檢測與轉換技術習題集及答案

檢測與轉換技術習題

第1章緒論、檢測與轉換技術的理論基礎

一、單項選擇題

1.一塊量程為800C,2.5級測溫儀表，現(xiàn)要測量500℃的溫度，其相對誤差為【B

A.20rB.4%

C.1.6%D.3.2%

2.某溫度儀的相對誤差是1%,測量800C爐溫時，絕對誤差是【D

A.0.08℃B.8%

C.0.8℃D.8℃

3.漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨（）變化【D】

A.溫度B.電壓

C.電流D.時間

4.下列四個選項中，關于相對誤差特征正確的是【D】

A.大小與所取單位有關B.量綱與被測量有關

C.不能反映誤差的大小和方向D.能反映測量工作的精細程度

5.下面哪一種情況可能會產生隨機誤差【D】

A.測量人員的粗心大意B.檢測裝置的指示刻度不準

C.許多因素的微小變化之和D.傳感器的不穩(wěn)定

6.某量程為lOOOKg的秤，相對誤差是1%,則測量lOKg重物的絕對誤差是【C】

AIKgB10%C0.1KgDlOKg

7.屬于傳感器動態(tài)特性指標的是【D

A.重復性B.線性度

C.靈敏度D.固有頻率

8.下列技術指標中，描述傳感器靜態(tài)特性的是【C

A.階躍特性B.頻率特性

C.線性度D.時間常數(shù)

9.精確度是反映檢測系統(tǒng)誤差和（）誤差的綜合評定指標?！綝

A.靜態(tài)B.動態(tài)

C.附加D.隨機

10.在選擇壓力表量程時，必須考慮到留有充分的余量。一般在被測壓力較穩(wěn)定的情況下,

最大壓力值不應超過壓力儀表滿量程的【C

A.1/3B.2/3

C.3/4D.滿量程

11.下面不是系統(tǒng)誤差產生的主要原因的是[B]

A.檢測裝置指示刻度不準B.測量人員粗心大意

C.測量原理方法不當D.測試環(huán)境的變化

二、多項選擇題

1.下列哪幾項屬于隨機誤差的特性[ABCE]

A.有界性B.單峰性

C.對稱性D.替代性

E.抵償性

三、填空題

1.運算6L=-"飛】-x100%是計算傳感器線性度的公式。

ymax-ymin

四、簡答題

1.試給出傳感器靜態(tài)特性中遲滯、重復性的定義，并作圖表示遲滯的概念。

答：1）傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合稱為遲滯。

2）重復性是指傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。

第2章參數(shù)檢測

一、單項選擇題

1.輸出為電動勢的傳感器是[D

A.電阻應變式傳感器B.自感式傳感器

C.電容式傳感器D.熱電偶傳感器

2.熱力學溫度T與華氏溫度t的關系是[D

A.T=t-273B.T=tC.T=1.8t+32D.T=t+273

3.下列不是減小和消除系統(tǒng)誤差的方法的是D

A.將被測量對象位置相互交換B.將測量儀器送檢

C.在測量系統(tǒng)中采取補償措施D.采取求算術平均值的方法

4.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兩端所構成的RC吸收電路，其作

用是【D】

A.抑制共模噪聲B.抑制差模噪聲

C.克服串擾D.消除電火花干擾

5.下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是【C】

A,壓力B.力矩

C.溫度D.厚度

6.測量過程中，儀表讀數(shù)不需要經過任何運算，就能表示測量結果的測量方法，稱為

[B]

A.間接測量B.直接測量

C.組合測量D.偏差測量

二、多項選擇題

1.非接觸式傳感器主要（CD）。

A.應變式傳感器B.熱敏電阻

C.光電傳感器D.紅外傳感器

E.伯熱電阻

2.半導體式傳感器是（）?！続CD】

A.霍爾元件B.差動變壓器

C.氣敏傳感器D,壓阻傳感器

E.光纖傳感器

3.進行振動（或加速度）測量的傳感器有[AC]

A.磁電傳感器B.熱電偶

C.壓電傳感器D.紅外傳感器

E.超聲波傳感器

4.根據檢測敏感元件與被測介質的接觸關系，檢測方法可分為[AB]

A.接觸式B.非接觸式

C.直接法D.間接法

E.聯(lián)立法

5.下列哪幾種傳感器屬于數(shù)字傳感器[CE]

A.電阻應變式B.電感傳感器

C.光柵傳感器D.熱電偶

E.感應同步機

6.常用于測量大位移的傳感器有[AE

A.感應同步器B.應變電阻式

C.霍爾式D.渦流式

E.光柵式傳感器

7.接觸式傳感器主要有[ABE]

A.熱電阻B.熱敏電阻

C.光電傳感器D.紅外傳感器

E.熱電偶

三、填空題

1.某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下：

伯電阻溫度傳感器：0.45orc

電橋：0.02V/Q

放大器：100（放大倍數(shù)）

筆式記錄儀：0.2cm/V

測溫系統(tǒng)的總靈敏度K=0.18cm/℃<,

第3章檢測信號的處理

一、單項選擇題

1.在信號的變換中，我們有時為了處理信號的方便，常常把模擬信號轉換成數(shù)字信號送入

微處理器進行處理，下面哪一個是采用這種技術？[A]

A.A/D變換電路B.F/V變換電路

C.D/A變換電路D.V/I轉換電路

2.一階低通濾波器與一階高通濾波器串聯(lián)構成二階帶通濾波器，設一階低通濾波器的截止

頻率為九一階高通濾波器的截止頻率為人那么二階帶通濾波器的通頻帶為【D】

A.為B./

C.D.

3.下列計算方法哪個不是非線性校正常用的方法【D】

A.編寫程序進行計算B.查表法

C.插值法D.平均值濾波

4.一個11位的A/D轉換器，設其滿量程電壓為10V,則其分辨率為[A]

A.5mVB.2.5mVC.2mVD.10mV

K,S+o；）

5.公式〃（》—s2+a為s+就為【D1

A.二階有源低通濾波器的傳遞函數(shù)B.二階有源高通濾波器的傳遞函數(shù)

C.二階有源帶通濾波器的傳遞函數(shù)D.二階有源帶阻濾波器的傳遞函數(shù)

6.周期信號的幅值譜表示的是直流分量與各次諧波的[A]

A.幅值與頻率的對應關系B.初相位與頻率的對應關系

C.幅值與初相位的對應關系D.幅值和初相位與頻率的對應關系

7.如果要求一個D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V,其輸入端數(shù)字

量要（）數(shù)字位。(B]

A.10B.II

C.12D.8

8.無源RC低通濾波器從（）兩端引出輸出電壓。[B]

A.電阻B.電容

C.運算放大器D.電感

9.公式"（S）=”3芍為[B]

S+CXQS+G

A.二階有源低通濾波器的傳遞函數(shù)B.二階有源高通濾波器的傳遞函數(shù)

C.二階有源帶通濾波器的傳遞函數(shù)D.二階有源帶阻濾波器的傳遞函數(shù)

10.一個8bit逐次逼近A/D轉換器，其滿量程電壓為5V,若模擬輸入電壓%=2V,其數(shù)字

輸出量的數(shù)值為[B]

A.01100101B.01100110

C.01000110D.01010101

11.信號細分電路是采用電路的手段對（）的測量信號進行插值提高儀器分辨力的方

法?！続】

A.周期B.非周期

C.正弦D.脈沖

12.若周期信號x⑴的周期為T,則其基波角頻率為[A]

13.下面哪種電路主要是為了遠距離傳輸【D】

A.電壓一頻率變換B.電流一電壓變換

C.數(shù)模變換D.電壓一電流變換

二、多項選擇題

1.隔離放大器基本構成包括[BCD]

A.濾波器B.輸入放大器

C.隔離器D.輸出放大器

E.非線性校正電路

2.目前LC無源濾波器應用不多的原因是[CDE]

A.信號能量損耗大B.噪聲大

C.電感元件體積大D.不便于集成

E.低頻與超低頻范圍內選頻特性差

3.三運式放差動放大器是常用的測量放大器,其主要優(yōu)點有[ACDE]

A.高輸入阻抗B.能進行非線性校正

C.共模抑制比高D.零點漂移小

E.增益可調

4.下面哪種信號適合遠距離傳輸[BCE]

A.電壓B.電流

C.頻率D.微小信號

E.數(shù)字信號

5.下列哪種技術屬于采用隔離技術抑制干擾的手段（ABE）。

A.隔離干擾源B.把數(shù)字與模擬電路分開

C.濾波技術D.屏蔽技術

E.采用隔離放大器

6.在測量系統(tǒng)中，信號調理電路包括【ABDE]

A.放大電路B.濾波電路

C.D/A轉換電路D.線性化電路

E.信號變換電路

三、填空題

1.接地有信號地、電源地和保護地三種。

2.隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合，即信號在傳輸過程中

沒有公共地。

3.如果要求一個D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V,其輸入數(shù)字量應

為11位。

4.如果將低通濾波器（截止頻率力）與高通濾波器（截止頻率九）相串聯(lián)，得到

帶通濾波器。

5.在測試系統(tǒng)中，抑制串模干擾的方法是濾波，一般串模干擾比實際信號的頻率高，可采

用低通濾波器將其濾掉。

6.電磁屏蔽是用一定厚度的傕________做成外殼，抑制外電磁場的干擾。

四、簡答題

1.試畫出低通、高通、帶通、帶阻的幅頻特性，并標出半功率點。

2.簡述A/D轉換電路中分辨率和精度的區(qū)別。

答：A/D轉換電路分辨率是指：將連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數(shù)字信號時對應一定的幅度

電壓范圍，若超過這個幅度范圍，輸出的數(shù)字信號就會發(fā)生變化，這樣能分別的電壓范圍叫

做分辨率。

而精度是指：理想的ADC是指不含量化誤差以外的誤差，如元件的誤差和噪聲等產生各種

誤差。精度是表示所含誤差的比例，常用量程的百分比或PP/n表示。

3.由RC組成無源低通濾波器，已知R=500（。），C=10（gF）,截止頻率另為多少？，并畫出

該濾波器的幅頻示意圖。

答：（l）fO=l/2nRC=31.8Hz

A（（o）

（2）幅頻示意圖：7~

/A

Oco

4.什么是傳感器？傳感器由哪幾部分組成？

答:傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的便于應用的某

種物理量的測量裝置。

傳感器由敏感元件、傳感元件、變換電路三部分組成：

敏感元件——直接感受被測量(非電量)能產生有確定關系的輸出量

傳感元件——又稱為變換器，一般情況它不直接感受被測量，而是將敏感元件的輸出量

轉換為電量輸出的元件。

轉換電路——能把傳感元件輸出的電量轉換為便于處理、傳輸、記錄、顯示和控制的有用電

信號的電路。

五、計算題

1.圖示電路，N1、Nz、N3工作在理想狀態(tài)，寫出輸出電壓“0與輸入電壓Wil、〃i2之間的關系

式，并說明該電路的特點。

解：K1=(UO2-?11)/(U12-Mi)=21

Mo=100K/20K(Mo2-"ol)=5("o2-Mol)=105(Wi2-Mil)

電路特點：輸入阻抗高、共模抑制比高、(零點漂移小)，增益可調。

六、設計題

1.設計一個一階低通濾波電路。

(1)畫出RC濾波器的電路圖。

(2)畫出一階低通濾波器的幅頻特性曲線。

(3)若要求截止頻率為IKHz,給出RC參數(shù)的值。

(1)畫出RC濾波器的電路圖。

e(t)c±r(t)

(2)畫出一階低通濾波器的幅頻特性曲線。

(3)若要求截止頻率為IKHz,給出RC參數(shù)的值。

"⑸=-^=―竺

S+QS+1/&C

電容值選擇為C=0.01//F,電阻值可按下式計算：R3=--15-9kO

27r以

2.如果要將4?20mA的輸入直流電流轉換為0?10V的輸出直流電壓，試設計其轉換電路。

解：該轉換電路如圖所示。

根據圖電路，有

取而=250Q,當f=4mA時，%

當/=20mA時,

因此要求

有RJ尼=3/2,tt=5/3(V),取1=10k,扁二15k,

J?\=Ri//7(3=6ko

第4章傳感器的特性

一、單項選擇題

1.傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的【D】

A.線性度越好B.遲滯越小C.重復性越好D.分辨力越高

2.傳感器的主要功能是[B]

A.傳輸信息B.感受被測量

C.分析處理信號D.執(zhí)行要求的動作

3.傳感器在正、反行程中輸出輸入曲線不重合稱為【B

A.非線性B.遲滯C.重復性D.靈敏度誤差

4.選擇二階裝置的阻尼比（=0.707,其目的是【D

A.阻抗匹配B.增大輸出量

C.減小輸出量D.接近不失真條件

5.一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是【D】

A,線性度B.靈敏度

C.固有頻率D.時間常數(shù)

6.結構型傳感器是依靠傳感器的變化實現(xiàn)信號變換的。【C

A.材料物理特性B.體積大小

C.結構參數(shù)D.電阻值

7.傳感器的組成部分中，直接感受被測物理量的是【D

A.顯示電路B.轉換元件

C.放大電路D.敏感元件

8.描述檢測系統(tǒng)動態(tài)性能指標的是[B]

A.使用壽命B.反應時間

C.零點漂移D.分辨率

二、多項選擇題

1.二階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是【ABE

A.固有頻率B.阻尼比

C.線性度D.時間常數(shù)

E.超調量

三、填空題

1.傳感器的特性主要是指其輸出與輸入的關系。傳感器的輸入量可分為靜態(tài)量和動態(tài)量,

當輸入量為動態(tài)量時，則稱為動態(tài)特性。

2.傳感器的線性度計算公式是8L=_厚一|x]O0%

3.當環(huán)境濕度改變時，必須對電容式傳感器重新進行靜態(tài)標定

4.對傳感器進行動態(tài)標定的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標。

四、簡答題

1.什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特就能夠滿足通

常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動態(tài)特性？

答：傳感器的特性主要是指其輸出與輸入的關系。傳感器的輸入量可分為靜態(tài)量和動態(tài)量，

靜態(tài)量是指常量或變化緩慢的量，動態(tài)量是指周期變化、瞬態(tài)變化或隨機變化的量。輸入量

為靜態(tài)量時，其輸出輸入關系稱為靜態(tài)特性，輸入量為動態(tài)量時，則稱為動態(tài)特性。靜態(tài)特

性和動態(tài)特性是傳感器的兩種基本特性，可表征其性能的優(yōu)劣。

可以從時域和頻域來研究動態(tài)特性。

第5章電阻式傳感器

一、單項選擇題

1.在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，下列哪種接法可以得到

最大靈敏度輸出【C】

A.單臂電橋；B.差動電橋；

C.全橋方式；D.相對臂電橋

2.應變式傳感器是一種（）的測量裝置。【C】

A.只能測量應變B.只能測量電阻的相對變化

C.可以測量能轉化為應變的被測量D.可以測量所有的被測量

3.下列關于電位器式傳感器的說法哪個是正確的[C]

A.精度高B.動態(tài)性能好

C.適用于測量變化比較緩慢的物理量D.分辨率高

4.電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉為（）的輸出?！綜】

A.電阻B.電容C.電壓D.電荷

5.直流電橋的平衡條件可以概括為[A]

A.對臂阻抗之積相等B.對臂阻抗之比相等

C.相鄰臂阻抗之積相等1）.相鄰臂阻抗之和相等

6.應變式傳感器的彈性元件有柱式、懸臂梁時、環(huán)式和框式等數(shù)種，下列哪種是柱式的應

力與應變的計算關系[D]

6FIF

￡-.----￡—

Ch-b(yED.SE

7.按（）材料不同，電阻應變片可分為金屬和半導體應變片兩大類。（A

A.敏感柵B.引線

C.基片D.覆蓋層

8.應變片的初始電阻值Ro有60Q、120Q、200Q和350Q等類型，其中最常用的是【B

A.60QB.120Q

C.200QD.350Q

9.利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小【C

A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片

B.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯(lián)

C.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片

D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片

10.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為【D

1\R1辿

A,0。=4RURU°-2RU

A/?

C.%=RUD.0

二、多項選擇題

1.電阻應變片的線路溫度補償方法有（ABD）。

A.差動電橋補償法B.補償塊粘貼補償應變片電橋補償法

C.補償線圈補償法D.熱敏電阻進行電路補償

E.延長導線補償法

2.通常用應變式傳感器測量（BCD）o

A.溫度B.速度C.加速度

D.壓力E.濕度

3.應變片的選擇包括（ABCD）等。

A.類型的選擇B.靈敏系數(shù)的選擇

C.阻值的選擇D.尺寸的選擇

E.溫度補償電路的選擇

4.下列關于應變式傳感器的說法哪個是正確的[ABD]

A.應變式傳感器將應變轉換為電阻的變化B.可以測位移

C.只能進行動態(tài)測試D.采用等臂電橋進行測試

E.可進行非接觸測量

三、填空題

1.在電子稱中常常用由阻應變式力傳感器。

2.當半導體材料在某一方向承受應力時，它的電阻率發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為半導

體壓阻效應。

3.交流電橋各橋臂的復阻抗分別為Zl,Z2,Z3,Z4,若Zl、Z3為對臂，Z2、Z4對臂，

則電橋平衡條件為Z1Z3=Z2Z4o

四、簡答題

1.簡述應變片的選擇原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。

答：（1）類型的選擇；（2）靈敏系數(shù)的選擇；

（3）阻值的選擇；（4）尺寸的選擇.

單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。

2.應變片常用的等臂電橋測量電路有幾種，寫出其輸入輸出關系。

答：應變片常用的等臂電橋測量電路有：單臂電橋，差動半橋和全橋方式3種。

Uo=-E^-V

單臂電橋：4號

差動半橋：2R'

Uo=E竺W

全橋方式：R'

五、計算題

1.圖為一直流應變電橋,E=6V,Rl=R2=R3=R4=350Q,求：

①R1為應變片其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Q時輸出Uo=??

②RI、R2是應變片，感受應變極性大小相同其余為電阻，電壓輸出U產?。

③RI、R2感受應變極性相反,輸出Uo=??

④Rl、R2、R3、R4都是應變片，對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。

答：①多=0.015V

°4叫

②4=0

③U。3=0.03V

2Ry

④=后3=0.06丫

《

2.以阻值R=120C,靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應變片與阻值120c的固定電阻組成電橋，供橋

電壓為4V,并假定負載電阻為無窮大，當應變片的應變?yōu)槊蠛?000度時，分別求出單臂、

雙臂差動電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。

解：依題意

單臂時U0=t,所以

o4

…〃KsU4x2x10-6

應變?yōu)?時Uo=----=-----------

44

KNj4x?x10

應變?yōu)?000時應為J=2x10-3/V；

差動:

,所以

KsU4X2X1G-6

應變?yōu)?時=4X10-6/V,

22

應變?yōu)?000時應為Uo==4X2X103=4x10-3/V

°22

靈敏度：

k_U。單臂）

■u-:一\K（V2,（差動）

可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。

第6章壓電式傳感器

一、單項選擇題

1.影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是【D】

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

2.當兩個壓電片串聯(lián)使用時，電荷q和電壓u的變化情況是[A]

A.電荷q不變，電壓u均增加一倍B.電荷q不變，電壓u均減小一倍

C.電荷q增加一倍，電壓u不變D.電荷q增加一倍，電壓u不變

3.在壓電材料的主要特性參數(shù)中，（）是衡量材料壓電效應強弱的參數(shù)，它直接關系

到壓電輸出的靈敏度。[A]

A.壓電常數(shù)B.介電常數(shù)C.居里點D.彈性常數(shù)

4.在下列傳感器中，將被測物理量直接轉化為電荷量的是【A

A.壓電式傳感器B.電容式傳感器

C.自感式傳感器D.電阻式傳感器

5.在壓電材料的主要特性參數(shù)中，（）是衡量材料壓電效應強弱的參數(shù)，它直接關系

到壓電輸出的靈敏度。[A]

A.壓電常數(shù)B.介電常數(shù)C.居里點D.彈性常數(shù)

6.壓電式加速度傳感器是（）信號的傳感器?！綝】

A.適于測量任意B.適于測量直流

C.適于測量緩變D.適于測量動態(tài)

三、填空題

1.壓電傳感器的前置放大器有電壓放大器和電荷放大器兩種。其中輸出電壓與電纜電容

無關的是電荷放大器放大器。

2.壓電常數(shù)d”中的下標i表示晶體的極化方向,i表示晶體受力的方向

四、簡答題

1.簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。

答：電壓放大器的輸出與電纜長度有關，使用時不能隨意更換，否則將引入測量誤差。電荷

放大器的輸出電壓只取決于輸入電荷q和反饋電容C/,且與q成正比，與電纜電容Q無關,

因此可以采用長電纜進行遠距離測量，并且電纜電容變化也不影響靈敏度，這是電荷放大器

的最大特點。

壓電式傳感器配用電荷放大器時，低頻響應比配用電壓放大器要好得多。但與電壓放大

器相比，它的價格較高，電路也較復雜，調整也較困難，這是電荷放大器的不足之處。

2.壓電式傳感器往往采用多片壓電晶片串聯(lián)或并聯(lián)方式，當采用多片壓電晶片并聯(lián)方式時,

適合于測量何種信號？

答：并聯(lián)接法輸出的電荷大，本身的電容也大，故時間常數(shù)大，宜用于測慢變信號，并且適

用于以電荷為輸出量的場合。

五、計算題

1.壓電式加速度傳感器與電荷放大器聯(lián)接，電荷放大器又與函數(shù)記錄儀聯(lián)接。已知：傳感

器的電荷靈敏度kq=100(pC/g),反饋電容C/=0.01(四)，被測加速度a=0.5g.求：

(1)電荷放大器的輸出電壓是多少？電荷放大器的靈敏度是多少？

(2)若函數(shù)記錄儀的靈敏度kg=2mm/mV,求測量系統(tǒng)總靈敏度ko.

解：(1)當被測加速度a=0.5g時，所產生的電荷

Q=100pC/gxO.5g=50pC

26

輸出電壓為Ua=Q/Cf=50xIO-'/(0.01x10-)=5(mV)

電荷放大器靈敏度：K=U/Q=0.1mV/pC

(2)輸出位移為s=2mm/mVx5mV=10min

系統(tǒng)總靈敏度k0=10mm/0.5g=20mm/g

六、設計題

1.試用兩根高分子壓電電纜設計一種測量汽車車速的測量方案，并說明其工作原理。

答：傳感器采用壓電傳感器，電壓放大器。

將兩根高分子壓電電纜相距若干米s,平行埋設于柏油公路的路面下約5cm,由示波器

可測出前后車輪經過A、B兩根壓電電纜時的時間t.

第7章電感式傳感器

一、單項選擇題

1.對于下面哪種傳感器我們在應用時要考慮引線電阻和聯(lián)接導線的電阻？[B]

A.霍爾傳感器;B.熱電阻傳感器；

C.渦流傳感器;D.熱電偶溫度傳感器。

2.下列關于相敏檢波電路說法不正確的[D]

A.能反映銜鐵位移的大小B.能辨別銜鐵移動的方向

C.能消除零點殘余電壓D.能對測量信號進行調制

3.反射式電渦流傳感器激磁線圈的電源是[C]

A直流B工頻交流C高頻交流D低頻交流

4.下列哪種傳感器會產生零點殘余電壓[A]

A.差動變壓器B.熱電阻

C.霍爾式傳感器D,渦流傳感器

5.改變電感傳感器的引線電纜后[C]

A.不必對整個儀器重新標定B.必須對整個儀器重新調零

C.必須對整個儀器重新標定D.不必對整個儀器重新調零

6.對于電渦流傳感器的諧振測位移電路，當無金屬導體靠近時，其輸出電壓[A]

A.最大B.最小

C.隨機變化D.中間點

7.渦流式傳感器是以感應理論為基礎的。[C]

A.光電B.熱電

C.電磁D.壓電

8.感應同步器的作用是測量[C]

A.電壓B.電流

C.位移D.相位差

二、多項選擇題

1.差動變壓器由_____構成。[BCD]

A.鐵心B.絕緣框架

C.銜鐵D.線圈

E.電子線路

2.在實際測量中，差動變壓器式傳感器常配用的測量電路主要有[AB]

A.差動相敏檢波電路B.差動整流電路

C.直流電橋D.差動電橋

E.變壓器電橋

三、填空題

1.差動變壓器式傳感器采用差動整流電路后,次級電壓的相位和零

點殘余電壓都不必考慮；

2.利用電渦流位移傳感器測量轉速時，被測軸齒盤的材料必須是金屬。

3.差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓器

輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為零點殘余電壓.電壓。

4.相敏檢波電路利用參考信號鑒別被測信號的極性?

5.渦流傳感器的線圈與被測物體的距離減小時，互感系數(shù)M將增大。

四、簡答題

1.什么是差動變壓器的零點殘余電壓？消除方法有那些？

答：差動變壓器式傳感器理論上講，銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零，而實際上差動變壓

器輸出電壓不為零，我們把這個不為零的電壓稱為差動變壓器的零點殘余電壓。

減小零位殘余電壓的措施是：①銜鐵、骨架等零件應保證足夠的加工精度，兩線圈繞制要一

致，必要時可選配線圈。②減小電源中諧波成分，減小電感傳感器的激磁電流，使之工作在

磁化曲線的線性段；③注意利用外殼進行電磁屏蔽；④采用補償電路。

2.簡述電渦流傳感器的原理。

答：電渦流傳感器采用電渦流的原理，當帶有高頻電流的線圈靠近被測金屬時，線圈上的高頻

電流所產生的高頻電磁場便在金屬表面上產生感應電流，稱之為電渦流。

電渦流效應與被測金屬間的距離及電導率、磁導率、幾何尺寸、電流頻率等參數(shù)有關。通

過電路可將被測金屬相對于傳感器探頭之間距離的變化轉化為電壓或電流變化。電渦流式傳

感器可以實現(xiàn)非接觸地測量物體表面為金屬導體的多種物理量，如位移、振動、厚度、轉速、

應力、硬度等參數(shù)。

五、計算題

1.差動式變氣隙長度型自感傳感器銜鐵位移/占=0075，”，〃時，若初始容量L產L2=150mIl,

初始距離3=0.75mm,試計算其非線性誤差。若改為單極式，初始值不變，其非線性誤差有

多大？

解：差動:丫=(⑹搟=(0.075/0.75)2=1%

單極：r=A6/3=10%

六、設計題

1.欲非接觸測量一旋轉軸的轉速，試選擇一傳感器進行實時檢測，畫出其結構示意圖并說

明其工作原理和工作過程。

第8章電容式傳感器

一、單項選擇題

1.電容式傳感器在極板間放置云母、塑料膜等介電常數(shù)高的物質的主要目的是[C]

A.提高靈敏度B.減小非線性

C.防止擊穿D.增加加工精度

2.電容式濕度傳感器只能測量（）濕度。[A]

A.相對B.絕對C.任意D.水分

3.在電容傳感器中，若采用調頻法測量轉換電路，則電路中[B]

A.電容和電感均為變量B.電容是變量，電感保持不變

C.電感是變量，電容保持不變D.電容和電感均保持不變

4.差動電容傳感器采用差動脈沖調寬電路時，其輸出電壓正比于[B]

人C-C2B（CrC2）/（C1+C2）

F+。2他-。2）AC/q+AC,/C,

C.D.

5.電容式壓力傳感器是[A]

A.變極距型的B.變面積型的

C.變介電常數(shù)型的D.以上三種類型都有

6.為了提高,減小非線性，變間隙式電容傳感器一般采用差動結構。[B]

A.重復性B.靈敏度

C.準確度D.穩(wěn)定性

7.測量范圍大的電容式位移傳感器的類型為[D]

A.變極板面積型B.變極距型

C.變介質型D.容柵型

二、多項選擇題

1.當變間隙式電容傳感器兩極板間的初始距離d增加時，將引起傳感器的（BD）0

A.靈敏度增加B.靈敏度減小

C.非統(tǒng)性誤差增加D.非線性誤差減小

E.初始電容量增加

2.在實際測量中，差動變壓器式傳感器常配用的測量電路主要有[AB]

A.差動相敏檢波電路B.差動整流電路

C.直流電橋D.差動電橋

E.變壓器電橋

三、填空題

1.電容傳感器在實際應用中，為了提高靈敏度，減小非線性，可采用差動結構。

2.能感受濕度的電容傳感器屬于變介電式電容式傳感器。

3.變介質式電容傳感器常用于液位測量和溫濕度測量。

4.電容式壓力傳感器是變變極距型的。

四、簡答題

1.如何改善單極式極距型電容傳感器的非線性？

答：①為了保證一定線性度，應限制動極板的相對位移量；

②為了改善非線性，可采用差動結構。

五、計算題

1.一臺變間隙式平板電容傳感器，其極板直徑D=8mm,極板間初始間距do=1mm.,極板間

介質為空氣，其介電常數(shù)￡o=8.85xl0“2F/m。試求：

(1)初始電容Co；

(2)當傳感器工作時，間隙減小Ad=±10|jm,則其電容量變化AC；

(3)如果測量電路的靈敏Ku=100mV/pF,則在Ad=±10um時的輸出電壓Uo。

解：由題意可求

-2-32

/、,口以「ss8.85x10'(4x10)?

(1)初始電容：a=—=---------------：---------=0n.445/?F

°d°lx]。-

(2)

AC_AJ0

C()dQ

當△4=±1時，有

△心2c"°*CxlL=4.45xlOT5F

d0°1x10-3

(3)當Ad=±10|am時，由Kl,=lOOmV/pF=Uo/AC,貝I]