【正文】 全國2002年10月自學考試傳感器與檢測技術試題課程代碼：02202一、單項選擇題(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中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。則上式中的R0即為所求的值。轉故其最大轉速誤差為177。1個數字，對應的角位移為177。30．由電壓比較器、數/模轉換器、順序脈沖發(fā)生器、數碼寄存器和逐次逼近寄存器組成。29．（1）多面棱鏡高速旋轉，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。根據磁彈效應，當軸受扭矩作用時，軸的磁導率發(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。 （2）檢測感應電動勢的相位，從而根據相位確定位移量的大小和方向。 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。 （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。五、應用題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）34．圖示為電阻網絡D/A轉換電路。試計算該熱敏電阻在20℃時的電阻值。30．采用逐次逼近法的模/數轉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．已知變磁通式轉速傳感器輸出電動勢的頻率f=72Hz，測量齒盤的齒數Z=36，求：（1） 被測軸的轉速是每分鐘多少轉？（2） 在上述情況下，如果計數裝置的讀數誤差為177。28．說明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點。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。23．若測量系統(tǒng)無接地點時，屏蔽導體應連接到信號源的 。21．圖像處理過程中直接檢測圖像灰度變化點的處理方法稱為 。19．電容式壓力傳感器是變 型的。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。15．傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數字式，向 方向發(fā)展。13．對傳感器進行動態(tài) 的主要目的是檢測傳感器的動態(tài)性能指標。1．下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是（ ） A．壓力 B．力矩 C．溫度 D．厚度2．屬于傳感器動態(tài)特性指標的是（ ） A．重復性 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．變介質型 D．容柵型5．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?。? ） 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6．影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是（ ） 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．固體半導體攝像元件CCD是一種（ ） A．PN結光電二極管電路 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兩端所構成的RC吸收電路，其作用是（ ） A．抑制共模噪聲 B．抑制差模噪聲 C．克服串擾 D．消除電火花干擾9．在采用限定最大偏差法進行數字濾波時，若限定偏差△Y≤，則本次采樣值Yn應選為（ ） A． B． C． D．10．若模/數轉換器輸出二進制數的位數為10，則該轉換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ） A． B． C． D．11．周期信號的自相關函數必為（ ） A．周期偶函數 B．非周期偶函數 C．周期奇函數 D．非周期奇函數12．已知函數x(t)的傅里葉變換為X（f），則函數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。 全國2001年10月自學考試傳感器與檢測技術試卷課程代碼：02202第一部分 選擇題（共24分）一、單項選擇題（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中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。答：液位控制系統(tǒng)原理如圖所示，霍爾元件固定不動，磁鐵與探測桿固定在一起，連接到裝液體的容器旁邊，通過管道與內部連接。答：可以用霍爾傳感器來檢測的物理量有力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、轉速、磁場量等等。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。6. 集成霍爾傳感器有什么特點？答：集成霍爾傳感器的特點主要是取消了傳感器和測量電路之間的界限，實現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。負載RL上的電壓UL為 UL=[UH0(1+αt) ] RL/[Rv0(1+βt)+RL] (3)為使UL不隨溫度變化，可對式(3)求導數并使其等于零，可得 RL/Rv0≈β/≈β/α (4)最后，將實際使用的霍爾元件的α、β值代入，便可得出溫度補償時的RL值。這樣，可以不考慮輸入回路的溫度影響。 (2) 利用輸出回路的負載進行補償。很明顯，只有當第一項時，才能用串聯(lián)電阻的方法減小第二項，實現(xiàn)自補償。根據溫度特性，元件霍爾系數和輸入內阻與溫度之間的關系式為RHt=RH0(1+αt) Rit=Ri0(1+βt)式中，RHt為溫度為ｔ時霍爾系數；RH0為0℃時的霍爾系數；Rit為溫度為ｔ時的輸入電阻；Ri0為0℃時的輸入電阻；α為霍爾電壓的溫度系數, β為輸入電阻的溫度系數。下圖是輸入補償的基本線路，圖中的四端元件是霍爾元件的符號?；魻栐囟妊a償的方法主要有利用輸入回路的串聯(lián)電阻進行補償和利用輸出回路的負載進行補償兩種。5. 什么是霍爾元件的溫度特性？如何進行補償？答：霍爾元件的溫度特性是指元件的內阻及輸出與溫度之間的關系。3. 為什么霍爾元件一般采用N型半導體材料？答：因為在N型半導體材料中，電子的遷移率比空穴的大，且μnμp，所以霍爾元件一般采用N型半導體材料。產生的電勢差稱為霍爾電壓。第8章 霍爾傳感器習題答案1. 什么是霍爾效應？答：在置于磁場的導體或半導體中通入電流，若電流與磁場垂直，則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電勢差，這種現(xiàn)象就是霍爾效應，是由科學家愛德文如圖d所示?？捎糜跍y量透明度、混濁度；三是恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上，由被測物表面反射后再投射到光電元件上，如圖c所示。這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計；二是恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物，其中一部分被吸收，剩余的部分投射到光電元件上，吸收量取決于被測物的某些參數。6．模擬式光電傳感器有哪幾種常見形式?答：模擬式光電傳感器主要有四種。圖中Ф1是光源發(fā)出的光信號，Ф2是光電器件接受的光信號，被測量可以是x1或者x2，它們能夠分別造成光源本身或光學通路的變化，從而影響傳感器輸出的電信號I。4．什么是光電元件的光譜特性?答：光電元件的光譜特性是指入射光照度一定時，光電元件的相對靈敏度隨光波波長的變化而變化，一種光電元件只對一定波長范圍的人射光敏感，這就是光電元件的光譜特性。它們的電路符號如下圖所示：3．對每種半導體光電元件，畫出一種測量電路?；谕夤怆娦墓怆娫泄怆姽?、光電倍增管等；基于內光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等；基于光生伏特效應的光電元件有光電池等。 3．一壓電式傳感器的靈敏度K1＝10pC／MPa，連接靈敏度K2=／pC的電荷放大器，所用的筆式記錄儀的靈敏度K3=25mm／V，當壓力變化Δp=8MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移為多少?解：記錄筆在記錄紙上的偏移為 S=10258=16/mm4．某加速度計的校準振動臺，它能作50Hz和1g的振動，今有壓電式加速度計出廠時標出靈敏度K＝100mV／g，由于測試要求需加長導線，因此要重新標定加速度計靈敏度，假定所用的阻抗變換器放大倍數為1，電壓放大器放大倍數為100，試畫出標定系統(tǒng)的框圖，并計算加速度計的電壓靈敏度。 第6章 壓電傳感器習題答案1．為什么說壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不能用于靜態(tài)測量?答：因為壓電式傳感器是將被子測量轉換成壓電晶體的電荷量，可等效成一定的電容，如被測量為靜態(tài)時，很難將電荷轉換成一定的電壓信號輸出，故只能用于動態(tài)測量。9．，熱電偶的分度號為K，毫伏表的示值應為多少度?答：毫伏表的示值應為(t1t260)℃。解：由鎳鉻鎳硅熱電偶分度表查出E(40，0)=，根據式(521)計算出再通過分度表查出其對應的實際溫度為℃6．已知鉑銠10鉑(S)熱電偶的冷端溫度t0＝25℃，現(xiàn)測得熱電動勢E(t，t0)＝，求熱端溫度是多少度?解：由鉑銠10鉑熱電偶分度表查出E(25，0)=，根據式(521)計算出再通過分度表查出其對應的實際溫度為℃7．已知鎳鉻鎳硅(K)熱電偶的熱端溫度t＝800℃，冷端溫度t0＝25℃，求E(t，to)是多少毫伏?解：由鎳鉻鎳硅熱電偶分度表可查得E(800，0)=，E(25，0)= mV，故可得 E(800，5)==8．現(xiàn)用一支鎳鉻康銅(E)熱電偶測溫。與此同時，銅電阻RCM的阻值將增大，從而使URCM增大，由此達到了補償的目的。線路設計使得I1=I2=I/2=。在橋路設計時，使R1=R2，并且RR2的阻值要比橋路中其他電阻大得多。RCM是用漆包銅絲繞制成的，它和熱電偶的冷端感受同一溫度?；芈分写恿艘粋€補償電橋。利用不平衡電橋產生的電動勢補償熱電偶因冷端波動引起的熱電動勢的變化，工作原理如下圖所示。根據中間溫度定律，只要熱電偶和補償導線的二個接點溫度一致，是不會影響熱電動勢輸出的；