传感器与检测技术期末试题A含答案

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)

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：x y d d 5.125x

y

4

=+，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 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：x K L

U x

U u i

==0 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：

L U K i

u =

电阻灵敏度为：L

R K =R

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：x y dy

dx

5.1254

=+，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：8.05401===

a a τ； 静态灵敏度：5.25

5

.1200===a b k

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%）。

解：电桥输出端电压U 0 ：

)(2.520.20mV kU u =??==εε

3

-3-13

-3-109.3103.13.0103.12

2102.5?=??==?=??=μεεε