山大2007-2008學(xué)年第1學(xué)期檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)試題A卷及答案

1、山東大學(xué)20072008學(xué)年第1學(xué)期檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)A卷一填空題(每空1分，共15分)1如果所測(cè)試的信號(hào)隨時(shí)間周期變化或變化很快，這種測(cè)試稱為_測(cè)試。2測(cè)量誤差按表示方法分類分為_和_ _ _。3在電橋測(cè)量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，_接法可以得到大靈敏度輸出。4熱電偶電動(dòng)勢(shì)由_ _ _電勢(shì)和_ _ _電勢(shì)兩部分組成。5電渦流傳感器可分為_和_ _ _兩大類。6由一種勻質(zhì)導(dǎo)體所組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面積如何及導(dǎo)體的各處溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)，這一定律被稱為熱電偶的_定律。7衡量傳感器的靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是 、 、重復(fù)性和遲滯等。8純金屬是制造熱電阻的主要材料，常用

2、熱電阻有_和_ _ _。9光敏電阻的光電流與光強(qiáng)之間關(guān)系，稱為光敏電阻的_ _ _。10光柵傳感器由光源、透鏡、光柵和_ _ _組成。二選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其號(hào)碼填在題后的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共15分)1電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為( )的輸出。A. 電阻 B. 電容 C. 電壓 D. 電荷2壓電式加速度傳感器是( )信號(hào)的傳感器。A. 適于測(cè)量任意 B. 適于測(cè)量直流 C. 適于測(cè)量緩變 D. 適于測(cè)量動(dòng)態(tài)3對(duì)于電渦流傳感器的諧振測(cè)位移電路，當(dāng)無(wú)金屬導(dǎo)體靠近時(shí)，其輸出電壓( )。A. 最大 B. 最小 C. 隨機(jī)變化 D. 中間點(diǎn)4 傳感器能感

3、知的輸入變化量越小， 表示傳感器的( )。A.線性度越好 B.遲滯越小 C.重復(fù)性越好 D.分辨力越高5電磁流量計(jì)消除正交干擾的方法常用（ ）和放大電路反饋補(bǔ)償兩種方式。A引線自動(dòng)補(bǔ)償 B電橋電路 C感應(yīng)電壓 D電磁感應(yīng)6 屬于傳感器動(dòng)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 測(cè)量微位移工作臺(tái)的位移量，可選用( )。A光柵傳感器 B電感傳感器 C電容傳感器 D應(yīng)變傳感器9 對(duì)生產(chǎn)流水線上的塑料零件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)，可采用的傳感器為(

4、 )。A光電傳感器 B霍爾傳感器 C電容傳感器 D電感傳感器10家用空調(diào)中的測(cè)溫元件最好選用( )A熱電阻 B熱敏電阻 C熱電偶 D光敏電阻11（ ）是指儀表實(shí)測(cè)輸入輸出特性曲線對(duì)理想直線性輸入輸出特性曲線的近似程度。A線性度 B變差 C重復(fù)性 D再現(xiàn)性12反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差影響程度的是（ ）。A精密度 B準(zhǔn)確度 C精確度 D精度數(shù)13光電器件的光譜特性是描述（ ）之間的關(guān)系。A光電流與電壓 B光電流與光照 C靈敏度與入射波長(zhǎng) D靈敏度與調(diào)制頻率14 壓電式傳感器可用于（ ）的動(dòng)態(tài)測(cè)量。 A壓力 B溫度 C應(yīng)力 D位移15（ ）傳感器屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。A應(yīng)變式 B壓電式 C電容式 D電

5、感式三問(wèn)答題(每小題6分，共30分)1(6分)敘述熱電偶中間導(dǎo)體定律，簡(jiǎn)述此定律在實(shí)際應(yīng)用中的作用。2(6分) 簡(jiǎn)答壓電效應(yīng)。3(6分) 簡(jiǎn)答差壓式流量計(jì)的基本組成。4(6分)簡(jiǎn)述壓電式傳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)。5(6分) 簡(jiǎn)答霍爾效應(yīng)。四 應(yīng)用題(每小題10分，共30分)1(10分) 試選用某種傳感器，設(shè)計(jì)測(cè)量車床主軸轉(zhuǎn)速的原理方案，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。2(10分) 請(qǐng)用電容傳感器測(cè)量液位高度，敘述測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成，測(cè)量原理和有關(guān)的測(cè)量公式。3(10分)應(yīng)變片稱重傳感器，其彈性體為圓柱體，直徑為D10cm，材料彈性模量E2.051011 N/m2 ,用它稱50t重物體，若用電

6、阻絲式應(yīng)變片，應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K2，R120，問(wèn)電阻變化多少？五、原理分析題(10分)由熱電偶工作原理可知，熱電偶輸出熱電勢(shì)和工作端與冷端的溫差有關(guān)，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，要對(duì)熱電偶冷端溫度進(jìn)行處理，經(jīng)常使用能自動(dòng)補(bǔ)償冷端溫度波動(dòng)的補(bǔ)償電橋，如圖所示，試分析此電路的工作原理參考答案：一填空題(每空1分，共15分)1動(dòng)態(tài)2絕對(duì)誤差、 相對(duì)誤差3全橋差動(dòng)電路4接觸、 溫差5高頻反射式、 低頻透射式6勻質(zhì)導(dǎo)體7線性度、 靈敏度8鉑熱電阻、 銅熱電阻9光照特性 10光電元件二選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其號(hào)碼填在題后的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共15分)1C；2D ；3A；4D；5A

7、； 6D；7C ；8A ；9A ；10B；11A；12B；13C；14A；15B 三問(wèn)答題(每小題6分，共30分)1（6分）答：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體后，只要第三種導(dǎo)體兩端的溫度相同，就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電勢(shì)。這就是熱電偶的中間導(dǎo)體定律（3分）。 根據(jù)中間導(dǎo)體定律，可以在回路中引入各種儀表和連接導(dǎo)線，而不會(huì)對(duì)熱電勢(shì)有影響，同時(shí)也允許采用任意的焊接方法來(lái)焊制熱電偶。還可以采用開路熱電偶測(cè)量液態(tài)金屬和固體金屬表面的溫度（3分）。2（6分）答：某些電介質(zhì)物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生變形，并且在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷（3分），若將外力去掉時(shí)，它們又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱

8、為壓電效應(yīng)（3分）。 3（6分）答：差壓式流量計(jì)由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管和差壓變送器三部分組成（每部分2分）。4（6分）答：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。（3分）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。（3分）5（6分） 答：所謂霍爾效應(yīng)是指若在一半導(dǎo)體薄片的兩端通以控制電流I，并在薄片垂直的方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)方向上將產(chǎn)生電勢(shì)UH的現(xiàn)象,所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電壓或霍爾電勢(shì)。四 應(yīng)用題(每小題10分，共30分)1 （10分）答：本題目可以采用多種傳感器設(shè)計(jì)，

9、只要原理正確皆可得分。這里以渦流傳感器為例解答：在車床主軸上開z 個(gè)槽(或齒)，旁邊安裝一個(gè)電渦流傳感器（3分），當(dāng)車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電渦流傳感器將周期性地改變輸出信號(hào)，此電壓經(jīng)過(guò)放大、整形可用頻率計(jì)指示出頻率數(shù)值為f（單位為Hz）（4分），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）為：（3分）2 （10分）答：采用如圖所示內(nèi)外圓筒分別作為電容的兩個(gè)極板組成電容傳感器，可以用于測(cè)量液位。液位為零時(shí)的初始電容為：（3分）（2分）電容與液位的關(guān)系為：（4分）可見(jiàn)，電容的改變量與液位h成正比例關(guān)系（1分）。3（10分）解：電阻絲應(yīng)變： （5分）電阻變化（5分）五、原理分析題(10分)答：補(bǔ)償電橋法是一種利用電橋輸出電壓抵消熱電偶冷端溫度變化的溫度補(bǔ)償方法，圖中補(bǔ)償電橋與熱電偶冷端處在相同的溫度環(huán)境下，其中、用電阻溫度系數(shù)極小的錳銅絲繞制，且阻值相等，即；用銅導(dǎo)線繞制，作補(bǔ)償電阻(2分)。使用時(shí)，用延伸導(dǎo)線將熱電偶冷端延伸至補(bǔ)償電橋處，使補(bǔ)償電橋與熱電偶冷端感受同一溫度。選擇，使電橋處于平衡狀態(tài)，電橋輸出為零(2分)；當(dāng)冷端溫度升高時(shí)，補(bǔ)償電阻阻值增加，電橋失去平衡，輸出電壓增大，而熱