传感器与检测技术试题与答案(7)

2.调频波波形频率f与中心频率f0和调制波幅值的关系f=f0±Δf,Δf为频率偏移，与X(t)幅值成正比。

3.x1(t) x3(t) x5(t)周期函数，x2(t) x4(t)非周期函数

4.1)轴类零件受扭矩作用时，在其表面产生切应变，可通过测量该应变检测扭矩，如电阻应变式扭矩传感器。

2)弹性转轴受扭后，两端面的相对转角只与所承受的扭矩有关，且呈比例关系，可通过测量扭转角测量扭矩，如电容式或光电式扭矩传感器。 5.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。 6.优点：

能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。

涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。(每小题8分，共24分)

1.(1)测量时，齿轮随工作轴一起转动，每转过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，磁通

也变化一次，因此，线圈感应电动势的变化频率f等于齿轮的齿数Z与转速积。 f=nZ/60

n=

60fZ=60?2418=80(r/min)

(2)读数误差为±1齿，所以应为118转，即： n=80±118 (r/min) 2.(1)f10=

2?RC?12??500?10?10?6?318.(HZ) 幅频示意图：

n的乘31

四、计算题 (2)周期信号x(t)的角频率ω=125.6

f=?2??1256.12??20(HZ)?f0 信号x(t)的频率在该滤波器的通频带内。 3.由于1?δ(f) 3?3δ(f)

又 2cos(2πf0t)?δ(f-f0)+δ(f+f0) 根据傅里叶变换的线性叠加原理：

2cos(2πf0t)+3?δ(f-f0)+3δ(f)+δ(f+f0) 时域图见图a，频域图见图b

五、应用题(每小题8分，共16分)

1.(1)传感器的结构如图a所示，它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座

等几部分组成。

原理：被测力F通过传力块作用在弹性圆桶上，弹性圆桶的变形带动衔铁移动，使双螺管线圈的电感量发生变化，从而实现力的测量。 (2)电桥的接法如图b所示：

2.(1)应变片(R1、R2、R3、R4)粘贴位置如图a所示；测量电桥如图b所示。

(2)根据以上位置布片和电桥接法，着力点位置的变化不会影响Pz的大小，因为在顶尖上的分力Pz1、Pz2，Pz=Pz1+Pz2，由Pz1、Pz2引起的电阻R1、R3的变化值之和保持不变，故Pz的测量不受着力点的移动而改变。

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浙江省2003年1月自考传感器与检测技术试题

课程代码：02202

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. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的_______和标准测试系统。 3. 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________。 4. 半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。 5. 测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗6. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，值。

7. 当η→∞时，信号x(t)的自相关函数Rx(η)呈周期性变化，说明该信号为8. LCD是液晶显示器，是一种________功耗器件。9. A/D卡的转换速率表示________。

10. 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，最大灵敏度输出。

11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，可采用二阶或二阶以上有源低通滤波器。

12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气的绝对湿度使用更广泛。

13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，________。

14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。电流下，其________与温度之间的近似线性关系实现。15. 图像处理的主要目的是________。

二、单项选择题(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. 为了抑制干扰，常采用的电路有( )

A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是( A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量3. 自相关函数一定是( )函数。

A. 偶 B. 奇 C. 周期 4. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 ________1012(Ω)。

An表示________分量的幅

________。 ________接法可以得到

主要缺点是________。为克服该缺点，

________程度，它比

从而使材料的电阻率

二极管感温元件利用P-N结在恒定

D. 调谐电路 )。

D. 接近不失真条件 D. 随机 ( )

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将使截流子数目减少， C. 增大锤重 D. 减小冲击力 5. 记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将( )

A. 扩展，幅值减小 B. 变窄，幅值减小 C. 幅值增大 D. 变窄，幅值增大 6. 无源RC低通滤波器从( )两端引出输出电压。

A. 电阻R B. 电容C C. 运算放大器 D. 电感L 7. 人工视觉系统图像处理中，对像素信息进行编码的作用是( ) A. 滤去噪声C. 图像增强8. 载波频率为A. f0=fm 9. 测量不能直接接触的高温物体温度，可采用A. 热电偶10. 电容式湿度传感器只能测量A. 相对 11. 由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用A. 信噪比高12. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为A. 电阻 13. 通常采用的压力敏感元件有A. 柱形弹性元件14. 压电式加速度传感器是A. 适于测量任意C. 适于测量缓变15. 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 三、问答题1. 试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并标出半功率点。2. 一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么3. 压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什么4. 试述如何利用自相关函数判断随机噪声中是否包含有正弦波周期信号5. 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性6. 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：

电桥需接入何种激励电压 B. 传输和存储信息 D. 图像分割f0，调制信号的最高频率为 B. f0>fm B. 亮度式 ( B. 绝对 B. 信噪比低 B. 电容 ( B. 环形弹性元件( ) B. D. B. 最小 (每小题5分，共30分)

?该电桥的输出电压是何波形

fm，两者的关系为C. f0>>fm ( C. 半导体三极管 )湿度。

C. 任意 C. C. 电压 )

C. 梁形弹性元件C. 随机变化?热敏电阻的测温范围一般是多少 ( ) D. f0<

D. D. 水分

( ) D. ( )的输出。 D. 电荷 D. 波登管 D. 中间点

? ? ?

?

( ) ? 34

半导体二极管 的前置放大器。 稳定性低灵敏度很小 信号的传感器。

适于测量直流 适于测量动态

四、计算题(每小题8分，共24分) 1. 磁栅式位移传感器采用空间相位差为

?的两个静态磁头来测量位移，其输出电动势为22???S?,磁尺剩磁信号的波长为1mm。求： E=Usin??t????(1)若E=7sin(100t+0.48π)伏，此时所测得的位移量S； (2)在一个测量周期内，此传感器所能测量得的最大位移量。

2. 一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知：传感器的灵敏度为性范围为6(如图b所示，问：传感器与被测金属的安装距离果?轴向振动的振幅

3. 压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。已知：传感

器的电荷灵敏度(1)电荷放大器的输出电压是多少(2)若函数记录仪的灵敏度五、应用题(每小题1. 试选择一种传感器，设计测量车床主轴转速的原理方案，并作简要说明。2. 一汽车司机座的振动较大，试设计测试方案寻找振源。(1)给出可能的振源；(2)列出测试方案框图，并作简要说明；(3)给出判断方法及判断原则。

15(mV/μm)，最大线

m)。现将传感器安装在主轴右侧。如图a所示。用记录仪记录振动波形，

L为多少微米时，可得到较好的测量效A为多少?

kq=100(pC/g)，反馈电容Cf=0.01(μF),被测加速度a=0.5g。求： ?电荷放大器的灵敏度是多少? kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度k0. 8分，共16分)

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μ

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