《传感器与测量技术》试题 一、问题解答(6×5=30分) 1.什么叫传感器？传感器主要由哪几部分组成？它们的作用和相互关系如何？ 2.什么是金属导体的电阻一应变效应和热电阻效应？ 3.请说明高频反射式电涡流传感器的基本结构和工作原理。 4.压电式传感器的工作原理是什么？压电式传感器的信号调理为什么必须要设置前置 放大器？ 其作用是什么？主要采用哪些类型的前置放大器？ 5.什么叫莫尔条纹？为什么利用莫尔条纹现象可以测微小位移？ 二、填空题(20分) 1.有一温度传感器，其微分方程为 30+34=0.157 dt 其中T为输入温度（℃），u为输出电压(mV),则该传感器的时间常数 静态灵敏度K= 若用此传感器去测量周期为50s的正弦信号， 其幅值动态误差=」 。 相位差0= 。(6分) 2.通常情况下，半导体NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而 :光敏电阻的 阻值随光强的 增加而 :LCI湿敏电阻的阻值随湿度的减小而 (3分) 3.分度号为Cu100的工业铜热电阻，其百度电阻比W(100)=1.42。当此热电阻置于 50℃热水中时， 其电阻值Rso= 2:若用其测量某天然气集输管线内天然气的 温度时， 其电阻值为1122，则此管道内天然气的温度为 ℃。(4分) 4.热电偶的工作原理是 ,热电偶的 热电势 包括 和 两部分。（4分) 5.二阶传感器系统动态特性标定主要是试验确定其动态响应的两个基本参数 和 ； 输入的动态标定信号通常 为 。(3分) 三、（15分)如图1所示柱式力传感器，实心圆柱体钢试件直径d=10mm,材料的弹性
《传感器与测量技术》试题 一、问题解答（6×5=30 分） 1．什么叫传感器？传感器主要由哪几部分组成？它们的作用和相互关系如何？ 2．什么是金属导体的电阻－应变效应和热电阻效应？ 3．请说明高频反射式电涡流传感器的基本结构和工作原理。 4．压电式传感器的工作原理是什么？压电式传感器的信号调理为什么必须要设置前置 放大器？ 其作用是什么？主要采用哪些类型的前置放大器？ 5． 什么叫莫尔条纹?为什么利用莫尔条纹现象可以测微小位移？ 二、填空题（20 分） 1．有一温度传感器，其微分方程为 u T dt du 30 + 3 = 0.15 其中 T 为输入温度（℃），u 为输出电压（mV），则该传感器的时间常数 = ， 静态灵敏度K= 。若用此传感器去测量周期为50s的正弦信号， 其幅值动态误差 = 。相位差 = 。（6 分） 2．通常情况下，半导体 NTC 热敏电阻的阻值随温度的升高而 ；光敏电阻的 阻值随光强的 增加而 ；LiCl 湿敏电阻的阻值随湿度的减小而 。（3 分） 3．分度号为 Cu100 的工业铜热电阻，其百度电阻比 W（100）=1.42。当此热电阻置于 50℃热水中时， 其电阻值 R50= ；若用其测量某天然气集输管线内天然气的 温度时， 其电阻值为 112，则此管道内天然气的温度为 ℃。（4 分） 4．热电偶的工作原理是 ，热电偶的 热电势 包括 和 两部分。（4 分） 5．二阶传感器系统动态特性标定主要是试验确定其动态响应的两个基本参数 和 ；输入的动态标定信号通常 为 。（3 分） 三、（15 分）如图 1 所示柱式力传感器，实心圆柱体钢试件直径 d=10mm，材料的弹性
模量E=2×1011N/m2, 泊松比u=0285。试件上贴四片相同的电阻应变片，其灵敏系数K=2.0,并采用直 流电桥线路进行测量。 为了提高测量精度和灵敏度，这四片电阻应变片应如何粘贴和怎样接入电桥线路， 请画出相应的粘贴 方式图和电桥电路图：若所受力F=3×10N,供桥电压U,=6V,此时电桥的输出电 压U。为多少？ (a)实心圆柱体钢试件 (b)圆柱体钢试件侧面展开图 图1柱式力传感器 四、（15分)一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径D=8mm,极板间初始间距 do=1mm., 极板间介质为空气，其介电常数0=8.85×1012F/m。试求： (1)初始电容Co: (2)当传感器工作时，间隙减小△d=10μm,则其电容量变化△C: (3)如果测量电路的灵敏K.=100mVpF,则在△d=±lum时的输出电压Uo。 五、(10分)三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统的结构和电气线路图如图 2所示。 请简要说明其测液位的工作原理和及其测量过程
模量 E=2×1011N/m2， 泊松比 =0.285。试件上贴四片相同的电阻应变片，其灵敏系数 K=2.0，并采用直 流电桥线路进行测量。 为了提高测量精度和灵敏度，这四片电阻应变片应如何粘贴和怎样接入电桥线路， 请画出相应的粘贴 方式图和电桥电路图；若所受力 F=3×104N，供桥电压 Ui=6V，此时电桥的输出电 压 Uo 为多少? (a) 实心圆柱体钢试件 (b) 圆柱体钢试件側面展开图 图 1 柱式力传感器 四、（15 分）一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径 D=8mm，极板间初始间距 d0=1mm.， 极板间介质为空气，其介电常数 ε0=8.85×10-12F/m。试求： （1）初始电容 C0； （2）当传感器工作时，间隙减小 d=10µm，则其电容量变化 C； （3）如果测量电路的灵敏 Ku=100mV/pF，则在 d=±1µm 时的输出电压 U0。 五、（10 分）三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统的结构和电气线路图如图 2 所示。 请简要说明其测液位的工作原理和及其测量过程
初级线国铁花 次级线圈1 次级线圈2 浮球 2 储槽 (a)结构图 (b)电气线略图 图2三段式爆管差动变压器电感液位传感器测量系统（两次级线圈结构相同） 六、(10分)请设计一数字转速计，画出其结构示意图并说明其工作原理和工作过程
(a)结构图 (b)电气线路图 图 2 三段式螺管差动变压器电感液位传感器测量系统（两次级线圈结构相同) 六、（10 分）请设计一数字转速计，画出其结构示意图并说明其工作原理和工作过程