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一、填空（30分，每空1.5分）1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。3、传感器由、、三部分组成。4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。二、选择题(30分，每题2分)1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。A、热端直径B、热端和冷端的温度C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响7、当石英晶体受压时，电荷产生在。A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏,则此时的信噪比为。A、20dBB、1dBC、0dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。A、微差式B、零位式C、偏差式15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（t,t0）=EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并画出原理图（本题10分）四、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。激励源电压为12V，求：1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5×103N时的输出电压Uo。(本题10分）六、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0∽500N；另一只为1.0级，测量范围为0∽100N。问选用哪一只测力仪表较好?为什么?(写出计算过程)(本题10分）参考答案一、填空题：1、±1℃，±1%2、1．5倍3、敏感元件、传感元件、测量转换电路4、NTC突变5、CU50，镍铬6、减小温漂7、偏位式8、干扰源，干扰途径，敏感接收器9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离10、X面二、选择题1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C四、24mV，6mV五、K拨至1位，反复调节R0，使仪表指示为0，K拨至3位，反复调节RF，使仪表指示为满偏，K拨至2位，进行测量。六、选用1.0级，测量范围为0∽100N的测力仪表。一、填空（本题共39分，每空1.5分）1、传感器由、、三部分组成。2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络，其目的是为了。二、选择题（本题共30分，每题2分）3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了测量方法。A、微差式B、零位式C、偏差式5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。A、提高灵敏度B、将输出的交流信号转换为直流信号C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻14、下列不能用做加速度检测传感器。A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应三、我国的模拟仪表有哪些精度等级？现欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V的电压表，其精度应选哪一级？若选用量程为500V的电压表，其精度又应选哪一级？（本题10分）四、热电偶参考电极定律有何实际意义？以知在某特定条件下材料A与铂配对的热电动势为13.967mv,材料B与铂配对的热电动势为8.345mv,求出在此特定条件下材料A与B配对后的热电动势？此时哪种材料为正极？（本题10分）五、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本题11分）1、加速度：2、温度：3、工件尺寸：4、压力：参考答案一、填空题：1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2、1．5倍3、±1℃，±1%4、NTC突变5、X面6、减小温漂7、偏位式8、CU50，镍铬9、并联，串联10、增大11、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离12、应变效应13、干扰源，干扰途径，敏感接收器14、温度补偿二、选择题1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C三、0．10．20．51．01．52．55．0选用量程为250V的电压表，其精度应选0．5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0．2级四、大大简化了热电偶的选配工作，5．622mv，A为正极五、1、电阻应变片，电容等2、热电偶，热电阻等3、电感，电容等4、压电，霍尔等二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分）证明：略去的二次项,即可得一、简答题（每小题5分，共20分）1．传感器：2．静特性：3．超声波的波型有几种？是根据什么来分类的？4.简述电容式传感器的工作原理。二、选择题（每空3分，共27分）1．码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、________和________三种。a.光电式b.磁电式c.电磁式d.感应同步器2．当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及________现象。a.表面波b.兰姆波c.驻波d.波型转换3.改变电感传感器的引线电缆后，________。a.不必对整个仪器重新标定b.必须对整个仪器重新调零c.必须对整个仪器重新标定d.不必对整个仪器重新调零4．应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、________、________等。a.测量范围的选择b.电源的选择c.阻值的选择d.尺寸的选择e.精度的选择f.结构的选择5．应变片绝缘电阻是指已粘贴的________应变片的之间的电阻值。a.覆盖片与被测试件b.引线与被测试件c.基片与被测试件d.敏感栅与被测试件6．在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为________。a.磁电效应b.声光效应c.光生伏特效应d.光电导效应7.如图所示的结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时，衔铁将会运动而产生位移，使空气隙发生变化??这种结构可作为传感器用于________。a.静态测量b.动态测量c.静态测量和动态测量d.既不能用于静态测量，也不能用于动态测量三、激光干涉传感器的作用是测量长度，其基本原理就是光的干涉原理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S是光源，B是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。（14分）四．画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（12分）五．粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。（12分）六．如图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路，图中1为玻璃盘，2为镀金层，3为金属膜片，介绍其工作原理。（15分）《传感器与测试技术》参考答案一、简答题（每小题5分，共20分）1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。2．静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。3．超声波的波型有几种？是根据什么来分类的？超声波的波型有纵波、横波、表面波（亦称瑞利波）、兰姆波。依据超声场中质点的振动与声能量传播方向之间的关系来分。4.简述电容式传感器的工作原理。两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为式中:——极板间介质的介电常数，——极板的遮盖面积；——极板间的距离。当被测量的变化使式中的、或任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。二、选择题（每空3分，共27分）1．a；c2．d3.c4．c；d5．b6．d7.c三、激光干涉传感器的作用是测量长度，其基本原理就是光的干涉原理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S是光源，B是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。（14分）答案要点：来自光源S的光经半反半透分光镜B后分成两路，一路由固定反射镜M1反射，另一路经可动反射镜M2和B反射，在观察屏P处相遇产生干涉。当M2每移动半个光波波长时，干涉条纹亮暗变化一次，因此被测长度为式中，x—被测长度；N—干涉条纹亮暗变化次数；—真空中光波波长；n—空气折射率。四．画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（12分）答案要点：传感器作为测试系统的第一环节，