傳感器與檢測技術(shù)》試卷及答案(共五套)

1、傳感器與檢測技術(shù)試卷及答案（試卷一）第一部分 選擇題（共24分）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共12小題，每小題2分，共24分）在每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選和未選均無分。1下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測量的是（ ） A壓力 B力矩 C溫度 D厚度2屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（ ） A重復(fù)性 B線性度 C靈敏度 D固有頻率3按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（ ） A光電式傳感器 B電容式傳感器 C壓電式傳感器 D磁電式傳感器4測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ ） A變極板面積型 B變極距型 C變介質(zhì)型 D容柵

2、型5利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（ ） A兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián) C兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是（ ） A電纜的安裝與固定方式 B電纜的長度 C前置放大器的輸出阻抗 D前置放大器的輸入阻抗7固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（ ） APN結(jié)光電二極管電路 BPNP型晶體管集成電路 CMOS型晶體管開關(guān)集成電路 DNPN型晶體管集成電路8將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用

3、是（ ） A抑制共模噪聲 B抑制差模噪聲 C克服串?dāng)_ D消除電火花干擾9在采用限定最大偏差法進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)，若限定偏差Y0.01，本次采樣值為0.315，上次采樣值為0.301，則本次采樣值Yn應(yīng)選為（ ） A0.301 B0.303 C0.308 D0.31510若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，最大輸入信號為2.5V，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ） A1.22mV B2.44mV C3.66mV D4.88mV11周期信號的自相關(guān)函數(shù)必為（ ） A周期偶函數(shù) B非周期偶函數(shù) C周期奇函數(shù) D非周期奇函數(shù)12已知函數(shù)x(t)的傅里葉變換為X（f），則函數(shù)y(t)=2x(3

4、t)的傅里葉變換為（ ） A2X() BX() CX(f) D2X(f)第二部分 非選擇題（共76分）二、填空題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。13對傳感器進(jìn)行動態(tài) 的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標(biāo)。14傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過 的能力。15傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向 方向發(fā)展。16已知某傳感器的靈敏度為K0，且靈敏度變化量為K0，則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為rs= 。17為了測得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用 技術(shù)。18在用帶孔圓盤所做

5、的光電扭矩測量儀中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光面積減小，則表明扭矩 。19電容式壓力傳感器是變 型的。20一個半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180，半導(dǎo)體材料的彈性模量為1.8×105Mpa,其中壓阻系數(shù)L為 Pa-1。21圖像處理過程中直接檢測圖像灰度變化點(diǎn)的處理方法稱為 。22熱敏電阻常數(shù)B大于零的是 溫度系數(shù)的熱敏電阻。23若測量系統(tǒng)無接地點(diǎn)時(shí)，屏蔽導(dǎo)體應(yīng)連接到信號源的 。24交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分別為若電橋平衡條件為Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡條件應(yīng)為 。三、問答題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）25簡述壓電式傳

6、感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn)。26回答與直線式感應(yīng)同步器有關(guān)的下列問題：（1） 它由哪兩個繞組組成？（2） 鑒相式測量電路的作用是什么？ 27簡述壓磁式扭矩儀的工作原理。28說明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點(diǎn)。29簡述激光視覺傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘柼幚硌b置的工作過程。30采用逐次逼近法的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器主要由哪幾部分組成？四、計(jì)算題（本大題共3小題，每小題8分，共24分）31已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz，測量齒盤的齒數(shù)Z=36，求：（1） 被測軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？（2） 在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤

7、差是多少？32一熱敏電阻在0和100時(shí)，電阻值分別為200k和10k。試計(jì)算該熱敏電阻在20時(shí)的電阻值。33求正弦信號x(t)=x0sint的自相關(guān)函數(shù)。五、應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）34圖示為電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路。 （1） 寫出電流i與電壓VREF的關(guān)系式。 （2） 若VREF=10V輸入信號D3D2D1D0=1000，試計(jì)算輸出電壓V0=？35已知某信號的傅里葉級數(shù)展開式為 x(t)= sincosn0t 試求該信號的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。（答案一）一、 單項(xiàng)選擇題（本大題共12小題，每小題2分，共24分）1.C2.D3.A4.D5.

8、C6.D7.C8.D9.A10.B11.A12.B二、 填空題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）13.標(biāo)定(或校準(zhǔn)或測試)14.測量范圍15.智能化16.(K0/K0)×100%17.細(xì)分18.增大 19.極距(或間隙)20.1×10921.微分法22.負(fù)23.對地低阻抗端(或接地端)24.三、 問答題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）25傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。 傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。26（1）由固定繞組和滑動繞組組成。 （2）

9、檢測感應(yīng)電動勢的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。27壓磁式扭矩儀的軸是強(qiáng)導(dǎo)磁材料。根據(jù)磁彈效應(yīng)，當(dāng)軸受扭矩作用時(shí)，軸的磁導(dǎo)率發(fā)生變化，從而引起線圈感抗變化，通過測量電路即可確定被測扭矩大小。28主要特點(diǎn)是：熱容量?。ɑ驘釕T性小），時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快。29（1）多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。 （2）條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號處理裝置。30由電壓比較器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、順序脈沖發(fā)生器、數(shù)碼寄存器和逐次逼近寄存器組成。四、 計(jì)算題（本大題共3小題，每小題8分，共24分）31（1） （2）頻率計(jì)的計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為

10、7;1個數(shù)字，對應(yīng)的角位移為±轉(zhuǎn)=±轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為±（轉(zhuǎn)/分）32熱敏電阻的一般表達(dá)式為： 式中：RT為溫度T=t+273.15(K)時(shí)的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+273.15(K) 時(shí)的熱敏電阻的電阻值； 設(shè)t0=20,T0=t0+273.15=293.15(K)。則上式中的R0即為所求的值。 根據(jù)題中所給條件，有 （1） （2）（1）、（2）兩式兩邊取對數(shù)有 因此該熱敏電阻在20的電阻值為： 33 五、 應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題8分，共16分） 34（1） （2）當(dāng)D3D2D1D0=1000時(shí)， 35直流分量A00一次諧波分量 A1二

11、次諧波分量 A20三次諧波分量 A3四次諧波分量 A40五次諧波分量 A5其幅值譜如右圖所示。（試卷二）一、填空題(每空1分，共15分)1.如果僅僅檢測是否與對象物體接觸，可使用_作為傳感器。2.紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和_電路組成。3.在電阻應(yīng)變片公式，=(1+2)+E中，代表_。4.利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)速時(shí)，被測軸齒盤的材料必須是_。5.當(dāng)磁頭相對于磁尺不動時(shí)，仍有感應(yīng)電動勢輸出的是靜態(tài)磁頭，且輸出電勢的幅值由_所決定。6.動態(tài)標(biāo)定的目的，是檢驗(yàn)測試傳感器的_指標(biāo)。7.確定靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量(或電量)的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器和_。8.傳感器的頻率響應(yīng)特性，必須在所測信號頻

12、率范圍內(nèi)，保持_條件。9.熱電偶電動勢由_電動勢和接觸電動勢兩部分組成。10.SnO2型半導(dǎo)體氣敏器件非常適宜檢測濃度較_的微量氣體。11.有源濾波器由集成運(yùn)放和_組成。12.采用_電源供電的電橋稱為交流電橋。13.多路模擬開關(guān)由_和多路雙向模擬開關(guān)組成。14.為了提高檢測系統(tǒng)的分辨率，需要對磁柵、容柵等大位移測量傳感器輸出信號進(jìn)行_。15.若隨機(jī)信號x(t)、y(t)的均值都為零，當(dāng)時(shí)，它們的互相關(guān)函數(shù)Rxy()=_。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題1分，共15分)1.對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率( ) A.接近零

13、B.盡量低些 C.盡量高些D.任意2.( )傳感器可用于醫(yī)療上-50150之間的溫度測量。 A.金屬輻射式B.熱電偶 C.半導(dǎo)體三極管D.比色計(jì)3.信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是( ) A.信號是緩變的B.信號是快變的 C.干擾的耦合通道D.信號是交流的4.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為( ) A. B. C. D.05.概率密度函數(shù)提供了隨機(jī)信號( )的信息。 A.沿頻率軸分布B.沿幅值域分布 C.沿時(shí)域分布D.沿尺度分布6.非線性度是表示校準(zhǔn)曲線( )的程度。 A.接近真值B.偏離擬合直線 C.正反行程不重合D.重復(fù)性7.非周期信號的頻譜是( ) A.連續(xù)的B.離散的 C.基頻的整數(shù)

14、倍D.脈沖函數(shù)8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是( ) A.數(shù)字脈沖式B.調(diào)幅式 C.調(diào)頻式D.正弦波9.半導(dǎo)體應(yīng)變片具有( )等優(yōu)點(diǎn)。 A.靈敏度高B.溫度穩(wěn)定性好 C.可靠性高D.接口電路復(fù)雜10.一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是( ) A.線性度B.固有頻率 C.阻尼比D.時(shí)間常數(shù)11.常用于測量大位移的傳感器有( ) A.感應(yīng)同步器B.應(yīng)變電阻式 C.霍爾式D.渦流式12.將電阻應(yīng)變片貼在( )上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。 A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體 C.彈性元件D.機(jī)器組件13.半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率( ) A.上升B.迅速下降 C.保持不變D.歸零14.結(jié)構(gòu)型傳感

15、器是依靠傳感器( )的變化實(shí)現(xiàn)信號變換的。 A.材料物理特性B.體積大小 C.結(jié)構(gòu)參數(shù)D.電阻值15.阻抗頭是測量振動系統(tǒng)( )的拾振器。 A.振動位移B.振動加速度 C.激振力D.激振力及其響應(yīng)三、問答題(每小題5分，共30分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)輸入量與對應(yīng)輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態(tài)特性?2.設(shè)載波的中心頻率為f0試根據(jù)圖a、圖b所示調(diào)制信號定性畫出相應(yīng)調(diào)頻波波形。3.回答下列函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù)： x1(t)=sin3t，x2(t)=e-t，x3(t)=esint，x4(t)=(t)， x5(t)=sin4.簡述兩類扭矩的測量原理及舉例說明相應(yīng)的扭矩

16、傳感器。5.簡述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用。6.渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是什么?渦流傳感器能否測量大位移量?為什么?四、計(jì)算題(每小題8分，共24分)1.已知測量齒輪齒數(shù)Z=18，采用變磁通感應(yīng)式傳感器測量工作軸轉(zhuǎn)速(如圖所示)。若測得輸出電動勢的交變頻率為24(Hz)，求：被測軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)為多少?當(dāng)分辨誤差為±1齒時(shí)，轉(zhuǎn)速測量誤差是多少?2.由RC組成無源低通濾波器，已知R=500()，C=10(F)，試求：(1)截止頻率f0，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。(2)設(shè)輸入信號x(t)=0.2cos,判斷其是否在

17、該濾波器的通頻帶內(nèi)。3.試?yán)L出x(t)=2cos(2f0t)+3的時(shí)域圖和頻域圖。五、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)1.試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。(1)用簡圖說明該傳感器的結(jié)構(gòu)，并簡要說明其作用原理；(2)用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。2.如圖所示，軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園表面，在加工過程中，徑向力Py和切向力Pz大小基本不變，但著力點(diǎn)位置沿軸向移動，現(xiàn)在前后頂尖上粘貼電阻應(yīng)變片測量工件所受的Pz。(1)在圖中標(biāo)明應(yīng)變片的位置及Pz的測量電橋。(2)著力點(diǎn)移動對測量結(jié)果有無影響?為什么?（答案二）一、填空題(每空1分，共15分)1. ON-OFF型微動開關(guān)

18、 2.電子掃描 3.材料壓阻系數(shù) 4.金屬 5.磁頭所處的位置6.動態(tài)性能 7.標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng) 8.不失真測量 9.溫度差 10.低 11.RC網(wǎng)絡(luò) 12.交流13.地址譯碼器 14.細(xì)分 15. 0二、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共15分) 1.C 2.C 3.C 4.D 5.B 6.B 7.A 8.A 9.A 10.D 11.A 12.C 13.B 14.C 15.D三、問答題(每小題5分，共30分)1.在靜態(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線，可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。2.調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率f0和調(diào)制波幅值的關(guān)系f=f0±f,f為頻率偏移，與X(t)幅值成正比。3.x1(t) x3(t) x5(t)周期函數(shù)，x2(t) x4(t)非周期函數(shù)4.1)軸類零件受扭矩作用時(shí)，在其表面產(chǎn)生切應(yīng)變，可通過測量該應(yīng)變檢測扭矩，如電阻應(yīng)變式扭矩傳感器。2)彈性轉(zhuǎn)軸受扭后，兩端面的相對轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān)，且呈比例關(guān)系，可通過測量扭轉(zhuǎn)角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。5.布置原則有：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳；(2)在復(fù)合載荷下測量，能消除相互干擾；(3)考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無溫度補(bǔ)償作用，差動和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用。6.優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)非接觸測量，結(jié)構(gòu)簡單，不怕油等介質(zhì)污染。渦流傳感器不能測