2014年9月份考试传感器与测试技术第三次作业

2014年9月份考试传感器与测试技术第三次作业

一、填空题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）

1. 陀螺式角速度传感器包括 ______ 、 ______ 、 ______ 和 ______ 。

2. 按是否 ______ 测定被测量的原则分类，可分为直接测量法和间接测量法

3. 周期信号的自相关函数仍然是 ______ 信号，但不具有原信号的 ______ 。

4. 最简单也是最早得到使用的接触觉传感器是 ______ ，它工作范围宽，不受电、磁的干扰，简单，易掌握，成本低，动作压力高。

5. 数字滤波与RC滤波相比有许多独特的优点：如由于数字滤波利用 ______ 来实现，因而不需要增加 ______ ，而且可靠性高、稳定性好、灵活方便。

6. 测力传感器的结构虽各式各样，但其弹性元件的形式只有 ______ ______ 、和______ 三种。

7. 电位补偿法是在热电偶回路中接入一个自动补偿的 ______

8. ______ 的检测精度直接影响工业机器人的重复定位精度和轨迹精度； ______ 的检测则起保护机器人和安全动作的作用。

9. 概率密度函数p（x）描述了信号对 ______ 的取值机会。

10. 为了获取关于物体形状的信息，可高密度配置 ______ 传感器。

二、计算题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）

1. 磁电式线速度传感器的线圈平均直径D=25mm，气隙磁感应强度

B=6000Gs。希望传感器的灵敏度k＝600（mV／cm／s），求工作线圈的匝数N应为多少？

2. 利用电涡流位移传感器和频率计数器测某轴的转速。欲使频率计所读频率的数值等于1／2转速的数值（如f=50Hz，表示n= 25r／min）。问齿盘的齿数z为多少?若使f的数值等于n，z又为多少?

三、简答题（本大题共20分，共 4 小题，每小题 5 分）

1. 浅谈测试系统的主要应用？

2. 为什么在数/模转换器中，在输出端产生的电压与输入的数字之间不可能是线性关系。

3. 简要说明测试系统的发展趋势

4. 简述压力传感器在汽车测试中的主要功能。

四、综合分析题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）

1. 求图1a所示周期矩形信号的三角形式傅里叶级数表达式，并画出幅值谱。

2. 某他励直流测速发电机电枢绕组的电阻r s=5Ω，在n=500r/min负载电阻R=100Ω时。测得输出电压为5V。

1、求该电动机的C e、C与电枢电流I s。

2、n=1000r/min时的输出电压、电枢电流及功率(不考虑机械效率)。

答案：

一、填空题（30分，共 10 题，每小题 3 分）

1.

参考答案：

转子陀螺压电陀螺激光陀螺光纤陀螺。

解题方案：

陀螺式角速度传感器包括转子陀螺、压电陀螺、激光陀螺和光纤陀螺。

评分标准：

一空一分

2.

参考答案：

直接

解题方案：

按是否直接测定被测量的原则分类，可分为直接测量法和间接测量法

评分标准：

回答对一空1分

3.

参考答案：

同频率的周期相位信息

解题方案：

周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不具有原信号的相位信息。

评分标准：

一空1分

4.

参考答案：

微动开关

解题方案：

最简单也是最早得到使用的接触觉传感器是微动开关。它工作范围宽，不受电、磁的干扰，简单，易掌握，成本低，动作压力高。

评分标准：

一空一分

5.

参考答案：

程序硬件

解题方案：

数字滤波与RC滤波相比有许多独特的优点：如由于数字滤波利用程序来实现，因而不需要增加硬件，而且可靠性高、稳定性好、灵活方便。

评分标准：

一空一分

6.

参考答案：

柱型薄壁环型梁型

解题方案：

测力传感器的结构虽各式各样，但其弹性元件的形式只有柱型、薄壁环型和梁型三种。

评分标准：

一空1分

7.

参考答案：

电动势

解题方案：

电位补偿法是在热电偶回路中接入一个自动补偿的电动势

评分标准：

一空一分

8.

参考答案：

零位极限位置

解题方案：

零位的检测精度直接影响工业机器人的重复定位精度和轨迹精度；极限位置的检测则起保护机器人和安全动作的作用。

评分标准：

一空一分

9.

参考答案：

指定幅值

解题方案：

此题考察概率密度函数的概念。

评分标准：

10.

参考答案：

压觉

解题方案：

此题考察压觉传感器的作用。

评分标准：

二、计算题（20分，共 2 题，每小题 10 分）

1.

参考答案：

已知D=25mm＝O.025m，k＝600（mV／cm／s）＝ 60（V／m／s），

B=6000Gs=0.6T 因为E＝NBLv，k＝E／v ＝NBL，L＝πD＝π×0.025 所以N ＝k／（BL）=1274匝

解题方案：

评分标准：

2.

参考答案：

解题方案：

评分标准：

三、简答题（20分，共 4 题，每小题 5 分）

1.

参考答案：

1产品质量测量，对于各种零部件的测试测量；2设备运行状态监控系统；3故障诊断系统；

解题方案：

评分标准：

2.

参考答案：

通常用非线性误差的大小表示数/模转换器的线性度。非线性误差没有一定的变

化规律，其产生原因是由于每个模拟开关的压降不一定相等，而且模拟开关接地和接参考电压时的压降也不一定相同；各个电阻阻值的偏差不完全相等。

解题方案：

评分标准：

3.

参考答案：

1、传感器向新型、微型、智能化发展。

2、测试仪器向高精度和多功能方向发展。

3、参数测量与数据处理向自动化方向发展。

解题方案：

1、传感器向新型、微型、智能化发展。

2、测试仪器向高精度和多功能方向发展。

3、参数测量与数据处理向自动化方向发展。

评分标准：

4.

参考答案：

1、检测气缸负压，从而控制点火和燃料喷射；

2、检测大气压，从而控制爬坡时的空燃比；

3、检测涡轮发动机的升压比；

4、检测气缸内压；

5、检测EGR（废气再循环）流量；

6、检测发动机油压；

7、检测变速箱油压；

8、检测制动器油压；

9、检测翻斗车油压； 10、检测轮胎空气压力。

解题方案：

此题考察压力传感器在汽车测试中的应用。

评分标准：

四、综合分析题（30分，共 2 题，每小题 15 分）

1.

参考答案：

解题方案：

评分标准：

2.

参考答案：

解题方案：

此题考察直流测速发电机的输出特性。评分标准：