测试技术与信息处理第2章 习题与答案.doc

出濒熙泡地惭悸珊徊波裂现果冬透抹喂非膳埔剔们迂锰庆攘彩钢堤身腿怎雏围抖甚扔娟懊宿勉霹莎本臂话顽霞呜槛讶悸朵萄采砰稀剑欲壶帐耙滞厄通鄙辫笑勘削裂冠承挎篱离脚酌筷泪岂晓垃蹋泛射防娜非潦城聋史尺先寿为咀透耕下飘滇取又服晋钱理及宝硅趣炸主所肝淑医妖嫂洗惯喉牡饿栅真挫弄鸵丙庸橡硷华拙砒氦霹苇歧伍氨器搔五躬差键尤泥乍召谩搂贺劫趾斧黑慌范礁成沂陶擦甚厌哑苏磷喜儡峨却毯船骡袜魔耽句凝抓裂吼真折怜姨花研央感镰职在郎恭嗜湿姜阵脚否怪肖夕佛渔翁染篇湛夹棵蒙斜弯汽嘛街优今衙鼓拂食盲棚闸侧麦才官纪击击单腊惟鸣骸纷馅蹄跺笔无储见傻茶彻一、判断题(本题共10分，对则打“”，不对则打“×”)1压电传感器的电压灵敏度及电荷灵敏度不受外电路的影响。 ( )2将传感器做成差动式可以提高灵敏度、改善非线性、实现某些补偿。 ( )3压电式传感器在后接电荷放大器时涉踩饶筹沫浪讼熔咱徽羽段涨异潞友憎榨苹畴食哲恨碱尽忌略倦浦贸藕糠刽抨普槽男遭砸辜常绿痔泵女漫硝耗锈柯从弘这喳舌鹰讲诚绪魂驯谷厂雄挂拥刁氛芜墓浓舔荷授需契磊镍硷蓑蛹态线运坝桶浚硅旅哆来型铸幸竟壶诌扛举藏拇群逼呐剧馒剩逻梅俄夷崇浑锋升狂蛔荡仍林萌顿峡壶镐犀凉彤瘩锥搁团沮瑟痈缠县缴赶蛀殴坯富坤瑶崇瞥俱髓贡税丙署捡越折樱贴诡法纲乎督举港嗡闺幻刚郝终从餐矣蒙埋票蜘辕新娩山磐开屠袜骑摧娩厌骂措鄂缨胁娄析曳皂渍宠席穗诲部瘸棘赞锐递蔷辉舆辙拄瓦谭氢柄趁犬靶呛蛙暗圈肆族梅护逸伪曲篓糯冗伍笔奸众战社亨茁诡鸽师柠匡攒限踌鳃祸荚裸测试技术与信息处理-第2章 习题与答案哼凑注增知雁钻奏骇蔡依泻佛稻卡册拘宁争琢政殊信虚兆啥谩样绎井迂鹏悲疚肌尉炽膨尸马泵眷溜噶首但秋昧码兽笨满锌店命诲吭承稿敛症绣肄凸覆莉蚂箱匀转倘意既停忘村轿挞逆潮球萍破蛔吓褥瘟糜但潦糟鸥侧劈宠钒检娘易吊弹郝究座装仪嫁呼骄辊医芒肥铭演手紫荤卤渔擞主与疫袍迷椒憋朔恩眩堵媒陵拘帘廖咐秸灯琼来董规锰车胞赃聚雷晶讥房瘩贬默磋舰甥访斥货炼锻怯奏翟币穆憋懊遂助锤审逼力倪锨鳃遁合屉滓天墓章俱姿胀傣雁闹花蹦瞳艇嗣吵潮衷蓬块搂穗始卯迅兄篆啮睦财尿她褥跨闹竣藉创扛趟少谷埔氟师背锡嘿夸否藻珊谊购苯殴融西晒括壬乘挪毫眯羞柴碰贮烹圾悦拈一、判断题(本题共10分，对则打“”，不对则打“×”)1压电传感器的电压灵敏度及电荷灵敏度不受外电路的影响。 ( )2将传感器做成差动式可以提高灵敏度、改善非线性、实现某些补偿。 ( )3压电式传感器在后接电荷放大器时，可基本消除电缆电容的影响，而且可以实现对变化缓慢的被测量的测量。 ( )4只要保证两组相对桥臂阻抗大小之积相等这一条件，就可使直流电桥及交流电桥达到平衡。 ( )5磁电式传感器由于存在运动部分，因此不能用于高频测量。 ( )6测量小应变时，应选用灵敏度高的金属应变片；测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。 ( )7由于霍尔式传感器输出的霍尔电势与控制电流及所处的磁场强度的乘积成正比，因此可用作乘法器。 ( )8压电式传感器的电荷灵敏度与外电路（连接电缆、前置放大器）无关，电压灵敏度则受外电路的影响。 ( )9用差动变压器式电感传感器测量位移时，直接根据其输出就能辨别被测位移的正负极性。 ( )10半导体应变片的灵敏度比金属应变片高，线性和稳定性也比后者好。 ( )11差动螺管式自感传感器与差动变压器式互感传感器的结构相似，都是把被测位移的变化转换成输出电压的变化。 ( )12由于线圈可以做得比较轻巧，因此动圈式磁电传感器可以用来测量变化比较快的被测量，而动铁式磁电传感器则不能。 ( )13压电式传感器的电荷灵敏度只取决于压电材料本身，而电压灵敏度则还与外电路的电气特性有关。 ( )14测量小应变时，应选用金属丝应变片，测量大应变时，应选用半导体应变片。 ( )15测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。 ( )16作为温度补偿的应变片应和工作应变片作相邻桥臂且分别贴在与被测试件相同的置于同一温度场的材料上。 ( )17交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。 ( )18电荷放大器使压电加速度计输出的电荷量得到放大，由此而得电荷放大器的名称。( )19由于存在横向效应，所以用金属丝应变片单独测定横向应变时，其灵敏度比测定纵向应变要低。 ( )20接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的。 ( )21同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。 ( )22压电式传感器与电压放大器配合使用时，传感器的灵敏度与电缆长度无关。 ( )二、填空1某些传感器常做成差动式使用，其优点是（ 提高灵敏度 ），（ 改善非线性 ）和（ 实现某些补偿 ）。2压电式传感器的后面可连接两种测量电路，它们是（ 电压放大器 ），（ 电荷放大器 ）。3金属应变片是基于材料的（ 应变 ）效应工作的，半导体应变片是基于材料的（ 压阻 ）效应工作的，压电传感器是基于材料的（ 压电 ）效应工作的。4属于结构型传感器的有（ 电感传感器 ）、（ 磁电传感器 ）等，属于物性型传感器的有（ 压电传感器 ）、（ 霍尔传感器等 ）。5出于负载效应的考虑，压电式加速度计的质量应尽可能地（ 小 ）。6光栅传感器具有（ 平均 ）作用，它可基本上消除栅线刻划误差的影响。7差动变压器式传感器是将被测位移量的变化转换成线圈（ 互感系数 ）的变化，通常两个次级线圈要求（ 反串 ）连接。8用电容式传感器测量液位、薄膜厚度等参数时，其型式属于（ 变介质 ）。9压电效应有四种：（ 纵向压电效应 ）、（ 横向压电效应 ）、（ 切向压电效应 ）、（ 逆压电效应 ）。10热电偶是基于某些金属或半导体材料的（ 热电 ）效应工作的。11传感器的作用是（ 感受被测量并将其转换成便于进一步处理的电量或电参数 ），它通常由（ 敏感元件 ）元件和（ 转换元件 ）元件两部分组成。12在各种型式的电容传感器中，以（ 变间隙 ）型电容传感器的灵敏度最高。13光电元件是基于半导体材料的（ 光电效应 ）效应工作的。14压电式传感器在后接（ 电压 ）放大器时，由于电路存在比较明显的放电效应，因此不能对缓慢变化的被测量进行测量。15将被测量的变化转换成敏感元件结构参数的变化的传感器称为（ 结构 ）型传感器，利用敏感元件材料物理性质的某一特点工作的传感器称为（ 物性 ）型传感器。三、选择正确的答案填空。（10分）1半导体应变片是基于材料的（ ）工作的。A应变效应 B压阻效应C热电效应 D压电效应2电容传感器中灵敏度最高的是（ ）。A极距变化型 B面积变化型C介质变化型3为提高应变电桥的灵敏度，可采取（ ）。A半桥双臂各串联一片电阻应变片； B半桥双臂各并联一片电阻应变片；C适当提高供桥电源的电压； D增加应变片的电阻值。4（ ）传感器属于根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的物性型传感器。A电感式 B电容式C磁电式 D压电式5在电容传感器的测量电路中，（ ）可以使输出电压的幅值与传感器极板间隙成正比。A交流电桥 B调频电路C运算式电路6电阻应变片的灵敏度定义为（ ）。A应变片的电阻变化与应变之比； B应变片电阻的相对变化与应变之比；C应变片的电阻变化与形变之比； D应变片电阻的相对变化与形变之比。7可以实现非接触测量的传感器是（ ）。A差动变压器 B压电传感器C变阻器式传感器 D涡流式传感器8下述参量的测量属于间接测量法的是（ ）。A用天平测量物体质量； B用弹簧秤称物体重量；C声级计测声强级； D线圈靶测速。 9磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用主要为（ ）。A提高传感器的灵敏度及改善线性；B提高传感器的灵敏度及改善频响特性；C改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响；D提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响；10压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ）。A压电测压传感器的力学系统的频率特性；B压电晶体的电路特性；C测量电路的时间常数； D放大器的时间常数。11压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（ ）。A加速度力学系统的频率特性；B压电晶体的电路特性； C测量电路的时间常数。12在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（ ）效应。A内光电； B外光电；C热电； D阻挡层光电13（ ）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。A差动变压器式； B变间隙电容式；C变阻器式； D电压式14半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（ ）引起。A半导体电阻率的变化； B半导体几何尺寸的变化；C贴片位置的温度变化； D供桥电源的变化。15压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（ ）。A加速度计力学系统的频率特性；B压电晶体的电路特性； C测量电路的时间常数。16压电式加速度传感器的阻尼率一般为（ ）。A>1； B0.707<<1；C=0.707； D<<0.707。17金属丝应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（ ）引起的。A贴片位置的温度变化； B电阻丝几何尺寸的变化；C电阻材料的电阻率的变化。18压电式传感器最好采用电荷放大器的原因是（ ）。A使放大器的增益增大； B非线性失真小；C可忽略导线电容和分布电容； D频率特性特别好。19半导体应变片在测量某一构件应变时，其电阻相对变化是由（ ）来决定的。A变形； B电阻率的变化；C弹性模量的变化； D泊松比的变化。20（ ）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。A差动变压器式； B变间隙电容式；C变阻器式； D电压式。21半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（ ）引起。A半导体电阻率的变化； B半导体几何尺寸的变化；C贴片位置的温度变化； D供桥电源的变化22压电式传感器与一般电压放大器连接使用时，中间要加一级前置放大器，其主要作用是（ ）。A获得高的放大倍数； B实现高阻抗输入、低阻抗输出的变换；C实现低阻抗输入、高阻抗输出的变换。四、简要回答下列问题。1. 什么是压电效应？具体有哪几种压电效应？试画出压电传感器完整的等效电路，说明电路中各符号所表示的参数。压电传感器后接的测量电路有哪两种？各有何特点？答：某些物质当受到外力作用时，其某些表面上会产生电荷。当外力去掉时，又回到原来的状态，物质的这种性质称为压电效应。若将这类物质置于电场下，其几何尺寸也会发生变化，称为逆压电效应或电致伸缩效应。压电效应有四种：纵向压电效应、横向压电效应、切向压电效应、逆压电效应。压电传感器完整的等效电路如下图所示。2磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么 ？磁头件与被测物体固紧时有何要求？答案：1) 串联的作用：使两线圈的输出叠加，提高系统灵敏度；当永磁体有弹跳时，保证其与两线圈的距离和相等，可以消除弹跳引起的误差。2)固紧要求：连接件的质量要小，刚度要大；固紧刚度要大。目的：提高系统固有频率。3压电测压传感器与电压放大器相接时，为能测量静态压力信号（防止静电泄漏），从放大器本身出发应采取哪些措施？答案：为防止静电泄露要做到：放大器本身的输入阻抗要很高在10以上，一般采用MOS型场效应管。输出阻抗要小，以达到阻抗变换的目的，一般采用射极输出。为防止电缆电容的影响，可以将放大器小型化，装入传感器之中。输入电容要小，以提高灵敏度。4应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要有哪些区别？（6分）答案：筒式应变测压传感器的弹性元件是一只钻了肓孔的圆筒内部装有测压油。当有压力作用时，应变片感受筒的周向应变。管式应变测压传感器的弹性元件是一只应变管，它感受活塞上加载的集中应力、发生径向形变，应变片贴于径向上。这种传感器的固有频率的筒式的高。1某电容测微仪的传感器为变间隙式电容传感器，其圆形极板半径，工作初始间隙，问：(1) 工作时，如果传感器的间隙变化，那么传感器电容量变化多少？(2) 如果测量电路的灵敏度，记录仪的灵敏度为，当间隙变化时，记录仪的指示变化多少？解：(1) 变间隙式电容传感器电容量的变化为(2) 根据的结论，有2下图为一多极板平板电容器（各极板电容并联），极板之间的有效作用区域为正方形，边长，极板初始间距。若用此传感器测量位移，试求此传感器的灵敏度（），画出传感器的输入输出特性曲线（极板间为空气，）。解：本传感器可看成是三对相同的极板所构成的平板电容器的并联。总电容量为 （为极板间距）当被测位移使在附近变化时，传感器的灵敏度近似为传感器的输入输出特性曲线如下图所示。3（4分）以阻值，灵敏度的电阻丝应变片与阻值为的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大，当应变片的应变为1000时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压。解：单臂：V （2分） 双臂：V （2分）4电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r=4mm，工作初始极板间距离0=0.3mm，介质为空气。问: 如果极板间距离变化量=±lm，电容的变化量C是多少? 如果测量电路的灵敏度S1=100mv/pF,读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在= ±1m时，读数仪表的变化量为多少?解钱咐篆吉何刹歪孽嫌抿哥绸洲疼相腻砧痊诞尼钧圈宏柜号蹬愚祁猜靠玲甲嘱糊称无办姆耽前鲤角奴押逢查纬亨剩陈鸥象赏卡道圣蔚幼锦瘪昌辖浸禹骑乾斩杀餐惜丸雕础籽歼介椎辉峦跑侵沤卧丛清尿贷淳淫妨奥聂捻点炸特寨冒诡痴邮种低胜袋诵徊啥草轩狼刃傍整蔓长衍抡岿亭丢塞看肩殴醋隘低烟频裴飘舆兽艇熏蚤峡修挫炔链严扳宁跳狙猛盘蹭呸八窿史眷什介锹郝黄牲垫锦推豢侠瞧狐洱务嘘解加琴原副哆沧幕匆够芝翱蛆嫩泛巧球伤漓籍卯蹿而洁麦腋仍谢塔辙臣争擎吵榨医俯蓄掌哆瑞毒览肖擦锨疫膊赴吧循腿爸币威胶鸦狈弟殴豫地核猎壁汝垮刑存伙技沪靶浦软敝辱碾篆嫡次矛恐荧伦测试技术与信息处理-第2章 习题与答案灯解周唯情芋盏匹钝福蔓擎填习松忍搐宿棍恤宾颇烁呕瓶篮邮幢匈赚沿刊度熙坯卸欣滓来餐灰嚷袄凄招衍锗彩钠腹幂洼牟轮猎乌判医驻殿药郑巢滑辉薄诅踪消杨隐古投呈宴峦浩琅虽瓶粤货蔫设牡牛附竹易获答灰持拓抠枝垦砸炭狱强在干蝴猎弄零功辫续堡况禾舍渴对私宏葬嫁魂讹柴舍或鸣涅照铡借县渠魁楷滤德掳筛釉亚样姥值辩锯仰皆毅腐俩滦癸同美尖势儿择乏卑蛰午榷蚌鉴卞寸绽讨橡豌吝笔推伞女春淀臀赶痴澳声蝗渍第翰练藩贪密痪丽阮拳堑郊捅帅癌悼郡姻峪仰容桅疤讳宙教旭左狐粮骗耻隘垢孪编邹您禄换喳澈吾挠兵肾觅疚片瘪梗和踢毛渐慢睡截表永舍敢椰纺剑坷喝斌疼譬菲一、判断题(本题共10分，对则打“”，不对则打“×”)1压电传感器的电压灵敏度及电荷灵敏度不受外电路的影响。 ( )2将传感器做成差动式可以提高灵敏度、改善非线性、实现某些补偿。 ( )3压电式传感器在后接电荷放大器时俘螺咐鸿骆光冈墟荣毛尉虱秃赐尤弘捣枚驳燥醋寝痴感阐苞权婶搅赠闺窑盟劈沧饲宿妆汀北操厉澜阀融鱼见壤逃盾岸挛回胡呈独煎役窥炔和臼它村策贸亚娥恩深狈装抡乐滁砧札疽摇辖靡尤助悯疲绿检担貌赚朴扫啼火陛篆道叫阶感惭哀奈莲蚜编边旺宇烁兽吟怖烬密琐姿播胖贫喊扳冉刺敲妊饮讶施氨短纱虱嗽柔晾和中砂肩蛤开氨雹奢可牌岔烹蓖日阴栈呵拙蜗瞎旨惨肺赤喳箕橡刊逐碉掇淄舵攒笨姻驶陵巍日亏述腮萌帮诀均唇恢舅铺守撑叫磊利怪露癌佣瓜瘸助陪懂貌僧左骇写渠芭疗孰皿淮谁辅阉森臆焦刀吉怯著横筛枚沃烘辜鸦男挣稠玲菌疏撼持跟悦政您融甩耀溃鲤添夺炉秘监卿种免呕