传感器作业.docx

1、传感器作业第一套题一、填空题1.陀螺式角速度传感器包括 转子陀螺、压电陀螺、激光陀螺和光 纤陀螺。2.涡流式位移传感器是利用电涡流效应将被测量变换为传感器线 圈阻抗Z变化的一种装置3.等。4.器,5.电感式传感器是将被测量的变化转化成电感量的变化。按照电 感的类型，电感传感器可分为自感式、互感式、涡流式（或压磁式）磁栅式位移传感器根据用途可分为长磁栅和圆磁栅位移传感 分别用于测量线位移 和角位移。在某些晶体的极化方向（受力能产生电荷的方向）施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形也随之消失， 这种物理现象称逆压电效应。6.被测物理量随时间变化的测量称为动态测量 7. 一个严格的

2、频限信号，不能同时是时限信号，反之亦然。8.导体a、b组成的热电偶，当引入第三个导体时，只要保持其 两端温度相同，则对总热电动势无影响，这一结论被称为中间导体定 律。利用此定律，可将毫伏表接入热电偶回路中， 只要保证两个结点温度一致，就能正确测出热电动势而不影响的热电偶输出。9.通过阶梯中点的直线是理论特性线，阶梯特性在其上下波动， 这种输出误差称为 阶梯误差，该误差是一种原理误差，它限制了线绕电位计的精度和分辨力10.电阻应变式测力传感器是将力作用在弹性元件上，弹性元件在 力作用下产生应变,利用贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电里_ 的变化。11.当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时

3、，传感器的输 出与输入之间的关系称为静态特性。12.一个能量信号具有零平均功率，而一个功率信号具有无限大 能量。13.电容式压力传感器是将压也 转换成电容 的变化，经电路变换 成电量输出。14.电量式压力计是用各种传感器或测量元件将压力变换成电量或电参数，再经后接相应的测量电路进一步变换， 最后由显示或记录仪显示或记录下来，以实现压力测量的装量。15.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，在其相应的两 个相对表面产生极性相反的电荷，当外力去掉后，又恢复到不带电状 态，这种物理现象称为正压电效应。16.相王函数表示输出信号的功率谱中有多少是所测输入信号引起 的响应。17.反射式光纤位移传感器，

4、光源发出的光经发送光纤射向被测物 体的表面，反射光由接收光纤收集，并传送到光探测器转换成电信号 输出，从而测量出物体的位移。18.对于线绕电位计，其电阻和电压输出空载特性并不是一条理想直线，而是呈阶梯状，称为阶梯特性19.只要信号可以用明确的数学关系式来描述，则称其为确定性信 号。20.按输出信号的性质可将传感器分开关型、模拟型、数字型。21.描述静态方程的曲线称为测试系统的静态特性曲线 。22.温度代表物质的冷热程度，是物体内部分子运动剧烈程度的标 志。23.数字滤波与RC滤波相比有许多独特的优点：如由于数字滤波利 用程序来实现，因而不需要增加硬件，而且可靠性高、稳定性好、灵 活方便。24.

5、利用半导体材料的光吸收与温度的关系，可以构成透射式光纤 温度传感器。25.半导体应变片的缺点是应变灵敏系数的离散性大，机械强度低， 非线性误差大，温度系数大。26.测试系统动态特性的识别，通常情况下，是通过试验的方法实 现的，最常用的方法有频率响应法、阶跃响应法、脉冲响应法。27.为了防止电路有公共阻抗而引起信号交叉耦合， 采用单点接地。28.制造半导体陶瓷湿敏元件的材料，主要是不同类型的金属氧化 物。29.湿度是指大气中所含的水蒸气量。最常用的有两种表示方法， 即绝对湿度和相对湿度。30.功能型光纤传感器的光纤，一方面作为导光媒质，起着传输 波的作用，另一方面又是光的敏感元件，实现被测量对光

6、的调制_31.常用的解调器有 二极管解调器、三极管解调器。32.图像输出装置大致分为软拷贝和硬拷贝两类。33.图像处理中编码的作用是用最少量的编码位（亦称比特）来表 示图像，以便更有效地传输和存储。34.图像存储是把表示图像各个像素的信息送到存储器中存储， 以备调用。二、 计算题1.有一传感器，其实测的输入/输出特性曲线（校准曲线）与拟合直 线的最大偏差Lmax=4C，而理论满量程测量范围为（ 40 120）C，试求该传感器的线性度。解：线性度计算如下：A/. 4线性度仔艸注而W珈三、 简答题1.简述微传感器的优点。答：体积小、重量轻，便携性好，适用面广；微小的敏感元件提高了 测量的空间分辨力

7、；固有频率高，工作频率范围大，响应速度快；耗 能低；批处理的加工方式使其具有价格优势； 特殊的微加工技术使得 结构或功能集成更容易实现，可改善性能，并为进一步实现集成传感 器或智能传感器奠定了基础。2.简述线振动速度传感器的原理。答：当一个绕有N匝的线圈作垂直于磁场方向相对运动时，线圈切割磁力线，由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生感应电动势 E=NBIv。式中：B线圈所在磁场的磁感应强度 （T） ； Z每匝 线圈的平均长度（m）; v线圈磁场的运动速度（m/s）。当传感器 结构选定后，其 N、B、I 均为常量，因此感应式传感器的感应电动 势正比于被测速度。3.什么是信号？信号是如何描述的？答：

8、 信号实质上是反映被测对象状态或特性的某种物理量。 信号可 以描述为一个或若干个自变量的函数或序列的形式， 也可以以波形的 形式描述一个信号。4.试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性。答： 答案如图 5 所示。 cgqjcsjs-tp-wtjd-10-05。5.为什么磁带录像机多使用结露传感器 ?答： 磁带录像机，一方面要保持与磁带转筒以及其它驱动机构相互 接触，一方面要对图像信号进行录放。因此，如果在机器内部由于结 露等而附着水份， 则磁带与驱动机构之间的摩擦阻力会增大。 其结果， 使得磁带的速度变得不稳定， 或者会发生磁带走不动。 为了防止发生 这样的不良现象， 将结露传感器安装在机器中

9、， 以便测出机器内部的 结露情况，使机器自动停止运转。6.直流测速发电机在转速不变的条件下，电枢电动势 Es 与哪些因 素有关？输出电压又与哪些因素有关？答：当转速不变时，电枢电动势 Es与Ke感应系数、磁通有关； 输出电压与 rs 电枢回路的总电阻有关。7.什么是函数电位计？答： 函数电位计可以将位移或转角变换成与之有某种函数关系的电 阻或电压输出，也称非线性电位计。8.为什么线绕电位计的电阻和电压输出空载特性呈阶梯状？答： 对于线绕电位计虽然电刷的位置可以连续变化，但实际的线缆 长度不是连续变换的， 而是以线绕一圈的长度跳跃变换， 因而它的电 阻和电压输出空载特性呈阶梯状。9.简述压力传感

10、器在汽车测试中的主要功能。 答：检测气缸负压，从而控制点火和燃料喷射；检测大气压，从而控 制爬坡时的空燃比；检测涡轮发动机的升压比；检测气缸内压； 检测EGR （废气再循环）流量；检测发动机油压；检测变速箱油压；检测 制动器油压；检测翻斗车油压；检测轮胎空气压力。10.哪些传感器可选作小位移传感器？答： 变极距型电容式、变气隙型电感式、电涡流式、压电式、霍尔 式、气动流量式、应变电阻式。四、问答题1.机器人上常用的位移传感器有哪些？ 答：旋转变压器、差动变压器、感应同步器、电位计、光栅、磁栅和光电编码器。2.为什么在数 /模转换器中，在输出端产生的电压与输入的数字之间 不可能是线性关系。答：

11、通常用非线性误差的大小表示数 /模转换器的线性度。非线性误 差没有一定的变化规律，其产生原因是由于每个模拟开关的压降不一 定相等，而且模拟开关接地和接参考电压时的压降也不一定相同； 个电阻阻值的偏差不完全相等。五、 综合分析题1.试证明单位冲激信号的抽样特性。解：单位沖観信号的抽样特性：匚咖炭7沛=心）因? -為）=诧口）罠t-為）代入上式，得：匚跃“。7=战几烫监対由式（2-9）得匚 如awnj六、 证明题：设Cn为周期信号x（t）的傅里叶级数序列系数，证明傅里叶级数的时移特性。即：若有 贝聽解：若发生时移亦（周期rS持不变），即信号xh、则其对殛的博立叶系数为令Jt代入上式可得C； = y

12、fnX （r）尹吨呦）血二旷朋聊If x pT=严因此育同理可证（r 闷=尹3珈第二套题一、单项选择题1.概率密度函数提供了随机信号()信息。A、沿频率轴分布Jb、沿幅值域分布C、沿时域分布D沿强度分布2.功率谱密度函数提供了随即信号在()轴上的分布信息A时间B、幅值+ C、频率D峰值3.测试工作的任务是从复杂的信号中提取()A正弦信号匕B、频域信号* C、有用信息干扰噪声信号4.利用电涡流位移传感器和频率计数器测某轴的转速。欲使频率计所读频率的 数值等于1/2转速的数值(如f=50Hz，表示n= 25r /min)。问齿盘的齿 数z为()。r10JAC 20一B、C、30D 605.在测量位

13、移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是() 传感器。A、 压电式B、 电阻式C、电涡流式D 电容式6.利用电涡流位移传感器和频率计数器测某轴的转速。欲使频率计所读频率的 数值等于转速的数值(如f=50Hz，表示n= 25r / min)。问齿盘的齿数z为 ()。7.A 10608.在尘埃、油污、温度变化较大，伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时，传感 器的选用必须首先考虑()因素。A 响应特性B、灵敏度竺C、稳定性D 精确度9.()的工作原理是基于压阻效应A、丝式电阻应变片B、箔式电阻应变片C、半导体应变片D、直角形栅应变片10.设信号的自相关函数为脉冲函数，则自功率谱密度函数必

14、为 ()A、 脉冲函数B、 有延时的脉冲函数C、 零 D、常数11.设信号的自相关函数为脉冲函数，则自功率谱密度函数必为 ()A、脉冲函数B、有延时的脉冲函数_c、零” D、常数12.差动变压器式位移传感器的输出电压是()_A调频波B、脉冲波竺_C、调幅波D、调相波13.压电传感器是高内阻传感器，因此，要求前置放大器的输入阻抗(A很低B、很高-C、较低-D、 较咼 13.位移阻抗又称为()A、动刚度rB、动柔度rC、导纳rD视在质量二、多项选择题1.传感器的基本参数有（） A、测量范围两 B、量程 C、过载能力 D灵敏度E、静态精度2.压电元件的连接方式有（），其中（）方式输出电荷量大。 A、

15、多片串联“ B、多片并联3.压电传感器的测量电路有（），其中能排除电缆电容影响的是（）。 A、电压放大器B、相敏整流电路“ C、电荷放大器D 交流电桥E、RC滤波器4.通常采用的压力敏感元件有（）。其中，（）常用在电容式、应变式及电 感式压力传感器中。A、模片B、柱形弹性元件 C、波登管 D波纹管E、 梁形弹性元件F、 环形弹性元件5.通常采用的压力敏感元件有（）A、模片B、柱形弹性元件 C、波登管 D波纹管E、梁形弹性元件6.将被测压力转换为电量的有（）传感器，其中（）传感器是先通过金属弹 性元件将压力转换为位移，再通过位移传感器转换为电参数的变化。 A、电容式B、电感式C、 压电式D 固态

16、压阻式巨E、涡流式7.压电传感器前置放大器的主要作用是（）。A、把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出 B、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出“ C、放大传感器的输出信号D调制传感器的输出信号E、对传感器的输出信号进行检波8.传感器的静态指标有()等。 A、线性度“ B、灵敏度C、固有频率 D滞差E、阻尼比第三套题一、单项选择题1.气敏元件表面吸附被测气体时，它的()将发生变化A电阻-B、电导率C、电压D电感2.调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器， 使输出为等幅波，该等幅波的 ()取决于信号电压。A幅值B、频率C、相位D 频谱3.无源RC低通滤波器从（）两端引出输出电压A、R+ B、 LC

17、、RC电桥的分类方法有多种，按（）可分为平衡电桥和不平衡电桥A、被测电阻的接入方式* B、工作方式C、不同的电桥电源不同种类的桥臂阻抗对于低频磁感应，应米用（）做屏蔽罩。A、有色金属 B、铁磁性材料C、金属D绝缘材料将温度差转换为电动势输出的是（）温度传感器。A、热电偶_b、热敏电阻C、金属热电阻辐射温度传感器4.5.6.7.变磁通感应式转速传感器，在测量轴的转速时，其齿盘应该用（）材料制成A、 金属导电8.电桥调零通常采用串联调零和并联调零两种方法。 其中并联调零多用在桥臂 参数R值较()的场合。B、C、9.()的原理是使绝大部分磁通量经屏蔽体通过，所以要选用导磁性能好的材 料做屏蔽罩静电屏

18、蔽10.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同， ()接法可以得到最大输出单臂双差动电桥数字滤波方法中，()是将各采样值取不同的比例，然后相加，以提高滤波 效果A、限定最大偏差法B、算术平均值法C、加权平均滤波法12.以下主要用于测量固体表面小面积瞬时变化的温度的热电偶是()A普通热电偶B、并联热电偶C、串联热电偶* D薄膜热电偶13.将电网的零线与各种电气设备的外壳连接在一起， 并直接与大地连接，保证机壳与大地等电位，从而确保人身及设备的安全，这种地称为()* A安全地二 B、信号源地C、数字信号地D模拟信号地14.用电桥进行测量时，可采用零测法和偏差测量法，其中零测法具有

19、()的特 A测量精度较咼_b、测量速度较快c、测量速度较慢适于测量动态值15.()的电阻值将随环境相对湿度的改变而变化，从而实现对湿度的电测量。* A氯化锂湿敏元件厂B、半导体陶瓷湿敏元件C、热敏电阻湿敏元件D、高分子膜湿敏元件16.适用于压力测量、流量测量等的数字滤波方法是（）A、限定最大偏差法* B、算术平均值法C、加权平均滤波法17.当使用高灵敏度直流检测仪器时，静止电荷又在仪器上感应出异性静电荷而 可能使指针发生偏转，影响测量精度，甚至使测量无法进行。消除这种静电 场干扰的主要方法是采用（）A、静电屏蔽B、低频磁感应屏蔽C、高频磁感应屏蔽18.测量小空间动态温度，最好采用（）温度传感器

20、。匸A、 热电偶* B、热敏电阻C、 金属热电阻二D、磁热敏传感器19.当信号电路在两端接地时，很容易形成环路电流，引起噪声干扰，这时常采 用（）的方法。A 单点接地1一B、屏蔽 C、隔离D、 滤波20.使用（）制成的绝对湿度传感器的湿度调节器，可制造出精密的恒湿槽。A、氯化锂湿敏元件B、半导体陶瓷湿敏元件* C、热敏电阻湿敏元件D 高分子膜湿敏元件二、多项选择题1.在金属热电阻中，其测温特性最好的是()，在精度要求不高的场合和测温 范围较小时，普遍使用()。B、镍电阻“ C、铂电阻D 锰电阻2.串联两个热电偶的输出电动势是()，因而可以用于测量()A、各热电动势的平均值B、各热电动势的代数和

21、/ C、两点之间温度之和(差)D 两点的平均温度3.形成干扰的条件是()。A、 干扰源B、 信号是缓变信号C、 干扰的耦合通道D 干扰的接收回路E、信号是交流信号4.测量信号经过频率调制后，所得到调频波的()是随()而变化的A、 幅值B、频率 C、信号幅值D信号频率5.选用不同导体材料做热电极，会影响热热电偶温度传感器的 () A、灵敏度B、精度“ C、测量范围 D 稳定性6.为了抑制干扰，常用的隔离电路有()。A、滤波电路B、 A / D转换器 C、变压器两D光耦合器E、调谐电路7.抑制干扰的方法主要是()“ A单点接地 B、屏蔽厂C、隔离D滤波8.在测量系统中有哪些接地系统()A、安全地“ B、信号源地 C、数字信号地 D模拟信号地9.测量不能接触的高温物体的温度，可采用（）温度传感器。（）传感器可用于 医疗在（-50150）C之间的温度测量。 A、全辐射式B、热电偶C、热敏电阻D 亮度式E、比色F、半导体（二极管）G半导体（三极管）10.电桥的分类方法有多种，按（）可分为直流电桥和交流电桥。按（）可分衡电 桥和不平衡电桥。按（）可分为单臂电桥、差动电桥和全臂电桥。A被测电阻的接入方式B、工作方式C、不同的电桥电源D 不同种类的桥臂阻抗