1、第 1 页 ，共 4 页 浙浙 江江 理理 工工 大大 学学 20152015 年硕士学位研究生招生入学考试试题年硕士学位研究生招生入学考试试题 考试科目：传感器原理及应用考试科目：传感器原理及应用 代码：代码：950 （请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效）（请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效） 一、选择题（共一、选择题（共 15 题，每题题，每题 2 分，共分，共 30 分）分） 1. 属于传感器动态特性指标的是（ ）。 A重复性 B. 迟滞 C. 灵敏度 D. 固有频率 2. 在同一测量条件下，对同一被测量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律出现，则把这种误差称为（
2、）。 A粗大误差 B系统误差 C随机误差 D非线性误差 3. 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 4. 差动电桥由环境温度变化引起的误差为（ ）。 A. 1211RR B. 1411RR C. 1211RRE D. 0 5变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器灵敏度随下列哪一因素的变化而增大（ ）。 A间隙的减小 B间隙的增大 C电流的增大 D电压的增大 6某自感式传感器线圈匝数
3、为 W，磁路磁阻为 Rm，则其自感 L 为（ ）。 AmRW BmRW2 CWRm D22mRW 第 2 页 ，共 4 页 7. 电感式传感器采用变压器式交流电桥作为测量电路时，如想分辨出衔铁位移的方向，则应在电路中加（ ）电路。 A加法器 B检波 C相敏检波 D鉴频 8. 压电传感器的等效电路，（ ）。 A可以等效为电压源，不可等效为电荷源 B不可等效为电压源，可以等效为电荷源 C不可等效为电压源，也不可等效为电荷源 D可以等效为电压源，也可以等效为电荷源 9. 天然石英晶体受到机械轴（Y 轴）方向的作用力时，（ ）压电效应。 A法线 X 方向的平面产生 B法线 Y 方向的平面产生 C不产生
4、 D导致逆向 10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 11. 霍尔灵敏度与霍尔常数 RH成_比，与霍尔片厚度 d 成_比。（ ） A反，正 B正，反 C正，正 D反，反 12光敏电阻的特性是（ ）。 A有光照时亮电阻很大 B无光照时暗电阻很小 C无光照时暗电流很大 D受一定波长范围的光照时亮电流很大 13基于光生伏特效应工作的光电器件是（ ）。 A光电管 B光敏电阻 C光电池 D光电倍增管 14对热电偶传感器，形成热电势的必要条件是：（ ）。 A. 两种导体材料不同；节点所处的温度不同 B. 两种
5、导体材料相同；节点所处的温度不同 C. 两种导体材料不同；节点所处的温度相同 D. 两种导体材料相同；节点所处的温度相同 第 3 页 ，共 4 页 15.下列关于热电偶传感器的说法中，（ ）是错误的。 A 热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成 B 计算热电偶的热电势时，可以不考虑接触电势 C 在工业标准中，热电偶参考端温度规定为 0 D 接入第三导体时，只要其两端温度相同，对总热电势没有影响 二、填空题二、填空题 （共（共 9 题，每空题，每空 2 分，共分，共 30 分）分） 1电容式传感器按结构特点可分为变极距型、 型和变面积型等三种。电容式传感器存在 效应，会造成测量误差，常用保护环来
6、消除，保护环是电容式传感器特有的结构。 2. 对于变极距型电容式传感器，初始极距为 d0 越小，传感器灵敏度越 。 3 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 1.8 105 MPa,其中压阻系数 L为 Pa-1。 4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1234、，若 电 桥 平 衡 条 件 为 Z1/Z4=Z2/Z3， 那 么 相 位 平 衡 条 件 应为 。 5当两片压电晶片并联后，其总电容量 C，总电压量 U，总电荷量 Q与单片的 C，U，Q 的关系为 、 、 。 6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
7、器的灵敏度误差计算公式为 rs= 。 7差动变压器式传感器的基本工作原理是把被测的非电量变化转换为线圈 量的变化。 8. 热电偶电动势由_电动势和_电动势两部分组成。 9光电效应分为 和 两大类，其中，光敏电阻的原理是基于 效应的。 三、简答题三、简答题 （共（共 6 题，每题题，每题 8 分，共分，共 48 分）分） 1. 传感器包括哪些基本组成部分？并以加速度传感器为例，说明各部分的作用。 2简述电容式传感器的原理及分类。 3何为差动变压器的零点残余电压？并说明零点残余电压产生的原因。 4简述霍尔电动势产生的原理。 5简述线阵 CCD 摄像器件的组成及运行原理。 第 4 页 ，共 4 页
8、6 何为热电偶的热电效应？如图所示的热电偶， 试问热电动势的组成，并写出回路总电势的表达式。 四、综合题（共四、综合题（共 2 题，共题，共 42 分）分） 1请选用三种传感器实现位移测量功能，画出其结构示意图并说明其工作原理和工作过程。（18分） 2如图所示悬臂梁测力系统中，可能用到 4 个特性相同的电阻应变片，应变片的初始值 R1=R2=R3=R4=100，灵敏系数 k=2， 当试件受力 F 时，若应变片承受应变，则平均应变为 =1000m/m。测量电路电液电压为直流 3V。 （1）若只用 1 个电阻应变片构成单臂电桥，求电桥输出电压。 （2） 若使用 2 个电阻应变片， 且要保持与单臂电桥是相等的电压灵敏度，又要温度补偿，请画图标出各应变片在悬臂梁上贴的位置，给出转换电桥，表明各应变片在电桥中的位置 （3）若要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 4 倍，请画图标出各应变片在悬臂梁上贴的位置，给出转换电桥，表明各应变片在电桥中的位置，并求解此时电桥输出电压。(24 分)
