2013年4月考试传感器与测试技术第三次作业

2013年4月考试传感器与测试技术第三次作业

一、填空题（本大题共15分，共5小题，每小题3分）

1.为了使同一型号的传感器有相同的灵敏度，常在传感器线圈两端并联一个______，经标定后固定其阻值。

2.______是利用MOS二极管电容一电压特性（C—V特性）的变化，MOS场效应晶体管（MOSFET）的阈值电压的变化等物理特性做成的半导体气敏元件。

3.表征传感器静特性的指标有______、______、______等

4.RC滤波电路中的电阻，不仅消耗希望抑制的信号能量，也消耗希望通过的信号能量。为了克服这一缺点，可采用RC网络和______组成的有源滤波电路，该电路除起滤波作用之外，还可将信号放大，其放大倍数也容易调节。

5.______除用于家庭磁带录像机之外，还可用于各种机器的结露检测。

二、计算题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）

1.磁电式线速度传感器的线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度B=6000Gs。希望传感器的灵敏度k＝600（mV／cm／s），求工作线圈的匝数N应为多少？

2.已知信号x（t）试求信号x（0.5t），x（2t）的傅里叶变换。

3.利用电涡流位移传感器和频率计数器测某轴的转速。欲使频率计所读频率的数值等于1／2转速的数值（如f=50Hz，表示n=25r／min）。问齿盘的齿数z为多少?若使f的数值等于n，z又为多少?

三、简答题（本大题共25分，共5小题，每小题5分）

1.浅谈测试系统的主要应用？

2.电阻应变式测力传感器的工作原理？

3.简述微传感器的优点。

4.什么是热电偶的分度表？

5.激光检测的特点是什么？主要应用于什么领域的测量？

四、综合分析题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）

1.求图1a所示周期矩形信号的三角形式傅里叶级数表达式，并画出幅值谱。

2.求如图1所示周期性方波的复指数形式的幅值谱和相位谱

3.一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知，传感器的灵敏度为15mV/mm，最大线性范围6mm。现将传感器安装在主轴右侧，见图2a。用记录仪记录振动波形，见图b。问：

1、传感器与被检测金属的安装距离l为多少毫米时，可得到较好的测量效果？

2、轴向振幅的最大值A为多少？

3、主轴振幅的基频ƒ是多少？

答案：

一、填空题（15分，共5题，每小题3分）

1.

参考答案：

可调电阻

解题方案：

为了使同一型号的传感器有相同的灵敏度，常在传感器线圈两端并联一个可调电阻，经标定后固定其阻值。

评分标准：

一空一分

2.

参考答案：

非电阻型气敏元件

解题方案：评分标准：

3.

参考答案：

1、体积小、重量轻，便携性好，适用面广；2、微小的敏感元件提高了测量的空间分辨力；3、固有频率高，工作频率范围大，响应速度快；4、耗能低；5、批处理的加工方式使其具有价格优势；6、特殊的微加工技术使得结构或功能集成更容易实现，可改善性能，并为进一步实现集成传感器或智能传感器奠定了基础。

解题方案：

此题考察微传感器相对于其他类型传感器的优点。

评分标准：

4.

参考答案：

是热电偶温度传感器在冷端温度为0℃的条件下，输出热电动势的毫伏值与热端温度之间的对应关系，采用表格表示。不同材料组成的热电极有不同的分度表。常用热电极材料有铜-康铜、镍铬-考铜、镍铬-镍硅。

解题方案：

评分标准：

5.

参考答案：

激光检测有精度高、测量范围大、测试时间短、非接触、易数字化、效率高等优点。激光干涉测长技术，目前已广泛地应用于精密长度测量，如磁尺、感应同步器、光栅的检定；精密机床位移检测与校正；集成电路制作中的精密定位等。

解题方案：

此题考察激光检测的特点和应用范围。

评分标准：

四、综合分析题（30分，共3题，每小题10分）

1.

参考答案：

解题方案：

评分标准：

2.

参考答案：

解题方案：

此题考察周期性信号频谱的计算。

评分标准：

3.

参考答案：

1、取其传感器线性范围的1/2,即取L＝3mm时，线性度最好，测量范围最大。

2、因为输出y＝kx，由图b知

y＝45mVk＝15mV/mm

所以x＝45/15mm＝3mm（峰-峰值）

振