【正文】 毫伏表的輸出為60 mv, 求熱電偶熱端的溫度為多少?答：℃1) 用石英晶體加速度計測量機(jī)器的振動，已知加速度計的靈敏度為5 PC/g（g為重力加速度），電荷放大器的靈敏度為50 mv/PC，當(dāng)機(jī)器振動達(dá)到最大加速度時，相應(yīng)的輸出幅值為2V，求機(jī)器的振動加速度。（1PC=1012庫侖）答： a=2) 圖示電荷放大器中Ca=100 PF，Ra=∞，RF= ∞，CF=10 PF。若考慮引線電容CC 影響，當(dāng)A0=104時，要求輸出信號衰減小于1%，求使用90 PF/m的電纜，其最大允許長度為多少？答： 解得F 三、光纖傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？求n1=，n2=；如果外部介質(zhì)為空氣n0=1，求光纖的最大入射角。答：優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾能力強(qiáng)；靈敏度高；幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器，可以制造傳感各種不同物理信息的器件；光纖傳感器可用于高壓，電氣噪聲，高溫，腐蝕或其他惡劣環(huán)境；而且具有與光纖遙測技術(shù)的內(nèi)在相容性。176。六、用溫度傳感器對某溫度進(jìn)行12次等精度測量，獲得測量數(shù)據(jù)如下（單位℃）、、、要求對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，并寫出最后結(jié)果（取置信系數(shù)為2）。 答： 七、1）制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？2）為何霍爾元件都比較薄，而且長寬比一般為2 ：1？3）某霍爾元件l b d cm3, 當(dāng)方向通以電流I= mA, 在垂直lb方向加有均勻磁場B=, 傳感器的靈敏系數(shù)為22 V/A T, 試求其霍爾電勢及載流子濃度。答：1）采用半導(dǎo)體材料。因?yàn)槠潇`敏度高，輸出霍爾電勢大。 2）因?yàn)樵奖。`敏度系數(shù)越大。 3） 八、 1）試證明熱電偶的中間導(dǎo)體定律。2）℃ 的熱電偶與毫伏表相連,已知接線端溫度為50℃,毫伏表的輸出為60 mv, 求熱電偶熱端的溫度為多少?3） 熱敏電阻的電阻溫度特性有什么不同? 答：1）證明： =2) ℃3）熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)大，電阻與溫度的關(guān)系近似于線性或?yàn)槠交€。九、下圖為變極距型平板電容電容傳感器的一種測量電路，其中CX為傳感器電容，C為固定電容，假設(shè)運(yùn)放增益A=∞，輸入阻抗Z=∞；試推導(dǎo)輸出電壓U0與極板間距的關(guān)系，并分析其工作特點(diǎn)。十、1）有一數(shù)字溫度計，測量范圍為 –50 ℃ ～150℃, 求當(dāng)示值分別為20℃,100℃時的絕對誤差和示值相對誤差。2）欲測量250 V電壓，要求測量示值相對誤差不大于 177。%, 問選用量程為250 V電壓表,其精度為那一級? 若選用量程為300 V和500 V的電壓表,其精度又分別為那一級?3)已知待測電壓為400V左右,現(xiàn)有兩只電壓表,測量范圍0～500V。 , 測量范圍0～1000V,問選用那只表測量較好?為什么?答：1）絕對誤差為：℃ 20℃時相對誤差為： 100℃時相對誤差為： 2）絕對誤差為： 。 。3)第一只絕對誤差為相對誤差為第二只絕對誤差為相對誤差為 所以應(yīng)用第二只表。十一、推導(dǎo)差動自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。二、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時R1受拉，R4受壓，ΔR表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=(E/2)(ΔR/R)。(15分)證： 略去的第二項(xiàng)，即可得一、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：Xy試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度(15分)答：帶入數(shù)據(jù)得：k= b=擬合直線靈敏度 ,線性度 177。7%（試卷一）第一部分 選擇題（共24分）.C 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（ ） A．PN結(jié)光電二極管電路 B．PNP型晶體管集成電路 C．MOS型晶體管開關(guān)集成電路 D．NPN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，若限定偏差△Y≤，，則本次采樣值Yn應(yīng)選為（ ） A． B． C． D．10．若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ） A． B． C． D．11．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(3t)的傅里葉變換為（ ） A．2X() B．X() C．X(f) D．2X(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180，105Mpa,其中壓阻系數(shù)πL為 Pa1。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，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．簡述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點(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，如果計數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為177。1個數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？32．一熱敏電阻在0℃和100℃時，電阻值分別為200kΩ和10kΩ。試計算該熱敏電阻在20℃時的電阻值。33．求正弦信號x(t)=x0sinωt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)= sincosnω0t 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） 二、 填空題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）(或校準(zhǔn)或測試) 16.(△K0/K0)100% (或間隙) 10－9 (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）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，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、 計算題（本大題共3小題，每小題8分，共24分）31．（1） （2）頻率計的計數(shù)裝置讀數(shù)誤差為177。1個數(shù)字，對應(yīng)的角位移為177。轉(zhuǎn)=177。轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為177。（轉(zhuǎn)/分）32．熱敏電阻的一般表達(dá)式為： 式中：RT為溫度T=t+(K)時的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+(K) 時的熱敏電阻的電阻值； 設(shè)t0=20℃,T0=t0+=(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， 35．直流分量A0＝0一次諧波分量 A1＝二次諧波分量 A2＝0三次諧波分量 A3＝四次諧波分量 A4＝0五次諧波分量 A5＝其幅值譜如右圖所示。（試卷二）一、填空題(每空1分，共15分)，可使用_______作為傳感器。，=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表_______。，被測軸齒盤的材料必須是_______。，