傳感器與檢測技術(shù)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(yī)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(nèi)部的是(     )

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

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

答案:D

4.差動電橋由環(huán)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(shù)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(xù)的       B.離散的

  C.基頻的整數(shù)倍      D.脈沖函數(shù)

答案:A

8.莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(     )

  A.數(shù)字脈沖式      B.調(diào)幅式

  C.調(diào)頻式       D.正弦波

答案:A

9.半導體應變片具有(     )等優(yōu)點。

  A.靈敏度高       B.溫度穩(wěn)定性好

  C.可靠性高       D.接口電路復雜

答案:A

10.一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是(     )

  A.線性度       B.固有頻率

  C.阻尼比       D.時間常數(shù)

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(shù)的傳感器。

  A.質(zhì)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(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器(     )的變化實現(xiàn)信號變換的。

  A.材料物理特性      B.體積大小

  C.結(jié)構(gòu)參數(shù)       D.電阻值

答案:C

15.阻抗頭是測量振動系統(tǒng)(     )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(zhì)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(shù)型位移傳感器          

C. 代碼型位移傳感器          D. 開關(guān)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(zhì)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(tài)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(zhuǎn)軸上貼有一塊磁鋼，利用霍爾元件與轉(zhuǎn)軸上的磁鋼接近產(chǎn)生脈沖的方法測量軸的轉(zhuǎn)速。若霍爾元件個數(shù)為4，傳感器輸出頻率為60Hz，則軸的轉(zhuǎn)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(lián)，并將各熱電偶的測量結(jié)處于不同位置，這種并聯(lián)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(shù)指標中，表達數(shù)/模轉(zhuǎn)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(lián)，再并聯(lián)到電源開關(guān)兩端所構(gòu)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(zhì)因數(shù)值越大，通帶寬度越窄性質(zhì)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(shù)量級，必須采用(      )的前置放大器。

A. 信噪比高          B. 信噪比低          C. 穩(wěn)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(shù)變化轉(zhuǎn)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(tài)特性指標的是(     )

  A.遲滯            B.過沖量

  C.穩(wěn)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(fā)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(shù)為4的永磁式交流測速發(fā)電機，當其軸與轉(zhuǎn)速為600(轉(zhuǎn)/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(zhuǎn)換成電信號

  C.將二維圖像信號轉(zhuǎn)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(guān)函數(shù)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(shù)

4.利用電渦流位移傳感器測量轉(zhuǎn)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(tài)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(tài)標定的目的，是檢驗測試傳感器的_______指標。

答案:動態(tài)性能

7.確定靜態(tài)標定系統(tǒng)的關(guān)鍵是選用被測非電量(或電量)的標準信號發(fā)生器和_______。

答案:標準測試系統(tǒng)

8.傳感器的頻率響應特性，必須在所測信號頻率范圍內(nèi)，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(tài)測量中，根據(jù)測量系統(tǒng)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(tài)特性?

2.設(shè)載波的中心頻率為f₀試根據(jù)圖a、圖b所示調(diào)制信號定性畫出相應調(diào)頻波波形。

3.回答下列函數(shù)哪些是周期函數(shù)、哪些是非周期函數(shù)：

  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(yōu)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(tài)測量中，根據(jù)繪制的定度曲線，可以確定測量系統(tǒng)的三個靜態(tài)特性：靈敏度，非線性度，回程誤差。

2.答：調(diào)頻波波形頻率f與中心頻率f₀和調(diào)制波幅值的關(guān)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(shù)，x₂(t) x₄(t)非周期函數(shù)。

4.答：1)軸類零件受扭矩作用時，在其表面產(chǎn)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(zhuǎn)軸受扭后，兩端面的相對轉(zhuǎn)角只與所承受的扭矩有關(guān)，且呈比例關(guān)系，可通過測量扭轉(zhuǎn)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(yōu)點：

能實現(xiàn)非接觸測量，結(jié)構(gòu)簡單，不怕油等介質(zhì)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(shù)Z=18，采用變磁通感應式傳感器測量工作軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速n(r/min)為多少?當分辨誤差為±1齒時，轉(zhuǎn)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(shè)輸入信號x(t)=0.2cos

,判斷其是否在該濾波器的通頻帶內(nèi)。

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(nèi)。

3. 答：由于1δ(f)     33δ(f)

又    2cos(2πf₀t)δ(f-f₀)+δ(f+f₀)

根據(jù)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(jié)構(gòu)，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(xiàn)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(jié)果有無影響?為什么?

答案：

1.解：(1)傳感器的結(jié)構(gòu)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(fā)生變化，從而實現(xiàn)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(jù)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。