增大B。不變C.減少D.變為零三．簡答題增大B。不變C.減少D.變為零三．簡答題(30分)1。試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同？變面積式和螺旋式等。不同點：結構上，自感式傳感器是將被測量的變化轉化為電感線圈的電感值變化。差動變壓線作用下使材料內部電阻率改變的內光電效應,這類元件有光敏電阻；第三類是利用在光線作用下使物體內部產生.已知空氣隙的長度為x1和x2,空氣隙的面積為S，磁導率為μ，線圈匝數W不變）.解：Rm又2Rml0A重復性B線性度C靈敏度D固有頻率2誤差分類，下列不屬于的是（B)A系統誤差B絕對誤差C隨機誤差D粗大誤差A、接近真值B、偏離擬合直線C、正反行程不重合D、重復性4、傳感器的組成成分中，直接感受被側物理量的是（B）A、轉換元件B、敏感元件C、轉換電路D、放大電路5、傳感器的靈敏度高，表示該傳感器（C）A工作頻率寬B線性范圍寬C單位輸入量引起的輸出量大D允許輸入量大6下列不屬于按傳感器的工作原理進行分類的傳感器是(B)A應變式傳感器B化學型傳感器C壓電式傳感器D熱電式傳感器7傳感器主要完成兩個方面的功能：檢測和（D）A測量B感知C信號調節D轉換A多次測量B同次測量C正反行程D不同測量9、儀表的精度等級是用儀表的（C）來表示的.A相對誤差B絕對誤差C引用誤差D粗大誤差二、判斷1。在同一測量條件下,多次測量被測量時，絕對值和符號保持不變,或在改變條件時，按10傳感器(或測試儀表）在第一次使用前和長時間使用后需要進行標定工作，是為了確定傳感器靜態特性指標和動態特性參數（√）1、什么是傳感器動態特性和靜態特性，簡述在什么頻域條件下只研究靜態特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動態特性?輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入—輸出特性。在時域條件下只研究靜態特性就能夠滿2、繪圖并說明在使用傳感器進行測量時，相對真值、測量值、測量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關系。答：框圖如下:測量值是通過直接或間接通過儀表測量出來的數值。測量誤差是指測量結果的測量值與被測量的真實值之間的差值。當測量誤差很小時，可以忽略，此時測量值可稱為相對真值.）A人體體重B車道的壓緊力C車刀在切削時感受的切削力的變化量D自來水管壓力4.光纖傳感器的工作原理是擾的原因是.干擾的耦合通道(√)常用于測量大位移的傳感器有應變電阻式。(×）差動電橋由環境溫度變化引標準差為單次測量的1/n。（×）6。線性度就是非線性誤差.(×）7。傳感器由被測量，敏感元件，轉換元）A人體體重B車道的壓緊力C車刀在切削時感受的切削力的變化量D自來水管壓力4.光纖傳感器的工作原理是擾的原因是.干擾的耦合通道(√)常用于測量大位移的傳感器有應變電阻式。(×）差動電橋由環境溫度變化引標準差為單次測量的1/n。（×）6。線性度就是非線性誤差.(×）7。傳感器由被測量，敏感元件，轉換元用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（C）A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應2nn3、從傳感器的靜態特性和動態特性考慮,詳述如何選用傳感器.答:考慮傳感器的靜態特性的主要指標,選用線性度大、遲滯小、重復性好、分辨力強、穩定速變化，即具有很短的暫態響應時間或者應具有很寬的頻率響應特性.4、什么是系統誤差?系統誤差產生的原因是什么?如何減小系統誤差?答：當我們對同一物理量進行多次重復測量時,如果誤差按照一定的規律性出現，則把這種誤差稱為系統誤差。①工具誤差:指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。②方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。③定義誤差：是由于對被測量的定義不夠明確而形成的誤差.④理論誤差：是由于測量理論本身不夠完善而只能進行近似的測量所引起的誤差。⑥安裝誤差：是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。⑦個人誤差：是指由于測量者本人不良習慣或操作不熟練所引起的誤差。三．計算一、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數據如下：XXy1。12。64。55。7 Lmax100%0.357%FS厘米,若忽略粗大誤差和系統誤差，試求在99。73%的置信概率下，對被測物體長度的最小解：x53、等精度測量某電阻10次，得到的測量如下：R6—167.88ΩR7—168.00ΩR8—167。85ΩR9—167。82Ω求：10次測量的算術平均值，測量的標準誤差和算術平均值的標準誤差n=0。18nn=流電橋能更好的完成這一任務。使用相敏整流電路，輸出電壓不僅能反映銜鐵位移的大小和方向,而且還消除了零調制形式,流電橋能更好的完成這一任務。使用相敏整流電路，輸出電壓不僅能反映銜鐵位移的大小和方向,而且還消除了零調制形式,將光纖傳感器分為強度調制型，偏振調制型，頻率調制型，相位調制型。(對)9。光敏二極管在測光指測量結果的測量值與被測量的真實值之間的差值。當測量誤差很小時，可以忽略，此時測量值可稱為相對真值.系5。在下述位移傳感器中，既適宜于測量大的線位移，又適宜于測量大的角位移的是(C）A．電容式傳感器BA。電子B。電壓C.電感D。電阻A．電阻B．電容C．電壓D．電荷A．靈敏度高B．溫度穩定性好C．參數一致性高D．接口電路簡單4、當半導體材料某一軸向受外力作用時，其電阻率發生變化的現象，稱(B)A.光電效應B.壓阻效應C.壓電效應D。霍爾效應5、導體或半導體材料在外界力的作用下產生機械變形時,其電阻值發生相應變化的現象，稱（A）A.應變效應B。光電效應C。壓電效應D。霍爾效應A.相鄰橋臂同變輸入電壓相加B。相鄰橋臂差變輸入電壓相減C.相對橋臂同變輸入電壓相加D。相對橋臂差變輸入電壓相加7、利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（C）A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片B。兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯C。兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片D。兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片8、按輸出信號的性質分類,應變式位移傳感器是一種（A）A．模擬量傳感器B計數型傳感器C代碼型傳感器D開關型傳感器A壓阻式位移傳感器B電感式位移傳感器C電渦流式位移傳感器D壓電式位移傳感器10、半導體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率（B)A。上升B.迅速下降C。保持不變D。歸零二判斷題3、熱回路的熱電動勢的大小不僅與熱端溫度有關，而且與冷端溫度有關。(√）5、將電阻應變片貼在彈性元件上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數的傳感器。10、差動電橋由環境溫度變化引起的誤差為0。(√)1。簡述應變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。答原則有1）貼在應變最敏感部位，使其靈敏度最佳；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。答:金屬電阻的應變電阻效應-—當金屬導體在外力作用下發生機械變形時，其電阻值將相應3。為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償,分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方之差異性而產生虛假應變輸出有時會產生與真實應變同數量級的誤差。②方法：自補償法線路補償法電路中應處于反向偏置狀態。(對）10。磁電式傳感器是利用導體和磁場發生相對運動而在導體兩端產生感應電用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（C）A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應應地發生變化.3。為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償,分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方法。答從傳感器的靜態特性和動態特性考慮,詳述如何選用傳感器.答:考慮傳感器的靜態特性的主要指標,選用線性度R電路中應處于反向偏置狀態。(對）10。磁電式傳感器是利用導體和磁場發生相對運動而在導體兩端產生感應電用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（C）A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應應地發生變化.3。為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償,分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方法。答從傳感器的靜態特性和動態特性考慮,詳述如何選用傳感器.答:考慮傳感器的靜態特性的主要指標,選用線性度R4UcdUcbUdbEE4R2E略去的二次項，即可得UE③abUcd1、如圖所示電路是電阻應變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=固定電阻，R1與R4是電阻應變片，工作時R1受拉，R4受壓，ΔR=0，橋路處于平衡狀態，當應變片受力發生應變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓Ucd表示應變片變后電阻值的ccd2Rd3R證明：RRRRRRRRRRRRR2ERRR2RR2、圖為一直流應變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求:①R1為應變片其余為外接電阻，R1增量為△R1=3。5Ω時輸出U0=?。②R1、R2是應變片，感受應變極性大小相同其余為電阻,電壓輸出U0=?。③R1、R2感受應變極性相反,輸出U0=？。④R1、R2、R3、R4都是應變片,對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。④解：①②2。差動變壓器是把被測的非電量變化轉換成線圈互感量的變化.（√）9。電渦流式傳感器可以無接觸地測量各種振動的幅值（√）RR21流都有很多,但暗電流只有一個；。暗電流大,光電流小的光敏電阻靈敏度越高。（錯)5.壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質材料的壓電效應，是一種典型的無源傳感器(對）流都有很多,但暗電流只有一個；。暗電流大,光電流小的光敏電阻靈敏度越高。（錯)5.壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質材料的壓電效應，是一種典型的無源傳感器(對）6.壓電式傳感器適用于動態測量和靜態測基于(B).A、入射光的頻譜與光電流的關系；B、光的折射定律；C、光的衍射；D、光的強度與光電流的關特性的概念以及它們之間的關系。答：框圖如下:測量值是通過直接或間接通過儀表測量出來的數值。測量誤差是L02。在電容傳感器中，若采用調頻法測量轉換電路，則電路中（B)。A。電容和電感均為變量B。電容是變量，電感保持不變3。不能用渦流式傳感器進行測量的是（D）。A。位移B。材質鑒別C。探傷D。非金屬材料A。增大鐵芯直徑B.選擇較高的激磁電壓頻率C。降低線圈的Q值D。提高激磁電源電壓6.為了使傳感器具有較好的線性度，一般取測量量范圍為線圈骨架長度的(D）.A。自感式傳感器B。差動變壓器C。電渦流式傳感器D。電容式傳感器A.變極板面積型B.變極距型C。變介質型D。容柵型A。增大B。不變C.減少D.變為零答:自感式傳感器與差動變壓器式傳感器相同點：工作原理都是建立在電磁感應的基礎上，都可以分為變氣隙式、變面積式和螺旋式等。不同點：結構上，自感式傳感器是將被測量的變化轉化為電感線圈的電感值變化。差動變壓器式電感式傳感器是把被測量的變化轉換為傳感器互感的變化，傳感器本身是互感系數可變的變壓器。2。自感式傳感器測量電路的主要任務是什么？變壓器式電橋和帶相敏檢波的交流電橋，哪主要任務：把被測量變化轉換成自感L的變化，通過一定的轉換電路轉換成電壓或者電流輸出。鐵位移的大小和方向,而且還消除了零點殘余電壓的影響.3.以自感式傳感器為例說明差動式傳感器可以提高其靈敏度的原理.答：單極式自感傳感器的靈敏度為:SlLl002l0差動式傳感器的靈敏度為：S0101l02l0由此可見,與單極式比較其靈敏度提高一倍，非線性大大減小.:①在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數及柵絲與試件膨脹系數（與）之差異性而產生虛假應變輸出有正壓電效應。反過來，當在電介質的極化方向上外加電場時,它就會產生變形,這種現象稱為逆壓電效應。壓電加變效應和熱電阻效應？答:金屬電阻的應變電阻效應-—當金屬導體在外力作用下發生機械變形時，其電阻值將相應地發生變化.3:①在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數及柵絲與試件膨脹系數（與）之差異性而產生虛假應變輸出有正壓電效應。反過來，當在電介質的極化方向上外加電場時,它就會產生變形,這種現象稱為逆壓電效應。壓電加變效應和熱電阻效應？答:金屬電阻的應變電阻效應-—當金屬導體在外力作用下發生機械變形時，其電阻值將相應地發生變化.3。為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償,分析說明該類型傳感器溫度誤差補償方法。答WUdUdU空氣隙的長度為x1和x2,空氣隙的面積為S，磁導率為μ，線圈匝數W不變）.Rm又RmIWRmLInniSlW2WRmlx2x2nnl00S假設運放增益A=∞，輸入阻抗Z=∞；試推導輸出電壓U0與極板間距的關系,并分析其工作解:IcUcUIXOcUXcdUS式中負號表示輸出電壓U0的相位與電源電壓反相。上式說明運算放大器的輸出電壓與極板間距離d線性關系.運算放大器電路解決了單個變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。但要求Zi及放大倍數K足夠大。為保證儀器精度,還要求電源電壓Ui的幅值和固定電容C一．選擇題.1。將超聲波（機械振動波）轉換成電信號是利用壓電材料的(C）是用儀表的（C）來表示的.A是用儀表的（C）來表示的.A相對誤差B絕對誤差C引用誤差D粗大誤差二、判斷1。在同一測量條件下,多次速度計是利用正壓電效應工作的.如圖，在測量時傳感器底座與試件剛性固定，當感受振動時，質量塊慣性很小,荷產生7.人造衛星的光電池板利用(A)A光電效應B光化學效應C光熱效應D感光效應8.光電池屬于（C）慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。2．什么是金屬導體的電阻－應A應變效應B電渦流效應C壓電效應D逆壓電效應2。在光線作用下，半導體電導率增加的現象（B）A外光電效應B內光電效應C光電發射D都不是A人體體重B車道的壓緊力C車刀在切削時感受的切削力的變化量D自來水管壓力5。在下述位移傳感器中，既適宜于測量大的線位移，又適宜于測量大的角位移的是(C）A．電容式傳感器B．電感式傳感器C光柵式傳感器D電阻式傳感器A、沿光軸方向施加作用力，不會產生壓電效應，也沒有電荷產生B、沿光軸方向施加作用力，不會產生壓電效應,但會有電荷產生C、沿光軸方向施加作用力，會產生壓電效應，但沒有電荷產D沿光軸方向施加作用力,會產生壓電效應,也會有電荷產生A光電效應B光化學效應C光熱效應D感光效應A外光電效應B內光電效應C光生伏特效應D不知道9。固體半導體攝像元件CCD是一種（C）A．PN結光電二極管電路B．PNP型晶體管集成電路C．MOS型晶體管開關集成電路D．NPN型晶體管集成電路A、減小激勵電流B、減小磁感應強度C、使用電橋調零電位器一．判斷題。1。磁電式傳感器不需要輔助電源，就能把被測對象的機械量轉換成易于測量的電信號,是一2。編碼器以其高精度高分辨率和高可靠性而被廣泛應用于各種位移的測量.(對）5.壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質材料的壓電效應，是一種典型的無源傳感器(對）7。光電效應可分為內光電效應，外光電效應和光生伏特效應三種類型。（對）9。光敏二極管在測光電路中應處于反向偏置狀態。(對）10。磁電式傳感器是利用導體和磁場發生相對運動而在導體兩端產生感應電勢的.而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場中有電磁效應（霍爾效應）而輸出電勢的.霍爾式傳感器可用來測答：把兩塊光柵距相等的光柵面向對疊合在一起，中間留有很小的間隙.并使兩者的柵線之間形成一個很小的夾角Q，這樣就可以看到在近于垂直柵線方向上出現明暗相間的條紋,這些條紋叫莫爾條紋。電子逸出物體表面的外光電效應,這類元件