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2018年4月高等教育自学考试《传感器与检测技术》试题 课程代码：02202 一、单项选择题 1．属于传感器静态特性指标的是 A．超调量 B．时间常数 C．稳定时间 D．迟滞特性 2．平板型电容式角位移传感器属于 A．变极距型传感器 B. 变气隙型传感器 C．变面积型传感器 D．变介质型传感器 3．霍尔式转速传感器测量转速时，当被测物上的标记数z=4，传感器输出周期信号的频率f=200Hz时，则轴的转速为 A．1500r／min B．2000r／min C．2500r／min D．3000r／min 4．涡流式压力传感器属于 A．电阻式传感器 B．电感式传感器 C．电容式传感器 D．压电式传感器 5．能够实现热电偶冷端补偿的方法是 A．电位补偿法 B．电流补偿法 C．电容补偿法 D．电阻补偿法 6。直流电阻型水分传感器工作时，感受水分的高分子物质的电阻值与含水率的增大呈 A．比例减少 B．比例增加 C．对数减少 D．对数增加 7．引起人的接触觉的是作用于皮肤表面层上的微小 A．应变 B．应力 C．压力 D．加速度 8．一个中心频率为200Hz的带通滤波器，若其-3dB通频带宽度为40Hz，则其品质因数为 A．5 B。50 C．500 D．5000 9．信号的幅值谱表示的是各谐波分量的 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 10．在超声无损检测中，超声波的频率一般不低于 A．10kHz B．20kHz C．30kHz D．40kHz 二、填空题 11．稳定性是指在 条件、相当长时间内，传感器输儿输出特性不发生变化的能力。 12．某线性电位器，当被测位移增量为10mm时，相应的输出电压增量为1V，则此电 位器的电压灵敏度为 V／m． 13．与压电式加速度传感器配套使用的电压放大器，其 阻抗应尽可能大。 14．在应变式扭矩传感器中，四个应变片接成全桥电路，除了可提高灵敏度外，还可消 除温度、轴向力和 的影响。 15．临界温度热敏电阻的特点是：在临界温度附近，其电阻值 变化。 16．一氧化碳报警器的敏感元件属于 元件。 17．滑动觉传感器仅检测指部与操作物体在切向的相对 ，而不检测接触表面法向的接触或压力。 18．数-模转换器的 是指最小输出电压与最大输出电压之比。 19。时域周期信号的频谱具有 性、收敛性和谐波性。 20．三坐标测量机中的 测量系统，是利用莫尔条纹原理检测坐标的移动量。 三、问答题 21．在传感器的动态标定中，一般标定哪些频域特性指标? 22．试说明开磁路式变磁通速度传感器的优缺点。 23．简述电容式扭矩传感器的工作原理。 24．简述视觉传感器接收部分的组成和功能。 25．简述机器人中常用位移传感器的类型。 四、计算题 26．某磁栅式位移传感器的两个静态磁头的间距为0.5mm，分别以5sin800t(V)和供给励磁线圈。试回答 (1)磁尺剩磁信号的波长； (2)若其差动连接的输出电动势为,计算此时的位移。 27。某4位模-数转换器的核心部件T型电阻网络的输出电压为： ，参考电压；试回答: (1)若最大输入电压信号为10V，计算该转换器能分辨出的最小输入电压； (2)若输入的电压信号是5.625V，则对应的输出二进制数应是多少? 五、应用题 28．图示为测量液面高度的电容式液位传感器的结构，其中d为内极筒外径，D为外极 筒内径，为内外极筒高度，为液面高度，分别为空气和液体的介电常数。当液面高度(无液体)时，传感器的电容 (1)液面高度为，时传感器的电容C； (2)该电容式液位传感器的灵敏度S． 29，一压阻式压力传感器，四个压敏电阻的初始值为的相对变化量与的相对变化量随被测压力的变化率分别为0.007/MPa和-0.007MPa，试回答: (1)设计恒压源供电的四臂受感电桥电路； (2)被测压力为0.2MPa时，计算的电阻值； (3)若上述电桥工作电压为5V，被测压力为0.5MPa时，电桥输出电压值为多少? 30．宽度为，幅值为I的矩形窗函数w(t)的频谱为。试给出时延窗函数为常数)的频谱表达式，并绘制出的幅值谱图。 2018年4月高等教育自学考试《传感器与检测技术》试题 课程代码：02202 一、单项选择题 1．在标定传感器时，正行程的最大偏差与反行程的最大偏差可用于确定传感器的 A．线性度 B．重复性 C．分辨率 D．迟滞特性 2．电阻为的线性电位器，若其负载电阻为，则下列情况中负载误差最大的是 A． B． C． D． 3．为了提高节流式流量传感器的测量精度，国家标准规定：在节流装置的前、后均应装有直管段(管道的内径为0)，其前和后长度分别为 A。5D和IOD B．10D和5D C．10D和20D D．20D和10D 4．下列材料中，具有压磁效应的是 A．陶瓷 B．铍青铜 C．坡莫合金 D．石英晶体 5．下列温度传感器，属于谐振式传感器的为 A．石英温度传感器 B．半导体温度传感器 C．热电偶温度传感器 D．热敏电阻温度传感器 6．电容式水分传感器属于 A．容栅式传感器 B．变极距型传感器 C．变面积型传感器 D．变介质型传感器 7。红外光导摄像管图像传感器中的敏感元件将所感受到的红外线变为电信号，这一过程利用了 A．磁电效应 B．热电效应 C．电磁效应 D．光电效应 8．十位数-模转换器所能分辨的最小电压增量约为其满量程输出电压的 A．0.1％ B．0.2％ C．0.4％ D．0.8％ 9．根据傅里叶变换的特性，当信号时间尺度压缩时，其频谱的 A．频带变窄，幅值变低 B．频带变窄，幅值增高 C．频带变宽，幅值变低 D．频带变宽，幅值增高 10．当前汽车用压力传感器中，从价格和可靠性考虑，主要使用 A．涡流式压力传感器 B．霍尔式压力传感器 C．压电式压力传感器 D．压阻式压力传感器 二、填空题 11．数字型传感器有计数型和 两大类。 12．变介质型电容式液位传感器具有 输出特性。 13．激光陀螺式角速度传感器利用环形 原理测量角速度。 14．活塞式压力计是利用 平衡原理制成的。 15．非接触式温度传感器采用 和光电检测的方法测量温度。 16．半导瓷气敏电阻工作时，通常需要进行 。 17．人工皮肤利用PVDF的热释电性来测量被接触物体的 性能。 18．交流放大器具有良好的抗 漂移性能，可用于放大已调制信号。 19．若信号和的互相关系数的绝对值介于0与1之间，则说明信号和的相关程度为 相关。 20．无损检测技术是指在不——被检测对象使用性能的前提下，发现机械零部件 表面和内部缺陷的一项专门诊断技术。 三、问答题 21．简要说明双频激光干涉式位移传感器的优点。 22．·简要说明直流测速发电机工作中产生温度误差的原因。 23．简述由树脂和导电粒子组成膜状结构的结露传感器的基本原理。 24．简要说明离子选择性液态膜电极的优点。 25．简述机械系统中，机械阻抗的测试过程。 四、计算题 26．某一变极距电容式位移传感器的圆形极板半径，初始极板间距，，介质为空气，介电常数． (1)计算该传感器的灵敏度； (2)如果极板间距减小，电容的变化量是多少? 27．题27图为一悬臂梁测力系统，应变片昂的灵敏系数K=2，初始电阻120．当试 件受力F时，应变片感受的应变． (1)计算应变片电阻变化量和电阻相对变化量； (2)将应变片置于单臂受感电桥测量电路的一臂，其他三臂均为常值电阻 ，电桥工作电压为，计算电桥输出电压。 五、应用题 28．某一新型集成压电式加速度传感器，出厂标定的电压灵敏度为16mV／g．实际使用时需要加长输出导线，为此在低频振动台上对加速度传感器进行重新标定。当振动台产生幅值8g的振动信号，加速度传感器输出经过放大倍数为40的放大器，输出电压幅值为4V．试计算 (1)加速度传感器的直接输出电压的幅值； (2)加速度传感器的电压灵敏度。 29．题29图为一个测力传感器，其中弹性筒2为力敏感元件，双螺管线圈l、4组成差动型电感式结构，3为衔铁，F为被测力。 (1)试说明该传感器的工作原理： (2)简述该传感器的优点。 30．己知题30图(a)所示的矩形函数的频谱为(E为幅值， 为脉宽)，利用傅里叶变换的性质求图(b)所示信号的频谱。 2018年4月高等教育自学考试《传感器与检测技术》试题 课程代码：02202 一、单项选择题 1．用同一频率、不同幅值的正弦输入信号对传感器进行测试，得到的输出响应可以确 定传感器的 A．固有频率 B．线性工作范围 C. 阶跃响应曲线 D．频率响应函数 2．变极距型电容式位移传感器输入／输出特性具有的特点是 A．线性输出，测量范围窄 B．线性输出，测量范围宽 C．非线性输出，测量范围窄 D．非线性输出，测量范围宽 3．半导体应变片的应变灵敏系数是电阻应变片的 A．1/70～1/50 B．1/7—1/5 C．5—7倍 D．50—70倍 4．采用压电式力传感器测量准静态力(低频)信号时，要求电荷放大器的输入阻抗应高于 A． B． C． D． 5．某金属热电阻式温度传感器，其电阻随温度变化的关系为，则 的单位为 A． B． C． D． 6．检测可燃性气体时，具有较好一致性的气敏元件是 A．薄膜型 B．薄膜型 C．厚膜型 D．烧结型 7．在机器视觉系统中进行光源选型时，不考虑的要素是 A．亮度 B．饱和度 C．鲁棒性 D．对比度 8．若带通滤波器的中心频率不变，通频带宽度增大时，则该滤波器的 A．品质因数变小，频率分辨力变低 B。品质因数变小，频率分辨力变高 C．品质因数变大，频率分辨力变低 D．品质因数变大，频率分辨力变高 9．在进行结构动态特性测试时，对被测对象进行随机激振，可用的激振信号为 A．脉冲 B．阶跃 C．正弦 D．白噪声 10．在使用多普勒雷达式传感器检测汽车通过数量与行驶速度时，利用了反射电磁波的 A．时间变化 B．幅值变化 C．频率变化 D．速度变化 二、填空题 11．数字式传感器的分辨力是指引起数字输出的 发生改变所对应的输入增量。 12．自感式位移传感器采用 检测方式时，可以提高灵敏度和线性度。 13．压阻式传感器电桥检测电路多采用 供电工作方式，其优点是电桥输出与 被测量成正比，且与环境温度无关。 14．钢弦式扭矩传感器是将扭矩转换成 变化进行工作的一种谐振式传感器。 15．热电偶式温度传感器基于热电效应产生的 实现测量。 16．氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上时，载流子数减少，导致半导体材料的电阻率 。 17．具有压电效应的PⅦF薄膜，适用于大面积阵列 敏感器件。 18．采用差分放大器抑制共模噪声干扰时，其输入 越高，抑制作用越强。 19．随机信号的 函数描述了该信号对指定幅值的取值机会。 20．三坐标测量机能够实现对空间点、线、面及其 相互的测量。 三、简答题 21。简述题21图所示的高频反射涡流式位移传感器的工作原理。 22．画出压电式传感器配套使用的电荷放大器的等效电路。 23．简述热电阻在绕制时采用双线绕制的优点。 24．简述人工视觉中物体图像识别的过程。 25．简要说明传感检测系统中形成干扰的条件。 四、计算题 26．压电式振动加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器与函数记录仪连接。己知 传感器的灵敏度(g为重力加速度)，电荷放大器的反馈电容，被测振动加速度的幅值，回答以下问题 (1)电荷放大器稳态输出电压的幅值； (2)若函数记录仪的灵敏度，求记录笔在纸上移动的距离Y； (3)求测试系统的总灵敏度． 27．倾斜式液柱压力计的结构原理如题27图所示。己知倾斜角，管内液体密度．试回答 (1)采用倾斜管的优点； (2)当倾斜管液面产生位移时，被测压力为多大? (取) 五、应用题 28．对某测量范围为2mm～10mm的位移传感器进行静态标定时，所测得的输入／输出数据如题28表所列， 题28表 某位移传感器静态标定输入输出数据 (1)计算该传感器的量程； (2)当采用端基直线拟合时，计算该传感器的线性度。 29．某应变式扭矩传感器的应变片布置方式如题29图所示。应变片的应变灵敏系数k=2，电桥供电电压，当扭矩T=1000N·m时应变片感受到的应变． (1)应变片方向与轴线的夹角是多少? (2)采用全桥电路测量，测得电桥输出电压为，轴受到的扭矩为多大? (3)简要说明使用全桥电路的优点。 30．给定—周期信号 (1)求该信号的基频； (2)给出该信号的傅里叶级数表达式，并画出其频谱。 2019年10月高等教育自学考试《传感器与检测技术》试题 课程代码：02202 一、单项选择题 1．传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，其关键部分是 A．敏感元件 B．转换元件 C．基本转换电路 D．信号调理电路 2．在测量位移时，感应同步器利用了 A．电磁感应原理 B．电容式变换原理 C．电涡流变换原理 D。电阻式变换原理 3．用变磁通式传感器测量转轴的转速，当转轴安装有齿数为24的测量齿轮时，测得感应电动势的频率为2400Hz，则转轴的转速为 A．2400r／min B．6000r／min C．12000r／min D．24000r／min 4．下列扭矩传感器中，能够直接输出频率量的是 A．应变式扭矩传感器 B．电容式扭矩传感器 C．钢弦式扭矩传感器 D．光电式扭矩传感器 5．下列温度传感器中，可以实现非接触测量的是 A．比色式温度传感器 B．半导体温度传感器 C．热电偶温度传感器 D．热敏电阻温度传感器 6．离子选择电极分为两大类,即基本原电极和 A．玻璃电极 B．晶体膜电极 C．非晶体膜电极 D．敏化离子电极 7．视觉传感器获得的明亮度信息可借助模-数转换器数字化成4～10比特，形成的数字图像像素为 A．4×4～10×10 B．4×16～10×100 C．16×16~100×100 D．16×16～1024×1024 8．对，进行幅值调制，其中为被测信号，为高频载波信号，则幅值调制器的输出信号为 A． B． C． D． 9．信号的均值和标准差分别为12和5，则该信号的方均根值为 A． B． C．13 D．17 10．关节型机器人采用光电增量码盘测量关节转角，经过处理后的输出信号是 A．频率量 B．脉冲数 C．电压值 D．电流值 二、填空题 11．传感器的重复性是衡量在同一 下，对同一被测量进行多次重复测量所得结果之间不一致程度的指标。 12．光栅式位移传感器有测量线位移的长光栅和测量角位移的 两种。 13．交流测速发电机可分为永磁式、脉冲式和 三种。 14．绝对压力与当地大气压之差称为 。 15．高分子膜湿度敏感元件工作时，其 发生变化。 16．离子选择敏感元件的主体是对溶液中特定离子具有高度专属性的测量 。 17．红外图像传感器通常由红外敏感元件和 电路组成。 18．传感检测系统的自动化过程可以看作是物流和 的交互作用。 19．无法用确切的数学关系式描述，也不能准确预测未来结果的是 信号。 20．公路交通用多普勒雷达式传感器，其反射电磁波的频率变化量与发射频率和汽车行驶速度之积成 。 三、问答题 21．简述电位器式位移传感器的优点和缺点。 22．简要说明压磁式力传感器的主要组成部分。 23．简述热敏电阻式温度传感器的工作原理。 24．工业机器视觉系统包括哪些主要部分? 25．简要说明周期信号频谱的特点。 四、计算题 26．某传感器校准后，其拟合直线的输出范围为-20mV～180mV，与实测输入/输出特性曲线(校准曲线)的最大偏差为△Lmax=3mV，试求该传感器的线性度。 27．题27图所示的自感式位移传感器(结构参数见图，单位为mm)，磁路取为中心磁路，不计漏磁。设铁心与被测对象的相对磁导率均为104，空气的相对磁导率为1．已知真空中的磁导率=4×10-7H/m．试计算下述两种情况的电感(注：计算时，可忽略被测对象厚度方向的磁阻)。 (1)气隙为0； (2)气隙为3mm． 五、应用题 28．采用四倍细分原理的光栅式位移传感器，若相位依次滞后的第2个光电元件所转换成的电压信号描述为：. 说明，W的物理意义，并写出其他三个光电元件转换成的电压信号的表达式。 29．如题29图所示，车刀截面为矩形，切削力沿坐标轴可分解为Fx、Fy和Fz；试回答(1)当利用两个应变片组成四臂电桥，实现对垂直分力Fz的测量时(要求最大程度抑制Fx、Fy的干扰)，试用简图表示如何布置应变片?绘制出电桥电路。 (2)设计一个切削力计算机测量系统，并用框图说明各环节的作用。 30．题30图所示为对汽车齿轮变速箱测得的振动加速度信号经处理后得到的互功率谱图。图(a)是变速箱正常工作时输入与输出的互功率谱图；图(b)为某一工作状态时测得的互功率谱图。试回答 (1)图(b)所示工作状态是否正常?为什么? (2)简要说明图(b)中所示的9.2Hz与18.4Hz处出现峰值的工程意义。 |
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