辽宁石油化工大学传感器期末A卷及答案
更新时间:2023-11-09 12:16:01 阅读量: 教育文库 文档下载
辽宁石油化工大学 2010 ---2011 学年第 一 学期 《传感技术与误差处理 》课程标准答案
适用专业班级: 自动化08级,测控08级,电气08级,信息0801 试题类型 :A、B 制作人: 郭颖 一、 判断题(每小题1分,共10分)
1 × 2 × 3 √ 4 √ 5 × 6 √ 7 √ 8 × 9 × 10 ×
1、涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器;(×)(1分)
2、金属丝的电阻应变效应中,引起电阻改变的主要原因是电阻率的改变;(×)(1分) 3、采用莱以特准则(3σ准则)判别粗大误差时,数据的个数应该在10以上;(√)(1分)
4、传感器的传感元件通常情况下直接感受被测量;(√)(1分) 5、等强度梁的不同部位所产生的应变是不相等的;(×)(1分)
6、电容式传感器采用差动结构可以提高灵敏度、减小非线性;(√)(1分) 7、压电式传感器适合于动态信号的测量;(√)(1分)
8、金属丝的灵敏度Ks恒小于同一材料金属应变片的灵敏系数K;(×)(1分) 9、将温度变化转为热电势变化的传感器称为热电阻传感器;(×)(1分)
10、当光辐射照在某些材料的表面上时,若入射光的光子能量足够大,就能使材料的电子
逸出表面,向外发射出电子,这种现象叫内光电效应或光电子发射效应。(×)(1分) 二、选择题(每小题1分,共10分)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C B C D C D A A A D 1、 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( C)的输出。
A.电阻 B.电容 C.电压 D.电荷
2、变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是( B )。 A.正比关系 B.反比关系 C.无关系 3、热电偶可以测量(C )。
A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势 4、属于传感器动态特性指标的是(D )。
A.重复性 B.线性度 C.灵敏度 D.固有频率
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( C )。
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( D )。
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、在霍尔元件的主要指标中,KH是指( A )灵敏度。 A.磁 B.乘积 C.电流 D.电势 8、热电阻传感器的测量引线采用3线制是为了( A )。 A.消除引线电阻的影响 B.消除接触电动势的影响 C.减少绝缘电阻的影响 D.减少寄生电动势的影响
9、用二等标准活塞压力计测量某压力,测得值为9000.2N/cm2,若该压力用高一级的精确方法测得值为9000.5N/cm2,则后者可视为( A )。 A.实际值 B.约定真值 C.理论真值 D.修正值
10、哪种判别方法适用于发现组间存在系统误差( D )。 A.残余误差校核法 B.不同公式计算标准差比较法 C.残余误差观察法 D.秩和检验法 三、填空题(每题1分,共14 分)
1、传感器的特性可以分为 静态 特性和 动态 特性。
2、正态分布的随机误差分布规律具有:对称 性、 单峰 性、 有界 性、 抵偿 性。 3、差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为 零点残余电压 ;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 相敏检波 电路。
4、热电偶的热电势是由 接触 电势和 温差 电势所组成。热电偶的三个基本定律是 中间导体 定律、 标准电极 定律以及连接导体和中间温度定律。
5、在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,而引起材料电阻率的变化,这种现象称为 光电导效应 。
6、当光电池作为测量元件时应取 短路电流 的形式。 四、简答题(每题4分,共16分)
1、为什么自感式电感传感器只能用于微小位移的测量? 答:转换原理的非线性(2分),衔铁正、反方向移动时电感变化量的不对称性(2分) 2、如图所示热电偶回路,只将[B]一根丝插入冷筒中作为冷端,t为待测温度,问[C]这段导线应采用哪种导线(是A、B还是铜线)?对t1和t2有什么要求?
[A] t1 t2 t [B] [C] 0 C 铜 mV表
[C]选择A材料(2分)
t1=t2 (2分)
3、画出压电传感器的等效电路。(两个)
一个图2分
4、光电效应可分为几类?根据相应的分类,举出几种常见的光电元件。 可分为两大类外光电效应和内光电效应两大类。(1分) 外光电效应:光电管,光电倍增管。(1分) 光电导效应:光敏电阻。(1分) 光生伏特效应:光电池。(1分)
五、分析题(每题10分,共20分)
1、Liquid level measuring system with capacitive sensor,D1、D2、D3、D4 are diodes. Known: CH??rHx1.8lnDd;C0?CH0,Ce??C0,Ce??CH. How the capacitive sensor
work?Write out the characteristic equation ?I?f??H?.[注:characteristic equation—特性方程]
解:由于CeC0,CeCH,当Ce与C0、CH串联时可以忽略Ce。
(1)当输入高频脉冲方波由低电平E1?E2:
D1、D3导通,D2、D4截止。CH和C0均充电。 (1分)
充电电流分别为:A?D1?E?CH?地
A?Ce和M?B?D3?F?地 (1分)
则A?B流动的电荷量为:q1?C0?E2?E1? (1分) (2)当输入高频脉冲方波由低电平E2?E1:
D1、D3截止,D2、D4导通。 CH和C0均放电。, (1分)
放充电电流分别为:CH?D2?B?Ce和M?A
C0?D4?A (1分) 则B?A流动的电荷量为:q2?CH?E2?E1? (1分)
根据上述充、放电过程分析可知,充、放电电流流经Ce和M时方向相反,当充、 放电电流相等时,电流表M中不产生直流分量,当充、放电电流不等时,由B?A 的电流将产生直流分量,由于电容的通交流、隔直流作用,该直流分量将流经电 流表M,其大小可以反映液位的变化。 (1分) 当液面在电容传感器零位,调整C0?CH0,Ce两端无电位差,电流表M指零 (1分) 当CH?C0,在输入高频脉冲方波一个周期内,由B?A点的净电荷量为: (1分)
q?q2?q1?CH?E2?E1??C0?E2?E1???E2?E1??CH?CH0???E2?E1??CH??E2?E1??rH1.8lnDd?kH设输入高频脉冲方波频率为f,可得电流表M中电流的平均值为: I?q=fkH ( 1分) T2、图为霍尔传感器温度补偿线路。若已知β、α、δ分别是霍尔传感器内阻R0、灵敏度系数KH和补偿电阻r0的温度系数,问当补偿电阻取何值时,输出电压与温度基本无关?
_ IH0 R0 UH I0 I r0
答:在某一基准温度T0时,有 I=IH0+I0
IH0·R0=I0r0 (2
分)
上两式经整理后得到
IH0=(I·r0)/(R0+r0) (1分)
温度上升为T时,同理可得
IH=(I·r)/(R+r) (1分) R=R0 (1+βt) (1分) r=r0(1+δt) (1分)
温度为T0时,霍尔电势UHO为
UHO=KH0·IH0·B (1分)
UH=KH·IH·B=KH0(1+αt)IHB (1分)
UH=UH0 (1分) r0≈β/α ·R0 (1分)
六、计算题(共30分)
1、Strain sensor is shown in the picture. R1?R2?120?,the two strain gage are connected into
differential bridge.known: Poisson's ratio μ
=0.285,strain gage sensitivity K=2,U=2V,
?R1?0.48?,then UO??(10 points)[注:Poisson's ratio—泊松比]
解:
?R1?K? (2分) R1?R110.481????0.002?2000?? (2分) R1K1202 ?? ?r??????0.285?2000??570?? (2分)
?R2?K?rR2??2?570?10?6?120??0.137? (2分)
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