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全国自考传感器与检测技术真题 2001年10月 ——— 2013年10月全 全国2001年10月自学考试传感器与检测技术试卷 课程代码：02202 第一部分 选择题（共24分） 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ ） A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度 2．属于传感器动态特性指标的是（ ） A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率 3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ ） A．光电式传感器 B．电容式传感器 C．压电式传感器 D．磁电式传感器 4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ ） A．变极板面积型 B．变极距型 C．变介质型 D．容栅型 5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ ） A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ ） A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度 C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗 7．固体半导体摄像元件CCD是一种（ ） 第 1 页 A．PN结光电二极管电路 B．PNP型晶体管集成电路 C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管集成电路 吸收电路，其作用是（ ） A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声 C．克服串扰 D．消除电火花干扰 9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（ ） A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.315 10．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ ） A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（ ） A．周期偶函数 B．非周期偶函数 C．周期奇函数 D．非周期奇函数 12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（ ） A．2X(f) B．2X(f) C．2X(f) D．2X(f) 3333第二部分 非选择题（共76分） 二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。 13．对传感器进行动态 的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过 的能力。 15．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 方向发展。 16．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。 17．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用 技术。 18．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，则表明扭矩 。 19．电容式压力传感器是变 型的。 20．一个半导体应变片的灵敏系数为180，半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为 Pa-1。 21．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为 。 22．热敏电阻常数B大于零的是 温度系数的热敏电阻。 23．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的 。 24．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为1、2、3、4，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应为 。 三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分） 25．简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 26．回答与直线式感应同步器有关的下列问题： （1） 它由哪两个绕组组成？ （2） 鉴相式测量电路的作用是什么？ 27．简述压磁式扭矩仪的工作原理。 28．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 29．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。 30．采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？ 四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分） 31．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求： （1） 被测轴的转速是每分钟多少转？ （2） 在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？ 32．一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。 33．求正弦信号x(t)=x0sinωt的自相关函数。 五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分） 34．图示为电阻网络D/A转换电路。 第 2 页 （1） 写出电流i与电压VREF的关系式。 （2） 若VREF=10V 输入信号D3D2D1D0=1000， 试计算输出电压V0=？ 35．已知某信号的傅里叶级数展开式为 x(t)= n1 4Anπsincosnω0t nπ2 试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值，并绘出其幅值谱图。 第 3 页 第 4 页 第 5 页 第 6 页 第 7 页 第 8 页 第 9 页 2004年下半年高等教育自学考试全国统一命题考试 传感器与检测技术 试卷 (课程代码2202) 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．属于传感器动态特性指标之一的是 【 】 A．灵敏度 B．固有频率 C．线性度 D．重复性 第 10 页 2．采用直流放大器对微弱的、变化缓慢的信号进行放大时，影响测量精度的主要原因是 【 】 A．零点漂移 B．信号微弱 C．放大倍数不足 D．噪声干扰 3．变极距型电容式位移传感器的初始极距0=0.1mm，为保证测量的线性度，应使被测位移量满足 【 】 A．｜｜>>0.1mm B．｜｜>0.1mm C．｜｜<0.1mm D．｜｜<<0.1mm 4．电荷放大器是一个具有反馈电容的高增益运算放大器。该运算放大器的输入阻抗应 【 】 A．<109 B．>109 C．<1012 D．>1012 5．在相同工作条件下，对同一被测物理量进行多次连续测量所得结果的一致性越好，说明该传感器的 【 】 A．线性度越好 B．灵敏度越高 C．重复性越好 D．稳定性越好 6．固体半导体摄像机的感光部分是 【 】 A．光电转换及放大元件 B．电荷耦台器件 C．热电元件 D．光导摄像管 7．有源滤波器由运算放大器和 【 】 A．RC网络组成 B．RL网络组成 C．LC网络组成 D．RLC网络组成 8．发光二极管显示器的英文缩写为 【 】 A．LCD B．LED C．BCD D．CRT 9．静电屏蔽的作用在于消除静电荷对测量仪器产生的 【 】 A．高次谐波干扰 B．放电干扰 C．静电场干扰 D．漏电流干拢 10．由RLC串联网络组成的带通滤波器的中心频率为500Hz，带宽为200Hz，则品质因数为 【 】 A．0.4 B．0.8 C．2.5 D．5 11．已知一信号的直流分量为零，交流分量的幅值不为零，则该信号的 【 】 A．方差等于均方值 B．方差等于零 C．均值等于均方值 D．均方值等于零 第 11 页 12．信号x(t)与信号y(t)为频率相同、幅值不同、相位差恒定的两个周期信号，则其互相关函数Rxy ()与这两个信号的 【 】 A．频率无关，相位差无关 B．频率有关，相位差有关 C．频率无关．相位差有关 D．频率有关，相位差无关 二．填空题(本大题共12小题．每小题1分，共12分】 不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。 13．用表格法进行传感器输出线性化处理的实质是________线性补偿。 14．对传感器输入相同幅值、不同频率的正弦信号，测量传感器的输出特性，这种试验是对传感器进行________标定。 15．电位计式位移传感器的电阻灵敏度与电位计电阻元件的有效长度成反比，与电位计的总电阻成_________。 16．用电涡流位移传感器测量旋转轴的转速，其测速齿轮必须用_________材料 制成。 17．硅芯片式流速传感器的输出信号与流速的_________成线性关系。 18．磁栅式位移传感器的磁头在动或不动的情况下都有感应电动势输出的是_____________磁头。 19．气敏元件表面吸附被测气体时，它的________将发生变化。 20．亮度式温度传感器和比色式温度传感器都属于___________式温度传感器。 21．不能准确预测未来瞬时值，也无法用确切的数学关系式描述的信号称为____。 22．自功率谱是描述随机信号在___________________域的特征函数。 23．若在时域将信号压缩，则在频域其频谱将________________。 24．对机械结构施加某种预定要求的作用力，使之发生振动，称之为________。 三、问答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分) 25．现有数字电压表、放大器、信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、被标定的传感器等。请设计一个用比较法对被标定传感器进行动态标定的系统，并简要说明标定原理。 26．在采用压电式传感器的测量系统中，电荷放大器的作用是什么? 第 12 页 27．说明人工视觉系统中图像输大部分的功能。 28．简述结露传感器在磁带录像机中的应用情况。 29．简述利用算术平均值法进行数字滤波时的过程，并写出计算公式。 30．说明如图所示的周期矩形信号x(t)与非周期矩形信号x1(t)在频谱结构上的差异和关系。 四、计算题(本大题共3小题,每小题8分,共24分) 3l．一压电式加速度传感器，其灵敏度为：k150pC/(ms2)，与其相接的电荷放大器灵敏度为：k20.006V/pC，记录仪灵敏度为：k3=20mm／V． (1)求系统总灵敏度K0． (2)若记录仪记录到的曲线高度为57mm，求此时所对应的加速度。 32．下图给出了一种测温范围为0℃~100℃的测温电路，其中R1=10(1+0．005t)k 第 13 页 感温热电阻；R0 =10k，工作电压E=10V，M，N两点的电位差为输出电压。计算该测温电路的平均灵敏度。 33．已知铂铑—铂热电偶在冷端为0℃时的热电动势如下表，写出该热电偶在冷端为20℃时的热电动势表(自40℃至100℃)。 T(℃) E(T,0)(m,V) 五、应用题(本大题共2小题，每小题8分，共16分) 34．一霍尔传感器和带齿圆盘组成转速测量装置，经放大器和记录仪，其输出信号如记录纸图所示。 (1)若齿轮齿数为z=14，求被测转速为每分钟多少转? (2)用金属铝作为带齿圆盘，是否可行，为什么? 20 0.113 40 0.235 60 0.364 80 0.500 100 0.643 35．分析以下有关滤波器的问题 (1)推导图示滤波器的频率特性表达式。 (2)画出幅频特性示意图。 (3)指出该电路具有何种滤波作用? 第 14 页 2005年10月自考试题传感器与检测技术 第 15 页 第 16 页 第 17 页 第 18 页 第 19 页 第 20 页 第 21 页 2006年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 传感器与检测技术 试卷 (课程代码2202) 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．属于传感器时域动态特性指标的是 【 】 A．阶跃响应 B．固有频率 C．临界频率 D．阻尼比 2．表述传感器在相同条件、长时间内，输入输出特性不发生变化之能力的评价参数是 【 】 A．工作寿命 B．稳定性 C．稳定时间 D．温度漂移 3．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量转换型的是 【 】 ． A．压电式传感器 B．热电式传感器 C．光电式传感器 D．压阻式传感器 4．量程大的电容式传感器的类型是 【 】 A．容栅型 B．变介质型 C．变极距型 D．变极板面积型 5．机械阻抗的振动测试中，阻抗头的输出是 【 】 A．激振力和振动位移 B．激振力和振动加速度 C．振动位移和振动加速度 D．振动速度和振动加速度 6．在压电式加速度传感器中，将被测加速度转变为力的是 【 】 A．压电元件 B．质量块 C．弹性元件 D．基体 7．温度反映了物体内部 【 】 A．电子运动剧烈的程度 B．质子运动剧烈的程度 C．原子运动剧烈的程度 D．分子运动剧烈的程度 8．下列温度传感器不属于非接触式温度传感器的是 【 】 A．亮度式温度传感器 B．全辐射式温度传感器 C．P-N结温度传感器 D．比色式温度传感器 第 22 页 9．在光栅位移传感器的辨别方向电路中，采用的信号相位差可取 【 】 A．0° B．90° C．180° D．360° 10．变压器隔离电路中实现信号传递的途径是 【 】 A．漏电耦合 B．电容耦合 C．磁通耦合 D．光电耦合 11．若模／数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为 【 】 A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 12．正常人的心电图信号为 【 】 A．模拟信号 B．离散信号 C．随机信号 D．数字信号 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．影响传感器稳定性的因素是时间和 。 14．几个传感器串联组成的检测系统的总灵敏度等于各传感器的灵敏度之 。 15．对于应变式扭矩传感器，当采用半桥测量时需要 对电刷一滑环式集流装置。 16．压电式传感器中的压电晶片既是传感器的 元件，又是传感器的转换元件。 17．应变式加速度传感器直接测得的物理量是敏感质量块在运动中所受到的 。 18．半导体硅流速传感器的平面发热体与流速方向平行放置时，发热体的 端会先冷一些，以此可测流速方向。 19．热力学温度T，与摄氏温度t的关系是 。 20．在热电偶中，热电动势的大小与两种导体材料的热端和冷端的 有关。 21．为了消除设备启、停时产生的电火花干扰，通常采用 吸收电路。 22．在传感检测系统中，常用的显示方式有模拟显示、数字显示和 显示三种。 23．自相关系数反映了原信号和将信号 后的信号之间的相关程度。 24．若瞬变信号x(t)的频谱X(f) ，则信号ax(bt)（其中a、b均为正实常数）的频谱为 。 三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分) 25．什么是传感器的静态特性?试举出三个表征静态特性的指标。 26．对于电位计式位移传感器，其后接测量仪器的输入电阻对传感器的输出特性有何影响?如何减少这个影响? 27．以光电变换为基础的视觉传感器一般由哪四部分组成? 28．图示为矿灯瓦斯报警器的原理图，其中RQ为气敏元件。简述一定浓度的瓦斯引起信号灯闪光报警的原理。 29．图示为热敏电阻式湿度传感器的电路原理图，简述该传感器的工作原理及电桥调整方法。 30．简述液晶显示器(LCD)的应用特点。 第 23 页 四、计算题(本大题共3小题，每小题8分，共24分) 531．已知拉伸试件的弹性模量E=2×10MPa，泊松比=O.3，如图a所示沿其轴向和横向粘贴四个规格相同的应变片，并按图b所示方式进行组桥。应变片的灵敏系数K=2， (1)如何将四个应变片接入桥路才可得到最大输出?写出输出电压与试件轴向应变的关系式。 (2)若供桥电压U1=5V，测得输出电压为U0=5.2mV，求试件轴向应力。 32．10位电阻解码网络D／A转换器在RF=3R的条件下，试回答以下问题： (1)输出电压的表达式及分辨率。 (2)当输入的数字量D=1001000001，参考电压UR=5V时的输出电压U0是多少? 33．一矩形单脉冲信号x(t)如图口所示： (1)计算该信号的频谱，并画出其频谱图。 (2)信号y(t)(如图b)的频谱与图a的频谱有无区别?请简要说明原因。 五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分) 34．某转速传感器的结构如图所示，励磁线圈W1和输出线圈W2绕在铁芯1上，十字轮2与被测轴相连，其转速n(r／min)即为被测轴转速。十字轮由铁磁材料制成。 (1)请说明该传感器在励磁线圈施加直流电压时的工作原理。 (2)给出输出信号e0的频率f与被测轴转速n的关系。 (3)当励磁线圈施加电压ei分别是直流和交流时，其输出信号e0的波形有何区别? 为什么? 第 24 页 35．图示为热电阻电桥式测量电路，测温范围是0～100℃，其中： R1＝10（1＋0.04t）k为感温热电阻，R0为常值电阻，R0＝10k，E=6V为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问 (1)如果0℃时的电路输出电压为1V，常值电阻Rs应取多少? (2)计算该测温电路在测温范围O～100℃的平均灵敏度。 2007年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 传感器与检测技术 试卷 (课程代码 2202) 本试卷共8页，满分100分，考试时间150分钟。 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．传感器的分辨力越高，表示传感器 【 】 A．迟滞越小 B．重复性越好 C．线性度越好 D．能感知的输入变化量越小 2．属于传感器静态特性指标的是 【 】 A．量程 B．阻尼比 C．临界频率 D．固有频率 3．适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是 【 】 A．转速 B．温度 C．厚度 D．加速度 4．在下述位移传感器中，既适宜于测量大的线位移，又适宜于测量大的角位移的是 【 】 A．电容式传感器 B．电感式传感器 C．光栅式传感器 D．电阻应变式传感器 5．测量范围小的电容式位移传感器的类型为 【 】 A．容栅型 B．变介质型 C．变极距型 D．变极板面积型 6．当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反 的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为 【 】 A．压阻效应 B．压电效应 C．应变效应 D．霍尔效应 7．热敏电阻式湿敏元件能够直接检测 【 】 A．温度 B．温度差 C．绝对湿度 D．相对湿度 第 25 页 8．红外光导摄像管中红外图像所产生的温度分布可以在靶面上感应出相应电压分布 图像的物理基础是 【 】 A．压电效应 B．电磁感应 C．光电效应 D．热电效应 9．便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和 【 】 A．RC网络组成 B．LC网络组成 C．RL网络组成 D．RLC网络组成 10．在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是 【 】 A．克服串扰 B．抑制共模噪声 C．抑制差模噪声 D．消除电火花干扰 11．已知信号x(t)与y(t)的互相关函数Rxy()，当=0时相关程度最高，则y(t)与 x(t)的互相关函数尺，Ryx()相关程度最高时，应满足 【 】 A．<0 B．=0 C．>0 D．=l 12．若周期信号x(t)的基波角频率为w，则其周期为 【 】 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．在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，传感器允许超过测量范围的能力称为 ____________________。 14．检测系统中．模拟式显示在读数时易引起____________________误差。 15．光纤陀螺式角速度传感器利用了____________________相干光的干涉现象。 16．传感器在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间不一致程 度的指标，称为____________________。 17．气敏传感器是一种将检测到的气体成份和__________________转换为电信号的传感器。 18．设一圆形截面绕线式位移传感器的线圈半径为5mm，共绕制100圈，线圈总电阻为 1，则传感器的灵敏度为____________________。 19．硅芯片式流速传感器的输出信号与流速的平方根成_______________关系。 20．数据处理中使用的温度补偿方法有表格法和____________________。 21．热敏电阻常数小于零的是____________________温度系数的热敏电阻。 22．随机信号是指不能准确预测未来瞬时值，也无法用确切的__________________关系式 描述的信号。 23．当信号的标准差变为原来信号的2倍时，信号的方差变为原来信号的______倍。 24．周期信号频谱的特点是离散性、谐波性和____________________。 三、问答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分) 25．一般情况下，如何表示传感器的稳定性? 26．简述电荷放大器的特点及电荷放大器与压电式传感器相连时的特点。 27．简要说明人工视觉系统的硬件构成。 28．简述亮度式温度传感器的工作原理。 29．写出采样定理的数学表达式，并简要回答采样定理在实际应用中的意义。 30．以表示时延量。写出x(t)的自相关函数Rx()的定义式，说明Rx ()可以描述Rx ()的哪些特征。 四、计算题(本大题共3小题，每小题8分，共24分) 31．磁栅式位移传感器测量位移时，其输出电动势为E= ，磁尺剩磁信 号的波长=2.0mm，求： (1)若E=10sin(100t+ )V，此时所测得的位移量l ； (2)在一个测量周期内此传感器所能测量的最大位移量lmax． 32．一种测温电路的测温范围为0℃~200℃，其电路图如图所示。 图中Rt=10(1+0．005t)kΩ为感温热电阻；R0=10Kω，工作电压E=10V，M、N两点的电位差为输出电压UMN． (1)写出UMN的数学表达式。 (2)求0℃到100℃时测量电路的灵敏度。 第 26 页 33．对于一个8位D/A转换器，试问： (1)若最小输出电压增量为0.01V，输入代码为10110010时，输出电压U0为多少伏? (2)给出D/A转换器分辨率的定义，并计算该D/A转换器的分辨率。 五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分) 34．某一转速测量装置由—个霍尔传感器和一个带齿圆盘组成。其输出信号经放大器放大后由记录仪记录，记录纸记录的信号如图所示。 (1)当带齿圆盘的齿数为z=12，求被测转速为每分钟多少转? (2)带齿回盘的材料采用铜材是否可行?为什么? 35．图(a)所示矩形函数x(t)的频谱为双) ，求图(b)所示信号f(t)的频谱以F(w)，并画出其幅值谱图。(定义： 2008年1月高等教育自学考试全国统一命题考试 传感器与检测技术 试卷 (课程代码 2202) 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．常用于测量大位移的传感器是 【 】 A．应变电阻式 B．涡流式 C．霍尔式 D．感应同步器 2．压电式传感器适合于测量 【 】 A．静态量 B．动态量 C．电荷量 D．位移量 3．下列关于涂覆膜型Fe3O4湿敏元件特性的描述正确的是 【 】 A．精度高 B．响应快 C．无湿滞效应 D．负感湿 4．变间隙式电容传感器的灵敏度与 【 】 A．间隙成反比 B．间隙成正比 C．间隙平方成反比 D．间隙平方成正比 5．半导体应变片的灵敏系数比电阻应变片的灵敏系数大 【 】 第 27 页 A．(10～30)倍 B．(30～50)倍 C．(50～70)倍 D．(70～90)倍 6．下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是 【 】 A．电容式 B．磁电感应式 C．自感式 D．应变式 7．为了抑制干扰，常采用的电路是 【 】 A．D／A转换器 B．A／D转换器 C．变压器耦合电路 D．调谐电路 8．已知信号x(t)和y(t)完全相关，则两信号的互相关系数满足 【 】 A. ρxy(τ)>1 B．ρxy (τ)=O C．ρxy(τ)=1 D．0<ρxy(τ)
9. 用于识别条形码的激光视觉传感器中，起扫描作用的关键部件是 【 】 A. 激光器 B．放大元件 C. 高速旋转多面棱镜 D．扫描线圈
10．铜电阻传感器在温度为0℃时的阻值有 【 】 A. 1Ω、50Ω两种 B．50Ω、100Ω两种 C. 100Ω、150Ω两种 D．150Ω、200Ω两种
11. 某光栅式位移传感器，其栅线为50线／mm，经四细分后，可得分辨率为 【 】 A. 0.005mm／脉冲 B．O.0125ram／脉冲 C. O.02mm／脉冲 D．O.025mm／脉冲
12. 信号x(t)与y(t)为同频、不同幅、相位差恒定的两个周期信号，则其互相关函数Rxy(r)与这两个信号的 【 】 A. 频率无关、相位差无关 B．频率有关，相位差有关 C. 频率无关、相位差有关 D．频率有关，相位差无关 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。填错、不填均无分。
13. 变磁通式速度传感器测速时，磁通周期变化，线圈产生感应电动势的_______________与转速成正比。 14. 传感器按输出信号的性质可分为 、模拟型和数字型。 15. 气敏元件按结构可分为 、薄膜型和厚膜型。 16. 抑制共模噪声的干扰可采用 。
17. 能用明确数字解析关系式描述的信号称为 。 18. 特征量方差矿被用来描述信号的 。
19. 当传感器的被测量有微小变化时，输出就有较大变化，表明该传感器的 较高。 20. 利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向(或正负)可采用 。
21. 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，变形随之消失，这种物理现象
称 。
22. 红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子 电路组成。 23. 热电偶电动势由 电动势和接触电动势两部分组成。 24．采样定理可表述为 。
三、问答题 (本大题共6小题，每小题4分，共24分)
25．简单说明压电式传感器与电压放大器问连接电缆发生变化时将引起哪个参数改变?如何 解决?
26．湿度常用的表示方法有哪些?湿敏元件有哪些种类? 27．试根据电容传感器的工作原理说明其分类。 28．简述半导体温度传感器测温原理。
29．为什么要对传感器信号进行线性化及温度补偿? 30．简述确定性信号分类及各自频谱特点。
四、计算题 (本大题共3小题，每小题8分，共24分)
31．某振动传感器固有频率为1Hz。且其阻尼为临界阻尼值的55％，当用它测量频率为4Hz的振动时，仪表读出l.25mm
幅值，试问该振动的真实幅值和误差百分率为多少?
2
32．某石英晶体受纵向压力F=10(N)的作用，其截面积为5cm，厚度d=0.5Cm，试求： (1)此压电元件两极片间的电压值U。
(2)若压电元件与前置放大器之间的连接电缆的电容为5pF，放大器输入电容为10pF,求此传感器的输出电压U0。(真
-12-1
空中的介电常数ε0=8.85×10Fm，石英晶体的压
-12
电系数d11=2.3×1OC／N,石英晶体相对介电常数ε0=4.5)
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33.已知函数x(t)的频谱为x(ω)=Aτsinc(ωτ/2)，求题33图信号y(t)的频谱．(sincx=sinx/x)
五、应用题(本大题共2小题,每小题8分，共16分)
34．有一八位T形电阻网络数／模转换器，设R，=3R，若d7～d0为00100100时，U。=-0．09V 试计算d7～d0为00010000时的U0为多少伏?
35．应用电容传感器测量金属带材在轧制过程中的厚度。要求： (1)画出原理图； (2)说明其工作原理。
2008年10月全国自考《传感器与检测技术》试卷
课程代码：2202 本试卷共8页 满分100分，考试时间150分钟
一、
单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）
1．在传感器及检测系统的静态特性指标中，表达对其输入量变化的反应能力的是 （ ） A、量程 B、重复性 C、灵敏度 D、线性度 2．下列指标中，属于传感器动态特性指标的是（ ）。 A、灵敏度 B、线性度 C、过载能力 D、幅频特性 3．传感器中直接感受被测量的部分是（ ）。
A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、调理电路
4．用电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min时，输出感应电动势的频率为50 Hz，则测量齿轮的齿数为 （ ）。
A、60 B、120 C、180 D、240
5．下列测力传感器的类型中，属于发电型的是（ ） A、电感型 B、电容型 C、压磁型 D、应变型 6．下列线位移传感器中，测量范围大的类型是（ ）。
A、自感式 B、差动变压器式 C、电涡流式 D、变极距型电容式
7．为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（ ）。 A、编码 B、压缩 C、前处理 D、后处理 8．热电偶的热电动势包括（ ）。
A、接触电动势和温差电动势 B、接触电动势和非接触电动势 C、非接触电动势和温差电动势 D、温差电动势和汤姆逊电动势
9．在四倍细分的光栅位移传感器中，根据两路信号的相位差辨别方向时，相位差值不能是（ ）。 A、45° B、90° C、135° D、180°
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10．封装有光电耦合器内部的是（ ）。
A、两个发光二极管 B、两个光敏三极管 C、一个光敏二极管和一个光敏三极管 D、一个发光二极管和一个光敏三极管
11．由RC网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为（ ）。 A、1 B、2 C、3 D、4 12．信号的方差小，表示信号的（ ）。
A、滤动范围小 B、波动范围大 C、平均功率小 D、平均功率大
二、
填空题：（本大题共12小题，每小题1分，共12分） 13．传感器的响应特性应在所测频率范围内保持 。
14．在测量某一输入量的变化时，输出量的变化量较小的传感器其 较低。 15．线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和 。
16．把电容式位移传感器做成差动式，既可以提高测量灵敏度，又可以使零点附近工作特性的 得到改善。
17．金属导体的电阻值随着机械变形而变化的物理现象，称为金属的电阻 效应。 18．涡流式压力传感器具有良好的 特性，适合于测量爆炸时产生的压力。 19．热敏电阻常数B的单位是 。
20．人工视觉系统图像处理的方法有 和区域法。 21．温度补偿中应用的数据处理方法 有表格法和 。
22．传感器的中间转换电路将输出信号转换成易于测量和处理的 信号。 23．周期信号频谱的特点是离散性、收敛性和 。 24．对于非确定性信号，只能用 方法来描述它的规律。 三、问答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
25．什么是传感器的线性度？如何计算？
26．简述如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。
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27．简述金属导体材料形成温差电动势的机理。
28．简述金属铂热电阻的测温特点。
29．人工视觉系统识别物体前，计算机如何获取该物体的明亮度信息？
30．在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么？
四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
31．如图所示，某他励直流测速发电机的电枢回路总电阻rs=5Ω，当转速n=500r/min，负载电阻RL=100Ω时，测得输出电压VCF=5V。试计算：（1）电枢电流IS；（2）输出电压与转速的比例系数C；（3）测速发电机的感应电动势与转速的比例系数Ce。
（2） （3）
32．图示为某电位计式位移传感器的检测电路。E=10V，R0=10KΩ，AB为线性电位计，总长度为
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150mm，总电阻为30KΩ，C点为电刷位置。（1）计算输出电压U0=0V时的位移x；（2）当位移x的变化范围为10～140mm时，计算输出电压U0的变化范围。
U0=0V时：
ElAB
x
2E
x=100mm 3
33．试计算信号x（t）=x0sin（ωt+θ）和y（t）=y0sin（ωt+θ-φ）的互相关系数ρXY，并画出其图形。
五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）
34．图示为函数x（t）的时域图，求其频谱，并绘制其幅值谱图。
35．试画出包括压电式加速度传感器和电荷放大器等组成的测振系统原理框图，并说明采用电荷放大器的特点。
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2009年10月全国自考传感器与检测技术试卷
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2010年10月全国自考传感器与检测技术试题
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2011年10月全国自考传感器与检测技术试卷
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2013
年1月传感器与检测技术真题试卷2202
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2013年10月份 自考传感器与检测技术 真题
课程代码：02202
一、填空题（每空1分，共15分）
1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快，这种测试称为________测试。 2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量（或电量）的_______和标准测试系统。 3. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________. 4. 半导体应变片以压阻效应为主，它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。 5. 测量准静态力信号时，要求电荷放大器的输入阻抗________1012（Ω）。 6. 周期信号展开为傅立叶级数后，其中A0表示直流分量的幅值，An表示________分量的幅值。
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7. 当τ→∞时，信号x（t）的自相关函数Rx（τ）呈周期性变化，说明该信号为________. 8. LCD是液晶显示器，是一种________功耗器件。 9. A/D卡的转换速率表示________.
10. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，________接法可以得到最大灵敏度输出。
11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强，主要缺点是________.为克服该缺点，可采用二阶或二阶以上有源低通滤波器。
12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量，而相对湿度给出了大气的________程度，它比绝对湿度使用更广泛。
13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上，将使截流子数目减少，从而使材料的电阻率________.
14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下，其________与温度之间的近似线性关系实现。 15. 图像处理的主要目的是________.
二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。每小题1分，共15分） 1. 为了抑制干扰，常采用的电路有（ ）
A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路 2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是（ ）。
A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件 3. 自相关函数一定是（ ）函数。 A. 偶 B. 奇 C. 周期 D. 随机
4. 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（ ） A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 C. 增大锤重 D. 减小冲击力
5. 记录磁带慢录快放，放演信号的频宽将（ ） A. 扩展，幅值减小 B. 变窄，幅值减小 C. 幅值增大 D. 变窄，幅值增大
6. 无源RC低通滤波器从（ ）两端引出输出电压。 A. 电阻R B. 电容C C. 运算放大器 D. 电感L
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7. 人工视觉系统图像处理中，对像素信息进行编码的作用是（ ） A. 滤去噪声 B. 传输和存储信息 C. 图像增强 D. 图像分割
8. 载波频率为f0，调制信号的最高频率为fm，两者的关系为（ ） A. f0=fm B. f0>fm C. f0》fm D. f0《fm
9. 测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（ ）温度传感器。 A. 热电偶 B. 亮度式 C. 半导体三极管 D. 半导体二极管 10. 电容式湿度传感器只能测量（ ）湿度。 A. 相对 B. 绝对 C. 任意 D. 水分
11. 由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用（ ）的前置放大器。 A. 信噪比高 B. 信噪比低 C. 稳定性低 D. 灵敏度很小
12. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（ ）的输出。 A. 电阻 B. 电容 C. 电压 D. 电荷 13. 通常采用的压力敏感元件有（ ）
A. 柱形弹性元件 B. 环形弹性元件 C. 梁形弹性元件 D. 波登管 14. 压电式加速度传感器是（ ）信号的传感器。 A. 适于测量任意 B. 适于测量直流 C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态
15. 对于电涡流传感器的谐振测位移电路，当无金属导体靠近时，其输出电压（ ） A. 最大 B. 最小 C. 随机变化 D. 中间点 三、问答题（每小题5分，共30分）
1. 试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性，并标出半功率点。
2. 一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么？ 3. 压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同，为什么？ 4. 试述如何利用自相关函数判断随机噪声中是否包含有正弦波周期信号？ 5. 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性？热敏电阻的测温范围一般是多少？ 6. 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中，试问：电桥需接入何种激励电压？该电桥的输出电压是何波形？ 四、计算题（每小题8分，共24分）
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1. 磁栅式位移传感器采用空间相位差为的两个静态磁头来测量位移，其输出电动势为E=Usin，磁尺剩磁信号的波长为1mm.求：
（1）若E=7sin（100t+0.48π）伏，此时所测得的位移量S； （2）在一个测量周期内，此传感器所能测量得的最大位移量。
2. 一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动。已知：传感器的灵敏度为15（mV/μm），最大线性范围为6（μm）。现将传感器安装在主轴右侧。如图a所示。用 记录仪记录振动波形，如图b所示，问：传感器与被测金属的安装距离L为多少微米时，可得到较好的测量效果？轴向振动的振幅A为多少？
3. 压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与函数记录仪联接。已知：传感器的电荷灵敏度kq=100（pC/g），反馈电容Cf=0.01（μF），被测加速度a=0.5g.求：
（1）电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度是多少？ （2）若函数记录仪的灵敏度kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度k0. 五、应用题（每小题8分，共16分）
1. 试选择一种传感器，设计测量车床主轴转速的原理方案，并作简要说明。 2. 一汽车司机座的振动较大，试设计测试方案寻找振源。 （1）给出可能的振源；
（2）列出测试方案框图，并作简要说明； （3）给出判断方法及判断原则。
内部资料， 请勿外传！
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2022-07-13
