華南農業大學期末考試試卷〔A卷〕2021學年第1學期考試科目：傳感器與自動檢測技術考試類型：〔閉卷)考試時刻：120分鐘1、在工程測試實踐中，大多數檢測系統屬于線性時不變系統，這種系統的疊加特性和頻率維持特性在測試中具有重要意義。2、 測試裝置動態特性的數學描述方式要緊有微分方程、傳遞函數和頻率響應函數。3、 一電容測微儀，通過測量得到的電容變化量AC=±4X10-3PF,要是測量電路的放大倍數K「100mV/pF讀數儀表的靈敏度32=5格/mV,那么現在儀表指示值變化西格。。4、 機械振動測試工作中的許多工程咨詢題，往往能夠瞧成是KMC系統，即用由彈簧-阻尼器-質量塊構成的單自由度模型來描述。5、 關于測試裝置的頻率響應函數，其幅頻、相頻特性分不表征裝置對輸進信號中各個頻率重量幅值的縮放的能力和相位角前后移動的能力。6、 半導體應變片傳感器的工作原理是基于壓阻效應；霍爾式傳感器的工作原理是基于霍爾效應；壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的壓電效應。7、 傳感器在結構上采納差動方式能夠提高靈敏度，減小非線性。8、 依據霍爾元件的霍爾電勢UH的表達式可知，霍爾元件一般可用于三種情況的測量，分不是測量電流I，測量磁感應強度B，功率測量。9、 輸進信號x(t)=20cos(301+450)，這時一階裝置的A(?)=0.87，中(S)=—21.7。，那么該裝置的穩態輸出表達式是：x(t)=17.4cos(301+23.3o)10、一般來講，系統內印制電路板接地的全然原那么是高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地。二、選擇題〔將正確的選擇項填進括號內，每題2分，15題共30分)1、 金屬絲應變片在測量構件的應變時，電阻的相對變化要緊由(B)來決定的。A、貼片位置的溫度變化B、電阻絲幾何尺寸的變化C、電阻絲材料的電阻率變化D、外接導線的變化2、 二階裝置引進適宜阻尼的要緊目的是C。A、使系統不發生共振；B、使得輸出讀數穩定C、獲得較好的幅頻、相頻特性；D、改善裝置的固有頻率3、 不能用渦流式傳感器進行測量的是(D)。A位移B材質鑒不C探傷D非金屬材料4、 測試系統的傳遞函數和〔B〕。A、具體測試系統的物理結構有關B、具體測試系統的物理結構無關C、輸進信號有關D、輸出信號有關5、 為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的礙事，可采納(B)。A電壓放大器；B電荷放大器；C前置放大器；D電流放大器6、 不能采納非接觸方式測量的傳感器是：〔C〕。A、霍爾傳感器；B、光電傳感器；C、熱電偶；D、渦流傳感器7、 通常所講的傳感器核心組成局部是指：〔B〕A、 敏感元件和傳感元件B、敏感元件和轉換元件C、轉換元件和調理電路D、敏感元件、調理電路和電源8、 壓電加速度計固定在試件上承受振動時，質量塊將產生一可變力作用在晶體片上，由于(A)效應在晶體片兩外表上就有(D)產生。B、 正壓電；B、逆壓電；C、 電壓；D、電荷9、 以下四種光電元件中，基于外光電效應的元件是：〔C〕A、光敏二極管B、硅光電池C、光電管D、光導管10、 以下關于熱電阻與熱敏電阻的講法，錯誤的選項是：〔D〕A、熱電阻一般采納純金屬材料，而熱敏電阻采納半導體材料；B、 熱電阻的溫度——電阻系數一般是線性的，而熱敏電阻的溫度——電阻系數一般是非線性的；C、 熱電阻結構簡單、體積小，因此能夠測量“點溫〃；而在測溫范圍內，熱電阻的電阻溫度系數相對較為穩定；D、 一般講來，熱電阻的溫度系數比熱敏電阻的的溫度系數大。11、 變間隙式自感式電感傳感器的靈敏度為：S=些=-竺紋，由此可得出小 252結論：〔C〕A、 該傳感器的靈敏度是非線性的，因此不能使用；B、 該傳感器的靈敏度是線性的，因此能夠正常使用；C、 該傳感器的靈敏度是非線性的，但在一定條件下能夠使用；D、 該傳感器的靈敏度是線性的，但在特定條件下不能使用。12、 在常用測振傳感器中，適合于測量振動位移的傳感器是：〔A〕A、電感式傳感器；B、壓電式傳感器；C、磁電式傳感器；D、電動式傳感器13、 為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：〔C〕。A、 半橋雙臂各串聯一片電阻應變片；B、 半橋雙臂各并聯一片電阻應變片；C、 適當提高電橋的電源電壓；D、 增大應變片的初始電阻值。14、 熱敏電阻典型可分為三類，其中，〔B〕熱敏電阻在一定溫度范圍內，阻值隨溫度的變化劇烈變化，故可作為理想的開關器件。A、負電阻溫度系數B、臨界溫度系數C、正電阻溫度系數D、無15、 關于光敏電阻，以下講法錯誤的選項是：〔A〕A、 光敏電阻既可作檢測元件，也可作開關元件使用；B、 光敏電阻的光譜特性與光敏電阻本身材料有關，需選擇適宜光源配合使用；C、 在一定的光照度下，光敏電阻所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現象；D、多數光敏電阻的時延都對比大，因此，它不能用在要求快速響應的場合。三、 判定題〔在你認為對的判定后打《，錯的判定后打X,每題1分，10題共10分）壓電式傳感器具有體積小、結構簡單等優點，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態量的測量。〔X〕光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也確實是根基講暗電流要小，亮電流要大。如此光敏電阻的靈敏度就高。〔寸真值是指一定的時刻及空間條件下，某物理量表達的真實數值。真值是客瞧存在的，而且是能夠測量的。〔X〕置信系數取不同典型值時，具有不同的置信概率。置信系數越高，置信水平那么越低，講明對測量精度的要求越低。〔寸一階裝置動態特性的要緊參數是時刻常數，，一般盼瞧它越大越好。〔X〕差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在聯接時應反向串聯。（"）LTI系統的靈敏度是時刻的線性函數。〔X〕渦流傳感器一般采納高頻透射式或低頻反射式兩種方式進行測量。〔X〕凡能夠測量位移和速度的檢測原理都可用于加速度和振動的測量。〔寸虛擬儀器的所有儀器面板和顯示器根基上在計算機監視器上模擬的。〔寸四、 簡答題〔4題，共18分）試簡述檢測系統噪聲干擾形成的要素。〔4分）噪聲形成十擾需要同時具備三要素：干擾源、對噪聲敏感的接收電路及噪聲源到接收電路之間的耦合通道。2、 簡述一種速度測量的方法。〔4分）答：〔1〕時刻、位移計算法，如相關測速法和空間濾波器測速法；〔2〕加速度積分法和位移微分法測量速度；〔3〕利用物理參數測量速度，如電動式速度傳感器和電磁式速度傳感器；〔4〕多普勒效應測速；〔5〕差動變壓器測速。3、壓電元件在使用時常采納多片串接或并接的結構形式，試述在不同接法下輸出電壓、電荷、電容的關系，它們分不適用于何種應用場合？〔6分）

答：兩片壓電元件串接時，輸出電荷q’等于單片上的電荷q,輸出電壓U’為單片電壓U的兩倍，總電容C’為單片電容C的1/2。艮Rq'=q；U'=2U；C’=C/2。串聯接法適用于以電壓輸出的信號和測量電路輸進阻抗特別高的情況；兩片壓電元件并接時，輸出電荷q’等于單片上電荷q的兩倍，輸出電壓U’等于單片電壓U，總電容C’等于單片電容C的兩倍。^Rq'=2q；U'=U；C'=2C。并聯接法適用于測量緩慢變化信號，并以電荷作為輸出的情況。請畫出光電傳感器的一般構成框圖，并講明光電傳感器的一般組成局部。〔4分)光電傳感器通常由光源、光學通路和光電元件三局部組成五、計算綜合題〔3題，共22分)1、一階系統的傳遞函數H(s)=日云，輸進一時域諧波函數(6分〕x(t)=Asin氣t+Bsin也t(6分〕解：一階系統的傳遞函數H(s)=一1—那么A(?A(?)=中(①)=-arctg(ts)(2分〕』 sin(』 sin(st一arctgsT) (4分〕3、圖為應變式拉力傳感器原理示意圖。該傳感器采納1、2、3、4四片完全相同的應變片按如圖方式粘貼在構件外表上，應變片的初始阻值為R0，傳感器要求具有溫度補償和彎矩補償V=4二一二 二一一二匚w/3八七J/7 T3 4A By(t)= sin(st一arctgsT)+J1+(叩)2 1 1(1)(1)夠，可加周密電阻〕。(6分〕能力;試采納兩種組橋方式實現傳感器的純拉力測量并講明理由〔要是應變片不4、如圖為實驗室常采納的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖，(1(1)圖中依據了熱電偶（2）兩個全然定律，分不指出并簡述其內容；〔4分〕（2）兩個全然定律，分不指出并簡述其內容；〔4分〕將冷端至于冰水槽的要緊緣故是什么？〔2分〕AIf成水混合物、（3（3）對補償導線有何要求？〔2分〕答案:（1） 中間導體定律：在熱電偶回路中，只要接進的第三導體兩端溫度相同，那么對回路的總的熱電動勢沒有礙事。中間溫度