华东理工大学网络教育学院
检测技术（本）_201906_模拟卷1_答案
  试卷满分100分。考试时间90分钟。
（注意：全部答在答题纸上，答试卷上无效，试卷与答题纸分开交）
一、 填空题（共20分，每空1分）
1. 传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术，它是检测（传感）原理、  材料科学、 工艺加工  等三个要素的最佳结合。
2. 产生零点残余电压的原因主要有：基波分量、高次谐波。
3. 光栅传感器由照明系统、光栅副和光电接收元件组成。
4. 电容传感器除了有极板间电容外，极板与周围物体也产生电容联系，称之为    寄生电容    ，对传感器产生严重干扰，为此必须采用    静电屏蔽        措施，将电容器极板放置在金属壳体内，并将壳体与大地相连。
5. 莫尔条纹的三大特点是：  运动对应关系    ；  位移放大作用  和 误差平均作用 。
6. 石英晶体有三个晶轴，Z轴又称  光轴  ， X轴又称  电轴  ， y轴称  机械轴  。
7. 压电式传感器的前置放大器有两种形式：  电压放大器    和  电荷放大器    。
8. 应变式传感器产生温度误差的原因一是 电阻丝具有一定的温度系数；二是 电阻丝材料和测试材料的线膨胀系数不同 。
二、 选择题（共10分，每题2分）
1.     A    是指在同一工作条件下，输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
A 重复性      B 零点漂移    C 温度漂移    D 迟滞
2. n位的二进制码盘具有    A    种不同的编码。
A 2n            B 2n+1          C 2n-1        D 2n+1-1
3. 不等位电势是产生灵位误差的主要因素，产生不等位电势的主要原因是：  C  。
A 霍尔电势的引线布局不合理  B 控制电流极和霍尔电势极的欧姆接触不良
C 霍尔电极不在同一等位面上  D 霍尔电势极的焊点大小不同导致的温床效应
4. 光栅的栅线密度为50线/mm， 则光栅常数为  D  。
A 50mm        B 0.01mm        C 2mm    D 0.02mm
5. 为解决单个变极板间距型电容传感器输出特性的非线性问题，通常采用 D 测量电路。 
A 二极管环形检波电路        B 差动脉冲宽度调制电路
C 交流不平衡电桥            D 运算法测量电路
三、 判断对错并改正（共20分，每题2分，正确打“√”，错误打“×”）
1. 磁敏二极管r区（复合区）和其他部分复合能力之差越小，磁敏二极管的灵敏度就越高。 （ ）×复合能力之差越大
2. 当一定波长的入射光照射到CCD时，若CCD的电极下形成势阱，则光生少数载流子就积累到势阱中，其数目与光照时间和强度成反比。（ ）× 成正比
3. 电容传感器的运算法测量电路可以从原理上解决使用单个变间隙型电容传感器输出特性的非线性问题。（  ）
4. 若想确定码盘式传感器的转角，不但要考虑码盘的起始和终止位置，还要考虑其转动的中间过程。（ ）×与中间过程无关
5. 可以用减小电容极板面积，增大极板间距的方式减小边缘效应的影响。（  ）× 增大电容极板面积，减小极板间距
6. 电感传感器的铁心一般工作在饱和状态下，其磁导率远大于空气的磁导率。（ ）×非饱和状态下
7. 传感器的静态特性是传感器的输出值能够真实地再现变化着的输入量能力的反映。（ ）× 静态特性改为动态特性
8. 晶体在沿着电轴方向的力作用下不产生压电效应。（ ）×光轴不产生压电效应
9. 应变片产生温度误差的原因主要是应变片电阻丝的温度系数及电阻丝材料与被测试材料的线膨胀系数不同。（  ）
10. 一般调节莫尔条纹宽度主要采用方法是调节主光栅和指示光栅的夹角。(  )
四、 问答题（共20分，每题5分）
1. 给出传感器的定义并画出传感器组成结构图。
感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转化成便于处理和传输的另一种物理量(一般为电量)的装置。
2. 霍尔片不等位电势是如何产生的？减小不等位电势可以采用那些方法？
产生原因：由于制造工艺不可能保证将两个霍尔电极对称地焊在霍尔片的两侧，致使两电极点不能完全位于同一等位面上;霍尔片电阻率不均匀或片厚薄不均匀或控制电流极接触不良都将使等位面歪斜，致使两霍尔电极不在同一等位面上而产生不等位电动势。
不等位电势补偿方法：工艺上采取措施降低U0；
采用补偿电路加以补偿。
3. 在所学过的传感器中，列举至少4种测量油罐液位的传感器。
答：电容式传感器、光电液位传感器、光纤传感器、超声波液位传感器
4. 压电式传感器的前置放大器作用是什么？
等一分钟mv答：压电式传感器的前置放大器有两个作用：把压电式传感器的高输入阻抗变换为低阻抗输出；放大压电式传感器输出的弱信号。
五、 计算题（共20分，每题10分）
1. 有一压电加速度计，供它专用电缆的长度为1.2m，电缆电容为100pF，压电片本身电容为1000pF。出厂标定电压灵敏度为100mV/g，若使用中改用另一根长为2.9m电缆，其电容量为300pF，问其电压灵敏度如何变化？
解：电压放大器式压电传感器灵敏度   
   
           
2. 有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为120Ω，灵敏度系数k=2，泊松比，桥路电压为2V，物重m引起R1、R2变化增量为1.2Ω。
(1) 画出应变片组成的电桥电路。
(2) 计算出电桥的输出电压。
(3) 说明R3、R4起到什么作用？                   
①画出应变片组成的电桥电路。
∙ 计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。
∙  
 ①应变片组成全桥电路；
②, 
,，
输出电压为：
③R3、R4可以进行温度补偿。
六、 设计说明题 （共10分）
现要测量一个5000 r/min的高速运转轴的转速。根据所掌握的传感器知识，设计出一种可以测量的方案，要求如下：
(1) 详细描述所设计的传感器的工作原理和特性。
(2) 画出测量原理方框图。
此题为设计题，答案不唯一，只要描述清晰、测量原理图正确即可。可以采用霍尔式传感器进行测量。说明采用的传感器正确，得3分。将方案测量原理说明正确，得3分。画出正确的系统方框图得4分。