《传感器技术与应用》期中考试题(含答案)

一、填空题：（每空2分，共20分）

1、传感器的动态特性越好，则能测的信号频率越宽（宽、窄）。

2、已知一米尺的修正值为-2mm，现用该米尺测得某物体长度为32.5cm，则该物体长度为 32.3 。

3、测50mm的物体，测得结果为50.02mm，则相对误差为 0.04% 。

4、相敏检波电路与差动变压器配合使用是为了辨别方向。

5、电阻式传感器是将被测非电量转换为电阻的变化的装置。

6、在差动变压器的实验中，观察到的现象是在一定范围内呈线性。

7、在某些晶体物质的极化方向上施加电场时，这些晶体物质会产生变形，这种现象称为逆压电效应。

8、电容式传感器存在的边缘效应可以通过初始电容量c0 或加装等位环来减小。

9、差动变压器是属于信号调制中的调幅类型（调幅、调频、调相）。

二、判断题（正确的打√，错误的打×。每小题1分，共10分）

1、差动结构从根本上解决了非线性误差的问题。（ x ）

2、为了使压电陶瓷具有压电效应，必须在一定温度下通过强电场作用对其作极化处理。（ Y ）

3、变间隙型的电感式传感器初始间隙越大，灵敏度越低，非线性误差越小，量程越大。（ Y ）

4、变面积型的电容式传感器输出与输入之间的关系是线性的。（ Y ）

5、压电式传感器只能进行动态测量。（ Y ）

6、随机误差可以通过系统校正来减小或消除。（ X ）

7、求和取平均是为了减小系统误差。（ X ）

8、电涡流式传感器不仅可以用于测量金属，还可以测量非金属。（ X ）

9、石英晶体沿任意方向施加力的作用都会产生压电效应。（ X ）

10、电容传感器采用运算放大器测量电路则从原理上解决了单个变间隙型电容传感器输出特性非线性问题。（ Y ）

三、计算题（每小题10分，共50分）

1、将一电阻应变片接入电桥电路中，已知电阻应变片在无应变时的电阻值为80欧，R3=40欧，R4=100欧。运算放大器的电压增益为20。问R2选取多大合适？如果该电阻应变片的灵敏度为4，受力的作用后发生变形其应变为2×10-3，电阻值变化为多少？受到该力的作用后输出电压U为多少？

2、一电容测微仪，其传感器的平板面积为20mm2.工作初始间隙δ＝0.4mm,介电常数ε＝8×10-12F/m,试求：

(1)该电容器的灵敏度为多少？

(2)工作中，若传感器与工件的间隙变化量△δ＝2um,电容变化量是多少？

(3)若测量电路的灵敏度S1=200mV/pF,读数仪表的灵敏度S2＝5格/mV,当△δ＝2um时，读数仪表示值变化多少

格？

3、电阻应变片的灵敏度系数K=1.6，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量E=2×1011N/㎡,求钢柱受10 t拉力作用时,应变片电阻的相对变化量？

4、已知某一被测电压约12V，现有两块电压表：①100V，0.5级；②15V，2.5级。问选用那一块表测量误差较小？

U

四、简答题（每题5分，共20分）

1、差动变压器与一般变压器的区别是什么？差动变压器中两个次级线圈反向串联

2、差动结构的电感式传感器与简单的相比有何优点？

差动式为简单式电感传感器灵敏度的两倍非线性减少

克服温度等外界共模信号

3、请任意给出三种测位移的方法，并简要说明其工作原理。（1）电位器式传感器；工作原理:将机械位移信号转换成电信号。（2）变磁阻式传感器；工作原理：利用线圈电感或互感的改变实现非电量的测量。（3）光电式传感器；工作原理：将光量的变化转化为电量变化。

4、压电式传感器测量电路中为什么要加前置放大器，其作用是什么？压电式传感器本身内阻抗很高，而输出能量较少作用

把高输出阻抗变为地输出阻抗放大传感器输出的微弱信号