传感器与检测技术试题自学考试

全国2002年10月自学考试传感器与检测技术试题课程代码：02202一、单项选择题(本大题共12小题，每小题2分，共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.属于传感器动态特性指标的是()A.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度2.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的()A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为()A.±0.1%B.±0.01%C.±0.001%D.±0.0001%4.感应同步器的作用是测量()A.电压B.电流C.位移D.相位差5.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是()A.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.应变式传感器6.极对数为4的永磁式交流测速发电机，当其轴与转速为600(转/分)的被测轴相连接时，则其输出交变电动势的频率为()A.40HzB.300HzC.600HzD.2400Hz7.视觉传感器的扫描部的主作用是()A.聚成光学图像信号B.将光学图像信号转换成电信号C.将二维图像信号转换为时间序列一维信号D.抽出有效信号8.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测()A.温度B.温度差C.相对湿度D.绝对湿度9.在采样保持环节中，采样开关被断开的时间称为()A.采样时间B.保持时间C.采样周期D.缓冲时间10.封装在光电隔离耦合器内部的是()A.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管和一个光敏三极管C.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极管和一个光敏三极管11.若周期信号x(t)的周期为T，则其基波角频率为()A.T2B.TC.T2D.T112.已知信号x(t)与信号y(t)完全不相关，则该二信号的互相关系数满足()A.ρxy(τ)1B.ρxy(τ)=1C.0ρxy(τ)1D.ρxy(τ)=0二、填空题(本大题共12小题，每小题1分，共12分)13.运算minmaxmaxLyyL100%是计算传感器________的公式。14.传感器的________能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。15.当环境湿度改变时，必须对电容式传感器重新进行静态________。16.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的________相等。17.电容式扭矩测量仪是将轴受扭矩作用后的两端面相对________的变化量变换成电容器两极板之间的相对有效面积的变化量，从而引起电容量的变化来测量扭短的。18.脉冲式测速发电机输出电压的________和被测轴转速之间保持严格的比例关系。19.红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子________电路组成。20.在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的________定律。21.数据处理中使用的温度补偿方法有公式法和________。22.两个电路之间存在的寄生电容使用一个电路的________变化影响到另一个电路。23.周期信号频谱的特点是离散性、谐波性和________。24.当信号的方差变为原来的4倍时，该信号的标准差将变为原来的________倍。三、问答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)25.压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式，当采用多片压电晶片并联方式时，适合于测量何种信号?26.就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?27.简述半导体P-N结温度传感器的工作机理。28.热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别?为什么?29.有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点?30.分别说明信号x(t)的均值μx、方差σ2x、均方值Ψ2x的含义并写出三者间的联系式。四、计算题(本大题共3小题，每小题8分，共24分)31.已知：输入应变仪的应变为286με，应变仪的灵敏度为31μA/με，记录仪的灵敏度为5mm/mA,求记录仪输出的偏移量。(注：με代表一个应变单位)32.某位移传感器在校准时测得的数据如下表，若该传感器的线性表达式为x=a0+a1n，试用最小二乘法(N1i2ii10)xnaa()计算a0和a1。脉冲数ni1020304050位移值xi(mm)0.10.20.30.40.533.图示串联式测温电路，其中Rt=R0[1+(t-t0)]为感温热电阻，Rs为常值电阻，E为工作电压，U0为输出电压，=0.02/℃.当给定温度为0℃，Rt的电阻值为10kΩ，若测温范围为0℃~400℃，输出电压U0的范围是1V~5V，试计算工作电压E和常值电阻Rs各取多少?(stt0RRERU)五、应用题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)34.用微型计算机、模/数转换(A/D)板、滤波器、电荷放大器、压电式力传感器和打印机组成一个测力系统，试画出该测力系统的方框图。35.图1所示矩形函数x(t)的频谱为X(ω)=Aτsinc(2)，求图2所示信号y(t)的频谱，并画出其幅值谱图。(sincx=xxsin)全国2001年10月高等教育自学考试传感器与检测技术试题第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．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8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（）A．0.301B．0.303C．0.308D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mVB．2.44mVC．3.66mVD．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。13．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。14．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过的能力。15．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。16．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs=。17．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。18．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩。19．电容式压力传感器是变型的。20．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。21．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。22．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。23．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。24．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为ϕϕϕϕ1234、、、，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为。三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）25．简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。26．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：（1）它由哪两个绕组组成？（2）鉴相式测量电路的作用是什么？27．简述压磁式扭矩仪的工作原理。28．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。29．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。30．采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）31．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：（1）被测轴的转速是每分钟多少转？（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？32．一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。33．求正弦信号x(t)=x0sinωt的自相关函数。试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。