2008年本科生“传感技术与应用”试题(B卷) 一、（本题10分）简述传感技术的内涵。 二、（本题10分）简述霍尔效应。 三、（本题10分）举例说明三种不同类型的位移式传感器，要求说明其应用特 点。 四、（本题10分）传感器中常用石英晶体、压电陶瓷与压电薄膜三类功能材料， 说明它们的应用特点。 五、（本题15分）(1)用框图说明图示传感器的工作原理(10分)；(2)图示情 况，哪个电容增加，哪个电容减小？(5分)。 绝缘体 固定电极 C1 m 弹簧片☑ C2 活动极板（质量块） 题五图 六、（本题15分）如何提高谐振敏感元件的机械品质因数？
1 2008 年本科生“传感技术与应用”试题（B 卷） 一、(本题10分) 简述传感技术的内涵。 二、(本题 10 分) 简述霍尔效应。 三、(本题 10 分) 举例说明三种不同类型的位移式传感器，要求说明其应用特 点。 四、(本题 10 分) 传感器中常用石英晶体、压电陶瓷与压电薄膜三类功能材料， 说明它们的应用特点。 五、(本题 15 分) (1) 用框图说明图示传感器的工作原理(10 分)；(2) 图示情 况，哪个电容增加，哪个电容减小？(5 分)。 题五图 六、(本题 15 分) 如何提高谐振敏感元件的机械品质因数？ m 绝缘体 固定电极 弹簧片 活动极板(质量块)
七、（本题15分）图示反映的是哪一类传感器？说明该类传感器的应用特点。 u1(t) 激励器 谐振子 拾振器 uf(t) 放大器 题七图 八、（本题15分）建立集合（位移、速度、加速度、集中力）与集合（电磁效 应、悬臂梁、S型梁、霍尔效应)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 七、(本题 15 分) 图示反映的是哪一类传感器？说明该类传感器的应用特点。 题七图 八、(本题 15 分) 建立集合（位移、速度、加速度、集中力）与集合（电磁效 应、悬臂梁、S 型梁、霍尔效应）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。 激励器 谐振子 拾振器 放大器
2008年本科生“传感技术与应用”试题（B卷一参考答案) 一、（本题10分）简述传感技术的内涵。 回答要点： 1.传感技术是信息技术的重要组成部分，用于获取信息(4分)： 2.其核心是敏感机理(4分)： 3.需要输出可用电信号(2分)。 二、（本题10分）简述霍尔效应。 回答要点： 用文字或图例表示或公式表述均可以，但要体现出输出霍尔电势、工作电流、 工作磁场三者之间的关系(10分)： 三、（本题10分）举例说明三种不同类型的位移式传感器，要求说明其应用特点。 回答要点： 1.常用的位移传感器包括：电位器式、电容式、变磁路式(4分)： 2.针对上述三类位移式传感器说明各自的应用特点，如电位器：位移范围较大、 有摩擦力矩、输出功率大、有负载效应：电容式，位移变化范围不太大、非接 触测量：变磁路式，位移变化范围大、非接触测量、多种方式实现测量(6分， 每一类2分)。 四、（本题10分）传感器中常用石英晶体、压电陶瓷与压电薄膜三类功能材料， 说明它们的应用特点。 回答要点： 1.石英晶体：天然的压电材料、功能稳定、效应较弱，有不同的使用切型(4 分)； 2.压电陶瓷是人工合成的，效应强、稳定性弱，成本低(4分)： 3
3 2008 年本科生“传感技术与应用”试题（B 卷－参考答案） 一、(本题10分) 简述传感技术的内涵。 回答要点: 1. 传感技术是信息技术的重要组成部分，用于获取信息（4 分）； 2. 其核心是敏感机理（4 分）； 3. 需要输出可用电信号（2 分）。 二、(本题10分) 简述霍尔效应。 回答要点: 用文字或图例表示或公式表述均可以，但要体现出输出霍尔电势、工作电流、 工作磁场三者之间的关系（10 分）； 三、(本题10分) 举例说明三种不同类型的位移式传感器，要求说明其应用特点。 回答要点： 1. 常用的位移传感器包括：电位器式、电容式、变磁路式（4 分）； 2. 针对上述三类位移式传感器说明各自的应用特点，如电位器：位移范围较大、 有摩擦力矩、输出功率大、有负载效应；电容式，位移变化范围不太大、非接 触测量；变磁路式，位移变化范围大、非接触测量、多种方式实现测量（6 分， 每一类 2 分）。 四、(本题10分) 传感器中常用石英晶体、压电陶瓷与压电薄膜三类功能材料， 说明它们的应用特点。 回答要点: 1. 石英晶体：天然的压电材料、功能稳定、效应较弱，有不同的使用切型（4 分）； 2. 压电陶瓷是人工合成的，效应强、稳定性弱，成本低（4 分）；
3.压电薄膜只用于正压电特性，在柔性测量中具有优势(2分)。 五、（本题15分）(1)用框图说明图示传感器的工作原理(10分)：(2)图示情况， 哪个电容增加，哪个电容减小？(5分)。 绝缘体 固定电极 弹簧片 Ca 活动极板（质量块） 题五图 回答要点： 1.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 为输入输出。 必须包括以下环节：加速度一集中力一差动电容一电容式变换电路一一 输出电信号(10分)。 2.电容中，C2增大，C1减小(5分)。 六、（本题15分）如何提高谐振敏感元件的机械品质因数？ 回答要点： 从材料、工艺、结构、应用环境等四个方面进行论述。 任意一点4分：任意两点8分：任意三点12分；四点15分。 4
4 3. 压电薄膜只用于正压电特性，在柔性测量中具有优势（2 分）。 五、(本题15分) (1) 用框图说明图示传感器的工作原理(10分)；(2) 图示情况， 哪个电容增加，哪个电容减小？(5分)。 题五图 回答要点: 1. 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 为输入输出。 必须包括以下环节：加速度——集中力——差动电容——电容式变换电路—— 输出电信号（10 分）。 2. 电容中，C2 增大，C1 减小（5 分）。 六、(本题15分) 如何提高谐振敏感元件的机械品质因数？ 回答要点： 从材料、工艺、结构、应用环境等四个方面进行论述。 任意一点 4 分；任意两点 8 分；任意三点 12 分；四点 15 分。 m 绝缘体 固定电极 弹簧片 活动极板(质量块)
七、（本题15分）图示反映的是哪一类传感器？说明该类传感器的应用特点。 u1(t) 激励器 谐振子 拾振器 uf(t) 放大器 题七图 回答要点： 1.谐振式传感器(5分)； 2.应用特点：直接周期信号输出、高性能（稳定性好、重复性好）(10分)。 八、（本题15分）建立集合（位移、速度、加速度、集中力）与集合（电磁效应、 悬臂梁、S型梁、霍尔效应)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、速度、加速度、集中力)~（霍尔效应、电磁效应、悬臂梁、S型梁） 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 七、(本题15分) 图示反映的是哪一类传感器？说明该类传感器的应用特点。 题七图 回答要点: 1. 谐振式传感器（5 分）； 2. 应用特点：直接周期信号输出、高性能（稳定性好、重复性好）（10 分）。 八、(本题15分) 建立集合（位移、速度、加速度、集中力）与集合（电磁效应、 悬臂梁、S型梁、霍尔效应）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、速度、加速度、集中力）～（霍尔效应、电磁效应、悬臂梁、S 型梁） 筒压力传感器），说明依据 2 分； 2. 准确表述出应用特点 5 分。 激励器 谐振子 拾振器 放大器