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1、全国自考传感器与检测技术真题2001年10月2013年10月全全 国 2001年 10月自学考试传感器与检测技术试卷课程代码：02202第 一 部 分 选 择 题（共 24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A.压力 B.力矩C.温度D.厚度2.属于传感器动态特性指标的是（）A.重复性 B.线性度C.灵敏度D.固有频率3.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（)A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电
2、式传感器D.磁电式传感器4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为（)A.变极板面积型B.变极距型C.变介质型D.容栅型5.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A.电缆的安装与固定方式 B.电缆的长度C.前置放大器的输出阻抗 D.前置放大器的输入阻抗7.固体半导体摄像元件CCD是 一 种（A.PN结光电二极管电路C.MOS型晶体管开关集成电路吸收电路，
3、其作用是（）A.抑制共模噪声C.克服串扰B.P N P 型晶体管集成电路D.N P N 型晶体管集成电路B.抑制差模噪声D.消除电火花干扰9 .在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差N Y W O.O l,本次采样值为0.3 1 5,上次采样值为0.3 0 1,则本次采样值丫。应 选 为（）A.0.3 0 1B.0.3 0 3C.0.3 0 8D.0.3 1 51 0 .若模/数转换器输出二进制数的位数为1 0,最大输入信号为2.5 V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A.1.2 2 m V B.2.4 4 m V C.3.6 6 m V D.4.8 8 m V11.周期信号
4、的自相关函数必为（）A.周期偶函数 B.非周期偶函数C.周期奇函数 D.非周期奇函数12.已知函数x 的傅里叶变换为X （P，贝!函数y=2x（3 的傅里叶变换为（）A.2X（）B.2 x（）C.2 x（f）D.2X（D33 3 3第二 部 分 非 选 择 题（共76分）二、填 空 题（本大题共12小题，每小题1分，共 12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。13 .对传感器进行动态 的主要目的是检测传感器的动态性能指标。14 .传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过 的能力。15 .传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，
5、向 方向发展。16 .已知某传感器的灵敏度为K o,且灵敏度变化量为W K o,则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs=。17 .为了测得比栅距W 更小的位移量，光栅传感器要采用 技术。18 .在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透 光 面 积 减 小，则表明扭矩O19 .电容式压力传感器是变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 型的。20.一 个 半 导 体 应 变 片 的 灵 敏 系 数 为 1 8 0,半 导 体 材 料 的 弹 性 模 量 为 1.8 X d M p a,其 中 压 阻 系 数 w L为P a 。21
6、.图像 处 理 过 程 中 直 接 检 测 图 像 灰 度 变 化 点 的 处 理 方 法 称 为。22.热敏电阻常数B大于零的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 温度系数的热敏电阻。23 .若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的 o24 .交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z”Z 2,Z 3,Z 4,各阻抗的相位角分别为口、（P 2、中3、年 4，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/ZJ,那么相位平衡条件应为。三、问 答 题（本大题共6 小题，每小题4分，共 24 分）25 .简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。2 6 .回答与
7、直线式感应同步器有关的下列问题：（I）它由哪两个绕组组成？（2）鉴相式测量电路的作用是什么？2 7 .简述压磁式扭矩仪的工作原理。2 8 .说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。2 9 .简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。3 0 .采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？四、计 算 题（本大题共3 小题，每小题8分，共 2 4 分）3 1.已知变磁通式转速传感器输H I 电动势的频率f=7 2 H z,测量齿盘的齿数Z=3 6,求：（1）被测轴的转速是每分钟多少转？（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为1 个数字，其最大转速误差是多少？3 2 .一热敏
8、电阻在0 和 1 0 0 时，电阻值分别为2 0 0 k Q 和l O k Q o 试计算该热敏电阻在2 0 时的电阻值。3 3 .求正弦信号x（/）=x o s i n 3 t的自相关函数。题3 4图五、应 用 题（本大题共2小题，每小题8 分，共 1 6 分）3 4 .图示为电阻网络D/A 转换电路。（1）写出电流i 与电压VREF的关系式。（2）若 VREF=10V输入信号D 3 D 2 D QO T O O O,试计算输出电压V（）=?3 5 .已知某信号的傅里叶级数展开式为8 A AV*4 A N JIx（0=乙 -s i n-co s 3 0 f汩 n 2试求该信号的直流分量、第一
9、至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。第一部分 选择题（共24分）母 分 评 卷 入 复 索 人一.单项选授盘（本大U共12小 每 小 髭2分.其24分）在每小盘列出的四个备选JR中只育一个里杼令就自要求的.事将箕代码域号在I I后的括号内。筋选、多球威未选均无分.行感器的的态符性招标之一有A.福袋将性C.相缴特性利用光电效应的仰3 4丁A.电阻型 B.堵的!BI 1B.线性度D.及定时间【1C.物性型 D.电感型3.在时域内研究、分析传感检浏系院的口毒响应时，道常采用的救助信号是A.三角波信号 B.余弦信号C.正弦信8 D.龄长信号 4.导体应变片的工作原鼻是M于半号体材料的 IA.缶射
10、效应 B.应变效应C.督尔效应 D.光电效应3.巳知受磁电式转速传感着的用速出轮的僧数为2 0.若制得感应电动势的I I率为300IU.晅被测轴的转速为（IA.300的/分C.转/分B.600料/分D.6000 转/分传感后与幡制技本试卷第I页（共8106.在潴It线位移的传感器中,悻构简通.灵顺度高、不受油污等介质影响，并能进行非核依测立的是 】A.电容式传感器 B.电阳式传感器C.压电式传感器 D.电堀流式传感器7.热力学温度7与摄氏温度，的关系是（】A.T-1 -273.15 B.F-tC.T!.8l*32 D.7=，+273.158,若采样信号坡诺中的最高算率分量/2000Hl,则根据
11、采样定理,果样獐率/.应选獐为【IA./,2000Hx B.2000HzC.2000Hi/；4000Hi9.图示各电路中，幄使lED lt示块正总示的是（】A.B C D.题9图10.欲将某一光插式位移传感器的四细分电路进行改造，茯周一出八个相位差相等的相位信号.起码要把 I A.光翁副夹角增大一倍 B.光电元件个数增加一倍C.册距增大一倍 D.其尔条纹亮度增强一倍 I I .当 信 号 和y（；）的互相关函数凡,G）在 时 有 峰 值，我明信号x ）和 武，）有时移时,相关程度-0 N j.iTLL_-均34图分）求电路l传感I I与检测技术试卷第7 K（共8页）3 5.求 余 弦 信 号
12、的 均 值 和 均 方 值。2004年下半年高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术试卷（课程代码2202）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.属于传感器动态特性指标之一的是【】A.灵敏度 B.固有频率C.线性度 D.重复性2.采用直流放大器对微弱的、变化缓慢的信号进行放大时，影响测量精度的主要原因是【】A.零点漂移 B.信号微弱C.放大倍数不足 D.噪声干扰3.变极距型电容式位移传感器的初始极距b0=O.lmm,为保证测量的线性度，应使被测位移量AS满足【
13、】A.I At I O.lmm B.I 卜3 0.1 mmC.I I 0.1 mm D.I 8 I 0.1mm4.电荷放大器是一个具有反馈电容的高增益运算放大器。该运算放大器的输入阻抗应【】A.109QC.10I2Q5.在相同工作条件下，对同一被测物理量进行多次连续测量所得结果的一致性越好，说明该传感器的【】A.线性度越好 B.灵敏度越高C.重复性越好 D.稳定性越好6.固体半导体摄像机的感光部分是【】A.光电转换及放大元件 B.电荷耦台器件C.热电元件 D.光导摄像管7.有源滤波器由运算放大器和【】A.RC网络组成 B.RL网络组成C.LC网络组成 D.RLC网络组成8.发光二极管显示器的英
14、文缩写为【】A.LCD B.LEDC.BCD D.CRT9.静电屏蔽的作用在于消除静电荷对测量仪器产生的【】A.高次谐波干扰 B.放电干扰C.静电场干扰 D.漏电流干拢10.由RLC串联网络组成的带通滤波器的中心频率为500Hz,带宽为200Hz,则品质因数为【】A.0.4 B.0.8C.2.5 D.51 1.已知一信号的直流分量为零，交流分量的幅值不为零，则该信号的【】A.方差等于均方值 B.方差等于零C.均值等于均方值 D.均方值等于零1 2 .信号x(t)与信号y 为频率相同、幅值不同、相位差恒定的两个周期信号，则其互相关函数R x y(r)与这两个信号的【】A.频率无关，相位差无关 B
15、.频率有关，相位差有关C.频率无关.相位差有关 D.频率有关，相位差无关二.填空题(本大题共1 2 小题.每小题1 分，共 1 2 分】不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。1 3 .用表格法进行传感器输出线性化处理的实质是 线性补偿。1 4 .对传感器输入相同幅值、不同频率的正弦信号，测量传感器的输出特性，这种试验是对传感器进行 标定。1 5 .电位计式位移传感器的电阻灵敏度与电位计电阻元件的有效长度成反比，与电位计的总电阻成1 6 .用电涡流位移传感器测量旋转轴的转速，其测速齿轮必须用 材料 制成。1 7 .硅芯片式流速传感器的输出信号与流速的 成线性关系。1 8
16、 .磁栅式位移传感器的磁头在动或不动的情况下都有感应电动势输出的是 磁头。1 9 .气敏元件表面吸附被测气体时，它的 将发生变化。2 0.亮度式温度传感器和比色式温度传感器都属于 式温度传感器。2 1 .不能准确预测未来瞬时值，也无法用确切的数学关系式描述的信号称为。2 2 .自功率谱是描述随机信号在 域的特征函数。2 3 .若在时域将信号压缩，则在频域其频谱将。2 4 .对机械结构施加某种预定要求的作用力，使之发生振动，称之为 o三、问答题(本大题共6小题，每小题4分，共 2 4 分)2 5 .现有数字电压表、放大器、信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、被标定的传感器等。请设计一个用
17、比较法对被标定传感器进行动态标定的系统，并简要说明标定原理。2 6 .在采用压电式传感器的测量系统中，电荷放大器的作用是什么?27.说明人工视觉系统中图像输大部分的功能。28.简述结露传感器在磁带录像机中的应用情况。29.简述利用算术平均值法进行数字滤波时的过程，并写出计算公式。30.说明如图所示的周期矩形信号x与非周期矩形信号X(t)在频谱结构上的差异和关系。题 30图四、计算题(本大题共3 小题,每小题8 分，共 24分)31.一压电式加速度传感器，其灵敏度为：卜=50pC/(ms=),与其相接的电荷放大器灵敏度为:&=0.006V/pC,记录仪灵敏度为：&=20mm/V.(1)求系统总灵
18、敏度K().(2)若记录仪记录到的曲线高度为57m m,求此时所对应的加速度。3 2 .下图给出了一利测温范围为0 1 00的测温电路，其中Ri=1 0(l+0.005 t)k Q感温热电阻；R=1 0k Q,工作电压E=1 0V,M,N两点的电位差为输出电压。计算该测温电路的平均灵敏度。33.已知伯铭一伯热电偶在冷端为0 时的热电动势如下表，写出该热电偶在冷端为2 0 C时的热电动势表(自40 至10 0)oT()2040608010 0E(T,O)(m,V)0.1130.2350.3640.50 00.643五、应用题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)34.一霍尔传感器和带齿圆盘组成
19、转速测量装置，经放大器和记录仪，其输出信号如记录纸图所示。(1)若齿轮齿数为z=14,求被测转速为每分钟多少转？(2)用金属铝作为带齿圆盘，是否可行，为什么？题3 4图35.分析以下有关滤波器的问题(1)推导图示滤波器的频率特性表达式。(2)画出幅频特性示意图。（3）指出该电路具有何种滤波作用?题3 5图2005年10月自考试题传感器与检测技术2005年 10月高等教育自学考试全国统一命题考试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。总 分题 号一二三四五核 分 人题 分2412242416复 查 人得 分得分 评:人 复查771 一 单项
20、选择题（本大题共12小题,每小题2分，共2 4分）-在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.下列指标中，描述传感器静态特性的是【】A.阶跃特性 B.频率特性C.线性度 D.时间常数2.传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是【】A.转换元件 B.敏感元件C.转换电路 D.放大元件3.差动电感式位移传感器输出的电压信号是【1A.调幅波 B.调频波C.脉幅调制波 D.脉宽调制波4.若6。、4 6分别为变极距型电容式传感器极板间的初始极距和极距的减小量，在A 6/8 0 l的条件下，该电容传感器的灵敏度近似等于【】A 笆 B C
21、 D A，AS 酒 So .记（225）传感器与检测技术试卷第1页（共8页）5.在下列传感器中，将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是 A.压电式传感器 B.电容式传感器C.自感式传感器 D.电阻式传感器6.用于识别条形码的激光视觉传感器中，起扫描作用的关键部件是【】A.激光器 B.高速旋转多面棱镜C.放大元件 D.扫描线圈7.热电偶传感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿，其作用为【】A.扩大量程 B.提高灵敏度C.确保测量精度 D.提高测量速度8.相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为【】A.电火花干扰 B.串扰C.共模噪声干扰 D.差模噪声干扰9.通常在采样保持器的输出级采用缓冲器，其作用
22、是【】A.提高放大倍数 B.增加信号的输出阻抗C.减少负载的输入阻抗 D.增加负载的输入阻抗10.若信号通路中有用信号功率Ps=10mW,噪声功率PN=0m W,则该信号通路中的信噪比为【】A.IdB B.10dBC.20dB D.lOOdB11.周期信号的幅值谱表示的是直流分量和各次谐波分量的【】A.幅值与频率的对应关系 B.幅值与初相位的对应关系C、初相位与频率的对应关系 D.幅值和初相位与频率的对应关系12.若瞬变信号x(D 的傅里叶变换为X S，则信号y(c)=近/)的频谱为【】A.Y(f)=/x(6)B.Y(f)=3 X(f)c.y(z)=y(3_nD.Y(f)=3X(功(2 2 5
23、)传感器与检测技术试卷第2 页(共 8 页)得分评卷人复查人二、填 空 题（本大题共12小题，每小题1 分，共 12分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。13.随着光导纤维的出现，利用其 和传感性的光纤传感器成为比较突出的一项新技术。14.已知某传感器的满量程输出值为匕且该传感器的输入/输出特性的拟合直线与校准 曲 线 不 一 致 的 最 大 偏 差 为 M x,则 该 传 感 器 的 线 性 度%的 计 算 公 式 为15.光栅式位移传感器的测量范围为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _光栅的有效长度。16.设有一直流电桥，其四个臂的受感电阻为凡、兄、&、4
24、,在正确使用情况下，当被测物理量发生变化时，R、凡增大，而 兄、R,减小。那么在电桥中与R相邻的电阻为 017.磁栅式位移传感器的磁头，只有在运动时才有感应电动势输出的磁头被称为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 磁头。18.电感式位移传感器的电感量心是其几何参数、匝数和 的函数。19.能够将辐射到其上的能量全部吸收的物体称为 o20.接触觉传感器是通过在一定接触力下，切换 状态，输出高、低电平信号实现的。21.模拟信号在某一自变量连续变化的间隔内，信号的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 连续。22.若已知某信号的均值为人，均方值为九2,则其标准差为
25、o23.信号x（t）=1 +lOcosirt+8cos2irt+6cos3m+，其等式右端包含了直流分量和各次谐波分量，则该信号的基频为 Hz.24.机械阻抗是机械系统的 特性，其值与施加的激振力无关。（225）传感器与检测技术试卷第3 页（共 8 页）得分评卷人复查人三、问 答 题（本大题共6 小题，每小题4 分，共2 4 分）25.选用传感器时要考虑哪些环境参数?26.说明压磁元件的工作原理。27.说明热电偶式温度传感器中间导体定律的实际应用意义。28.简述半导体热敏电阻的测温机理。（225）传感器与检测技术试卷第4 页（共 8 页）29.简述理想运算放大器的特点。3 0.试说明信号的均值
26、、方差、均方值的物理含义。得分评卷人复查人四、计算题(本大题共3 小题，每小题8 分，共 24分)3 1.已知光栅式位移传感器的栅距为0.01mm,标尺光栅和指示光栅的栅线夹角为。.3。(1)求光栅莫尔条纹的间距及莫尔条纹的放大系数。(2)测量时，若光电元件接收到莫尔条纹10个周期的光强信号，求所测得的位移量是多少？(3)若想得到0.0025mm的分辨力，应采用多少倍的细分电路？3 2.已知热敏电阻式温度传感器的温度特性如表所列，其拟合直线为y=-2.2+6.8 x,试问：(1)此拟合直线能否满足线性误差小于5%的要求?(2)如何减小拟合函数值与校准曲线的误差？题 32表“七x/mV00.00
27、101.85203.45304.92406.22507.373 3.下图给出了一种测温电路，其 中 凡=2R0(1+0.01t)(k。)为感温热电阻，时 为可调电阻，U 为工作电压=(图中G 为检流计)(1)基于该测温电路的工作机理，请给出调节电阻砥随温度变化的关系。(2)若测温范围为20T 40苒，R=10kQ,试计算品的变化范围。得分 评卷入 复查人-五、应 用 题(本大18共 2 小题，每小也8 分，共 16分)3 4.下图为采用同一种传感器测量不同的非电量的示意图。图中被测物体2 均由铁磁性材料制成，1 为传感器。试问：(I)该种传感器是何种传感器？(2)分别测=的是哪些非电量？(3)
28、总结该种传感器的两个优点。题 34图3 5.下图为电阻网络D/A转换器逻辑电路图，当Q,=l时，相应模拟开关S,置1,当Q.=0时，开关S.置0.其中运算放大器为加法器。$中的i=O,1,2,3)(1)写出输出电压U.与数字量GQ2Q1Q0之间的关系式。(2)若 参 考 电 压%=-I V,试计算Q3QZQIQO=OOO1和11时.的值。4位二进制加法计数器 3X VRD题35图2006年10月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术 试卷(课程代码2202)一、单项选择题(本大题共12小题，每小题2分，共24分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后
29、的括号内。错选、多选或未选均无分。1.属于传感器时域动态特性指标的是 A.阶跃响应 B.固有频率C.临界频率 D.阻尼比2.表述传感器在相同条件、长时间内，输入输出特性不发生变化之能力的评价参数是(A.工作寿命C.稳定时间B.稳定性I).温度漂移3.按传感器能量源分类，以下传感器不属丁,能量转换型的是A.压电式传感器C.光电式传感器4.量程大的电容式传感器的类型是A.容栅型C.变极距型B.I).B.D.5.机械阻抗的振动测试中，阻抗头的输出是A.激振力和振动位移C,振动位移和振动加速度B.D.热电式传感器压阻式传感器变介质型变极板面积型激振力和振动加速度振动速度和振动加速度6.在压电式加速度传
30、感器中，将被测加速度转变为力的是A.压电元件C.弹性元件7.温 度 反 映 物体内部A.电子运动剧烈的程度C.原子运动剧烈的程度B.D.B.D.质量块基体8.F列温度传感器不属r非接触式温度传感器的是质子运动剧烈的程度分r运动剧烈的程度A.亮度式温度传感器B.全辎射式温度传感器C.P-N 结温度传感器 D.比色式温度传感器9 .在光栅位移传感器的辨别方向电路中，采用的信号相位差可取【】A.0 B.9 0 C.1 8 0 D.3 6 0 1 0 .变压器隔离电路中实现信号传递的途径是【】A.漏电耦合 B.电容耦合C.磁通耦合 D.光电耦合1 1 .若模/数转换器输出二进制数的位数为1 0,最大输
31、入信号为5 V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为 A.1.2 2 m V B.2.4 4 m V C.3.6 6 m V D.4.8 8 m V1 2 .正常人的心电图信号为【】A.模拟信号 B.离散信号C.随机信号 D.数字信号二、填空题(本大题共1 2 小题，每小题1 分，共 1 2 分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1 3 .影响传感器稳定性的因素是时间和 oM.儿 个 传 感 器 串 联 组 成 的 检 测 系 统 的 总 灵 敏 度 等 于 各 传 感 器 的 灵 敏 度 之。1 5 .对丁应变式扭矩传感器，当采用半桥测量时需要_对电刷一滑环式集流装置。1
32、6 .压电式传感器中的压电晶片既是传感器的 元件，乂是传感器的转换元件。1 7 .应变式加速度传感器直接测得的物理量是敏感质量块在运动中所受到的 o1 8 .半导体硅流速传感器的平面发热体与流速方向平行放置时，发热体的 端会先冷一些，以此可测流速方向。1 9 .热力学温度T,与摄氏温度t 的关系是。2 0 .在热电偶中，热电动势的大小与两种导体材料的热端和冷端的_ 有关。2 1 .为了消除设备启、停时产生的电火花干扰，通常采用 吸收电路。2 2 .在传感检测系统中，常用的显示方式有模拟显示、数字显示和 显示三种。2 3 .自相关系数反映了原信号和将信号 后的信号之间的相关程度。2 4 .若瞬变
33、信号x(t)的频谱X(/),则信号4 X(6)(其中a、b 均为正实常数)的频谱为。三、问答题(本大题共6 小题，每小题4 分，共2 4 分)2 5 .什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。2 6 .对于电位计式位移传感器，其后接测量仪错的输入电阻对传感器的输出特性有何影响?如何减少这个影响？2 7 .以光电变换为基础的视觉传感瑞一般由哪四部分组成？2 9.图示为热敏电阻式湿度传感器的电路原理图，简述该传感器的工作原理及电桥调整方法。3 0.四、3 1.简述液晶显示器(L C D)的应用特点。计算题(本大题共3小题，每小题8分，共2 4分)已知拉伸试件的弹性模量E=2 X1 0
34、%P a,泊松比=0.3,并按图b所示方式进行组桥。应变片的灵敏系数K=2,如 图a所示沿其轴向和横向粘贴四个规格相同的应变片,(D如何将四个应变片接入桥路才可得到最大输出？写出输出电压勺试件轴向应变的关系式。(2)若供桥电压U)=5 V,测得输出电压为U0=5.2 m Y,求试件轴向应力。3 2.1 0位电阻解码网络D/A转换器在R=3 R的条件下，试回答以下问题：(1)输出电压的表达式及分辨率。(2)当输入的数字量D=1 0 0 1 0 0 0 0 0 1,参考电压UR=5V时的输出电压U是多少？3 3.一矩形单脉冲信号x(l)如图口所示：(1)计匏该信号的频谱，并画出其频谱图。(2)信
35、号y(t)(如图b)的频谱与图a的频谱有无区别?请简要说明原因。题3 3图五、应 用 题(本大题共2小题，每小题8分，共1 6分)3 4.某转速传感器的结构如图所示，励磁线圈W和输出线圈叫绕在铁芯1上，十字轮2与被测轴相连，其转速n(r/m i n)即为被测轴转速。十字轮由铁磁材料制成。(1)请说明该传感器在励磁线圈施加直流电压时的工作原理。(2)给出输出信号e 0的频率/与被测轴转速n的关系。(3)当励磁线圈施加电压q分别是出流和交流时，其输出信号e。的波形布.何区别？为什么？3 5.图 示 为 热 电 阻 电 桥 式 测 量 电路,测温范围是。10(TC,其中：Ri=10(1+0.04t)
36、2。为感温热电阻，R。为常值电阻，Ro=lOm,E=6V为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问(1)如 果0时 的 电 路 输 出 电压为IV,常 值 电 阻R,应取多少？(2)计算该测温电路在测温范围0100的平均灵敏度。2007年 10月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器与检测技术 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)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.传感器的分辨力越高，表示传感器【】A.迟滞越小
37、B.重:复性越好C.线性度越好 D.能感知的输入变化量越小2.属于传感器静态特性指标的是【】A.量程 B.阻尼比C.临界频率 D.固有频率3.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是【】A.转速 B.温度C.厚度 D.加速度4.在下述位移传感器中，既适宜于测量大的线位移，又适宜于测量大的角位移的是 A.电容式传感器 B.电感式传感器C.光栅式传感 D.电阻应变式传感器5.测量范围小的电容式位移传感器的类型为【】A.容栅型 B.变介质型C.变极距型 D.变极板面积型6.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为【】A.压阻效
38、应 B.压电效应C.应变效应 D.霍尔效应7.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测【】A.温度 B.温度差C.绝对湿度 D.相对湿度8 .红外光导摄像管中红外图像所产生的温度分布可以在靶面上感应出相应电压分布图像的物理基础是【】A.压电效应 B.电磁感应C 光申效应 D 执中效应9 .便于集成化的有源带通滤威器由运算放大器和【】A.RC网络组成 B.L C网络组成C.R L网络组成 D.R L C网络组成1 0.在典型噪声 扰抑制方法中，差分放大器的作用是【】A.克服串扰 B.抑制共模噪声C.抑制差模噪声 D.消除电火花干扰1 1 .已知信号x(t)与y的互相关函数R x y，。)，当：。=0时相关
39、程度最高，则y与X的互相关函数尺，R y x(T)相关程度最高时，应满足 I A.T o D.r=i12.若周期信号x的基波角频率为w,则其周期为【】A 1 ”A.-B.X 3 2(0c 工 D.二、填空题(本大题共12小题，每小题1分，共12分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1 3 .在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，传感器允许超过测量范围的能力称为1 4 .检测系统中.模拟式显示在读数时易引起 误差。1 5.光纤陀螺式角速度传感器利用了 相干光的干涉现象。1 6.传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间不一致程度的指标，称为 o1 7 .气
40、敏传感器是一种符检测到的气体成份和 转换为电信号的传感器。1 8.设圆形截面绕线式位移传感器的线圈半径为5 m m,共绕制1 00圈，线圈总电阻为1 k。，则传感器的灵敏度为。1 9 .硅芯片式流速传感器的输出信号与流速的平方根成 关系。2 0 .数据处理中使用的温度补偿方法有表格法和 02 1 .热敏电阻常数小于零的是 温度系数的热敏电阻。2 2 .随机信号是指不能准确预测未来瞬时值，也无法用确切的 关系式描述的信号。2 3 .当信号的标准差变为原来信号的2倍时，信号的方差变为原来信号的 倍。2 4 .周期信号频谱的特点是离散性、谐波性和。三、问答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)2
41、 5 .,般情况下，如何表示传感器的稳定性？2 6 .简述电荷放大器的特点及电荷放大隅与压电式传感器相连时的特点。2 7 .简要说明人工视觉系统的硬件构成。2 8 .简述亮度式温度传感器的工作原理。2 9 .写出采样定理的数学表达式，并简要回答采样定理在实际应用中的意义。3 0 .以T表示时延量。写出x的自相关函数R x(T )的定义式,说明R x(T)可以描述R x(T)的哪些特征。四、计算题(本大题共3小题，每小题8分，共24分)3 1 .磁栅式位移传感器测量位移时，其输出电动势为6=m Si n(1 B.P x，(T )=0C.P,y(T)=1 D.0 P Xy(T)19.用于识别条形码
42、的激光视觉传感中，起扫描作用的关键部件是【】A.激光器 B.放大元件C.高速旋转多而棱镜 D.扫描线圈10.铜电阻传感器在温度为0C 时的阻值有【】A.IQ、50Q两种 B.50。、100Q两种C.100。、150。两种 D.150。、200。两种11.某光栅式位移传感器，其栅线为50线/m m,经四细分后，可得分辨率为【】A.0.005mm/脉冲 B.0.0125ram/脉冲C.0.02mm/脉冲 D.0.025mm/脉冲12.信号x(t)与 y(t)为同频、不同幅、相位差恒定的两个周期信号，则其互相关函数Rxy(r)与这两个信号的【】A.频率无关、相位差无关 B.频率有关，相位差有关C.频
43、率无关、相位差有关 D.频率有关，相位差无关二、填空题(本大题共12小题，每 小 题 1 分，共 12分)请在每小题的空格中填上正确答案.填错、不填均无分。13.变磁通式速度传感器测速时，磁通周期变化，线圈产生感应电动势的 与转速成正比。14.传 感 器 按 输 出 信 号 的 性 质 可 分 为、模拟型和数字型。15.气敏元件按结构可分为、薄膜型和厚膜型。16.抑制共模噪声的干扰可采用。17.能 用 明 确 数 字 解 析 关 系 式 描 述 的 信 号 称 为 o18.特 征 量 方 差 矿 被 用 来 描 述 信 号 的。19.当传感器的被测量有微小变化时，输出就有较大变化，表明该传感器
44、的 较高。20.利用差动变压器测量位移时，如 果 要 求 区 别 位 移 方 向(或 正 负)可 采 用。21.在某些晶体的极化方向施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形随之消失，这种物理现象称。22.红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子 电路组成。23.热电偶电动势由 电动势和接触电动势两部分组成。24.采样定理可表述为。三、问 答 题(本 大 题 共 6 小题.每 小题4 分，共 24分)25.简单说明压电式传感器与电压放大器问连接电缆发生变化时将引起哪个参数改变?如何解决？26.湿度常用的表示方法有哪些?湿敏元件有哪些种类？27.试根据电容传感器的工作原理说明其分类。
45、28.简述半导体温度传感器测温原理。29.为什么要对传感器信号进行线性化及温度补偿？30.简述确定性信号分类及各自频谱特点。四、计 算 题(本 大 题 共 3 小题，每小题8 分，共 24分)31.某振动传感器固有频率为1Hz。且其阻尼为临界阻尼值的5 5%,当用它测量频率为4Hz的振动时，仪表读出1.25mm幅值，试问该振动的真实幅值和误差百分率为多少？32.某石英晶体受纵向压力F=10(N)的作用，其截而积为5cm1厚度d=0.5Cm,试求：(D 此压电元件两极片间的电压值U。（2）若压电元件与前置放大器之间的连接电缆的电容为5pF,放大器输入电容为10pF,求此传感器的输出电压I；。（真
46、空中的介电常数 产8.85X 10却1111石英晶体的压电系数d=2.3X 1O,2C/N,石英晶体相对介电常数 0=4.5）33.已知函数x（t）的频谱为x（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（）。A、45 B、90 C、135 D、18010.封装有光电耦合器内部的是（）oA、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、一个发光二极管和个光敏三极管11.由R C网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需
47、要的电容元件的个数至少为（）。A、1 B、2 C、3 D、412.信号的方差小，表示信号的（）oA、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。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 较低。15.线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和 o16.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 效应。18.涡流式压力传感器
48、具有良好的 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20.人工视觉系统图像处理的方法有 和区域法。21.温 度 补 偿 中 应 用 的 数 据 处 理 方 法 有 表 格 法 和。22.传感器的中间转换电路将输出信号转换成易于测量和处理的 信号。23.周期信号频谱的特点是离散性、收敛性和 o24.对于非确定性信号，只能用 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？26.简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。2 7 .简述金属导体材料形成温差电动势的机理。2 8 .简述金属粕热电阻的测温特点。2 9 .
49、人工视觉系统识别物体前，计算机如何获取该物体的明亮度信息？3 0 .在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么？四、计算题（木大题共3小题，每小题8 分，共 2 4 分）3 1 .如图所示,某他励直流测速发电机的电枢回路总电阻rs=5Q,当转速n=50 0 r/m i n,负载电阻R|=1 0 0。时，测得输出电压VCF=5 V,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Ceo(2)(3)3 2.图示为某电位计式位移传感器的检测电路。E=1 0 V,R（）=1 0 KQ,AB为线性电位计，总长度为150
50、mm，总电阻为30KQ,C点为电刷位置。(1)计算输出电压Uo=OV时的位移x；(2)当位移x的变化范围为10140mm时，计算输出电氏U。的变化范围。PUo=OV 时：x2E x=100mm333.试计算信号x(t)=xosin(3 t+。)和y(t)=yosin(cot+6-)的互相关系数PXY，并画出其图形。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。35.试画出包括东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。2009年10月全国自考传感器与检测技术试卷2009年1 0月全国高等教