传感器与检测技术期末试题A含答案
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湖州职业技术学院、湖州广播电视大学
2 0 0 4--2005 学年 二 学期
《传感器与检测技术》期末考试试卷(B卷)
题号 一 二 三 四 五 六 总分
得分
一、填空（25%）
1，系统误差的消除方法有
、
、
和
、
等四种。
2，电容式传感器的测量电路有 、 、
和
等多种。
3，测量位移的方法有
、
、
及
和 等多种。
4，常用的抗干扰技术有 、 、
和
等多种。
5，传感器的静态特性有 、
、
、 和 五种。
6，电感式传感器的主要类型有 、
、 等三种。
二、名词解释（15%） 1，线性度
2，系统误差
3，霍尔效应
4，引用相对误差
5，内光电效应
三、判断题(10%)
1，由于直接测量精度较低，因此在高精度检测中不常使用。( )
2，传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( )
3，有一个电阻式传感器，它在量程为50mV范围内的最大绝对误差是0.1mV，则其非线性误差应该是2%。( )
4，直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。( )
5，热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( )
装
订
线 姓名
学号
班级
四、问答题（30%）
1，画图说明电位器式电阻传感器的工作原理，导出电阻、电压灵敏度的表达式。（10%）
2，测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？（10%）
3，说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。（10%）
五、计算题（20%）
1，有一个温度传感器，其微分方程为：xydd5.125xy4，其中y----输出
电压(mV)，x----输入温度(℃)，求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。（10%）
2，有一受拉轴，它的弹性模量 E=2×10 11 （N/M），u=0.4，四个电阻的标准值均为200（Ω），电阻灵敏度K=2，桥路电压为2伏，测得输出电压为5.2（mV）。要求：1，画出由四个电阻组成的全桥电路图；
2，求出轴上的纵向及横向应变。（10%）。
装
订
线 姓名
学号
班级
湖州职业技术学院、湖州广播电视大学
学年 学期
《传感器与检测技术》期末考试试卷(B卷)
一、填空（25%）
1，系统误差的校正方法有 交换法 、 抵消法、 代替法 和 对称测量法 、 补偿法 五种。
2，电容式传感器的测量电路有 双T电桥电路、运算放大器式测量电路 、脉冲调制电路 和 调频电路 等多种。
3，测量压力的方法有 电阻式 、 电容式 、 电感式 及 压电式 和 光纤式 五种。
4，常用的抗干扰技术有 屏蔽技术 、 接地技术 、 浮置 和 滤波 等许多种。
5，传感器的静态特性有 灵敏度 、 线性度 、 重复性 和 迟滞 四种。
6，电容式传感器的主要类型有 变面积式、 变间隙式 、 变介电常数式 等三种。
二、名词解释（15%）
1，重复性
重复性是指传感器在检测同一物理量时每次测量的不一致程度，也叫稳定性。
2，系统误差
在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化，这种误差称为系统误差。
3，霍尔效应
在置于磁场的导体或半导体中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象就是霍尔效应。
4，引用相对误差
引用相对误差是最大绝对误差与仪表量程比值的百分数。
5，准确度
正确度是指测量结果相对真值的恒定误差的大小。
三、判断题(10%)
1，由于直接测量简单且快速，因此在高精度检测中得到广泛使用。( 错 )
2，传感器的输出特性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。( 错 )
3，有一个电阻式传感器，它在量程为50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV，则其非线性误差应该是2%。( 错 )
4，直线式感应同步器的端部环流是靠其线圈的排列方式来消除的。( 对 )
5，热电势的大小主要取决于热电偶回路的温差电势。( 错 )
四、问答题（30%）
1，画图说明电位器式电阻传感器的工作原理，导出电阻、电压灵敏度的表达式。（10%）
如图所示，电位器式传感器的输出电压与位移成一定的比例关系：xKLUxUui0
当电刷移动时就会引起输出电压的改变，从而进行位移的测量。其电压灵敏度为：
LUKiu
电阻灵敏度为：LRKR
2，测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？（10%）
测量电桥的工作方式有单臂、双臂和全桥三种，单臂电桥结构最简单，只需使用一个应变电阻，成本最低最经济，但检测精度较差；双臂电桥使用两个应变电阻，结构较复杂，能达到一定的精度；全桥最复杂，成本较高，但能达到很高的测量精度。
3，说明光电池的基本原理、常用类型及其特点。（10%）
硅光电池的工作原理基于光生伏特效应，它是在一块N型硅片上用扩散的方法掺人一些P型杂质而形成的一个大面积PN结，当光照射P区表面时，若光子能量大于硅的禁带宽度，则在P型区内每吸收一个光子便产生一个电子.空穴对，P区表面吸收的光子最多，激发的电子空穴最多，越向内部越少。这种浓度差便形成从表面向体内扩散的自然趋势。由于PN结内电场的方向是由N区指向P区的，它使扩散到PN结附近的电子—空穴对分离，光生电子被推向N区，光生空穴被留在P区。从而使N区带负电，P区带正电，形成光生电动势。
常用类型有硅光电池、锗光电池、砷化镓、硫化镉光电池等。具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效率高等特点。
五、计算题（20%）
1，有一个温度传感器，其微分方程为：xydydx5.1254，其中y----输出
电压(mV)，x----输入温度(℃)，求该传感器的时间常数和静态灵敏度K。（10%）
解：时间常数：8.05401aa； 静态灵敏度：5.255.1200abk
2，有一受拉轴，它的弹性模量 E=1×10 11 （N/M），u=0.3，四个电阻的标准值均为200（Ω），电阻灵敏度K=2，桥路电压为2伏，测得输出电压为5.2（mV）。要求：1，画出由四个电阻组成的全桥电路图；
2，求出轴上的纵向及横向应变。（10%）。
IiUiRLU0R,(L)Rx,(x)I0ABO解：电桥输出端电压U0 ：
)(2.520.20mVkUu
3-3-13-3-109.3103.13.0103.122102.5
