传感器试题电气2004

四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：1《检测技术》试题A开卷（∨）姓名：学号：专业年级：（注：本试题所有题目的答案均写在试卷上！）题号一二三四五总分得分一：单项选择题（30分）题号1234567答案89101112131415（请将一大题的选择题答案填在表格中）1、属于传感器静态特性指标的是（）A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性2、莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是（）A.调制B.放大C.细分D.降噪3、涡流式压力传感器利用涡流效应将压力的变化变换成线圈的（）A.电阻变化B.电容变化四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：2C.涡流变化D.感抗变化4、人工视觉系统图像处理中对像素信息进行编码的作用是（）A.有效地传输和存储信息B.滤去噪声C.图像增强D.图像分割5、变压器隔离电路中赖以传递信号的途径是（）A.光电耦合B.磁通耦合C.漏电耦合D.电容耦合6、按误差出现的规律分，下列误差不属于系统误差的是（）A）机械零件内部应力变化所引起的变形；B）仪表本身材料，零件工艺上的缺陷；C）测量者不良读数习惯引起的误差；D）测试工作中使用仪表的方法不正确；7、有一压力表，其最大的测量范围为－600～＋600mmH2O，该仪表的量程为0～200mmH2O，则该压力表的最大正迁移量为（）A)200mmH2OB)400mmH2OC)600mmH2OD)1200mmH2O8、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片9、用下列流量计测量流量时，在流量计前后需要较长直管段长度的是（）四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：3A)孔板B)容积式流量计C)涡轮流量计D)电磁流量计10、假设传感器测量对象的参数在转换为电信号或者进行显示时，转换电路需要增加额外的电源，这种传感器称为无源传感器，如金属热电阻测温，要测量电阻变化（即温度）的大小，需要采用平衡电桥，而平衡电桥需要外加电源或者信号源；与之相对的另一种传感器为有源传感器，有源传感器在测量时不需要外加信号源，压电晶体测量压力，显示仪表直接测量压电晶体的输出而不再需要额外的电源。从上面的定义，推测下列检测元件或传感器属于无源传感器的是（）A)热电偶B)热敏电阻C)霍尔元件D)氧化锆氧浓差电池11、不会影响流量系数的因素是（）A雷诺数B节流件开孔直径与管道直径之比C流量大小D管道的粗糙程度12、红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫（）A)光电效应B)光电导现象C)热电效应D)光生伏特现象13、下列不具有压电特性的材料是（）A)石英B)钛酸钡C)PVC薄膜D)霍尔片14、将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端为50℃，若电位计上的读书为60mV，热电偶的工作端温度为（）A)750℃B)800℃C)240℃D)625℃四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：415、固体半导体摄像元件CCD是一种（）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路二：选择填空题（20分）电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器光电耦合器压电传感器电容传感器测速发电机热敏电阻CCD电荷耦合器压阻式传感器光纤传感器磁电传感器光电二极管差动变压器光电晶体管磁敏晶体管电涡流传感器光电池超声波传感器热电偶红外传感器差压变送器感应同步器差动变压器热电偶正确选择以上传感器填入以下空内：1、可以进行位移测量的传感器有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿；2、可以完成温度测量的有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿；3、半导体式传感器是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿；4、光电传感器有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：5＿＿＿＿＿5、用于压力测量的传感器＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、；6、利用物体反射进行检测的传感器＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿；7、可用于速度测量的传感器有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、；三：计算题（30分）1：（10分）用镍铬-镍硅势电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻，从电位差计测得热电热为-0.60mv，此时电位差计所处的环境温度为25℃，试求该时刻温箱的温度是多少度？镍铬-镍硅热电偶分度表T℃0123456789热电动势(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：62：（10分）图示为热电阻桥式测温电路，测温范围为0℃～200℃，其中Rt=10(1+0.02t)kΩ为感温热电阻，为常值电阻，R0=10kΩ，E为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问：(1)如果0℃时电路输出电压为零，常值电阻取多少？(2)采用上述常值电阻值，如果该测温电路的平均灵敏度达到15mV/℃，其工作电压E应取多少？四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：73、（10分）有一个敞口容器：ρ=1g/cm3，H=1000mm.问差压范围是多少mmH2O？若差压变送器输出范围为20～100kgf/cm2，那么液位为40%时的输出压力？实际作用于正压室的压力是多大？+——-大气Hρ1－差压变送器四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：8四：分析题（5分）差动脉冲调宽电路也称为差动脉宽(脉冲宽度)调制电路，利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随传感器电容量变化而变化。通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号。分析该电路的工作原理。四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：9五、问答题（15分）材料1：热敏电阻是由半导体材料制成，对温度敏感的元件。它的优点是电阻温度系数大，灵敏度高，热惯性小，响应速度快，而且分辨率高达10－4℃、其缺点主要是互换性差和其电阻值随温度不是线性变化，而且非线性严重。对于这类输入和输出之间为非线性关系的传感器，人们在利用这种特性时总是千方百计的使其线性化，主要原因有：为使传感器的输出能不失真的复现输入量的变化，必须使幅频特性为常数，相频特性是线性关系；线性化可以简化理论分析和设计计算；传感器的线性特性便于应用线性系统的叠加原理进行各种干扰因素的补偿；线性化便于数据处理和标定；便于制作、安装、调整；便于提高测量精度。对于负温度系数（NTC）的热敏电阻而言，其阻值和温度之间的关系可以表示为：011()0TTTRRe式中，R0是热力学温度T0对应的电阻，T0是基准温度（通常298.15k），为热敏电阻的材料系数。由此可见，电阻值与温度不四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：10成正比（即线性），而是成指数关系。为了实现热敏电阻温度传感器的输出与温度T成线性关系，必须进行线性化。材料2：线性化电路的设计：由下图可知，这是一个二极管实现的对数电路，输出电压U0与输入电压Ui成对数关系。其输入输出方程为：0lnlniiTsxsxuukTuuqIRIR其中k为玻尔兹曼常数，q为电子电荷,T为绝对温度。TkTuq为常数sI为晶体管的反向饱和电流。材料3：开环式非线性特性补偿根据解析法，可以求出补偿环节的输入和输出之间的函数关系：U0UiRxIs－[phone]()()()ufxukuuxusxuuuukfusFsk2要求和成线性关系，即，找到和的关系。那么：u或四川农业大学试题任课教师：康志亮本试题共11页第页系主任签字：11请根据上述材料，回答以下问题：1、为什么要对热敏电阻构成的温度测量电路进行线性化，线性化后对系统有什么影响？2、如果采用开环式非线性特性补偿，请用解析法求出补偿环节的输入输出函数。3、用对数电路设计热敏电阻的线性化电路。