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全国2015年考试传感器与检测技术试卷及答案doc

发布日期:2020-09-29 15:48

  一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2 分,共24 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项 压力B.力矩 光电式传感器C.压电式传感器 变极板而积型C.变介质型 利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度岛、非线性误差小(C A.电缆的安装~固定方式B.电缆的长度 C.前置放人器的输出阻抗 D.前置放大器的输入阻抗 申联后W并联到继电器或电源开关两端所构成的/?c吸收电路,其作川是 A.抑制共模噪声B.抑制差模噪声 C.克服串扰 D.消除电火花干扰 在采用限定敁大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差/AYS0.01,木次采样值为0.315,上次采样值为 0.301,则本次采样值Y 0.31510. 若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信兮为2.5V,则该转换器能分辨出的般 小输入电压信号为(B 2.44mV11. 周期信号的自相关函数必为(A A.周期偶函数 C.周期奇函数 12. 二、填空题(本大题共12小题,每小题1 分,共12 分)不写解答过程,将正确的答案写在每小 格内。错填或不填均无分。13. 对传感器进行动态_标定(或校准或测试)_的主要口的是检测传感器的动态性能指标。 14. 传感器的过载能力足指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件卜\允许超过 _测量范围_的能力。 C.温度 D.厚度I).固有频率 4.88mVB.非周期偶函数 非周期奇函数15. 传感检测系统口前正迅速地由模拟式、数字式,向_智能化_方向发展。 16. 已知某传感器的灵敏度为Ko, K灵敏度变化量为则该传感器的灵敏度误差计算公式 17.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器耍采用_细分_技术。 18. 在JTJ 带孔圆盘所做的光电抓矩测景仪巾,利川孔的透光血积表示[矩大小,透光面积减小, 则表明扭矩_增大 19.电容式压力传感器是变_极距(或间隙)_型的。 20. 一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性校量为1.8 乂10 ^^^其屮压阻系数JTL 为_IX10 ___Pa21. 图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为_微分法_。 22. 热敏电阻常数B大于零的足_负_温度系数的热敏电阻。 23. 若测景系统无接地点时,W•蔽导体应连接到信兮源的_对地低阻抗端(或接地端)_。 24. 交流电桥各桥锷的复阻抗分别为ZpZ^Z^Z^各阻抗的相位角分别为%、(p 若电桥平衡条件为Z 问答题(本大题共6小题,每小题4 分,共24 25.简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 答:传感器与屯ffi放大器连接的电路,其输出IWK与压电元件的输出电压成正比,但界易受电 26.回答与直线式感应同步器有关的下列问题: 鉴相式测S电路的作用是什么?答:(I)由固定绕组和滑动绕组组成。 (2)检测感应电动势的相位,从而根据相位确定位移量的大小和方向。 27. 简述压磁式扭矩仪的工作原理。 答:压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根裾磁弹效应,当轴受扭矩作用时,轴的磁序率发生 变化, 从而引起线圈感抗变化,通过测廑电路即可确定被测扭矩大小。 28. 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 答:主耍特点是:热容量小(或热惯性小),时闾常数小,反应速度快。 29. 简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。 答:(1)多面梭镜高速旋转,将激光器发出的激光束反射到条形码上作-维扫描。 (2)条形码反射的光朿经光电转换及放大元件接收并放大后再传输给信号处理装置。 30. 采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成? 答:由电压比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、数码寄存器和逐次逼近寄存器组成。 计算题(本大题共3小题,每小题8 分,共24 31.已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz,测量齿盘的齿数Z=36,求: 在上述情况下,如果计数装置的读数误差为1个数字,其最大转速误差是多少? 36(2)频率计的汁数装置读数误差为1 个数字,对应的角位移为1 36大转速误差为(转/分) 32. 一热敏电阻在0C和10(TC时,电阻值分别为200k Q和10k Q。试计算该热敏电阻在20C时 电阻值。解:热敏电阻的一般表达式为: 的热敏电阻的电阻值;设to=20C,To=to+273.15=293.15(K)。则上式中的Ro 即为所求的值。 =273.i5+o10= —)]T=273.15+100(1)、(2)两式两边取对数柯 ^9315-27315 273.15x293.1529315-373.15. 373.15x293.15293.15-273.15 ln(200) 293.15ln(10)-ln(R 373.15x293.1520x373.15 273.15ln(200) 373.15)ln(200)-ln(R 025458-20x373.15 ln(10)-ln(200) ln(10)J=

  ln(R ln(2OO)-lln(2O33.求正弦信号x=x()sin 叫的自相关函数 0.25458x, 200)J=

  ln(R ln(^025458 sincot-x 2xsin0sin(0 2KJ0 五、应用题(本大题共2小题,每小题8 分,共16 34.图示为电阻网络D/A转换电路。 写出电流i与电压V RKF 的关系式。 COSCOT 题34 REF=10V 输入信号 =1OOO,试计算输出电压Vft=? x2+ 35.己知某信号的傅里叶级数展开式为4A sin-----cosn IW一、填空题(每空1 分,共15 如果仅仅检测足卉与对象物体接触,可使用_ON-OFF 型微动开关_作为传感器。 红外图像传感器由红外敏感元件和_电子扫描_电路组成。HR 当磁头相对•丁•磁尺不动时,仍舟感应屯动势输Hi的足静态磁头,且输出电势的幅伉由_磁头 惑器的频率响应特性,必须在所测信兮频率范削内,保持_不失线.热电偶屯动势由_温度差_电动势和接触电动势两部分组成。 10.SnO 型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较_低_的微量气体。11. 冇源滤波器由集成运放和_ RC网络_组成。 12. 采用_交流_电源供电的电桥称为交流电桥。 13. 多路模拟幵关由_地址译码器_和多路双向模拟开关组成。 7T三次谐波分S 4AA3 3KAA 四次谐波分量 14.为了提高检测系统的分辨率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行_细分。 15. 若随机信号x(t)、y的均值都为零,当时,它们的互相关函数R xy 的括号内。每小题1分,共15 A.接近零B.尽量低些 C.尽量高些 D.任意 )传感器可用于医疗上-5(TC〜150C之间的温度测A.金属福射式 C.半导体三极管 差动电桥hh环境温度变化引起的误差为( ARIhli A.沿频率轴分布C.沿吋域分布 接近真值C.正反行程不重合 7•非周期 信号的频谱是(A A.连续的C.基频的整数倍 沿幅值域分布D.沿尺度分布 )的程度。 离散的D.脉冲函数 A.数字脉冲式B.调幅式 C.调频式 D.正弦波 9.半导体应变片具有(A )等优点。 A.灵敏度高 C.可靠性高 10.—阶系统的动态表征参数足(D A.线性度 C.阻尼比 湿度稳定性好D.接口电路复杂 B.hM冇频率 时间常数11.常用于测ft大位移的传感器布(A 霍尔式B.应变电阻式 涡流式12.将电阻应变片贴在(C )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。 B.导体C.弹性元件 D.机器组件 13.半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率(B 保持不变14.结构型传感器足依靠传感器 结构参数15 .阻抗炙是测景振动系统(D A.振动位移 B.迅速下降 )的变化实现位号变换的。B.体积人小 电阻值)的拾振器。 B.振动加速度 D•激振力及其响应三、问答题(每小题5 分,共30 在静态测量中,根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性?答:在静态测暈中,根据绘制的定度曲线,川‘以确定测景系统的三个静态特性:灵敏度,非线性 度,回程误差。 设载波的中心频率为么试根据图a、图b所示调制信号定性画出相应调频波波形。 调频波波形频率f与屮心频率f xKtpsir^ot, X2(t)=e 简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器。答:1)轴类零件受扭矩作用时,在其表而产生切应变,可通过测S该应变检测扭矩,如电阻 变式扭矩传感器。2)弹性转轴受扭后,两端面的相对转角只与所承受的扭矩冇关,且呈比例关系,川‘通过测 量扭转角测fi扭矩,如电容式或光电式扭矩传感器。 简述应变片在弹性元件上的布置原则,及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。答:布置原则有: (1)贴在应变域敏感部位,使其灵敏度最佳; 在S合载荷下测暈,能消除相互干扰; 考應温度补偿作用; 单臂S桥无温补偿用,差动和全桥方式具有溢度补偿作用。 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较,其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么? 答:优点: 现非接触测景,结构简单,不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量,只有当测量范围较小时,才能保证一定的线性度。 (t)=sinn=80 土」-(r/min) 18 2.由RC组成无源低通滤波器,已知R=500(Q), C=10(uF),试求: 四、计算题(每小题8分,共24 势的交变频率为24(Hz),求:被测轴的转速n(r/min)为多少?当分辨误差为1齿时,转速测 量误差 是多少? 变化一次,W此,线圈感应电动势的变化频率f等于齿轮的齿数Z与转速n 的乘积。 f=nZ/60 60f 60x24 18=80(r/min) 读数误差肋歯,所以勤石转, fo=2TTR =31.8(HZ) 2nx500xl0xl0 20(HZ) 信兮x(t)的频率在该滤波器的通频带内。3.试绘出x(t)=2cos(2 Ji t)+3的时域图和频域图。 (2)周期信号x(t)的角频率0 125.6由于 根据傅里叶变换的线 域图见图a,频域图见图b五、应用题(每小题8 分,共16 用图说明两个线圈在电桥电路中的接法。解:(1)传感器的结构如图a 所示,它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座 几部分组成。拟理:被测力F通过传力块作川在弹性圆桶上,弹性圆桶的变形带动衔铁移动,使双 管线圈的电感S发生变化,从而实现力的测3。(2)电桥的接法如图b 所示: 、R4)粘贴位置如图a所示;测量电桥如图b 所示。 .的大小,因为在顶尖上的分力 Pz=Pzl+Pz2,由1\」、Pz2 引起的屯阻Rh 的测景不受着力点的移动而改变。