10月自考测试与传感技术预测试卷试题最终版答案1DOC

10月自考测试与传感技术预测试卷试题最终版答案1DOC测试与传感技术标准预测试卷（一）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题的列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.若单臂电桥的灵敏度为1/4，在相同情况下，双臂电桥的灵敏度为（B）A.1/4B.1/2C.2D.42.属于传感器动态特性指标的是（C）A.量程B.灵敏度C.阻尼比D.重复性3.热电偶式温度传感器的工作原理是基于（B）A.压电效应B.热电效应C.应变效应D.光电效应4.矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于（A）A.气敏传感器B.水份传感器C.湿度传感器D.温度传感器5.ADC0804是八位逐次逼近型的（B）A.数/模转换器B.模/数转换器C.调制解调器D.低通滤波器6.非确定性信号也称为（C）A.周期信号B.非周期信号C.随机信号D.数字信号7.信号对指定幅值的取值机会可用下列函数描述（D）A.互相干函数B.自相关函数C.互相关函数D.概率密度函数8.某温度计测量范围是－20℃～+200℃，其量程为（B）A.200℃B.220℃C.180℃D.240℃9.衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是（A）A.重复性B.稳定性C.线性度D.灵敏度10.霍尔元件用半导体材料制成，体积小，结构简单，可以测量（C）A.湿度B.酒精浓度C.转速D.温度11.用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数τ（A）。A：越小越好B：越大越好C：0.6～0.7之间最好D：负值最好12.由RC串联电路组成的一阶低通滤波器属于（D）A.数字滤波器B.放大滤波器C.有源滤波器D.无源滤波器二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。13.频率特性是在初始条件为0的情况下对线性定常系统的研究，是在正弦信号的激励下，当系统响应稳定时才能测量，线性定常系统最重要的特性是迭加性/比例特性/频率保持性。14.线性电位计其长度单位的电阻值是常数。15.湿敏元件利用湿敏材料吸收空气中的水份而导致本身电阻值发生变化的原理而制成。16.光栅位移传感器无细分时，分辨率为0.02mm，在四细分后，其分辨率为0.005mm。17.能用明确的数学关系式或图表描述的信号称为确定性信号。18.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。19.发电型位移传感器是将被测物理量转换为电源性参量，如电动势、电荷等。20.设有两只力传感器均可作为二阶系统处理，固有频率分别为800Hz和2.2kHz，阻尼比均为0.4，欲测量频率为400Hz正弦变化的外力，应选用2.2KHZ。21.带通滤波器用于通过某一频段的信号，而将此频段以外的信号加以抑制或衰减。22.信号的频谱图包括幅频图和相频图。23.传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为传感器的动态特性。24.设某传感器的理论满量程输出值为Y，其校准曲线与拟合直线相比的最大偏差为△Lmax,则该传感器线性度的计算公式为Lσ=max||100%/LY??。三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）25.按输出信号的性质，传感器可分为哪些类型？答：按输出信号的性质可将传感器分为开关型、模拟型和数字型。26.说明压电加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器的原因。答：压电传感器本身的内阻抗很高，而输出的能量又非常微弱，因此在使用时，必须接高通入阻抗的前置放大器。电荷放大器即可，且其输出电压与电缆分布电容无关。因此，连接电缆即使长达几百米以上，电荷放大器的灵敏度也无明显变化，这是电荷放大器的突出优点。27.写出信号()xt和()yt的互相关函数()xyRτ的定义式，并说明()xyRτ和()yxRτ的关系。信号()xt和()yt的互相关函数()xyρτ，说明()xyρτ的取值分别为0和1时，()xt与()yt的关系。答：()xt和()yt的互相关函数的定义式01()lim()()TxyxRxtytdtTττ→∞=+?()xyRτ和()yxRτ的关系为：()()yxyxRRττ=-在图形上，两者对称于坐标纵轴。()xyρτ=0说明()xt和()yt完全不相关；()xyρτ=1说明()xt和()yt完全相关。28.简述正温度系数热敏电阻的含义。答：正温度系数热敏电阻，在测量温度范围内，其阻值随温度增加而增加，最高温度通常不超过140℃。29.用框图说明传感器的组成原理。答：传感器组成原理框图：30.说明模/数转换器的技术指标主要有哪些？解：数/模转换器的技术指标主要有分辨率、精度、线性度和输出电压（或电流）的建立时间。四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）31.某次压力测量时，压电式传感器的灵敏度为80.Onc/MPa，将它与增益为0.005V/nc的电荷放大器相连，其输出接到灵敏度为20mm/V的笔式记录仪上，求：（1）计算此系统的灵敏度；（2）当压力变化10MPa时，记录笔在纸上的偏移量是多少?解：（1）系统的总灵敏度012380.0/0.005/20/8/KkkkncMPaVnmmVmmMPa==??=（说明当压力变化1MPa时，偏移量为8mm）（2）80mm32.霍尔式转速传感器输出信号频率为f=30HZ，被测物上的标记齿数为z=2求：（1）所测转速为多少?（2）角速度又是多少?解：（1）所测转速为：60/6030/2900/minnfzr==?=（2）角速度2/230/294.2/fzradsωππ==?=33.求正弦信号22()sin()xxxxtXtTωμσψ=周期为的均值、方差、均方值解：根据公式：均值0011()sin0TTxxtdttdtTTμω===??方差：22220211[()](sin0)2TTxxXxtdttdtTTσμω=-=-=??均方值：22222xxxXψσμ=+=五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）34.有一电阻应变片，灵敏度系数K=2，电阻R=120Ω。设其工作时应变为1000με。求（1）应变片的电阻变化量△R；（2）采用应变仪电桥，若Ui=6V，计算U0的值。解：（1）因为/RRKε?=所以621000101200.24RKRε-?==???=Ω（2）一片应变片采用应变仪电桥，所以为单臂形式60/421000106/43iUKUmVε-==???=35.有一变极距型电容位移传感器，极板间初始距离为02mmδ=，空气的介电常数为128.8510/Fmε-=?，极板间的覆盖面积S=0.004m2，求：（1）初始电容量C0；（2）当0/δδ?≤1时，灵敏度K的表达式。解：（1）12038.85100.00417.70210SCpFεδ--??===?（2）当0/δδ?≤1时，20/KSεδ=测试与传感技术标准预测试卷（二）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题的列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力的量为（B）A.线性度B.灵敏度C.重复性D.稳定性2.测量液面高度的电容式液位计属于何种电容位移传感器（C）A.变极距型B.变极板面积型C.变介质型D.变气隙型3.变气隙型位移传感器的自感L与气隙厚度δ的关系是（A）A.非线性关系B.线性关系C.对称关系D.互补关系4.金属电阻应变片受力会产生电阻值的变化，其主要原因是（D）A.压阻效应B.压磁效应C.压电效应D.电阻丝的几何尺寸变化5.固体半导体摄像机所使用的固体摄像元件为（D）A.LCDB.LEDC.CBD将毫伏表接人热电偶回路中，只要保证两个结点温度一致，就能正确测出热电动势而不影响热电偶的输出，这一现象利用了热电偶的.（C）A.中间温度定律B.参考电极定律C.中间导体定律D.中间介质定律7.模/数转换器的分辨率以输出二进制数的位数表示，如模/数转换器的输出为十位，最大输入信号为5V，则转换器的输出能分辨出输入的电压信号为（C）A.2/510VB.510/2VC.5/210VD.210/5V8.在采样过程中，必须遵循采样定理，即满足（C）A.2sHff=B.2sHff＜C.2sHff＞D.sHff＝9.半导体应变片的工作原理是基于（A）A.压阻效应B.热电效应C.压电效应D.压磁效应10.属于发电型的测力传感器有（D）A.电阻应变式B.电感式C.电容式D.压磁式11.测试系统的传递函数和（B）A：具体测试系统的物理结构有关B：具体测试系统的物理结构无关C：输入信号有关D：输出信号有关12.信号()xt和()yt的互相关函数表示为（C）A.()xρτB.()xRτC.()xyRτD.()xyρτ二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。13.互感式位移传感器是将被测位移量的变化转换成互感系数的变化，其基本结构原理与常用变压器类似，故称其为变压器式位移传感器。14.涡流式位移传感器是利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈变化阻抗Z的一种装置。15.在某些晶体的极化方向施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形也随之消失，这种物理现象称逆压电效应。16.电桥在测量时，由于是利用了电桥的不平衡输出反映被测量的变化情况，因此，测量前电桥的输出应调为零。17.光栅位移传感器的辨向电路中，用于辨向的两路信号其相位差多取为90度。18.为了提高自感位移传感器的精度和灵敏度，增大特性的线性度，实际用的传感器大部分都做成差动式。19.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，在其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，当外力去掉后，又恢复到不带电状态，这种物理现象称为正压电效应。20.压电式压力传感器适于测动态力和冲击力，但不适于测静态力。21.热电型红外敏感元件将被测物体发出的红外线作为热源，接收其热能后产生热电效应而变成电信号。22.临界温度系数热敏电阻的特点是在临界温度附近电阻有急剧变化，因此不适于较，温度范围内的测量。23.有源滤波器由运算放大器和RC网络组成。24.振动测试时，如果用白噪声作为信号源，它所提供的信号是完全随机的，因此白噪声的自相关函数为0。三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）25.简述现代测试系统的特点。智能化、经济性、网络化176页26.简述长光栅位移传感器的工作原理。答:若光栅栅距为W，两个相邻莫尔条纹的间距为BH，则有BH=/Wθ。根据莫尔条纹的性质，当两个光栅沿刻线垂直方向作相对移动时，莫尔条纹相对栅外不动点沿着近似垂直的运动方向移动，光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移动一个条纹间距BH，光栅运动方向改变，莫尔条纹的运动方向也作相应改变；莫尔条纹的光强度随条纹移动按正弦规律变化。因此，可根据莫尔条纹移动的条纹数和方向，测出光栅移动的距离和方向。27.什么叫调制，什么叫解调，调制分为哪些种类？调制是指利用低频信号（缓变信号）对高频信号的某特征量（幅值、频率或相位）进行控制或改变，使该特征参量随着缓变信号的规律变化。解调是指从已调制波中不失真地恢复原有的低频调制信号的过程。调制分为三种：调幅、调频和调相。28.写出信号()xt的自相关函数()xRτ的定义式，其中时延量为说明τ，并说明自相关函数描述了信号的哪些特征？信号()tx的自相关函数()τxR定义为()()()dttxtxTRTTxττ+=?∞→01lim式中τ—时延量。自相关函数()τxR的性质：1）当时延τ=0时，信号的自相关函数就是信号的均方值2xφ。2）()()τxxRR≥0，自相关函数在τ=0处取峰值。3）()()ττ-=xxRR。4）周期信号的自相关函数必呈周期性。29.简述压电式加速度传感器的