2.将时域信号进行时移，则频域信号将会( D )
A.扩展 B.压缩 C.不变 D.仅有相移 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器
4.信号x(t)的自功率谱密度函数Sx(f)是( B. )。
A. x(t)的傅立叶变换 B. x(t)的自相关函数的傅立叶变换 C.与x(t)的幅值谱相等 D.二者无关
5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B )
A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化 6.下列传感器可实现非接触测量的是( c )传感器。
A.压电式加速度 B.电动式速度 C.磁电式速度 D.电阻应变式 7. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( c )的输出。 A. 电阻 B. 电容 C. 电压 D. 电荷 8. 压电式加速度传感器是( d )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
9. 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 ) A. 最大 B. 最小 C. 随机变化 D. 中间点 10.封装在光电隔离耦合器内部的是( d )
A.一个发光二极管和一个发光三极管 B.一个光敏二极管和一个光敏三极管 C.两个发光二极管或两个光敏三极管 D.一个发光二极管和一个光敏三极管 11.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有( a )的特点。 A.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍 B.灵敏度和非线性度都降低了
C.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干 D.灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍
12 将时域信号进行时移，则频域信号将会( B ) A.扩展 B. 仅有相移 C.压缩 D. 不变
13、下列传感器可实现非接触测量的是( C D )传感器。
A.压电式加速度 B.电动式速度 C.磁电式速度 D.霍尔式传感器 14、选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是( D )。
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 15、压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器
16、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 17、调制可以看成调制信号与载波信号( A ) 。 A. 相乘 B.相加 C.相减 D.相除
18、压电式加速度传感器是( D )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. 适于测量动态信号
19、传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的( D )
A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高 20、描述非周期信号的数学工具是( C )
A.三角函数 B.拉普拉斯变换 C.傅里叶变换 D.傅里叶级数 21、一阶系统在简谐激励作用下，输出的相位滞后为( C ) A. π B. 不大于π C. 不大于π/2 D. π/2 22、差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B )
A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化 23、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( C )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 24、常用于测量大位移的传感器有( A ) A.感应同步器 B.应变电阻式 C.霍尔 D.涡流式 25.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A )
A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 26.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。
A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加
27. 有人在使用电阻应变片时，发现灵敏度不够，试问在下列哪种情况下可提高灵敏度（ E ） A.半桥双臂各串联一片 B 全桥双臂各串联一片 C 半桥双臂各并联一片 D 全桥双臂各并联一片 E 提高电源电压
28. 将两个中心频率相同的滤波器串联，可以达到(B)
a) 扩大分析频带；b)滤波器选择性变好，但相移增加；c) 幅频、相频特性都得到改善
三、简答题(每小题5分，共30分)
为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器? 答案：因压电式传感器的输出电阻很大、电荷量很小；普通放大器输入电阻较小，不能直接放大；阻抗变换器具有输入阻抗高，输出阻抗小。
2.简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同?
答案：金属电阻应变片是利用电阻应变效应；半导体应变片是利用压阻效应。原理解释略。 差动变压器是哪一类传感器?它的工作原理和输出特性是什么?
答案：差动变压器属于电感式传感器；由可动铁芯和二个次级线圈组成差动变压器，当铁芯移动时，二个互感变化，形成差动电压；输出的调幅波与铁芯位移成正比。
4. 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?
答案：3(μm)时可得到较好的测量效果；轴向振动的振幅A为3(μm)。
5. 选用传感器时要考虑哪些问题？ 答案：选用传感器要考虑 （1）灵敏度 （2）响应特性 （3）线性范围 （4）稳定性 （5）精确度 （6）测量方法
6.何谓正压电效应？画出压电元件的等效电路。
答案：当沿一定方向对某些电介质加力而使其变形时，在一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态。公式为Q=dF，式中d为压电系数。
压电元件可以等效为一个电荷源Q和一个电容器Ca并联或一个电压源U和一个电容器Ca串联。（图略） 7、单组式变面积型平板线位移电容传感器，极板宽度b=5mm,两极板的间隙d=0.5mm, 极板间介质为空气ε = 8.85 x 10-12F/m,试求其静态灵敏度，若极板相对位移2mm,求其电容变化量。 答案：K=Δc/Δx=εb/d =(8.85×10-12×5×10-3)/ 0.5×10-3=8.85×10-11F/m=0.09PF/mm Δc=KΔx=0.09×2=0.18PF 8、下图是一种传感器的工作原理图，试问这是何种形式的传感器？用图中符号简述其工作原理。
图片 2
答案：本题图所示为差动变压器式传感器的工作原理图。
1之间的互感与W?W2之间的互感相等，感应电势 测杆P在中间位置时，W?We1?e2,e0?0，
1的互感增大,W?W2互感减小, 测杆上移后,W?We1?e2,e0?0反之e?0。
9、光电效应有几种？分别解释并说明对应的器件都有哪些？ 答案：包括外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。
外光电效应：在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管 内光电效应: 在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻等属于这类光电器件。
光生伏特效应:在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等。 10、有一电阻应变片，其灵敏系数S=2，电阻R=120Ω。设工作时其感受的应变为100με，问其电阻变化ΔR=?若将此应变片接成右图所示电路，试求： （1）无应变时电流表的示值；（2）有应变时电流表的示值；
（3）电流表示值的相对变化量；（4）这一变化量能否从表中读出？ 答案： (1) 12.5mA (2)12.48mA (3) 0.02mA (4) 不 能
11、何谓霍尔效应？说明霍尔灵敏度系数的物理意义。
答：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。霍尔电势UH=kHIB
霍尔灵敏度系数kH表示在单位磁感应强度和单位电流时的霍尔电势的大小。 12何谓传感器的静特性？静特性中的非线性相对误差如何表示？
答：静特性表示传感器在被测量（输入）处于稳定状态时的输入输出关系。 通常用γL来表示非线性相对误差，即γL=±（ΔLmaax / yFS）× 100% 式中ΔLmax为最大非线性误差 yFS为满量程输出
13、什么是热电效应？
答案：将两种不同性质的导体A、B串接成一个闭合回路，如图所示，如果两接合点处的温度不同(T0 T),则在两导体间产生热电动势，并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。 14、假设电阻应变片的灵敏系数K=2，R0=120Ω。问：在试件承受600με时，电阻变化值ΔR=？ 答：ΔR=R0Kε=120x2x600x10-6=0.14Ω
15、何谓霍尔效应？说明霍尔灵敏度系数的物理意义。
答：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。霍尔电势UH=kHIB
霍尔灵敏度系数kH表示在单位磁感应强度和单位电流时的霍尔电势的大小。 谓传感器的静特性？静特性中的非线性相对误差如何表示？
答：静特性表示传感器在被测量（输入）处于稳定状态时的输入输出关系。 通常用γL来表示非线性相对误差，即γL=±（ΔLmaax / yFS）× 100% 式中ΔLmax为最大非线性误差 yFS为满量程输出
17什么是滤波器的分辨力？与那些因素有关？ 解：滤波器的分辨力是指滤波器有效的辨别紧密相邻量值的能力。滤波器的分辨力与滤波器的带宽有关，通常越窄则分辨率越高
18 利用电涡流传感器测量物体的位移。试问：
（1） 如果被测物体由塑料制成，位移测量是否可行？为什么？
（2） 为了能够对该物体进行位移测量，应采取什么措施？应考虑什么问题？
答：(1)不可行。因为电涡流传感器是电感传感器的一种形式，是利用金属导体在交变磁场中的涡流效应进行工作的，而塑料不是导体，不能产生涡流效应，故不可行。
(2)可在该物体表面上镀上一层金属，使之在变化的磁场中或者磁场中运动时，表层产生感应电流，并自行闭合，从而形成涡流。应考虑以下问题：导体的电阻率要高，消除加工过程中残余的剩磁，避免导体表面有不同性质的电镀层，以防止影响灵敏度；被测物体的大小应大于线圈直径的1.8倍，若为圆柱体时，其直径应大于线圈直径的3.5倍。 19 一个信号具有
从到
范围的频率成分，若对此信号进行调幅，试求：
1） 调幅波的带宽将是多少？ 2） 若载波频率为
，在调幅波中将出现那些频率成分。
解：（1）调波带宽为500-100=400Hz。
（2）调幅波频率成份为10100~10500Hz以及－9900~－9500Hz。
.四、计算题(10分) 1 求正弦信号
的绝对均值
和均方根值
。
ux?Tx01T1T1x(t)dt?xsin?tdt?(?cos?t)?0 0??000TTT?uxT2x0x0x01T1T1 ??x(t)dt??x0sin?tdt?(?cos?t)??02?T0T0T??1T2?x??T0x2(t)dt?1T?T0(x0sin?t)2dt?