传感器试卷及答案4套.docx

模拟试卷一试题号二二四五六七A九十总分得分注直：装订线左例请不要答题，靖不要在试卷上书写与考祓无关的内容,否则将按相应管理规定处理.KX：专业:三tt:姓名:学号:一、填空题（本大题20分，每空1分）I得分，1、由于压电传感器的基片主要有和两种类型，它们-般具有较大的介电常数,电极间的距离也不大,所以压电传感渊可以等效为一只.2、传感器的动态特性是指传感器测量时，其对的响应特性.3、热电偶回路的热电势有和组成，4、电阻应变片的测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除.同时还能起到的作用.5、电容式性感器按结构原理分有三种类型、和,6、常用的湿度传礴器有三大类、和7,电阻应变片由、基片、覆盅层和等部分组成8、端战管式差动变压器传感器在活动衔铁位于时，输出电压应该为零,实际不为零，称它为.二、单项选择题（本大题20分，每题2分）Ii1.HhI光敢元件中是总接输出电压的.A光敏电阻B光电池C光敏晶体管D光导纤维2下列电容式传感器中,输出特性属于非线性的是A变间隙蟹电容式传厚器B变面积式电容传感器C变介电常数式电容传感湍D上述都不是3利用热电偶测温时，只有在条件下才能进行.A分别保持热电隅的端温度忸定B保持热电偶两端ifi差恒定C保持热电偏冷地温度恒定D保持热电信热端温位恒定4在光发作用下.半导体的电导率增加的现象属F.A外光电效应B光生伏打效应C光电子发射效应D光电导效应5单色光的波长越短，它的A频率越高，其光子能量越大B频率越低，其光子能显越大C版率越高.其光子能齐:掂小D频率越低,其光子能量越小6 .光敏二极管工作时,其上.加正向电压B加反向电压C不需加电压D加正向、反向电压都可以7 .个热电偶产生的热电势为反,当打开其冷翔中接与两热电极材料不同的第三根金国好休时，若保证已打开的冷端两点的黏度与未打开时相同,则回路中热电势.A增加B减小C增加或减小不能确定D不变8 .下列金属应变片中具有较明葩的横向效应的是.A制式应变片B半导体应变片C丝绕式应变片D短接式向变片9 .在光战作用下，半导体的电导率增加的现象属于.A外光电效应B光生伏打效应C光电子发射效应D光电导效应10.一个热电偶产生的热电势为£>.当打开其冷堆串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同.则回路中热电势.A增加B战小C增加或减小不能确定D不变三、倚答题（本大题40分，每题5分）1、如何表示传感器的静态数学模型和动态数学模型？并自表示的含义是什么.2.说明差动变压器式传礴器工作原理（需画出差动变压器的电气连接图）,3、变间隙平行板电容式传感器的基本特性什么情况卜可看成是线性的?其方线性误差是多少?注直：装订线左例请不要答题，靖不要在试卷上书写与考祓无关的内容,否则将按相应管理规定处理.KX：专业:三tt:姓名:学号:4、试述电阻应变片的品度误差概念、产生限因及常用补偿办法?5.如何表示大气的绝对湿度和相对湿发.6、写铝光纤数值孔径的表达式并说明其物理.位义.7、什么是传感器的静态特性？非线性误差如何表示？8、说明光点式传字器的两种效应,并举例说明基于两种效应的光电器件.四、计算题（本大题20分，每题10分）得分:I、一应变片的电阻Rn=120C.K=2.05.用作应变为800"/，”的传感元件.2、画图说明热点式传感器回路总电势分析过程，并分析温差电势及接触电势产生原因,授课专业班S1.O装订线一、填空题（本大题20分，每空1分）1、由于压电传陶器的茶片主要有压电晶体和压电陶口两种类型,它们一般具有较大的介电常数，电极间的距离也不大，所以压电传感器可以等效为一只电容器。2、传感涔的动态特性是指传感器冽盘动态估号时,其传运器对激恸的响应特性.3、热电偶回路的热电势有温差电势和接触电势如成。4、电阻应变片的测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非战性误并，同时还能起到温度补偿的作用.5、电容式传感器按结构原埋分有.种类型变而积型、变间水型和变介电常数型.6、常用的湿度传感器有三大类蝇质蜜、半体及陶瓷系和有机物及而分子聚合物系7、电阻应变片由重瓯、基片、15彘层和1._等部分组成.8、螺线笆K狂动变压器传播器布活动衔铁位于中间平衡位置时,输出电压应该为零.实际不为零，称它为零点妓余电压.二、单项选择题（本大题20分，每题2分）I光敏元件中B是直接输出电压的.A光敏电阻B光电池C光敏品体管D光导纤维2下列电容式传感器中,给出特性同于非线性的是AA变间障型电容式传博器B变面枳式电容传感器C变介电常数式电容传感湍D上述都不是3利用热电偶冽温时，只有在C条件下才能进行.A分别保持热电偶两端温度怛定B保持热电偶两端就差忸定C保持热电偶冷端温度恒定D保持热电偶热端温度恒定4在光戏作用下，¥导体的电导率增加的现的J¾fD.A外光电效应B光生伏打效应C光电子发射效应D光电导效应5单色光的波长越短，它的AA频率越高，其光子能量超大B频率超低，其光子能收越大C版率越高,其光子能Ift越小D频率越低,其光子能!K越小6 .光敏二极管工作时，其上.AA正向电压C不浦加电压B加反向电压D加正向、反向电压部可以7 .个热电偶产生的热电势为反,为打开其冷端申接与两热电极材料不同的第：根金典导体时，若保证己打开的冷战两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势D.A增加B减小C增加说减小不能确定D不变8 .卜,列金属应变片中具有较明显的横向效应的是C.A箱式械变片B半导体应变片C幽绕式应变片D短接式应变片9 .在Jt践作用下，半导体的电导率增加的现象属干A外光电效应B光生伏打效应C光电子发射效应D光电导效应10.一个热电偶产生的热电势力扁,当打开其冷端申接与两热电极材料不同的第三根金属球体时，着保证己打开的冷端西点的温度与未打开时相同，则回路中热电势.A增加B瀛小C增加或减小不能确定D不变三、商答题（本大题40分，每题5分）h如何表示传感器的静态数学模型和动态数学模型？各自表示的含义是什么.可用用指数多项式来表示传感器的静态模型，它反映了在群态信号的作用下，传感器的输出设与输入ht间的关系。（2分）Ur用微分方程或传递函数来衣示传感器的动态模型，它反映了在动态信号的作用"传序落的输出地与输入地间的关系.（3分）2.说明差动变压器式传感器工作原理（需画出差动变乐器的电气连接图）。差动变压器的电气连接如图所示.次级线阍Si和S?反极性小连,当初级线圈P加上一定的交流电凡EpBr.在次级线圈产生堵应电压，其大小与铁芯的轴向位移成比例,把感应电压Es，和EW反极性连接便得到输出电压Es,当铁芯处在中心位置时E$i=ES1.输出电压Es=0，当铁芯向上运动时，Esi>Es2,（3分（2分）授课专业班S1./一OO3、变间隙平行板电容式传感器的基本特性什么情况卜可看成是线性的?其非线性误差是多少？变间隙平行板电容式传感器的基本特性在Ad4,<v1.时，可以看成是线性的：（3分非或性误差为Add,）（2分）4、试迷电阻应变片的温度误差概念、产生原因及常用补偿办法？应变片由于温度变化将引起的电阻变化.与试件应变所造成的电阻变化几乎有相同的数Hi级，如果不采取必要的措施克服温度的影响，测僦精度无法保证，由此引入的误差为温度谡差.（2分）温度误差有两个原因：温度变化引起敏感柑电阻变化而产生附加应变（1分）试件材料与敏感低材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变（1分）温度补偿方法范本上分为桥式补偿，应变片自补偿、热殷电阻补偿法等（1分5、如何表示大气的绝时湿度和相对湿度“绝对湿度表示单位体积空气电所含水汽的质疑，其去达式为。=寸（2分）式中：夕一被测空气的绝对湿度：MV一被测空气中水汽的质量：V-被测空气的体积<2>和时湿度是气体的绝对湿度0与在同一温度下,水蒸汽已达到辿和的气体的绝对湿位G之比，常表示为%;?”,其表达式为；相对湿度=.100TWI（3分）6,写出光纤数值孔径的表达式并说明其物理意义.NA=SingX"1T"（分）%其中多-纤芯射率、%-包层折射率、明-光纤冏用煤桢折射率,数值孔径是衡量光纤集光能力的主要参数，它决定了被传措的光束的板孔径角的报人值。，反映了光纤的集光能力，它表示无论光源发射功率多大,只有2J张丽的光，才能被光纤接收、传播，NA越大，光纤的集光能力越强.（4分）7、什么是传学器的峥态特性？非雄性误差如何表示？传手器在/态信号作用下其输出一辎入关系称为浙态特性为传感涔的静态特件.（2分）.非线性说茶表示为:,AmaXG=±F一丫内100%式中e一非雄性误差（线性度），Amax一以大非线性绝对误差，输出满址程（3分）8、说明光点式性感器的两种效应，并举例说明基于两种效应的光电器件，外光电效应（或称光电子发射效应有光电管、光电倍增管内光电效应（或称光电导效应），分为结光电效应及光生伏特效应.结光电效应有光软电限：光生伏特效应有光电池、光取二极管、光故晶体管。四、计算题（本大题20分，每题10分）1 .一应变片的电阻R11=1200.K=2.05.用作应变为800"/1的传感元件.试求：<1.）颂与加?/<2）若也源电压£=5V.求其惠斯通测从电桥的非平衡输出电压U”？解:由应变电阻片的灵敏系数K="出这里%=WX）pfn.K=2.05/=2（）,%则得到=K1.Ru=2.05×8（）0×106×120=0.1968（3分）（2分）（5分0=0.1968/120=0.003Ui,=-E=-×0.001645=0.00205V=2.05mV04时42 .画图说明热点式传感器回路总电势分析过程,并分析温差电势及接触电势产生原因.解:如图所示:eT,T0)eB（M）由睡体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为八,如果>,则必存在蓿两个接触.电势和两个温差电势，回路总电势：EA«（，G=-5J-J+4（7,TJ=AI1.nEU%11返+f(-,+wWTeNBreNBr1.IJB'W,由于NA、M3是温度的中.值函致根据电磁场理.论得Eb（T.T0）J：InfT由公式可得：EAB亿W=eaB-eaB<（P=EAB<Ab（°HEab（7>Eab（*=EAB-EAB%）（6分）温差电势：任何一个金国，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度也不同