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欢乐麻将传感器与检测技术期末试题3套含答案

发布日期:2020-10-24 07:42

  姓名学号班级装订线湖州职业技术学院、湖州广播电视大学200 4--2005 学年二学期《传感器与检测技术》期末考试试卷(B卷)题号一二三四五六总分得分一、填空(25%)1,系统误差的消除方法有、、和、等四种。2,电容式传感器的测量电路有、、和等多种。3,测量位移的方法有、、及和等多种。4,常用的抗干扰技术有、、和等多种。5,传感器的静态特性有、、、和五种。6,电感式传感器的主要类型有、、等三种。二、名词解释(15%)1,线,内光电效应三、判断题(10%)1,由于直接测量精度较低,因此在高精度检测中不常使用。( )2,传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( )3,有一个电阻式传感器,它在量程为50mV范围内的最大绝对误差是0.1mV,则其非线,直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。( )5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( )四、问答题(30%)1,画图说明电位器式电阻传感器的工作原理,导出电阻、电压灵敏度的表达式。(10%)姓名学号班级装订线,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%)3,说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。(10%)五、计算题(20%)1,有一个温度传感器,其微分方程为:,其中y----输出电压(mV),x----输入温度(℃),求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。(10%)2,有一受拉轴,它的弹性模量 E=2×10 11(N/M),u=0.4,四个电阻的标准值均为200(Ω),电阻灵敏度K=2,桥路电压为2伏,测得输出电压为5.2(mV)。要求:1,画出由四个电阻组成的全桥电路图; 2,求出轴上的纵向及横向应变。(10%)。湖州职业技术学院、湖州广播电视大学学年学期《传感器与检测技术》期末考试试卷(B卷)一、填空(25%)1,系统误差的校正方法有交换法、抵消法、代替法和对称测量法、补偿法五种。2,电容式传感器的测量电路有双T电桥电路、运算放大器式测量电路、脉冲调制电路和调频电路等多种。3,测量压力的方法有电阻式、电容式、电感式及压电式和光纤式五种。4,常用的抗干扰技术有 屏蔽技术 、接地技术、浮置和滤波等许多种。5,传感器的静态特性有灵敏度、线性度、重复性和 迟滞 四种。6,电容式传感器的主要类型有变面积式、变间隙式、变介电常数式等三种。二、名词解释(15%)1,重复性重复性是指传感器在检测同一物理量时每次测量的不一致程度,也叫稳定性。2,系统误差在相同的条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变,或按照一定的规律变化,这种误差称为系统误差。3,霍尔效应在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应。4,引用相对误差引用相对误差是最大绝对误差与仪表量程比值的百分数。5,准确度正确度是指测量结果相对真值的恒定误差的大小。三、判断题(10%)1,由于直接测量简单且快速,因此在高精度检测中得到广泛使用。( 错 )2,传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( 错 )3,有一个电阻式传感器,它在量程为50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV,则其非线,直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。( 对 )5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( 错 )四、问答题(30%)1,画图说明电位器式电阻传感器的工作原理,导出电阻、电压灵敏度的表达式。(10%) 如图所示,电位器式传感器的输出电压与位移成一定的比例关系:当电刷移动时就会引起输出电压的改变,从而进行位移的测量。其电压灵敏度为:电阻灵敏度为:2,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%)测量电桥的工作方式有单臂、双臂和全桥三种,单臂电桥结构最简单,只需使用一个应变电阻,成本最低最经济,但检测精度较差;双臂电桥使用两个应变电阻,结构较复杂,能达到一定的精度;全桥最复杂,成本较高,但能达到很高的测量精度。3,说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。(10%)硅光电池的工作原理基于光生伏特效应,它是在一块N型硅片上用扩散的方法掺人一些P型杂质而形成的一个大面积PN结,当光照射P区表面时,若光子能量大于硅的禁带宽度,则在P型区内每吸收一个光子便产生一个电子.空穴对,P区表面吸收的光子最多,激发的电子空穴最多,越向内部越少。这种浓度差便形成从表面向体内扩散的自然趋势。由于PN结内电场的方向是由N区指向P区的,它使扩散到PN结附近的电子—空穴对分离,光生电子被推向N区,光生空穴被留在P区。从而使N区带负电,P区带正电,形成光生电动势。常用类型有硅光电池、锗光电池、砷化镓、硫化镉光电池等。具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效率高等特点。五、计算题(20%)1,有一个温度传感器,其微分方程为:,其中y----输出电压(mV),x----输入温度(℃),求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。(10%)解:时间常数:;静态灵敏度:2,有一受拉轴,它的弹性模量 E=1×10 11(N/M),u=0.3,四个电阻的标准值均为200(Ω),电阻灵敏度K=2,桥路电压为2伏,测得输出电压为5.2(mV)。要求:1,画出由四个电阻组成的全桥电路图; 2,求出轴上的纵向及横向应变。(10%)。解:电桥输出端电压U0 : 姓名学号班级装订线湖州职业技术学院、湖州广播电视大学200 4--2005 学年二学期《传感器与检测技术》课程期末考试试卷(A卷)题号一二三四五六总分得分一、填空(20%)1,电容式传感器可用于、、和、等非电物理量的检测。2,测量位移的传感器有、、和等很多种。3,光电器件有、、及和五种。4,干扰信号的耦合方式有、、和四种。5,热电偶的测量电路形式主要有、、等几种。二、名词解释(20%)1,外光电效应2,莫尔条纹3,热电效应4,引用相对误差5,光电流三、判断题(10%)1,虽然直接测量简单且快速,但在高精度检测中还是不常使用。( )2,传感器的稳定性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( )3,有一个电阻式传感器,它在量程为±50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV,则其非线,几个热电偶并联可提高测温灵敏度。( )5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的接触电势。( )四、问答题(30%)1,信号处理要达到的目有哪些?(10%)姓名学号班级装订线,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%)3,说明光敏电阻的基本原理、常用类型及其特点。(10%)五、计算题(20%)1,有一个温度传感器,其微分方程为:,其中y----输出电压(mV),x----输入温度(℃),求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。(10%)2.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势E=3V,R3=R4=100Ω,R1和R2为同型号的电阻应变片,其电阻均为100Ω,灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000με,试求此时电桥输出端电压U0。(10%)湖州职业技术学院、湖州广播电视大学 04-05 学年二学期《传感器与检测技术》课程期末考试试卷(A卷)答案(工自0301)一、填空(20%)每空1分1,电容式传感器可用于位移、速度、加速度和液位等非电物理量的检测。2,测量位移的传感器有光栅、磁栅、电容式和同步感应器等很多种。3,光电器件有光电管、光电阻、光电池及光敏二极管和光敏三极管五种。4,干扰信号的耦合方式有静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合四种。5,热电偶的测量电路形式主要有测点温电路、串联电路、并联电路等三种。二、名词解释(20%)每个4分1,外光电效应在某些材料受到特定波长光线照射下,内部电子受到激发,逃兔逸出物体表面,形成电子流,这一现象称为外光电效应。2,莫尔条纹当光栅常数相等的主光栅和指示光栅的刻线面相对而叠合在一起,片间只留很小的间隙,交使两者栅线间保持很小的夹角,这时指示光栅上的一条透光逢隙就会同时与n条主光栅上的透光逢隙相交,于是在近于与主光栅栅线垂直的方向上就会出现明暗交替的条纹,这种由亮带和暗带形成的条纹就叫莫尔条纹。3,热电效应两种不同材质的导体组成一个闭合的回路,当两个接点牌不同温度场时就会产生一定的电势,这种现象叫热电效应。4,引用相对误差引用相对误差是最大绝对误差与仪表量程比值的百分数。5,光电流光敏电阻的亮电流与暗电流之差。三、判断题(10%)每个2分1,虽然直接测量简单且快速,但在高精度检测中还是不常使用。( 对 )2,传感器的稳定性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( 对 )3,有一个电阻式传感器,它在量程为±50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV,则其非线,几个热电偶并联可提高测温灵敏度。( 错 )5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的接触电势。( 对 )四、问答题(30%)每题10分1,信号处理要达到的目有哪些?(10%)信号处理的目的有两个:一是为了满足终端设备的要求,(4分)二是从系统的角度出发,来弥补传感器的不足,从而提高检测系统的性能,使之更好地满足使用要求(6分)。2,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%)测量电桥的工作方式有单臂、双臂和全桥三种,(1分)单臂电桥结构最简单,只需使用一个应变电阻,成本最低最经济,但检测精度较差;(4分)双臂电桥使用两个应变电阻,结构较复杂,能达到一定的精度;(3分)全桥最复杂,成本较高,但能达到很高的测量精度。(2分)3,说明光敏电阻的基本原理、常用类型及其特点。(10%)光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小,这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。(2分)光敏电阻的原理结构如图所示。在黑暗环境里,它的电阻值很高,当受到光照时,只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度,则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带,并在价带中产生一个带正电荷的空穴,这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目,使其电阻率变小,从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强,阻值愈低。入射光消失后,由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合,光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。(6分)常用类型主要有金属硫化物、硒化物和碲化物等半导体。特点是暗阻极大,亮阻较小,两者相差十几倍到几十倍,具有良好的光电特性和伏安特性。(2分)五、计算题(20%)每题10分1,有一个温度传感器,其微分方程为:,其中y----输出电压(mV),x----输入温度(℃),求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。(10%)解:时间常数:;(4分)静态灵敏度:(4分)答:该传感器的时间常数为0.7,静态灵敏度为2.1。(2分)2.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势E=3V,R3=R4=100Ω,R1和R2为同型号的电阻应变片,其电阻均为50Ω,灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000με,试求此时电桥输出端电压U0。(10%)解:电桥输出端电压U0 : 答:此时电桥输出端的输出电压为15(mV)。(2分)湖州职业技术学院、湖州广播电视大学学年学期《传感器与检测技术》期末考试试卷(B卷)一、填空(25%)1,系统误差的校正方法有交换法、抵消法、代替法和对称测量法、补偿法五种。2,电容式传感器的测量电路有双T电桥电路、运算放大器式测量电路、脉冲调制电路和调频电路等多种。3,测量压力的方法有电阻式、电容式、电感式及压电式和光纤式五种。4,常用的抗干扰技术有 屏蔽技术 、接地技术、浮置和滤波等许多种。5,传感器的静态特性有灵敏度、线性度、重复性和 迟滞 四种。6,电容式传感器的主要类型有变面积式、变间隙式、变介电常数式等三种。二、名词解释(15%)1,压电效应晶体受外力作用时内部产生的极化现象叫压电效应。2,系统误差在相同的条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变,或按照一定的规律变化,这种误差称为系统误差。3,霍尔效应在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应。4,引用相对误差引用相对误差是最大绝对误差与仪表量程比值的百分数。5,莫尔条纹当光栅常数相等的主光栅和指示光栅的刻线面相对而叠合在一起,片间只留很小的间隙,交使两者栅线间保持很小的夹角,这时指示光栅上的一条透光逢隙就会同时与n条主光栅上的透光逢隙相交,于是在近于与主光栅栅线垂直的方向上就会出现明暗交替的条纹,这种由亮带和暗带形成的条纹就叫莫尔条纹。三、判断题(10%)1,由于直接测量简单且快速,因此在高精度检测中得到广泛使用。( 错 )2,传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( 错 )3,有一个电阻式传感器,它在量程为50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV,则其非线,现在的霍元件的材料一般都是由N型半导体材料做的。( 对 )5,热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( 错 )四、问答题(30%)1,检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。(10%)答:检测系统一般由传感器、测量电路和显示记录三部分组成,传感器的作用是将被测量的信息转换成与成一定函数关系的电信号,测量电路的作用是将传感器的输出信号进行必要的处理,得到所需信号,显示记录部分的作用是将检测结果输出到特定仪表,最终实现对被测量的检测。2,测量电桥的工作方式有哪几种?各有什么特点?(10%)答:测量电桥的工作方式有单臂、双臂和全桥三种,单臂电桥结构最简单,只需使用一个应变电阻,成本最低最经济,但检测精度较差;双臂电桥使用两个应变电阻,结构较复杂,能达到一定的精度;全桥最复杂,成本较高,但能达到很高的测量精度。3,说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。(10%)答:硅光电池的工作原理基于光生伏特效应,它是在一块N型硅片上用扩散的方法掺人一些P型杂质而形成的一个大面积PN结,当光照射P区表面时,若光子能量大于硅的禁带宽度,则在P型区内每吸收一个光子便产生一个电子.空穴对,P区表面吸收的光子最多,激发的电子空穴最多,越向内部越少。这种浓度差便形成从表面向体内扩散的自然趋势。由于PN结内电场的方向是由N区指向P区的,它使扩散到PN结附近的电子—空穴对分离,光生电子被推向N区,光生空穴被留在P区。从而使N区带负电,P区带正电,形成光生电动势。常用类型有硅光电池、锗光电池、砷化镓、硫化镉光电池等。具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效率高等特点。五、计算题(20%)1,某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器 0.4Ω/oC电桥:0.02V/Ω放大器:100笔式记录仪:0.1cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔位移10cm时,所对应的温度变化值。(10%)解:(1)测温系统的总灵敏度为 K=0.4Ω/oC×0.02V/Ω×100×0.1cm/V=0.08cm/oC (2) Δt=10/K=10/0.08=125oC2,采用阻值R=120Ω,灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为10V。当应变片应变为1000时,若要使输出电压大于10mV,则可采用何种接桥方式(设输出阻抗为无穷大)?(10%)解:根据电桥电路的输出电压 U0=KUiε/n 得10×2÷n>10 故 n<2因此,应该采用单臂电桥

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