傳感器與檢測技術模擬題

一.單項選擇題

1.對壓電式加速度傳感器，希望其固有頻率(     )

  A.接近零        B.盡量低些

  C.盡量高些        D.任意

答案:C

2.(     )傳感器可用于醫療上-50℃～150℃之間的溫度測量。

  A.金屬輻射式       B.熱電偶

  C.半導體三極管       D.比色計

答案:C

3.封裝在光電隔離耦合器內部的是(     )

  A.一個發光二極管和一個發光三極管          B.一個光敏二極管和一個光敏三極管

  C.兩個發光二極管或兩個光敏三極管            D.一個發光二極管和一個光敏三極管

答案:D

4.差動電橋由環境溫度變化引起的誤差為(     )

  A.         B. 

  C.        D.0

答案:D

5.概率密度函數提供了隨機信號(     )的信息。

  A.沿頻率軸分布       B.沿幅值域分布

  C.沿時域分布       D.沿尺度分布

答案:B

6.非線性度是表示校準曲線(     )的程度。

  A.接近真值       B.偏離擬合直線

  C.正反行程不重合     D.重復性

答案:B

7.非周期信號的頻譜是(     )

  A.連續的       B.離散的

  C.基頻的整數倍      D.脈沖函數

答案:A

8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(     )

  A.數字脈沖式      B.調幅式

  C.調頻式       D.正弦波

答案:A

9.半導體應變片具有(     )等優點。

  A.靈敏度高       B.溫度穩定性好

  C.可靠性高       D.接口電路復雜

答案:A

10.一階系統的動態表征參數是(     )

  A.線性度       B.固有頻率

  C.阻尼比       D.時間常數

答案:D

11.常用于測量大位移的傳感器有(     )

  A.感應同步器      B.應變電阻式

  C.霍爾式       D.渦流式

答案:A

12.將電阻應變片貼在(     )上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數的傳感器。

  A.質量塊       B.導體

  C.彈性元件       D.機器組件

答案:C

13.半導體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率(     )

  A.上升        B.迅速下降

  C.保持不變       D.歸零

答案:B

14.結構型傳感器是依靠傳感器(     )的變化實現信號變換的。

  A.材料物理特性      B.體積大小

  C.結構參數       D.電阻值

答案:C

15.阻抗頭是測量振動系統(     )的拾振器。

  A.振動位移       B.振動加速度

  C.激振力       D.激振力及其響應

答案:D

16. 下列被測物理量中，適合使用電位器傳感器進行測量的是(      )

A. 位移      B. 溫度      C. 濕度      D. 扭矩

答案:A

17. 傳感器輸出量的變化量?Y與引起該變化的輸入量變化量?X之比稱為(      )。

A. 閾值       B. 分辨力     C. 靈敏度      D. 滿量程輸出

答案:C

18. 按輸出信號的性質分類，應變式位移傳感器是一種(      )。

A. 模擬型位移傳感器          B. 計數型位移傳感器          

C. 代碼型位移傳感器          D. 開關型位移傳感器

答案:A

19. 電容式液位計屬于(      )

A. 容柵型電容式傳感器              B. 改變介質型電容式傳感器          

C. 改變極距型電容式傳感器          D. 改變極板面積型電容式傳感器

答案:B

20. 下列傳感器中，不適于靜態位移測量的是(      )

A. 壓電式位移傳感器              B. 電感式位移傳感器          

C. 渦流式位移傳感器              D. 壓電式位移傳感器

答案:D

21. 某轉軸上貼有一塊磁鋼，利用霍爾元件與轉軸上的磁鋼接近產生脈沖的方法測量軸的轉速。若霍爾元件個數為4，傳感器輸出頻率為60Hz，則軸的轉速為（      ）。

A. 240rpm          B. 900rpm          C. 1800rpm          D. 2400rpm

答案:B

22. 把幾個同型號熱電偶的同性電極參考端相并聯，并將各熱電偶的測量結處于不同位置，這種并聯熱電偶可用于測量    (      )

A. 多點的溫度                  B. 多點的最低溫度          

C. 多點的平均溫度              D. 多點的最高溫度

答案:C

23. 下列技術指標中，表達數/模轉換器精度的是(      )

A. 電源抑制比                              B. 最小輸出電壓與最大輸出電壓之比          

C. 最大輸出電壓與最小輸出電壓之比          D. 輸出模擬電壓的實際值與理想值之差

答案:D

24. 把電阻和電容串聯，再并聯到電源開關兩端所構成的RC吸收電路，其作用為(      )。

A. 克服串擾      B. 抑制共模噪聲      C. 抑制差模噪聲        D. 消除電火花干擾

答案:D

25. 下列有源濾波器，具有品質因數值越大，通帶寬度越窄性質的濾波器是(      )。

A. 帶通濾波器        B. 帶阻濾波器        C. 低通濾波器        D. 高通濾波器

答案:A

26. 由于熱電光導攝像管的信號比可見光弱一個數量級，必須采用(      )的前置放大器。

A. 信噪比高          B. 信噪比低          C. 穩定性低          D. 靈敏度很小

答案:A

27. 電橋測量電路的作用是把傳感器的參數變化轉為(      )的輸出。

A. 電阻          B. 電容          C. 電壓          D. 電荷

答案：C

28.屬于傳感器動態特性指標的是(     )

  A.遲滯            B.過沖量

  C.穩定性          D.線性度

答案:B

29.傳感器能感知的輸入變化量越小， 表示傳感器的(     )

  A.線性度越好            B.遲滯越小

  C.重復性越好            D.分辨力越高

答案:D

30.我國省、部一級計量站使用的一等標準測力機所允許的測量誤差為(     )

  A.±0.1%            B.±0.01%

  C.±0.001%          D.±0.0001%

答案:B

31.感應同步器的作用是測量(     )

  A.電壓            B.電流

  C.位移            D.相位差

答案:C

32.下列測力傳感器中，屬于發電型測力傳感器的是(     )

  A.自感式傳感器            B.磁電感應式傳感器

  C.電容式傳感器            D.應變式傳感器

答案:B

33.極對數為4的永磁式交流測速發電機，當其軸與轉速為600(轉/分)的被測軸相連接時，則其輸出交變電動勢的頻率為(     )

  A.40Hz            B.300Hz

  C.600Hz           D.2400Hz

答案:A

34.視覺傳感器的掃描部的主作用是(     )

  A.聚成光學圖像信號

  B.將光學圖像信號轉換成電信號

  C.將二維圖像信號轉換為時間序列一維信號

  D.抽出有效信號

答案:C

35.熱敏電阻式濕敏元件能夠直接檢測(     )

  A.溫度            B.溫度差

  C.相對濕度        D.絕對濕度

答案:D

二.填空題

1.若隨機信號x(t)、y(t)的均值都為零，當τ→∞時，它們的互相關函數R_xy(τ)=_______。

答案:0

2.紅外圖像傳感器由紅外敏感元件和_______電路組成。

答案:電子掃描

3.在電阻應變片公式，=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表_______。

答案:材料壓阻系數

4.利用電渦流位移傳感器測量轉速時，被測軸齒盤的材料必須是_______。

答案:金屬

5.當磁頭相對于磁尺不動時，仍有感應電動勢輸出的是靜態磁頭，且輸出電勢的幅值由_______所決定。

答案:磁頭所處的位置

6.動態標定的目的，是檢驗測試傳感器的_______指標。

答案:動態性能

7.確定靜態標定系統的關鍵是選用被測非電量(或電量)的標準信號發生器和_______。

答案:標準測試系統

8.傳感器的頻率響應特性，必須在所測信號頻率范圍內，保持_______條件。

答案:不失真測量

9.熱電偶電動勢由_    _電動勢和接觸電動勢兩部分組成。

答案:溫度差

10.SnO₂型半導體氣敏器件非常適宜檢測濃度較_______的微量氣體。

答案:低

三、問答題

1.在靜態測量中，根據測量系統輸入量與對應輸出值所繪制的定度曲線可以確定那些靜態特性?

2.設載波的中心頻率為f₀試根據圖a、圖b所示調制信號定性畫出相應調頻波波形。

3.回答下列函數哪些是周期函數、哪些是非周期函數：

  x₁(t)=sin3ωt，x₂(t)=e^-t，x₃(t)=e^sinωt，x₄(t)=δ(t)，  x₅(t)=sin

4.簡述兩類扭矩的測量原理及舉例說明相應的扭矩傳感器。

5.簡述應變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。

6.渦流式傳感器測量位移與其它位移傳感器比較，其主要優點是什么?渦流傳感器能否測量大位移量?為什么?

答案：

1.答：在靜態測量中，根據繪制的定度曲線，可以確定測量系統的三個靜態特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。

2.答：調頻波波形頻率f與中心頻率f₀和調制波幅值的關系f=f₀±Δf,Δf為頻率偏移，與X(t)幅值成正比。

3.答：x₁(t) x₃(t) x₅(t)周期函數，x₂(t) x₄(t)非周期函數。

4.答：1)軸類零件受扭矩作用時，在其表面產生切應變，可通過測量該應變檢測扭矩，如電阻應變式扭矩傳感器。

2)彈性轉軸受扭后，兩端面的相對轉角只與所承受的扭矩有關，且呈比例關系，可通過測量扭轉角測量扭矩，如電容式或光電式扭矩傳感器。

5.答：布置原則有：

(1)貼在應變最敏感部位，使其靈敏度最佳；

(2)在復合載荷下測量，能消除相互干擾；

(3)考慮溫度補償作用；

單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。

6.答：優點：

能實現非接觸測量，結構簡單，不怕油等介質污染。

渦流傳感器不能測量大位移量，只有當測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。

四、計算題

1.已知測量齒輪齒數Z=18，采用變磁通感應式傳感器測量工作軸轉速(如圖所示)。若測得輸出電動勢的交變頻率為24(Hz)，求：被測軸的轉速n(r/min)為多少?當分辨誤差為±1齒時，轉速測量誤差是多少?

2.由RC組成無源低通濾波器，已知R=500(Ω)，C=10(μF)，試求：

(1)截止頻率f₀，并畫出該濾波器的幅頻示意圖。

(2)設輸入信號x(t)=0.2cos

,判斷其是否在該濾波器的通頻帶內。

3.試繪出x(t)=2cos(2πf₀t)+3的時域圖和頻域圖。

幅頻示意圖：

(2)周期信號x(t)的角頻率ω=125.6

f₁=

信號x(t)的頻率在該濾波器的通頻帶內。

3. 答：由于1δ(f)     33δ(f)

又    2cos(2πf₀t)δ(f-f₀)+δ(f+f₀)

根據傅里葉變換的線性疊加原理：

2cos(2πf₀t)+3δ(f-f₀)+3δ(f)+δ(f+f₀)

時域圖見圖a，頻域圖見圖b

五、應用題

1.試用雙螺管線圈差動型電感傳感器做成一個測力傳感器。

(1)用簡圖說明該傳感器的結構，并簡要說明其作用原理；

(2)用圖說明兩個線圈在電橋電路中的接法。

2.如圖所示，軸工件用前后頂尖支承縱向磨削外園表面，在加工過程中，徑向力P_y和切向力P_z大小基本不變，但著力點位置沿軸向移動，現在前后頂尖上粘貼電阻應變片測量工件所受的P_z。

(1)在圖中標明應變片的位置及P_z的測量電橋。

(2)著力點移動對測量結果有無影響?為什么?

答案：

1.解：(1)傳感器的結構如圖a所示，它由傳力塊、彈性圓桶、雙螺管線圈、銜鐵、傳感器座等幾部分組成。

原理：被測力F通過傳力塊作用在彈性圓桶上，彈性圓桶的變形帶動銜鐵移動，使雙螺管線圈的電感量發生變化，從而實現力的測量。

(2)電橋的接法如圖b所示：

2.解：(1)應變片(R₁、R₂、R₃、R₄)粘貼位置如圖a所示；測量電橋如圖b所示。

(2)根據以上位置布片和電橋接法，著力點位置的變化不會影響P_z的大小，因為在頂尖上的分力P_z1、P_z2，P_z=P_z1+P_z2，由P_z1、P_z2引起的電阻R₁、R₃的變化值之和保持不變，故P_z的測量不受著力點的移動而改變。