传感器原理及应用期末试题
一．判断题.(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”)
1．A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（）
2．固有频率fn=400Hz的振动子的工作频率范围为f > 400Hz 。（）
3．信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。（）
4．一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。（）
5．一般来说测量系统的固有频率越高，则其灵敏度就越低。（）
6．交流电桥的输出信号经放大后，直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。（）
7．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。（）
8．传递函数表征了系统的传递特性，并反映了物理结构，因此凡传递函数相同的系统，其物理结
构必然相同。（）
9．/称为信号x(t)的频率响应函数。（）
10．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。（）
选择题(共24分，每空1.5分，每题只有一个正确答案)
1.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。
2.用惯性式加速度计进行测量，为保证相位关系不变，应选择适当的阻尼比β，一般取β=（）
或β=（）;而对惯性式位移传感器应有β=（）
a.β=0 ; b.β=0.7 ; c.β=1 ; d.β=0.86
3.要测量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（） 的惯性加速度计。
a. fn=15Hz、β=0.707; b. fn=1000Hz、β=0.707 ; c. fn=50kHz、β=0.04
4.压电式加速度传感器的阻尼率一般为（）
a.β>1 ; b.0.707
5.描述非周期信号的数学工具是（）。
a. 三角函数； b. 拉氏变换； c. 付氏变换； d. 付氏级数
6.复杂周期信号的频谱是（）
a. 离散谱； b. 连续谱； c. δ函数； d. sinc函数
7.对某二阶系统输入周期信号X(t)=A0sinωmt，则系统输出信号有以下特性（）。
[注：ωm>ωn]
幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变； d.相位不变，幅值、频率改变
8.测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数（）
a.大些好； b.小些好； c.要适中； d.可不考虑
9.半导体应变片是根据（）原理工作的；压电式加速度计的工作原理是基于（）
电阻应变效应；b.压阻效应；c.压电效应；d.电磁效应
10.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
11.用一缓变综合信号e(t)=Acos2πt+Bcos200πt调制一栽波e0(t)=Esin2000πt,得到的调幅波的频带宽度为（）
a.（1000-10）(（1000+10）Hz; b. -(1000+100) ( (1000+100)Hz; c. (1000-100) ( (1000+100)Hz;
12.既能检波又能检相的电路称为（）
a.桥式整流； b. 相位鉴频； c.相敏检波； d.直流放大
13.常用解决光线示波器低频振子阻尼率β达到0.7的方法是（）
a.充入硅油；b.保证要求的外阻；c.串联一合适电阻；d.并联一合适电阻
14.某间接测量的函数式为y=a0x1x2, 则y的标准误差为（）（式中/x1 、/x2 分别为直接测量量值x1、x2的标准误差）
.a./; b./; c./;
d./
15.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（）
a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d.采样时间间隔太窄
三. [本题共16分]
1.(8分)求理想一阶系统的拉氏传递函数，根据所求传递函数写出其频率响应函数，系统的幅频特性及相频特性表示式，并用简图画出其幅频特性。[注：一阶系统的运动微分方程为：/]
2.(4分)压电测压传感器与电荷放大器相接时，为能测量静态压力信号即防止静电泄漏，从放大器本身出发，应采取哪些措施？[提示：等效电路见图,运动方程为：
/， /， /， /，cp为压电晶体等效电容， Rp为传感器输出电阻，cE为电缆电容，Ri为电压放大器的输入电阻。]
3．（4分）为改善永磁式测速传感器的动态特性，要求与其相连的放大器应具有何种特性。
[注：微分方程为： /(R=Ri+RL),e为感应电动势，L为等效电感，RL为传感器的等效电阻，Ri为放大器输入电阻]
四．（本题共16分）
1．（4分）叙述测量系统实现不失真测量的条件。
2．（10分）有人将某二阶系统的幅频特性曲线绘成了如图所示形状，请指出图中有何问题？当输入图示三种信号时，问系统输出有无失真（假定相频特性符合要求）。
3．(2分)为何在调节二阶系统β时，一般都取β=0.6~0.8？
五．（10分）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要区别有哪些？简述应变筒式测压传感器是如何进行温度补偿的？
六.(8分）永磁式感应测速传感器的磁头件安装有何要求？描述该传感器中位移线圈的绕制方法，该传感器速度线圈采用串联的目的是什么？
七．（6分）用镍铬—镍硅热电偶测炉温。当冷端温度T0=40 0C时，测得热电势为E(T,T0)=39.17mv,若冷端温度变为常温20 0C测该炉温时，则应测得热电势为多少mv？
[附：已知该热电偶有E(40,0)=1.61mv, E(-40,0)= -1.50 mv, E(20,0)=0.80mv, E(-20,0)= - 0.77mv ]
八．（4分）为使测量具有普遍的科学意义，测量仪器必须具备哪些条件？线性测量系统应具有的两个重要特性是什么？
九．（6分）图为受弯和拉作用的某构件，请合理安排四个电阻在桥臂上的位置测量弯矩M，既能消除温度对M的影响又不受力P的影响。根据给定的桥盒画出正确的搭桥线路。
传感器原理及应用期末试题
一．判断题.(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”)
1．A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（）
2．固有频率fn=400Hz的振动子的工作频率范围为f > 400Hz 。（）
3．信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。（）
4．一台仪器的重复性很好，但测得的结果并不准确，这是由于存在随机误差的缘故。（）
5．一般来说测量系统的固有频率越高，则其灵敏度就越低。（）
6．交流电桥的输出信号经放大后，直接记录就能获得其输入信号的模拟信号了。（）
7．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。（）
8．传递函数表征了系统的传递特性，并反映了物理结构，因此凡传递函数相同的系统，其物理结
构必然相同。（）
9．/称为信号x(t)的频率响应函数。（）
10．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。（）
选择题(共24分，每空1.5分，每题只有一个正确答案)
1.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。
2.用惯性式加速度计进行测量，为保证相位关系不变，应选择适当的阻尼比β，一般取β=（）
或β=（）;而对惯性式位移传感器应有β=（）
a.β=0 ; b.β=0.7 ; c.β=1 ; d.β=0.86
3.要测量x(t)=5aSin40πt+aSin2000πt的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（） 的惯性加速度计。
a. fn=15Hz、β=0.707; b. fn=1000Hz、β=0.707 ; c. fn=50kHz、β=0.04
4.压电式加速度传感器的阻尼率一般为（）
a.β>1 ; b.0.707
5.描述非周期信号的数学工具是（）。
a. 三角函数； b. 拉氏变换； c. 付氏变换； d. 付氏级数
6.复杂周期信号的频谱是（）
a. 离散谱； b. 连续谱； c. δ函数； d. sinc函数
7.对某二阶系统输入周期信号X(t)=A0sinωmt，则系统输出信号有以下特性（）。
[注：ωm>ωn]
幅值、频率、相位皆不变；b.频率改变，幅值、相位不变；c.幅值、相位改变，频率不变； d.相位不变，幅值、频率改变
8.测量等速变化的温度时，为了减小测量误差，希望测温传感器的时间常数（）
a.大些好； b.小些好； c.要适中； d.可不考虑
9.半导体应变片是根据（）原理工作的；压电式加速度计的工作原理是基于（）
电阻应变效应；b.压阻效应；c.压电效应；d.电磁效应
10.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
11.用一缓变综合信号e(t)=Acos2πt+Bcos200πt调制一栽波e0(t)=Esin2000πt,得到的调幅波的频带宽度为（）
a.（1000-10）(（1000+10）Hz; b. -(1000+100) ( (1000+100)Hz; c. (1000-100) ( (1000+100)Hz;
12.既能检波又能检相的电路称为（）
a.桥式整流； b. 相位鉴频； c.相敏检波； d.直流放大
13.常用解决光线示波器低频振子阻尼率β达到0.7的方法是（）
a.充入硅油；b.保证要求的外阻；c.串联一合适电阻；d.并联一合适电阻
14.某间接测量的函数式为y=a0x1x2, 则y的标准误差为（）（式中/x1 、/x2 分别为直接测量量值x1、x2的标准误差）
.a./; b./; c./;
d./
15.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（）
a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d.采样时间间隔太窄
三. [本题共16分]
1.(8分)求理想一阶系统的拉氏传递函数，根据所求传递函数写出其频率响应函数，系统的幅频特性及相频特性表示式，并用简图画出其幅频特性。[注：一阶系统的运动微分方程为：/]
2.(4分)压电测压传感器与电荷放大器相接时，为能测量静态压力信号即防止静电泄漏，从放大器本身出发，应采取哪些措施？[提示：等效电路见图,运动方程为：
/， /， /， /，cp为压电晶体等效电容， Rp为传感器输出电阻，cE为电缆电容，Ri为电压放大器的输入电阻。]
3．（4分）为改善永磁式测速传感器的动态特性，要求与其相连的放大器应具有何种特性。
[注：微分方程为： /(R=Ri+RL),e为感应电动势，L为等效电感，RL为传感器的等效电阻，Ri为放大器输入电阻]
四．（本题共16分）
1．（4分）叙述测量系统实现不失真测量的条件。
2．（10分）有人将某二阶系统的幅频特性曲线绘成了如图所示形状，请指出图中有何问题？当输入图示三种信号时，问系统输出有无失真（假定相频特性符合要求）。
3．(2分)为何在调节二阶系统β时，一般都取β=0.6~0.8？
五．（10分）应变筒式测压传感器与应变管式测压传感器主要区别有哪些？简述应变筒式测压传感器是如何进行温度补偿的？
六.(8分）永磁式感应测速传感器的磁头件安装有何要求？描述该传感器中位移线圈的绕制方法，该传感器速度线圈采用串联的目的是什么？
七．（6分）用镍铬—镍硅热电偶测炉温。当冷端温度T0=40 0C时，测得热电势为E(T,T0)=39.17mv,若冷端温度变为常温20 0C测该炉温时，则应测得热电势为多少mv？
[附：已知该热电偶有E(40,0)=1.61mv, E(-40,0)= -1.50 mv, E(20,0)=0.80mv, E(-20,0)= - 0.77mv ]
八．（4分）为使测量具有普遍的科学意义，测量仪器必须具备哪些条件？线性测量系统应具有的两个重要特性是什么？
九．（6分）图为受弯和拉作用的某构件，请合理安排四个电阻在桥臂上的位置测量弯矩M，既能消除温度对M的影响又不受力P的影响。根据给定的桥盒画出正确的搭桥线路。