传感器原理与应用期中考查试题

第1页共3页《传感器原理与应用》期中考查试题（100分，120分钟）一、选择题（每题1分，共10分）1.按敏感元件与被测对象之间的能量关系，传感器可分为（）传感器。A．温度型和速度型B．物性型和结构型C．机械型和电子型D．能量转换型和能量控制型2.二阶传感器系统中，属于其动态特性的表征参数是（）。A．线性度B．灵敏度C．超调量D．漂移3.为了减小非线性误差，采用差动变隙式电感传感器，其灵敏度和单线圈式传感器相比，()。A.降低二倍B.降低一倍C.提高二倍D.提高一倍4.电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加（）电路。A．加法器B．检波C．相敏检波D．鉴频5.若两个应变量变化完全相同的应变片接入测量电桥的相对桥臂，则电桥的输出将（）。A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也可能减小6.电涡流在金属导体中的形成范围为（）A.传感器线圈外径附近B.传感器线圈内径附近C.表面D.表面且传感器线圈外径附近7.应变式传感器用电桥做转换电路，理论上电桥输出带有非线性误差的是（）A．单臂电桥B．半桥C．全桥D．半桥和全桥8.在差动变压器实验中，当衔铁过零位时，输出电压()。A.幅值：变小，相位：不变B.幅值：大→小→大，相位：不变C.幅值：变大，相位:反相D.幅值：大→小→大，相位：反相9、影响金属导电材料应变灵敏度k的主要因素是（）A、导电材料电阻率的变化B、导电材料几何尺寸的变化C、导电材料物理性质的变化第2页共3页D、导电材料化学性质的变化10、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）A、变间隙式B、变介电常数式C、变面积式D、空气介质变间隙式二、填空题（每题1分，共10分）1．传感器的输入输出特性指标可分为静态和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的______指标，而频率响应特性是传感器的指标。2．利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是______。3．金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称______效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称______效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为______效应。4．差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于______时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为______电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用______电路。5．传感器通常由、和组成。6．电感式传感器是利用线圈的、来实现非电量检测的一种装置。7．电容式传感器可分为三种：变间隙式、和。8．涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________.9．变间隙式电容传感器的工作原理：变间隙式电容传感器有一个（）和一个（）。当动极板随着被测参数的变化相对（）移动时，引起（）的变化，从而引起（）发生变化。10．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据（）的基本原理制成的，其二次绕组都用（）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。三、简答题（每题10分，共40分）1．传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数的定义是什么？它们之间有何联系与区别？2．什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？第3页共3页3．为什么高频工作时的电容式传感器连接电缆的长度不能任意变化？4．说明单线圈和差动变隙式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特性。四、计算题（每题10分，共30分）1．有一温度传感器，微分方程为30/30.15dydtyx，其中y为输出电压（mV),x为输入温度（℃）。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。2．有一温度传感器，当被测介质温度为t1，测温传感器显示温度为t2时，可用下列方程表示：1202/ttdtd。当被测介质温度从25℃突然变化到300℃时，测温传感器的时间常数τ0=120s，试求经过350s后该传感器的动态误差。3．一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图a所示。R1、R2、R3、R4按要求贴在等截面轴上。已知:等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E=2×1011N/m2，泊松比0.3，且R1=R2=R3=R4=120Ω,所组成的全桥型电路如图b所示，供桥电压U=2V。现测得输出电压U0=2.6mV。求：①等截面轴的纵向应变及横向应变为多少？②力F为多少？五、应用题（10分）试设计差动式电容金属钢板厚度测量方案，并简述其工作原理。