傳感器與檢測技術(shù)開卷簡答題(參考版)
2025-03-27 06:56本頁面
【正文】 幅頻特性，相頻特性答P11，11 28。答：二階系統(tǒng)ｐ７６頁 例題的 電路分析計算有一直流電橋，如圖，橋臂由R1，R2,R3,R4組成。如圖已知故可求得如果照度變化足夠大，既從零變至Ev，則電壓變化為式中，IO為A點的暗電流。在起始時，電橋處于平衡狀態(tài)，此時Usc=△R1時，求電橋輸出電壓？答：因為，設(shè)n= ，起始電橋處于平衡狀態(tài)，所以，略去分母中的項，得根據(jù)上圖所示，已知此電路為直流電橋，R1=1，R2=2，R3=3，求R4？根據(jù)R1R4=R2R3，得 R4=R2R3/R1=611. 對于鋼材應(yīng)變波速是5000，若要相對誤差是1%。τ178。+ω178。求穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。設(shè)輸出信號x（t）=sinωtL{x（t）}=ω/s178。5. 某壓電加速度傳感器的電容為Cs=100pF，電荷靈敏度Kq=，①求壓電加速度傳感器的電壓靈敏度；②外接電纜和示波器組成一個測量系統(tǒng)，電纜電容Cc=100pF，示波器的輸入阻抗為Ri=100MΩ和并聯(lián)電容為Ci=50pF，如測量系統(tǒng)允許的幅值誤差為5%，最低可測頻率是多少？6. 根據(jù)一階(慣性)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：，求沖激響應(yīng)。若=1，試計算光纖的歸一化截止頻率V及其中傳輸?shù)哪?shù)量N各等于多少。（g為重力加速度）解：由題意知，振動測量系統(tǒng)（壓電式加速度計加上電荷放大器）的總靈敏度K=K1*K2=5pC/g*50mV/pC=250mV/g=U/a式中U為輸出電壓，a為振動系數(shù)的加速度。5． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一硒蒸發(fā)膜濕度傳感器（標(biāo)明電極） 圖見書本P187 頁6． 用熱釋電傳感器設(shè)計一個熱釋電報警器?7． CCD圖像傳感器的工作原理？8． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一容器內(nèi)液體重量傳感器9． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一種熱釋電傳感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）10． 畫出你所認(rèn)知的一種光電式傳感器，要求注明結(jié)構(gòu) 如圖是光電管11． 設(shè)計微彎光纖傳感器104頁12． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一種筒式壓力傳感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件） 補償片工作片P13． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一應(yīng)變式感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）應(yīng)變電阻1和4沉積在桿的凹面處應(yīng)變電阻2和3沉積在桿的凸面處14． 依據(jù)已學(xué)知識，設(shè)計一個用差動變壓式加速度傳感器來測量某測試臺平臺振動的加速度（只畫出原理圖）15． 依據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計一種實現(xiàn)自相關(guān)檢測傳感器（只畫出原理圖）16． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一種零差法檢測的光纖相位傳感器（要求只畫出框架圖）17． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一光纖磁傳感器（要求畫出框架圖，并解釋位移與輸出信號的關(guān)系）答：書本P121，18． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一種位移傳感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）（5分）（a）所示 計算題（10分）1. 對于鋼材v=5000m/s,若要e=1％時，對L=1mm的應(yīng)變計，其允許的最高工作頻率多大？答： f=v（6e）1/2/πl(wèi) =5106（6）1/2/（π1）=390kHz2. 某溫度傳感器特性方程為20dy/dt+5y=，其中y為輸出電壓（mV），x為輸入溫度（℃），求該傳感器的時間常數(shù)τ和靜態(tài)靈敏度k。 設(shè)計題（20分，每個10分）1． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一光纖位移傳感器（要求畫出框架圖，并解釋位移與輸出信號的關(guān)系）2． 依據(jù)已學(xué)知識設(shè)計一種加速度傳感器（要求畫出結(jié)構(gòu)圖并注明所用的敏感元件）3． 用所學(xué)知識設(shè)計出一種壓力傳感器，說明他的工作原理？P103 光纖測壓傳感器 或者P151 4． 光纖干涉儀有較高的靈敏度，具有非常大的動態(tài)范圍等優(yōu)勢。10 什么叫安時特性 流過熱敏電阻的電流與時間的關(guān)系，稱為安時特性10 簡述半導(dǎo)體氣敏器件的分類和它們的代表性被測氣體分別是什么？分為電阻型和非電阻型兩大類。 由于光生電子、空穴在擴散過程中會分別于半導(dǎo)體中的空穴、電子復(fù)合，因此載流子的壽命與擴散長度有關(guān)。當(dāng)光照射到PN結(jié)上時，如果在兩電極間串接負(fù)載電阻，則電路中便產(chǎn)生了電流。柵狀電極能減少電極與光敏面的接觸電阻，增加透光面積。9 壓電諧振式傳感器有哪五種？答：應(yīng)變敏感型，熱敏感型，聲敏感型，質(zhì)量敏感型，回轉(zhuǎn)敏感型9 簡述光電池的工作原理。微彎光纖傳感器。9 彎曲損耗有哪兩種類型？哪種光纖是根據(jù)光纖彎曲時纖芯中的光注入包層的原理研制成的。相對濕度：指氣體的絕對濕度與同一溫度下達(dá)到飽和狀態(tài)的絕對濕度的百分比。公式：意義：無論光源發(fā)射功率有多大，只有2θ張角之內(nèi)的光功率被光纖接受傳播。，公式以及它的意義？定義：光從空氣入射到光纖輸入端面時，處在某一角錐內(nèi)的光纖一旦進入光纖，就將被截留在纖芯中。9 按傳播模式分類，光纖有幾種類型，它們的定義分別是？（1）：單模光纖：通常是指階躍型光纖中的纖芯尺寸很小、光纖傳播的模式很少、原則上只能傳送一種模式的光纖。 （2）另一方面,當(dāng)組成系統(tǒng)的各個元件或環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)已知時,可以用傳遞函數(shù)來確定該系統(tǒng)的總特性,可用單個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的乘積表示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。如果不加最起碼的輸入值是得不到有用的輸出值的。（5分）答：一是輸入的變化量通過傳感器內(nèi)部被吸收，反應(yīng)不到輸出端上去，即內(nèi)部損耗了。9 簡述光敏電阻的結(jié)構(gòu)原理？答：光敏電阻的工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)：在無光照時，光敏電阻具有很高的而阻值；在有光照時，當(dāng)光子的能量大于材料禁帶寬度，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，激發(fā)出可以導(dǎo)電的電子空穴對，使電阻降低。 光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時流過的電流為亮電流。SAW傳感器具有分辨率高、靈敏度搞、可靠、一致性好、制造簡單等優(yōu)點，而且由于它符合數(shù)字化、集成化和高精度的發(fā)展方向，國際上對其研究和開發(fā)十分重視，是當(dāng)代傳感器的重要支柱之一。另外一些晶體由于具有中心對稱的結(jié)構(gòu)，無論外力如何作用，晶體正負(fù)電荷的中心總是重合在一起，因此這些晶體不會出現(xiàn)壓電效應(yīng)。答：當(dāng)某些晶體沿一定方向伸長或壓縮時，在其表面上會產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。變換電路——能把傳感元件輸出的電量轉(zhuǎn)換為便于處理、傳輸、記錄、顯示和控制的有用電信號的電路。壓電諧振式感器是利用壓電晶體諧振器的共振頻率隨被測物理量變化進行測量的8 什么是傳感器？傳感器由哪三個部分組成？答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。 在某一相對濕度范圍內(nèi)，相對濕度改變1%RH時，濕度傳感器感濕特性征量的變化值或百分率為感濕靈敏度，簡稱
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