一．填空題(每空1分，共15分)
1．如果所測試的訊號隨時間週期變化或變化很快，這種測試稱為________測試。
2．測量誤差按表示方法分類分為和
3．在電橋測量中，由於電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，________接法可以得到大靈敏度輸出。
4．熱電偶電動勢由電勢和電勢兩部分組成。
5．電渦流感測器可分為和兩大類。
6．由一種勻質導體所組成的閉合迴路，不論導體的截面積如何及導體的各處溫度分布如何，都不能產生熱電勢，這一定律被稱為熱電偶的_________定律。
7．衡量感測器的靜態特性的重要指標是重複性和遲滯等。
8．純金屬是製造熱電阻的主要材料，常用熱電阻有和
9．光敏電阻的光電流與光強之間關係，稱為光敏電阻的
10．光柵感測器由光源、透鏡、光柵和組成。
二．選擇題(在每小題的四個備選答案中選出乙個正確答案，並將其號碼填在題後的括號內。每小題1分，共15分)
1．電橋測量電路的作用是把感測器的引數變化轉為( )的輸出。
a. 電阻 b. 電容 c. 電壓 d. 電荷
2．壓電式加速度感測器是( )訊號的感測器。
a. 適於測量任意 b. 適於測量直流 c. 適於測量緩變 d. 適於測量動態
3．對於電渦流感測器的諧振測位移電路，當無金屬導體靠近時，其輸出電壓( )。
a. 最大 b. 最小 c. 隨機變化 d. 中間點
4． 感測器能感知的輸入變化量越小， 表示感測器的
a.線性度越好 b.遲滯越小 c.重複性越好 d.分辨力越高
5．電磁流量計消除正交干擾的方法常用（ ）和放大電路反饋補償兩種方式。
a．引線自動補償 b．電橋電路 c．感應電壓 d．電磁感應
6． 屬於感測器動態特性指標的是（ ）。
a．重複性 b．線性度 c．靈敏度 d．固有頻率
7． 固體半導體攝像元件ccd是一種( )。
a．pn結光電二極體電路 b．pnp型電晶體積體電路
c．mos型電晶體開關積體電路 d．npn型電晶體積體電路
8． 測量微位移工作台的位移量，可選用( )。
a．光柵感測器 b．電感感測器 c．電容感測器 d．應變感測器
9． 對生產流水線上的塑料零件進行自動計數，可採用的感測器為
a．光電感測器 b．霍爾感測器 c．電容感測器 d．電感感測器
10．家用空調中的測溫元件最好選用( )
a．熱電阻 b．熱敏電阻 c．熱電偶 d．光敏電阻
11．（ ）是指儀表實測輸入輸出特性曲線對理想直線性輸入輸出特性曲線的近似程度。
a．線性度 b．變差 c．重複性 d．再現性
12．反映測量結果中系統誤差影響程度的是（ ）。
a．精密度 b．準確度 c．精確度 d．精度數
13．光電器件的光譜特性是描述（ ）之間的關係。
a．光電流與電壓 b．光電流與光照 c．靈敏度與入射波長 d．靈敏度與調製頻率
14． 壓電式感測器可用於（ ）的動態測量。
a．壓力 b．溫度 c．應力 d．位移
15感測器屬於能量轉換型感測器。
a．應變式 b．壓電式 c．電容式 d．電感式
三．問答題(每小題6分，共30分)
1．(6分)敘述熱電偶中間導體定律，簡述此定律在實際應用中的作用。
2．(6分) 簡答壓電效應。
3．(6分) 簡答差壓式流量計的基本組成。
4．(6分)簡述壓電式感測器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時各自的特點。
5．(6分) 簡答霍爾效應。
四． 應用題(每小題10分，共30分)
1．(10分) 試選用某種感測器，設計測量車床主軸轉速的原理方案，並作簡要說明。
2．(10分) 請用電容感測器測量液位高度，敘述測量系統構成，測量原理和有關的測量公式。
3．(10分)應變片稱重感測器，其彈性體為圓柱體，直徑為d＝10cm，材料彈性模量e＝2.05×1011n/m2,用它稱50t重物體，若用電阻絲式應變片，應變片的靈敏係數k＝2，r＝120ω，問電阻變化多少？
五、原理分析題(10分)
由熱電偶工作原理可知，熱電偶輸出熱電勢和工作端與冷端的溫差有關，在實際的測量過程中，要對熱電偶冷端溫度進行處理，經常使用能自動補償冷端溫度波動的補償電橋，如圖所示，試分析此電路的工作原理
一．填空題(每空1分，共15分)
1．動態
2．絕對誤差、 相對誤差
3．全橋差動電路
4．接觸、 溫差
5．高頻反射式、 低頻透射式
6．勻質導體
7．線性度、 靈敏度
8．鉑熱電阻、 銅熱電阻
9．光照特性
10．光電元件
二．選擇題(
1．c；2．d ；3．a；4．d；5．a； 6．d；7．c ；8．a ；9．a ；10．b；
11．a；12．b；13．c；14．a；15．b
三．問答題(每小題6分，共30分)
1．（6分）答：在熱電偶迴路中接入第三種導體後，只要第三種導體兩端的溫度相同，就不會影響熱電偶迴路的總熱電勢。這就是熱電偶的中間導體定律（3分）。
根據中間導體定律，可以在迴路中引入各種儀表和連線導線，而不會對熱電勢有影響，同時也允許採用任意的焊接方法來焊製熱電偶。還可以採用開路熱電偶測量液態金屬和固體金屬表面的溫度（3分）。
2．（6分）答：某些電介質物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發生變形，並且在其表面上會產生電荷（3分），若將外力去掉時，它們又重新回到不帶電的狀態，這種現象就稱為壓電效應（3分）。
3．（6分）答：差壓式流量計由節流裝置、引壓導管和差壓變送器三部分組成（每部分2分）。
4．（6分）答：感測器與電壓放大器連線的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。（3分）
感測器與電荷放大器連線的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。（3分）
5．（6分） 答：所謂霍爾效應是指若在一半導體薄片的兩端通以控制電流i，並在薄片垂直的方向上施加磁感應強度為b的磁場，則在垂直於電流和磁場方向上將產生電勢uh的現象,所產生的電動勢稱為霍爾電壓或霍爾電勢。
四． 應用題(每小題10分，共30分)
1． （10分）答：本題目可以採用多種感測器設計，只要原理正確皆可得分。這裡以渦流感測器為例解答：
在車床主軸上開z 個槽(或齒)，旁邊安裝乙個電渦流感測器（3分），當車床主軸轉動時，電渦流感測器將周期性地改變輸出訊號，此電壓經過放大、整形可用頻率計指示出頻率數值為f（單位為hz）（4分），則轉軸的轉速n（單位為r/min）為：
（3分）
2． （10分）答：採用如圖所示內外圓筒分別作為電容的兩個極板組成電容感測器，可以用於測量液位。液位為零時的初始電容為：（3分）
（2分）
電容與液位的關係為：
（4分）
可見，電容的改變量與液位h成正比例關係（1分）。
3．（10分）解：電阻絲應變：
5分）電阻變化
（5分）
五、原理分析題(10分)
答：補償電橋法是一種利用電橋輸出電壓抵消熱電偶冷端溫度變化的溫度補償方法，圖中補償電橋與熱電偶冷端處在相同的溫度環境下，其中、、用電阻溫度係數極小的錳銅絲繞制，且阻值相等，即；用銅導線繞制，作補償電阻(2分)。使用時，用延伸導線將熱電偶冷端延伸至補償電橋處，使補償電橋與熱電偶冷端感受同一溫度。
選擇，使電橋處於平衡狀態，電橋輸出為零(2分)；當冷端溫度公升高時，補償電阻阻值增加，電橋失去平衡，輸出電壓增大，而熱電偶的輸出則因冷端溫度公升高而減小，若能保證電橋輸出的增加等於熱電偶輸出的減小，則線路總輸出就不隨著冷端溫度的變化而變化，達到冷端溫度補償的目的(3分)。
當使補償電橋滿足以下條件：
（2分）
只要不變，儘管波動，驅動電壓不會改變。這種補償電橋通常稱為冷端溫度補償器。目前國內有標準的冷端溫度補償器**（1分）。
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