《传感器与自动检测技术》期末试卷及答案(A)

《典型传感器应用》期末试卷(A)

—-1-总分

题号—四五八••••••

分数

一、判断题(对的填T,错的填F,每题1分，共20分)

12345678910

11121314151617181920

1.静态特性是指被测量不随时间变化或随时间缓慢变化的一种输入与输出间的关系。

2.传感器的作用是将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的非电量。

3.实际的弹性元件在加载卸载的正反行程中变形曲线是重合的。

4.传感器特性曲线实际上是十分平滑的曲线。

5.石英晶体的压电效应中，沿着z轴施加压力，将在x轴向产生电压。

6.双臂电桥输出的灵敏度是单臂电桥的两倍，全桥输出是双臂电桥的两倍。

7.电荷放大器的一个突出优点是其输出电压与电缆电容无关，电缆可以很长，可以长

达数百米，上千米，但其输出灵敏度无明显损失。

8.压电元件的串联与并联两种方式中，并联接法输出电荷量较大。

9"四线制恒流源测量电路中，无论三线制或I儿线制测量电路，都必须从热电阻感温体

的根部引出导线，而不能从热电阻的接线端子上分出。

10.金属热电阻传感器中，铜电阻只能用于高温及无腐蚀的介质中。

11.当热电偶两个接点的温度相同时，不论电极材料相同弓否，回路总热出动势均为

零。

12.热电动势取决于冷、热接点的温度，还与热电极上的温度分布有关。

13.热电偶冷端温度补偿导线补偿法中，补偿导线起延长热电极的作用，还能消除冷

端温度变化对测温的影响。

14.回路中热电动势的方向取决于热端的接触电动势方向或回路电流流过冷端的方

向。

15.莫奈条纹有位移的放大作用，当主光栅沿着与刻线垂直的方向移动一个栅距W时,

莫奈条纹移动2个条纹间距R,

16.磁敏二极管的PN结有很长的基区，大于载流子的扩散长度。

17.霍尔电动势的大小与霍尔元件的尺寸有关，厚度越厚越适合。

18.霍尔电动势U的大小与材料的性质有关，金属材料载流子浓度n越大越合适做霍

尔元件。

19.中间温度定律的意义说明可以采取任何方式焊接导线，将热电动势通过导线接至

测量仪表进行测量，且不影响测量准确度。

20.霍尔电动势的大小与控制电流及磁场强度有关。和控制电流及磁场强度成正比,

但控制电流不宜过大，否则会烧坏霍尔元件。

二、单项选择题(每题2分，共20分)

2122232425

2627282930

21.传感器的命名，应山主题词及()级修饰语构成。

A.3B.4C.5D.6

22.通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业。

A.数控技术B,传感器技术C.光电技术D.遥感技术

23.电阻应变片的温度补偿方法有线路补偿和()

A.电桥补偿B.温度补偿C.应变片自补偿D.电阻补偿

24.力的测量所依据的原理是力的()效应和()效应。

A.弹性、摩擦B.弹力、阻力C.静态、动杰D.静力、动力

25.电容式传感器根据工作原理不同，可以分为变间隙、变面积、和()

A.变介质B.变电压C.变电流D.变系数

26.敦煌的鸣沙丘，当沙子滑下来的时候，经常会听到雷鸣般的隆隆声，这是()效应

A.应变效应B.动力效应C.压电效应D.热电效应

27.金属热电阻常用的材料有销和()

A.铝B.钢C.锌D.铜

28.热电偶的基本定律中，那条指出只要导体两接入点的温度相等，回路中总的电动

势就不变。

A.中间温度定律B.参考电极定律C.中间导体定律

29.下列哪个特性不是传感器的静态性能指标

A.线性度B.灵敏度C.重复性D.抗干扰性

30.热电偶冷端温度补偿有。度冷端恒温法、冷端恒温、补偿导线和()

A.自补偿B.单电桥补偿C.电桥补偿D.热端恒温

三、问答题(共30分)

31.传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？(7分)

32.应变片的粘贴、固化和检查工艺有哪些？(8)

-2-

33.电阻应变片为什么要进行温度补偿？补偿方法有哪些？（7）

34.电涡流传感器的工作原理是什么？形成电涡流的两个必备条件是什么？（8）

四、分析计算题（共30分）

35.如图1所示电荷放大器等效电路。压电元件为压电陶瓷，压电陶瓷的压电系数

=5x10Toe/N,反馈电容C,.=0.01〃下，

若输出电压U°=0.4V,求压电传感器所受力的

大小？（15分）

I电荷放大器等效电路

36.有一个以空气为介质的变面积型平板电容传

感器，如图2所示,其中。=8"〃72,b=12mm,两

极板间距为4=1〃〃刀。当动极板在原始位置上

a）平板形线位移

图2变面积式电容传感器结构原理

《传感器与自动检测技术》期末试卷（A）答题纸

题号——四五六••••••总分

分数

一、判断题（对的填T,错的填F,每题1分，共20分）

12345678910

TFFFFTTTTF

11121314151617181920

TTFTFTFFFT

二、单项选择题（每题2分，共20分）

2122232425

BBCDA

2627282930

CDCDC

三、问答题（共30分）

31.传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？（7分）

答：传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，另一种是按传感器的工作

原理来分。

按被测输入量来分：这种分类方法的优点是比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者

根据其用途选用。其缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便于使

用者掌握其基本原理及分析方法。

按传感器的工作原理来分：这种分类的优点是对传感器的工作原理表达的比较清楚，而且

类别少，有利于传感器专业工作者对传感器进行深入的研究分析。其缺点是不便于使用者

根据用途选用。

32.应变片的粘贴、固化和检查工艺有哪些？（8）

答：应变片的粘贴工艺如下：

（1）试件表面的处理

（2）确定贴片位置

（3）粘贴

（4）固化

（5）稳定处理

（6）检查

（7）引线的焊接与防护

33.电阻应变片为什么要进行温度补偿？补偿方法有哪些？（7）

答：电阻应变片传感器是靠电阻值来度量应变的，所以希望它的电阻只随应变而变，

不受任何其他因素影响。但实际上，虽然用作电阻丝材料的铜、康铜温度系数很小（大约

在a=（2.5〜5.0）Xl（r5/C）,但与所测应变电阻的变化比较，仍属同一量级。如不补偿,

会引起很大测量误差

应变片的温度补偿方法通常有两种，即线路补偿和应变片自补偿。

34.电涡流传感器的工作原理是什么？形成电涡流的两个必备条件是什么？（8）

答：电涡流传感器的工作原理是电涡流效应。即块状金属导体置于变化的磁场中

或在磁场中做切割磁力线运动时.，导体内将产生感应电流，这种电流的流线在金属体内自

行闭合，类似于水中的漩涡，所以称为电涡流。电涡流的存在必然要消耗一部分磁场的能

量，从而使激励线圈的阻抗发生变化，这种现象称为电涡流效应。根据电涡流效应制成的

传感器称为电涡流传感器。

要形成电涡流必须具备两个条件：（1）存在交变磁场：（2）导体处于交变磁场中。

四、分析计算题（共30分）

35.如图1T所示电荷放大器等效电路。压电元件为压电陶瓷，压电陶瓷的压电系数

=5x10Toe/N,反馈电容C7=0.01〃r，若输出电压U°=0.4V,求压电传感器

所受力的大小？（15分）

答：根据电荷放大器的输出u,,=-%可

知，压电陶瓷上产生的电荷

=U°xCf=（WxO.OlxlO-6=4x10-9

-6-

1-1电荷放大器等效电路

根据Q五=dzzxFz,压电传感器所受的力F,普子二；：；；：=8(N)

ZZZZ

36.有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器，如图2-2所示，其中

a=Smm,b=1,两极板间距为d=1。当动极板在原始位置上平移了5mm后，

求传感器电容量的变化AC及电容相对变化量A