感测技术基础试题.docx

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感测技术基础试题

感测技术基础

[填空题]

1试用时分割乘法器和V/F转换器、计数器组成一个数字式电能表，画出其框图，说明其工作原理。

参考答案：

[填空题]

2例图为频率比测量框图。

说明其工作原理，并导出其测量数据公式。

参考答案：

[填空题]

3超声波数字测距仪简化框图如附图所示。

图中超声波发送电路每隔一段时间发射一串超声脉冲，其中第一个发射脉冲也将RS触发器置“1”，使计数器从零开始计数。

这第一个超声脉冲遇到被测物反射回来，被超声波接收电路接收时，RS触发器复位归“0”，使计数器停止计数。

若要求显示距离数字单位为米，555振荡器的频率应怎样调整？

参考答案：

[填空题]

4例图为模拟电子技术课中学习过的方波发生器电路。

该电路产生的方波振荡周期与RC成正比。

试利用该方波发生器构成电阻或电容的测量电路，并说明其原理。

参考答案：

[填空题]

5有一电位器式位移传感器，其线圈总电阻是10kΩ，电刷最大行程4mm。

若最大消耗功率不允许超过40mW，传感器所用激励电压为允许的最大激励电压，试确定输入位移量为1.2mm时的输出电压值。

参考答案：

[填空题]

6一阻值为120Ω灵敏度为2.0的应变片，用总阻值为12Ω的导线连接到一测量系统，求此时应变片的灵敏度。

参考答案：

[填空题]

7一只x切型的石英晶体压电元件，其d11=2.31×1012C/N，相对介电常数εr=4.5，横截面积A=5cm2，厚度h=0.5cm。

求：

（1）纵向受FX=9.8N的压力作用时压电片两电极间输出电压值为多大？

（2）若此元件与高输入阻抗运放连接时连接电缆的电容为C0=4PF，该压电元件的输出电压值为多大？

参考答案：

[填空题]

8有一霍尔元件，其灵敏度KH=1.2mV/mA·kGs，把它放在一个梯度为5kGs/mm的磁场中，如果额定控制电流是20mA，设霍尔元件在平衡点附近作±0.1mm的摆动，问输出电压范围为多少？

参考答案：

[填空题]

9试分析例图所示路灯自动控制电路的工作原理。

参考答案：

当天黑无光照射时，光电池2CR本身的电阻和R1、R2组成分压器，使BG1基极电位为负，BG1导通，经BG2、BG3、BG4构成多级直流放大，BG4导通使继电器J动作，从而接通交流接触器，使常开触头闭合，路灯亮。

当天亮时．硅光电池受光照射后，它产生0.2～0.5V电动势，使BG1在正偏压后截止，后面多级放大器不工作，BG4截止，继电器J释放使回路触头断开，灯灭。

调节R1可调整BG1的截止电压，以达到调节自动开关的灵敏度。

[填空题]

10试分析例图光敏二极管光控开关电路的工作原理。

参考答案：

例附图（a）是亮通光控电路。

当有光照射时，光敏二极管的阻值变小，VT1、VT2导通，继电器K工作，从而带动执行机构。

附图（b）是暗通光控电路，当有光照射时，光敏二极管的阻值变小。

VT1、VT2截止，继电器K不工作；只有当无光照时，VT1、VT2才导通，继电器工作。

[填空题]

11若某光栅的栅线密度为50线/mm，标尺光栅与指示光栅之间的夹角为0.01rad。

求：

所形成的莫尔条纹的间距。

参考答案：

[填空题]

12例图所示为纸厚检测控制电路，图中VD1为红外线发射管，VD2为光敏二极管。

试分析该电路工作原理。

参考答案：

[填空题]

13例图所示超声波液位计的显示屏上测得t0=1.5mS，t1=6.0mS，已知水底与超声探头的间距为10m，反射小板与探头的间距为0.5m。

求液位h。

参考答案：

[填空题]

14某两线制电流输出型温度变送器的产品说明书注明其量程范围为0～200℃，对应的输出电流值为4～20mA。

求：

当测得输出电流为12mA时的被测温度。

参考答案：

[填空题]

15由集成压力传感器MPX4100A的产品参数可知，在20kPa～105kPa的测量范围内其输出电压U0与被测压力p呈线性关系：

，式中电源电压Us=5.1V，在0～+85℃范围内，温度误差系数α恒等于1，压力误差py最大为±1.5kpa。

试计算其满度输出电压的典型值、最大值、最小值。

参考答案：

[填空题]

16在直径为4厘米的钢制实心立柱外表面，沿轴向和园周方向各贴一片电阻为100Ω灵敏系数为2的金属应变片R1和R2，并把它们接入等臂电桥的相邻两臂，电桥电源电压为1伏，试计算当立柱承受1257KN的压力时，电桥输出电压为多少？

（材料的泊松比为0.3，弹性模量为2×1011N/m2）（3.26mV）

参考答案：

[填空题]

17利用一个六位循环码码盘测量角位移，其最小分辨率是多少？

如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度最大为0.01mm，则码盘半径应有多大？

若码盘输出数码为“101101”，初始位置对应数码为“110100”，则码盘实际转过的角度是多少？

参考答案：

[填空题]

18以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

参考答案：

[填空题]

19例图所示为两直流电桥，其中图（a）表示把差动式电阻传感器接入电桥横跨电源的相邻两臂，称为卧式电桥，图（b）表示把差动式电阻传感器接入电桥横跨负载的相邻两臂，称为立式电桥，试求两电桥的输出电压表达式并加以比较。

参考答案：