的余量。一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值不应超过压力仪表满量程的【 C 】A1/3B2/3C3/4D11下面不

3、是系统误差产生的主要原因的是【 B 】A检测装置指示刻度不准 B测量人员粗心大意C测量原理方法不当 D测试环境的变化二、多项选择题1以下哪几项属于随机误差的特性【ABCE 】A有界性B单峰C对称性D替代性E抵偿性三、填空题1运算100%是计算传感器的公式。四、简答题答：迟滞误差，静态误差，是由于传感器本身材料的缺陷造成。2答：应选量程为15V，2.5级。3试给出传感器静态特性中迟滞、重复性的定义，并作图表示迟滞的概念。答：1、传感器在正(输入量增大)反输入量减小行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。2、重复性是指传感器在输入按同一方向连续屡次变动时所得特性曲线不一致的程度。 第2章参数检测一、单项

4、选择题1输出为电动势的传感器是【 D 】A电阻应变式传感器B自感式传感器 C电容式传感器D 热电偶传感器2热力学温度T与华氏温度t的关系是【 D 】AT=t-273BT=tCT=1.8t+32DT=t+2733以下不是减小和消除系统误差的方法的是【 D 】A将被测量对象位置相互交换 B将测量仪器送检C在测量系统中采取补偿措施D采取求算术平均值的方法4将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是【 D 】A抑制共模噪声B抑制差模噪声C克制串扰D消除电火花干扰5以下被测物理量适合于使用红外传感器进展测量的是【 C 】A压力B力距 C温度D厚度6. 测量过程中，仪

5、表读数不需要经过任何运算，就能表示测量结果的测量方法，称为【 B 】A间接测量B直接测量C组合测量D偏差测量二、多项选择题1非接触式传感器主要( CD )。A应变式传感器 B热敏电阻C光电传感器 D红外传感器E铂热电阻2.半导体式传感器是 。 【ACD 】A霍尔元件B差动变压器C气敏传感器D压阻传感器E光纤传感器3. 进展振动或加速度测量的传感器有 【AC 】A磁电传感器B热电偶 C压电传感器D红外传感器E超声波传感器4根据检测敏感元件与被测介质的接触关系，检测方法可分为【 AB 】A接触式B非接触C直接法D间接法E联立法5以下哪几种传感器属于数字传感器【CE 】A电阻应变式B电感传感器C光栅

6、传感器D热电偶E感应同步机6.常用于测量大位移的传感器有【AE 】A感应同步器B应变电阻式C霍尔式 D涡流式E光栅式传感器7接触式传感器主要有【ABE】A热电阻 B热敏电阻C光电传感器 D红外传感器E热电偶三、填空题1*测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下： 铂电阻温度传感器： 0.45/ 电桥： 0.02V/ 放大器： 100(放大倍数) 笔式记录仪： 0.2cm/V测温系统的总灵敏度K=0.18cm/。第3章检测信号的处一、单项选择题1在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送入微处理器进展处理，下面哪一个是采用这种技术？【 A 】AA/D变换电路

7、BF/V变换电路 CD/A变换电路 DV/I转换电路2一阶低通滤波器与一阶高通滤波器串联构成二阶带通滤波器，设一阶低通滤波器的截止频率为fH，一阶高通滤波器的截止频率为fL，则二阶带通滤波器的通频带为 【 D 】AfHBfLC fL- fHDfH-fL3以下计算方法哪个不是非线性校正常用的方法【 D 】A编写程序进展计算B查表法 C插值法D平均值滤波4一个11位的A/D转换器，设其满量程电压为10V，则其分辨率为【 A 】A5 mVB2.5 mV C2 mVD10 mV5公式为【 D 】A二阶有源低通滤波器的传递函数B二阶有源高通滤波器的传递函数C二阶有源带通滤波器的传递函数D二阶有源带阻滤波

8、器的传递函数6周期信号的幅值谱表示的是直流分量与各次谐波的【 A 】A幅值与频率的对应关系 B初相位与频率的对应关系C幅值与初相位的对应关系 D幅值和初相位与频率的对应关系7如果要求一个D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V，其输入端数字量要数字位。【 B 】 A10 B11 C12D88. 无源RC低通滤波器从( )两端引出输出电压。 【 B 】A电阻 B电容C运算放大器D电感9公式为【 B 】A二阶有源低通滤波器的传递函数 B二阶有源高通滤波器的传递函数C二阶有源带通滤波器的传递函数 D二阶有源带阻滤波器的传递函数10一个8bit逐次逼近A/D转换器，其满量程电压为5V,

9、假设模拟输入电压,其数字输出量的数值为【 B 】A01100101B01100110C01000110D11信号细分电路是采用电路的手段对 的测量信号进展插值提高仪器分辨力的方法。【 A 】A周期B非周期C正弦D脉冲12假设周期信号*(t)的周期为T，则其基波角频率为 【 A 】ABCD13下面哪种电路主要是为了远距离传输【 D 】A电压频率变换 B电流电压变换C数模变换 D电压电流变换二、多项选择题1隔离放大器根本构成包括【 BCD 】A滤波器B输入放大器C隔离器 D输出放大器E非线性校正电路2目前LC无源滤波器应用不多的原因是【 CDE 】A信号能量损耗大B噪声大 C电感元件体积大 D不便

10、于集成E低频与超低频*围内选频特性差3三运式放差动放大器是常用的测量放大器，其主要优点有 【 ACDE 】A高输入阻抗B能进展非线性校正C共模抑制比高D零点漂移小E增益可调4下面哪种信号适合远距离传输【 BCE 】A电压 B电流C频率D微小信号E数字信号5以下哪种技术属于采用隔离技术抑制干扰的手段( ABE )。A隔离干扰源 B把数字与模拟电路分开C滤波技术 D屏蔽技术E采用隔离放大器6在测量系统中，信号调理电路包括【 ABDE 】A放大电路 B滤波电路CD/A转换电路 D线性化电路E信号变换电路三、填空题1接地有信号地、电源地和保护地三种。2隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电

11、路耦合，即信号在传输过程中没有公共地。3如果要求一个D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V，其输入数字量应为11位。4如果将低通滤波器截止频率与高通滤波器截止频率相串联，得到 带通滤波器。5. 在测试系统中，抑制串模干扰的方法是滤波，一般串模干扰比实际信号的频率高，可采用低通滤波器将其滤掉。2简述A/D转换电路中分辨率和精度的区别。答：A/D转换电路分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定的幅度电压*围，假设超过这个幅度*围，输出的数字信号就会发生变化，这样能分别的电压*围叫做分辨率。而精度是指：理想的ADC是指不含量化误差以外的误差，如元件的误差和噪声等产生

12、各种误差。精度是表示所含误差的比例，常用量程的百分比或PP/n表示。3由RC组成无源低通滤波器，R=500()，C=10(F)，截止频率f0为多少？，并画出该滤波器的幅频示意图。答：(1)f0=1/2RC=31.8HzOA()OA()第4章传感器的特性一、单项选择题1. 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的【 D 】A线性度越好 B迟滞越小 C重复性越好 D分辨力越高2传感器的主要功能是【 B 】A 传输信息 B 感受被测量C 分析处理信号 D执行要求的动作3传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合称为【 B 】 A非线性B迟滞 C重复性 D灵敏度误差4选择二阶装置的阻尼比=0.707，其

13、目的是【 D 】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5. 一阶系统的动态表征参数是【D 】A线性度B灵敏度C固有频率D时间常数6. 构造型传感器是依靠传感器_的变化实现信号变换的。【 C 】A材料物理特性B体积大小C构造参数D电阻值7.传感器的组成局部中，直接感受被测物理量的是 【 D 】A. 显示电路B. 转换元件C. 放大电路 D. 敏感元件8描述检测系统动态性能指标的是【 B 】A使用寿命B反响时间C零点漂移D分辨率二、多项选择题1二阶系统的动态表征参数是【 ABE 】A固有频率B阻尼比C线性度 D时间常数E超调量三、填空题2传感器的线性度计算公式是L=_ _。3当环境湿度

14、改变时，必须对电容式传感器重新进展静态_标定_。4对传感器进展动态标定的主要目的是检测传感器的动态性能指标。四、简答题1什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？答：传感器的特性主要是指其输出与输入的关系。传感器的输入量可分为静态量和动态量，静态量是指常量或变化缓慢的量，动态量是指周期变化、瞬态变化或随机变化的量。输入量为静态量时，其输出输入关系称为静态特性，输入量为动态量时，则称为动态特性。静态特性和动态特性是传感器的两种根本特性，可表征其性能的优劣。可以从时域和频域来研究动态特性。第5章 电阻式传感器

15、一、单项选择题1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，以下哪种接法可以得到最大灵敏度输出【 C 】 A单臂电桥； B差动电桥； C全桥方式； D相对臂电桥2应变式传感器是一种的测量装置。【 C 】 A只能测量应变 B只能测量电阻的相对变化 C可以测量能转化为应变的被测量 D可以测量所有的被测量3以下关于电位器式传感器的说法哪个是正确的【 C 】A精度高B动态性能好 C适用于测量变化比拟缓慢的物理量 D 分辨率高4电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为的输出。【 C 】A电阻 B电容 C电压 D电荷5直流电桥的平衡条件可以概括为【 A 】A对臂阻抗之积相等 B对臂阻抗之比相

16、等C相邻臂阻抗之积相等 D相邻臂阻抗之和相等6应变式传感器的弹性元件有柱式、悬臂梁时、环式和框式等数种，以下哪种是柱式的应力与应变的计算关系【 D 】ABCDESESF7按材料不同，电阻应变片可分为金属和半导体应变片两大类。【 A 】 A敏感栅B引线C基片D覆盖层8应变片的初始电阻值R0有60、120、200和350等类型，其中最常用的是 【 B 】A60B120C200D3509利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小【 C 】A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D两个桥臂应当分别用应变量

17、变化一样的工作应变片10差动电桥由环境温度变化引起的误差为【 D 】A=B=RR21 C= D0RR21二、多项选择题1电阻应变片的线路温度补偿方法有 ABD 。A差动电桥补偿法 B补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C补偿线圈补偿法 D热敏电阻进展电路补偿E延长导线补偿法2通常用应变式传感器测量BCD 。A温度 B速度 C加速度 D压力 E湿度3. 应变片的选择包括ABCD等。 【 】A类型的选择B灵敏系数的选择C阻值的选择D尺寸的选择E温度补偿电路的选择4以下关于应变式传感器的说法哪个是正确的【 ABD 】A应变式传感器将应变转换为电阻的变化 B可以测位移C只能进展动态测试 D采用等臂电桥进展测

18、试E可进展非接触测量三、填空题1 在电子称中常常用电阻_应变_式力传感器。2当半导体材料在*一方向承受应力时，它的电阻率发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。3交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4， 假设Z1、Z3为对臂，Z2、Z4对臂，则电桥平衡条件为Z1 Z3=Z2Z4。四、简答题1简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。答：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最正确；(2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰；(3)考虑温度补偿作用；单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。五、计算题1图为一直流应变电桥，E=6V，R1=R2=R3=R

19、4=350，求：R1为应变片其余为外接电阻，R1增量为R1=3.5时输出U0=。R1、R2是应变片，感受应变极性大小一样其余为电阻，电压输出U0=。R1、R2感受应变极性相反,输出U0=。R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=。答： 2以阻值R=120，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为1和1000时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比拟两种情况下的灵敏度。解：依题意单臂时 ，所以应变为1时 /V， 应变为1000时应为/V； 差动：，所以应变为1时/V，应变为1000时应

20、为/V灵敏度：可见，差开工作时，传感器及其测量的灵敏度加倍。 第6章压电式传感器一、单项选择题1. 影响压电式加速度传感器低频响应能力的是【 D 】A电缆的安装与固定方式B电缆的长度 C前置放大器的输出阻抗 D前置放大器的输入阻抗2当两个压电片串联使用时，电荷q和电压u的变化情况是【 A 】A电荷q不变，电压u均增加一倍 B电荷q不变，电压u均减小一倍C电荷q增加一倍，电压u不变 D电荷q增加一倍，电压u不变3在压电材料的主要特性参数中，是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。【 A 】A压电常数 B介电常数 C居里点 D弹性常数4在以下传感器中，将被测物理量直接转化为电荷

21、量的是【 A 】A压电式传感器B电容式传感器C自感式传感器D电阻式传感器5在压电材料的主要特性参数中，是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。【 A 】A压电常数 B介电常数 C居里点 D弹性常数6压电式加速度传感器是 信号的传感器。【 D 】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、填空题1压电传感器的前置放大器有电压放大器和电荷放大器两种。其中输出电压与电缆电容无关的是电荷放大器放大器。2压电常数dij中的下标i表示晶体的极化方向，j表示晶体受力的方向四、简答题1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。答：电压放大器的输出与电缆长

22、度有关，使用时不能随意更换，否则将引入测量误差。电荷放大器的输出电压只取决于输入电荷和反响电容，且与成正比，与电缆电容无关，因此可以采用长电缆进展远距离测量，并且电缆电容变化也不影响灵敏度，这是电荷放大器的最大特点。压电式传感器配用电荷放大器时，低频响应比配用电压放大器要好得多。但与电压放大器相比，它的价格较高，电路也较复杂，调整也较困难，这是电荷放大器的缺乏之处。2压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号答：并联接法输出的电荷大，本身的电容也大，故时间常数大，宜用于测慢变信号，并且适用于以电荷为输出量的场合。五、计算题1压电式加速度传感

23、器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。：传感器的电荷灵敏度kq=100pC/g，反响电容Cf=0.01F，被测加速度a=0.5g.求：1电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度是多少？2假设函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度k0.解：1当被测加速度a=0.5g时，所产生的电荷Q=100 pC/g 0.5g =50pC输出电压为 Ua =Q/Cf=501012 /(0.01106)=5(mV)电荷放大器灵敏度：K=U/Q=0.1mV/pC2输出位移为 s=2mm/mV 5mV=10mm系统总灵敏度k0=10mm/0.5g=20mm/g六、设计题1试用两根高

24、分子压电电缆设计一种测量汽车车速的测量方案，并说明其工作原理。答：传感器采用压电传感器，电压放大器。将两根高分子压电电缆相距假设干米s，平行埋设于柏油公路的路面下约5cm，由示波器可测出前后车轮经过A、B两根压电电缆时的时间t. 则由 v=s/t， 可求出车速。 第7章电感式传感器一、单项选择题1对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻【 B 】A霍尔传感器； B热电阻传感器； C涡流传感器； D热电偶温度传感器。 2以下关于相敏检波电路说法不正确的【 D 】A能反映衔铁位移的大小B能区分衔铁移动的方向C能消除零点剩余电压 D能对测量信号进展调制3. 反射式电涡流传感器激磁

25、线圈的电源是【 C 】 A 直流 B 工频交流 C 高频交流 D 低频交流4以下哪种传感器会产生零点剩余电压【 A 】A差动变压器B热电阻C霍尔式传感器D涡流传感器5改变电感传感器的引线电缆后 【 C 】A不必对整个仪器重新标定B必须对整个仪器重新调零C必须对整个仪器重新标定D不必对整个仪器重新调零6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 】A最大B最小C随机变化D中间点7. 涡流式传感器是以_感应理论为根底的。【 C 】A光电B热电C电磁D压电8. 感应同步器的作用是测量 【 C 】A电压 B电流C位移 D相位差二、多项选择题1.差动变压器由_构成。【BCD

26、】A铁心B绝缘框架C衔铁D线圈E电子线路2在实际测量中，差动变压器式传感器常配用的测量电路主要有 【AB 】A差动相敏检波电路 B差动整流电路C直流电桥D差动电桥E变压器电桥三、填空题1差动变压器式传感器采用差动整流电路后，次级电压的相位和零点剩余电压都不必考虑；2利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是_金属_。3.差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为_零点剩余电压_电压。4相敏检波电路利用参考信号鉴别被测信号的极性。5. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将_增大_。四、简答题

27、1. 什么是差动变压器的零点剩余电压？消除方法有那些？答：差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为差动变压器的零点剩余电压。减小零位剩余电压的措施是：衔铁、骨架等零件应保证足够的加工精度，两线圈绕制要一致，必要时可选配线圈。减小电源中谐波成分，减小电感传感器的激磁电流，使之工作在磁化曲线的线性段；注意利用外壳进展电磁屏蔽；采用补偿电路。2试比拟差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。答：自感式传感器是基于自感原理的传感器，差动变压器式传感器是一种基于互感原理的传感器。绝大多数自感式传感器都运用与电阻差动式类似的

28、技术来改善性能，由两单一式构造对称组合，构成差动式自感传感器。采用差动式构造，除了可以改善非线性、提高灵敏度外，对电源电压与频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用，从而提高了传感器的稳定性。差动变压器是一个其原边有一个绕组,副边有两个按差动方式联接的绕组的变磁阻式传感器，初、次级间的互感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作。3感应同步器的根本原理是什么？答：感应同步器基于变压器原理，其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。它由滑尺和定尺组成，滑尺上有正弦绕组和余弦绕组。当滑尺绕组加交流激磁电压时，由于电磁感应作用，在定尺绕组中必然产生感应电压，该感应电压取决于滑尺和定尺的相对位置。

29、通过测量该感应电压的相位或幅值可测量滑尺移动的位移。五、计算题1差动式变气隙长度型自感传感器衔铁位移时，假设初始容量L1 = L2 =150mH，初始距离=0.75mm，试计算其非线性误差。假设改为单极式，初始值不变，其非线性误差有多大？ 解：差动：0.075/0.752=1% 单极：10% 六、分析题1三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统的构造和电气线路图如下图。请分析说明其测液位的工作原理和及其测量过程。 三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统两次级线圈构造一样)答：解：差动变压器的两个次级线圈反相串接。其差动变压器式传感器的工作原理正是建立在互感变化的根底上。当*一设定液位使铁

30、心处于中心位置时，差动变压器输出信号Es=0；当液位上升或下降时， Es0。通过相应的测量电路便能确定液位的上下。第8章电容式传感器一、单项选择题1电容式传感器在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质的主要目的是【 C 】A提高灵敏度 B减小非线性 C防止击穿 D增加加工精度2. 电容式湿度传感器只能测量湿度。【 A 】A相对 B绝对 C任意 D水分3在电容传感器中，假设采用调频法测量转换电路，则电路中【 B 】A电容和电感均为变量B电容是变量，电感保持不变C电感是变量，电容保持不变D电容和电感均保持不变4差动电容传感器采用差动脉冲调宽电路时，其输出电压正比于 【 B 】A21CCB21CC

31、2121CCCC2121CCCC2211/CCCC5. 电容式压力传感器是【 A 】A变极距型的 B变面积型的C变介电常数型的 D以上三种类型都有6为了提高_，减小非线性，变间隙式电容传感器一般采用差动构造。【 B 】A重复性B灵敏度C准确度D稳定性7. 测量*围大的电容式位移传感器的类型为【 D 】A变极板面积型B变极距型C变介质型D容栅型二、多项选择题1.当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的 BD 。A灵敏度增加 B灵敏度减小C非统性误差增加 D非线性误差减小E初始电容量增加2. 在实际测量中，差动变压器式传感器常配用的测量电路主要有 【 AB 】A差动相敏检波电

32、路 B差动整流电路C直流电桥D差动电桥E变压器电桥三、填空题1电容传感器在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动构造。2能感受湿度的电容传感器属于_变介电式_电容式传感器。3变介质式电容传感器常用于液位测量和温湿度测量。4.电容式压力传感器是变变极距型的。四、简答题1如何改善单极式极距型电容传感器的非线性？答：为了保证一定线性度，应限制动极板的相对位移量；为了改善非线性，可采用差动构造。五、计算题1一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/m1初始电容C0；2当传感器工作时，间隙减小d=10

33、m，则其电容量变化C；3如果测量电路的灵敏Ku=100mV/pF，则在d=10m时的输出电压U0。解：由题意可求1初始电容：(2) (3) 当d=10m时，由 Ku=100mV/pF=U0/C，则 U0=KuC=100mV/pF(0.00445pF)=0.445(mV)第9章磁电式传感器一、单项选择题1对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻【 B 】A霍尔传感器； B热电阻传感器； C涡流传感器； D热电偶温度传感器。 2把一导体或半导体两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称【 A 】A霍尔效应 B压电效应

34、 C热电效应 D光电效应3变磁通式转速传感器测量齿盘的齿数Z=20，假设测得感应电动势的频率为300Hz， 则被测轴的转速是【 C 】A 300转/分 B 600转/分C900转/分D6000转/分4减小霍尔元件的输出不等位电势的方法是 【 C 】A减小鼓励电流 B减小磁感应强度C使用电桥调零电位器 D温度补偿5以下四种传感器中，属于四端元件的是 【 A 】A霍尔元件 B压电晶体C应变片 D热敏电阻6霍尔元件及霍尔传感器可用于测量【 D 】A温度B电阻C湿度D转速7霍尔式位移传感器属于【 C 】A电阻式传感器 B电感式传感器C磁电式传感器 D压电式传感器二、填空题1霍尔灵敏度与霍尔元件厚度成反

35、比。2把一导体或半导体两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称霍尔效应，这个电动势称为霍尔电势。三、简答题1试述霍尔元件的不等位电势及其补偿方法。答：1产生不等位电势原因：工艺上难以保证两个霍尔电极在同一等位面上，当有I时，即使B=0，AB之间仍存有电位差。2补偿方法：采用电桥原理，根据A、B电位上下，在阻值较大的桥臂上并联电阻。四、计算题18分变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：1被测轴的转速是每分钟多少转？2在上述情况下，如果计数装置的读数误差为1个数字，其最大转速误差是多少？ 解：12

36、频率计的计数装置读数误差为1个数字，对应的角位移为转=转故其最大转速误差为转/分2试用霍尔元件设计一个位移传感器。(1)用简图说明该传感器的构造，并简要说明其作用原理；(2)写出霍尔电势与位移的关系式。答：1霍尔位移传感器如下图： a构造简图 b输出输入特性 两块一样的永久磁铁，同极性相对放置，霍尔元件置于两块磁铁中间。根据电磁学理论可知，两块磁铁正中间磁感应强度B0，在此位置霍尔电势UH0，可作为坐标原点。霍尔元件沿*轴方向移动时，UH0，其值取决于所处位置B的大小。UH与位移*的关系曲线如图b所示。两块磁铁距离越近，磁场梯度越大，霍尔元件的灵敏度越高。2霍尔电势与位移的关系式：UH=KHI

37、B 设磁场梯度KB=B/*，即B = KB*UH=KHI KB* =KH KB I*第10章光电式传感器一、单项选择题1.当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为【 B 】A温度特性 B光照特性 C光谱特性 D伏安特性2光栅传感器中，光电接收元件的输出信号是【 A 】A近似正弦波 B脉冲C连续信号D离散信号3封装在光电隔离耦合器内部的是【 D 】A一个发光二极管和一个发光三极管 B一个光敏二极管和一个光敏三极管C两个发光二极管或两个光敏三极管 D一个发光二极管和一个光敏三极管4当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为【B 】A温度特性 B

38、光照特性C光谱特性D伏安特性5当红外辐射照射在*些半导体材料外表上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫【B 】A光电效应 B光电导现象 C热电效应 D光生伏特现象6栅线密度为50线/mm的光栅，其栅线间距为【 C 】A. 50mm B. 0.05 mmC. 0.02mm D2mm7单色光的波长越短，它的【A 】 A 频率越高，其光子能量越大 B 频率越低，其光子能量越大C频率越高，其光子能量越小 D 频率越低，其光子能量越小8光敏电阻适于作为【 A 】 A 光的测量元件 B 光电导开关元件 C 加热元件 D 发光元件9光

39、电倍增管的工作原理是以光电发射和_为根底的。【C 】A二次折射B二次接收C二次发射D二次反射10按光纤的作用，光纤传感器可分为_和传光型两种。【C 】A非功能型B强光型C功能型D遮光型11按照工作原理分类，固体图象式传感器属于【 A 】A光电式传感器B电容式传感器C压电式传感器D磁电式传感器误12莫尔条纹光栅传感器的输出是 【 A 】A数字式 B.调幅式C.调频式 D.正弦波二、多项选择题1在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于【BD 】A外光电效应 B内光电效应C光生伏特效应 D光导效应E热电效应2利用光生伏特效应制成的光敏元件主要有【CDE 】A光电倍增管B光敏电阻C光电池D光电二极管

40、E光电三极管三、填空题1红外传感器是能把红外辐射转换成电量变化的装置。2用光电数字转速表测量电机转速，假设电机转轴上白色反光条为N，转速表读数为f，则电机转速是60f/Nr/min。3光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角=0.1，则莫尔条纹的宽度B=_11.43_莫尔条纹的放大倍数K=_573.2_。4为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用细分技术。5光线照射到物体上所产生的光电子通常可以分为外光电效应、光电导效应和光生伏特效应三大类。四、简答题1莫尔条纹的特点是什么？ 答：莫尔条纹的特点是：1莫尔条纹的移动量、移动方向与

41、光尺的位移量、位移方向具有对应关系。2，莫尔条纹间距对光栅栅距具有放大作用。当很小时，对有几百倍的放大作用为光栅距。3莫尔条纹对光栅栅距局部误差具有消差作用。2光电效应有几种？光敏二极管属于哪一种？简述其工作原理。答：光电效应可分为外光电效应，光电导效应和光生伏特效应上三种。光敏二极管属于光生伏特效应，指在光的照射下，内部会激发电子，材料中的电子并不逸出物体外表，仍留在物体内部，并产生光生电动势。五、分析题1图示为利用光电器件构成的光电转速传感器的工作原理图。试分析其工作原理。假设调制盘上有30个小孔，记录时间为t秒，记录总脉冲数为N，写出转速的表达式。光学光学元件放大整形电路光源电动机调制盘

42、数字频率计调制盘答：光电转速传感器的工作原理是：光电式转速传感器工作在脉冲状态下，将轴的转速变换成相应频率的脉冲，然后测出脉冲频率就可测得转速的数值。频率可用一般的频率计测量。光电器件多采用光电池、光敏二极管很光敏三极管。、假设频率计在t 秒内计数值N，可得到转速n为：n =60N /30t 转/分=2N /t为调制盘上孔数、2试分析图示的溶液浓度检测系统检测原理及工作过程。63V63V63V220V被测溶液光被测溶液光VTEU0R答：图中变压器的两个二次绕组及两个光敏电阻作为检测电桥的四个桥臂。用一样强度的光通过被测溶液和标准溶液，分别照射在两个光敏电阻上。假设液体与标准溶液一样，则两只光敏

43、电阻呈现一样的阻值，电桥平衡，光电传感器无信号输出。如果被测溶液浓度变化，透过溶液的两束光强度不同，两只光敏电阻呈现不同的阻值，使电桥不平衡，光电传感器有信号，该信号经晶体管放大，送给指示仪表显示。第11章热电式传感器一、单项选择题1分度号为Cu100的工业铜热电阻是指在时电阻值为100【 A 】A0CB20C C25CD100 C2对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑引线电阻和联接导线的电阻【 B 】A霍尔传感器； B热电阻传感器； C涡流传感器； D热电偶温度传感器。 3. 半导体热电阻式传感器简称【D 】A热敏晶体管 B热电偶传感器 C热电阻 D热敏电阻4在实验室中测量金属的熔点时，冷端

44、温度补偿采用【C 】A计算修正法 B仪表机械零点调整法C冰浴法 D补偿导线5热电偶可以测量【 C 】 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势6以下温度测量中哪一种热惯性小，适合温度快速测量【A 】A热电偶温度测量B温度计温度测量C铜热电阻温度测量D铂热电阻温度测量7热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？【 B 】A电阻变化B电势变化C电容变化 D电感变化8. 热电偶传感器通常采用电桥不平衡原理进展补偿，其作用为【C 】A扩大量程 B提高灵敏度C确保测量精度 D提高测量速度9不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称【C 】A霍尔效应B压电效应 C热电效应D光电效应10热力学温度T与摄氏温度t的关系是【D 】A T=t-273BT=tCT=1.8t+32DT=t+27311. 用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的【B 】A