传感器与检测技术真题测试与答案.doc

2023年10月全国自考《传感器与检测技术》试卷
课程代码：2202 本试卷共8页 满分100分，考试时间150分钟
一、 单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）
1．在传感器及检测系统的静态特性指标中，表达对其输入量变化的反映能力的是 （ CP6 ）
A、量程 B、反复性 C、灵敏度 D、线性度
2．下列指标中，属于传感器动态特性指标的是（ DP5 ）。
A、灵敏度 B、线性度 C、过载能力 D、幅频特性
3．传感器中直接感受被测量的部分是（ BP1 ）。
A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、调理电路
4．用电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min时，输出感应电动势的频率为50 Hz，则测量齿轮的齿数为 （ A ）。
A、60 B、120 C、180 D、240
5．下列测力传感器的类型中，属于发电型的是（ C P3 ）
A、电感型 B、电容型 C、压磁型 D、应变型
6．下列线位移传感器中，测量范围大的类型是（ BP22 ）。
A、自感式 B、差动变压器式 C、电涡流式 D、变极距型电容式
7．为了进行图像辨认，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（ CP81 ）。
A、编码 B、压缩 C、前解决 D、后解决
8．热电偶的热电动势涉及（ AP90 ）。
A、接触电动势和温差电动势 B、接触电动势和非接触电动势 C、非接触电动势和温差电动势 D、温差电动势和汤姆逊电动势
9．在四倍细分的光栅位移传感器中，根据两路信号的相位差辨别方向时，相位差值不能是（ DP151 ）。
A、45° B、90° C、135° D、180°
10．封装有光电耦合器内部的是（ DP155 ）。
A、两个发光二极管 B、两个光敏三极管 C、一个光敏二极管和一个光敏三极管 D、一个发光二极管和一个光敏三极管
11．由RC网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为（ BP134 ）。
A、1 B、2 C、3 D、4
12．信号的方差小，表达信号的（ AP175 ）。
A、滤动范围小 B、波动范围大 C、平均功率小 D、平均功率大
二、 填空题：（本大题共12小题，每小题1分，共12分）
13．传感器的响应特性应在所测频率范围内保持 不失真P8 。
14．在测量某一输入量的变化时，输出量的变化量较小的传感器其 灵敏度P6 较低。
15．线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和 精度P14 。
16．把电容式位移传感器做成差动式，既可以提高测量灵敏度，又可以使零点附近工作特性的 线性度P21 得到改善。
17．金属导体的电阻值随着机械变形而变化的物理现象，称为金属的电阻 应变 效应。
18．涡流式压力传感器具有良好的 动态P55 特性，适合于测量爆炸时产生的压力。
19．热敏电阻常数B的单位是 KP94 。
20．人工视觉系统图像解决的方法有 微分法P82 和区域法。
21．温度补偿中应用的数据解决方法 有表格法和 公式法P169 。
22．传感器的中间转换电路将输出信号转换成易于测量和解决的 电P2 信号。
23．周期信号频谱的特点是离散性、收敛性和 谐波性P180 。
24．对于非拟定性信号，只能用 概率记录P173 方法来描述它的规律。
三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
25．什么是传感器的线性度？如何计算？

传感器的输入/输出特性的拟合直线与校准曲线不一致的限度称为传感器的线性度。
其计算公式为：
Y：传感器满量程的输出值；
△Lmax：输入/输出特性的拟合直线与校准曲线的最大偏差。P7
26．简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。
如题图所示，壳体与被测体固定在一起，当有加速度时，质量块受力，悬臂梁弯曲，应变片变形便可测得力的大小。在已知质量块的m大小时，便可算得加速度的大小。P69

27．简述金属导体材料形成温差电动势的机理。
温差电动势指的是在一个金属导体中，由于其两端的温度不同而产生的热电动势。在金属导体材料中，当其两端存在温差时，高温端的电子能量比低温端的电子能量大，从而高温端容易失去电子带正电，低温端得到电子带负电，于是在金属导体上形成与材料性质及两端温差有关的电位差。P91

28．简述金属铂热电阻的测温特点。
铂电阻物理化学性能稳定，抗氧化能力强，测量精度高，测量温度范围宽，测量灵敏度低，价格贵。P93

29．人工视觉系统辨认物体前，计算机如何获取该物体的明亮度信息？
计算机借助A/D转换器将明亮度信息数字化，从而形成由像素组成的数字图像。P81

30．在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的重要技术指标是什么？
分辨力；相对精度；转换速度。P143

四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
31．如图所示，某他励直流测速发电机的电枢回路总电阻rs=5Ω，当转速n=500r/min，负载电阻RL=100Ω时，测得输出电压VCF=5V。试计算：（1）电枢电流IS；（2）输出电压与转速的比例系数C；（3）测速发电机的感应电动势与转速的比例系数Ce。

解：（1） 2分

或直接使用公式：
4分
32．图示为某电位计式位移传感器的检测电路。E=10V，R0=10KΩ，AB为线性电位计，总长度为150mm，总电阻为30KΩ，C点为电刷位置。
（1）计算输出电压U0=0V时的位移x；
（2）当位移x的变化范围为10～140mm时，计算输出电压U0的变化范围。

解：（1）

（2）当位移x为10mm时，输出电压U0为：

当位移x为140mm时，输出电压U0为：

33．试计算信号x（t）=x0sin（ωt+θ）和y（t）=y0sin（ωt+θ-φ）的互相关系数ρXY，并画出其图形。

解：

互相关系数ρXY的图形如图所示：

五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）
34．图示为函数x（t）的时域图，求其频谱，并绘制其幅值谱图。
解：（1）
（2）其频谱为：

（3）幅值频谱如图所示。

35．试画出涉及压电式加速度传感器和电荷放大器等组成的测振系统原理框图，并说明采用电荷放大器的特点。

初始极距为δ0时，传感器的电容量为：
当极距减小△δ时，传感器的电容量为：
所以，
在小位移测量时，《1，灵敏度为：