2008年本科生“传感技术与应用”试题(A卷) 一、（本题10分）简述传感器在信息技术中的重要性。 二、（本题10分）简述电位器式传感器的应用特点。 三、（本题10分）论述应变效应与压阻效应的不同点。 四、（本题10分）说明压电陶瓷功能材料在传感器中应用。 五、（本题15分）图示为某工程师给出的一传感器原理示意图。(1)该图有问 题吗？若有请改正(5分)。(2)用框图表述其工作原理(10分)。 R1(R2) Q Uout m R3(R4) 梁 R4 X1X2 Uin (a) (b) 题五图 六、（本题15分）画出热电偶的工作原理图
1 2008 年本科生“传感技术与应用”试题（A 卷） 一、(本题10分) 简述传感器在信息技术中的重要性。 二、(本题 10 分) 简述电位器式传感器的应用特点。 三、(本题 10 分) 论述应变效应与压阻效应的不同点。 四、(本题 10 分) 说明压电陶瓷功能材料在传感器中应用。 五、(本题 15 分) 图示为某工程师给出的一传感器原理示意图。(1) 该图有问 题吗？若有请改正(5 分)。(2) 用框图表述其工作原理(10 分)。 题五图 六、(本题 15 分) 画出热电偶的工作原理图。 a 梁 x x x
ex(T.To) A To eAB(T) eAB(To) B ea(T.To) 答六图 七、（本题15分）为什么说谐振敏感元件的机械品质因数是谐振式传感器的重 要参数。 八、（本题15分）建立集合（位移、应变、应力、固有振动）与集合（电子秤、 超声传感器、谐振筒压力传感器、差动电容)的映射关系，简要说明依据。从 中挑选任意一种映射关系说明其应用特点。 2
2 答六图 七、(本题 15 分) 为什么说谐振敏感元件的机械品质因数是谐振式传感器的重 要参数。 八、(本题 15 分) 建立集合（位移、应变、应力、固有振动）与集合（电子秤、 超声传感器、谐振筒压力传感器、差动电容）的映射关系，简要说明依据。从 中挑选任意一种映射关系说明其应用特点
2008年本科生“传感技术与应用”试题（A卷一参考答案) 一、（本题10分）简述传感器在信息技术中的重要性。 回答要点： 1.信息技术包括信息获取、传输与处理，但关键是信息获取(5分)； 2.信息获取的手段主要是传感技术，没有准确的信息获取，信息传输与处理没 有任何意义(5分)。 二、（本题10分）简述电位器式传感器的应用特点。 回答要点： 1.位移式变换原理(2分)： 2.可以直接输出较大的信号(4分)： 3.有较大的负载效应及负载误差(4分)。 三、（本题10分）论述应变效应与压阻效应的不同点。 回答要点：可以从引起效应的机理以及效应的强弱、受温度的影响程度等进行 讨论： 1.应变效应：主要是几何参数的变化：压阻效应：主要是电阻率的变化： 2.应变效应弱于压阻效应： 3.应变效应：主要是应变引起的变化；压阻效应：主要是应力引起的： 4.应变效应：温度影响小于压阻效应。 答对任意一点3分：任意2点7分：三点及以上10分： 四、（本题10分）说明压电陶瓷功能材料在传感器中应用。 回答要点： 1.压电陶瓷是一种人工合成的，具有较高转换效率的机械能与电能相互转换的 高性能功能元件(5分)： 3
3 2008 年本科生“传感技术与应用”试题（A 卷－参考答案） 一、(本题10分) 简述传感器在信息技术中的重要性。 回答要点: 1. 信息技术包括信息获取、传输与处理，但关键是信息获取（5 分）； 2. 信息获取的手段主要是传感技术，没有准确的信息获取，信息传输与处理没 有任何意义（5 分）。 二、(本题10分) 简述电位器式传感器的应用特点。 回答要点： 1. 位移式变换原理（2 分）； 2. 可以直接输出较大的信号（4 分）； 3. 有较大的负载效应及负载误差（4 分）。 三、(本题10分) 论述应变效应与压阻效应的不同点。 回答要点：可以从引起效应的机理以及效应的强弱、受温度的影响程度等进行 讨论： 1. 应变效应：主要是几何参数的变化；压阻效应：主要是电阻率的变化； 2. 应变效应弱于压阻效应； 3. 应变效应：主要是应变引起的变化；压阻效应：主要是应力引起的； 4. 应变效应：温度影响小于压阻效应。 答对任意一点 3 分；任意 2 点 7 分；三点及以上 10 分； 四、(本题10分) 说明压电陶瓷功能材料在传感器中应用。 回答要点: 1. 压电陶瓷是一种人工合成的，具有较高转换效率的机械能与电能相互转换的 高性能功能元件（5 分）；
2.在传感器中，可以直接利用其正压电特性实现测量(3分)： 3.压电陶瓷的温度特性较差(2分)。 五、（本题15分）图示为某工程师给出的一传感器原理示意图。(1)该图有问题 吗？若有请改正(5分)。(2)用框图表述其工作原理(10分)。 R1(R2) Uout m R3(R4) 梁 XX2 (a) (b) 题五图 回答要点： 1.图a,R1与R3互换(5分)，改图b也行。 2.要求准确画出传感器的工作流程，框图各要素要准确。框中为元件，框两边 分别为输入输出。 必须包括以下环节：加速度一集中力一悬臂梁应变一应变电桥—输出 电压(10分)。 六、（本题15分）画出热电偶的工作原理图。 回答要点： 1.要准确表述出两种不同材料（4分)； 2.要准确表述出帕尔帖效应与汤姆逊效应(8分)： 3.要准确表述出两不同的温度点(3分)。 4
4 2. 在传感器中，可以直接利用其正压电特性实现测量（3 分）； 3. 压电陶瓷的温度特性较差（2 分）。 五、(本题15分) 图示为某工程师给出的一传感器原理示意图。(1) 该图有问题 吗？若有请改正(5分)。(2) 用框图表述其工作原理(10分)。 题五图 回答要点: 1. 图 a，R1 与 R3 互换（5 分），改图 b 也行。 2. 要求准确画出传感器的工作流程，框图各要素要准确。框中为元件，框两边 分别为输入输出。 必须包括以下环节：加速度——集中力——悬臂梁应变——应变电桥——输出 电压（10 分）。 六、(本题15分) 画出热电偶的工作原理图。 回答要点： 1. 要准确表述出两种不同材料（4 分）； 2. 要准确表述出帕尔帖效应与汤姆逊效应（8 分）； 3. 要准确表述出两不同的温度点（3 分）。 a 梁 x x x
ex(T.To) To eAB(T) eAa(To)】 B ea(T,To) 答六图 七、（本题15分）为什么说谐振敏感元件的机械品质因数是谐振式传感器的重要 参数。 回答要点： 要求从谐振品质、谐振式传感器的闭环实现条件、传感器的精度等方面来说明。 每个方面5分。 八、（本题15分）建立集合（位移、应变、应力、固有振动）与集合（电子秤、 超声传感器、谐振筒压力传感器、差动电容)的映射关系，简要说明依据。从 中挑选任意一种映射关系说明其应用特点。 回答要点： 1.准确建立集合映射关系8分： (位移、应变、应力、固有振动)~（差动电容、电子秤、超声传感器、谐振 筒压力传感器)，说明依据2分： 2.准确表述出应用特点5分。 5
5 答六图 七、(本题15分) 为什么说谐振敏感元件的机械品质因数是谐振式传感器的重要 参数。 回答要点: 要求从谐振品质、谐振式传感器的闭环实现条件、传感器的精度等方面来说明。 每个方面 5 分。 八、(本题15分) 建立集合（位移、应变、应力、固有振动）与集合（电子秤、 超声传感器、谐振筒压力传感器、差动电容）的映射关系，简要说明依据。从 中挑选任意一种映射关系说明其应用特点。 回答要点： 1. 准确建立集合映射关系 8 分； （位移、应变、应力、固有振动）～（差动电容、电子秤、超声传感器、谐振 筒压力传感器），说明依据 2 分； 2. 准确表述出应用特点 5 分