5．半导体应变片的灵敏系数比电阻应变片的灵敏系数大 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 10．铜电阻传感器在温度为0℃时的阻值有
A.1Ω、150Ω两种 B．50Ω、1OOΩ两种
C．100Ω、150Ω两种 D．150Ω、200Ω两种 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)
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_频率_与转速成正比。
14．传感器按输出信号的性质可分为_开关型(二值型)_、模拟型和数字型。 15．气敏元件按结构可分为_烧结型_、薄膜型和厚膜型。
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_灵敏度_较高。
20．利用差动更压器测量位移时．如果要求区别位移方向(或正负)可采用_相敏检波电路_。
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，变形也随之消失，这种物理现象称_逆压电效应_。
22．红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子_扫描_电路组成： 23．热电偶电动势由_温度差_电动势和接触电动势两部分组成。 24．采样定理可表述为__fs>2fH___。
27．试根据电容传感器的工作原理说明其分类： 答：（1）忽略边缘效应，两平行金属极板组成的电容器的电容C=(εS)/δ,ε：介电常数，S：极板间 覆盖面积。δ：极板距离。(2分)
(2)由上式知改变C的方法有三，故可分为：变极距型、变角积型、变介电常数型电容传感器。(2分)
28。简述半导体温度传感器测温原理。
答：半导体温度传感器以P—N结的温度特性为理论基础。(2分)
当P—N结的正向压降或反向压降保持不变时，正向电流和反向电流都随温度的改变而变化，而当正向电流保持不变时，P-N结的正向压降随温度的变化而近似线性变化。(2分)
29．为什么要对传感器信号进行线性化及温度补偿；
答：(1)环境温度对传感器的输出信号有较大影响，为消除其影响，故需进行温度补偿。(2分)
(2)传感器的输出信号与被测量之间的关系，并非线性，故在温度补偿前需进行线性化处理。(2分)
五，应用題 (本大题共2小题，每小题8分，共16分) 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。
答：． (1)
(4分)
(注：只画出上极板或下极板给两分，同时画出上、下极板给4分。)(2)在带材上下表面各置一块面积相等，与带材距离相等的极板，(1分)与板材形成两 个电容器，把两块极板用导线连接起来，成为一个极板，带材则是一个流动极板，其
C=C上+C下。(1分)金属带材在向前送进过程中，若厚度发生变化，将引起上、下
间隙变化，从而引起C上、C下变化，(1分)将其接入后续测量电路，可得与厚度变化
一致的电压信号(或直接从仪表上显示厚度变化)。(1分)
2007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
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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。 1．能感受被测信号并实现信号转换的装置称
A。传感器 B．记录仪器 C．试验装置 D．数据处理 2．表示传感器的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为
A．理论直线 B．标定曲线 C．理论标定曲线 D．幅频特性曲线 3.变极距型电容传感器只适用于测量小位移是因为
A．电容量微弱，灵敏度太低 B．需要做非接触测量
C．传感器灵敏度与极板间距的平方成反比、D．灵敏度太高
5．压电材料按一定方向放置在电场小，其几何尺寸随之发生变化的现象称为 A．逆压电效应 B．压阻效应
C．压电效应 D．压磁效应 6．固体半导体摄像元件CCD是一种
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
7．在尘埃、油污、温度变化较大且伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时。传感器的选用必须优
先考虑的因素是
A．响应特性 B．灵敏度 C．稳定性 D．精确度
8．测量不能直接接触的高温物体的溫度，可采用的温度传感器是 A．热电偶 B。热敏电阻 C．半导体二极管 D.亮度计
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) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
13．在机械力作用下。铁磁材料内部产生应力或应力变化，使磁导率发生变化，磁阻也相应发生变化的现象称为___压磁效应_____
14．半导体应变片的灵敏度比金属电阻应变片的灵敏度要____高____ 。
15差动变压器式电感传感器是将被测量的变化转换成_互感系数_的变化的一种传感器。 16．调制可以看成是调制信号与载波信号_相成_。
17．已知某传感器的灵敏度为ko，且灵敏度变化量为△ko，则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs=__△k0/k0×100％___
22.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φ1、φ2、φ3、φ4，电桥平衡条件为Z1／Z4=Z2／Z3，那么相位平衡条件应力__φ1+φ3=φ2+φ4 ____：。 23.SnO2半导体气敏器件适宜检测浓度较_低_的微量气体。 三、问答题 (本大题共6小题。每小题4分，共24分)
25．压电式传感器的前置放大器的作用是什么?电压式与电荷式前置放大器各有何特点? 答：(1)作用是放大压电元件输出的微弱信号，并把高阻抗变换为低阻抗输出。(2分) (2)电压放大器电路简单、成本低廉，但其灵敏度易受电缆分布电容的影响。(1分) 电荷放大器灵敏度受电缆分布电容的影响很小，可忽略不计，但价格较高，电路较复 杂，调整较困难。(1分)
26．什么是传感器的静态特性?有哪些主要指标? 答：(1)当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，称为传感器的静态特性。(2分)
(2)表征传感器静态特性的主要指标有：灵敏度、线性度、重复性、分辨率、回程误差、精确度等。
27．金属电阻丝应变片与半导体应变片的工作原理是什么? 答：金属电阻丝应变片的工作原理是在力的作用下，主要由敏感丝栅的几何尺寸变化引起的电阻值的变化(2分)。半导体应变片的工作原理是基于压阻效应，即在力的作用下 主要由敏感丝栅的电阻率变化而引起的电阻值的变化。(2分)
28．热电偶测温为什么要进行参考端温度补偿?有哪几种参考端温度补偿方法?
答：(1)因为热电偶的输出电动势仅反映出两个结点的温度差，为了使输出电动势能正确
反映被测温度的真实值，要求参考端恒为0℃，而实际热电偶使用的环境不能保证这 点，所以要进行补偿。(2分)
(2)补偿方法：0℃恒温法、计算修正法、仪表机械零点调整法、电位补偿法、电桥补偿法， 冷端延长线法．(注：答对3个即可)(2分)
四、计算题 (本大题共3小题，每小题8分，共24分)
31．如题3l图所示正方形平板电容器，极板长度b=4Cm，极板间距离δ0=0.2mm，若用此传感器测量位移X，试计算此传感器的灵敏度．(极板间介质为空气，
题31图
31．解：等效电路如答3l图所示 (1分)
(注：直接指出总电容等效为四个电容的并联也可给分)
答31图
五、应用题 (本大题共2小题，每小题8分。共16分)
34．设计利用涡流位移传感器测量转速的装置，并说明其工作原理．