第⼀学期传感器与测试技术试卷及答案
2016-2017第⼀学期传感器与测试技术试卷
⼀、单项选择题（本⼤题共12⼩题，每⼩题2 分，共24分）
1.对压电式加速度传感器，希望其固有频率( )
A.接近零
B.尽量低些
C.尽量⾼些
D.任意
2.半导体应变⽚具有()等优点。
A.灵敏度⾼
B.温度稳定性好
C.可靠性⾼
D.接⼝电路复杂
3．下列被测物理量适合于使⽤红外传感器进⾏测量的是（）A．压⼒ B．⼒矩 C．温度 D．厚度
4.常⽤于测量⼤位移的传感器有( )
A.感应同步器
B.应变电阻式
C.霍尔式
D.涡流式
5．测量范围⼤的电容式位移传感器的类型为（）
A．变极板⾯积型 B．变极距型
C．变介质型 D．容栅型
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．按照⼯作原理分类，固体图象式传感器属于（）
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
8．影响压电式加速度传感器低频响应能⼒的是（）
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
9．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（）A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声
C．克服串扰 D．消除电⽕花⼲扰
10．周期信号的⾃相关函数必为（）
A．周期偶函数 B．⾮周期偶函数
C．周期奇函数 D．⾮周期奇函数
11.信号传输过程中，产⽣⼲扰的原因是( )
A.信号是缓变的
B.信号是快变的
C.⼲扰的耦合通道
D.信号是交流的
12.将电阻应变⽚贴在( )上，就可以分别做成测⼒、位移、加速度等参数的传感器。
A.质量块
B.导体
C.弹性元件
D.机器组件
⼆、填空题(每空1分，共20分)
1.通常传感器由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿部分组成，是能把外界＿＿＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿＿＿器件和装置。
2.根据测量数据中的误差所呈现的规律，误差可分为三种，即________、__________和___________。
3.描述传感器静态特性的技术指标是：__________、________、
________和________
4.按照光纤在传感器中的作⽤，通常可将光纤传感器分为两种类型：⼀类是________，另⼀类是_________。
5.在光线作⽤下电⼦逸出物体表⾯向外发射称＿＿＿＿＿＿＿＿效应；⼊射光强改变物质导电率的现象称＿＿＿＿＿＿＿＿效应；半导体材料吸收光能后在PN 结上产⽣电动式的效应称＿＿＿＿＿＿＿＿效应。
6.⾦属丝在外⼒作⽤下发⽣机械形变时它的电阻值将发⽣变化，这种现象称＿＿＿＿＿＿效应；固体受到作⽤⼒后电阻率要发⽣变化，这种现象称＿＿＿＿＿效应。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＿＿＿＿＿＿＿效应。
7、块状⾦属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁⼒线运动时，导体内部会产⽣⼀圈圈闭合的电流，利⽤该原理制作的传感器称＿＿＿＿＿＿＿传感器；这种传感器只能测量＿＿＿＿＿＿＿＿物体。
前端测试和后端测试的区别三、简答题（每⼩题5分，共30分）
1、解释下列磁敏传感器：
①磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同？
②磁敏晶体管与普通晶体管的不同之处是什么？
③磁敏电阻与霍尔元件属同⼀类磁电转换元件，在本质上有什么不同？
2、在静态测量中，根据测量系统输⼊量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性?
3、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。
4、简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的⼯作过程
5、试⽐较⾃感式传感器与差动变压器式传感器的异同？
6、简述霍尔电势的产⽣原理。
四、应⽤题（1题8分，2-3题9分）
1、
图为⼀直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，
求：①R1为应变⽚其余为外接电阻， R1增量为△R1=3.5Ω时输出 U0=?。
②R1、R2是应变⽚，感受应变极性⼤⼩相同，其余为电阻，电压输
出U0=?。
③R1、R2感受应变极性相反，输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变⽚，对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?
2、已知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？
3、由RC组成⽆源低通滤波器，已知R=500(Ω)，C=10(µF)，试求：
(1)截⽌频率f0，并画出该滤波器的幅频⽰意图。
(2)设输⼊信号x(t)=0.2cos (125.6t-π/4)，判断其是否在该滤波器的通频带内。
⼀、选择题：
1-5：CACAD 6-10:DADDA 11-12:CC
⼆、填空题：
1.（1）敏感元件、转换元件、基本转换电路（2）⾮电量
（3）电量的
2.系统误差、随机误差、粗⼤误差
3.灵敏度、线性度、迟滞、重复性
4.功能型、⾮功能性
5.外光电、光电导、光⽣伏特
6.应变效应、压阻效应、横向效应
7.电涡流、⾦属
三、简答题
1、（1）磁敏晶体管有放⼤作⽤；
（2）普通晶体管⽆磁灵敏度；
（3）磁敏电阻不能区别磁极性。
2、在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度，⾮线性度，回程误差。
3、布置原则有：
(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；
(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。
4、多⾯棱镜⾼速旋转，将激光器发出的激光束反射到条形码上作⼀维扫描。⽽后条形码反射的光束经光电转换及放⼤元件接收并放⼤后再传输给信号处理装置。
5、⾃感式传感器与差动变压器式传感器相同点：⼯作原理都是建⽴在电磁感应的基础上，都可以分为变⽓隙式、变⾯积式和螺旋式等。不同点：结构上，⾃感式传感器是将被测量的变化转化为电感线圈的电感值变化。差动变压器式电感式传感器是把被测量的变化转换为传感器互感的变化，传感器本⾝是互感系数可变的变压器。
6、⼀块半导体薄⽚置于磁场中(磁场⽅向垂直于薄⽚)，当有电流流过时，电⼦受到洛仑兹⼒作⽤⽽发⽣偏转。结果在半导体的后端⾯上电⼦有所积累，⽽前端⾯缺少电⼦，因此后端⾯带负电，前端⾯带正电，
在前后端⾯形成电场，该电场产⽣的⼒阻⽌电⼦继续偏转；当两⼒相平衡时，电⼦积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的⽅向上将产⽣电场，相应的电势称为霍尔电势.
四、计算题
1、
2、（1）n=60f/Z=60*72/36=120(转/分）
（2）频率计的技术装置读数误差为±1个数字，对应的⾓位移为±
1/Z转=±1/36转故其最⼤转速误差为±1/36（转/分）3、（1）f0=1/2πRC=1/（2π*500*10*10-6）=31.8（HZ)
幅频⽰意图：
（2）周期信号x（t)的⾓频率ω=125.6
f1=ω/2π=125.6/2π=20（HZ)
信号x(t)的频率在该滤波器的通频带内。