传感器与测试技术试题（3）参考答案及评分标准
一、填空题(每空2分，共20分)
1. ON-OFF型微动开关
2.电子扫描
3.材料压阻系数 4.金属
5.磁头所处的位置 6.动态性能 7.标准测试系统 8.不失真测量
9.温度差 10.交流
二、单项选择题(每小题2分，共20分)
1.C 2.C 3.C 4.D 5.A 6.A 7.A 8.D 9.A 10.C
三、问答题(每小题4分，共20分)
1.在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度，非线性度，回程误差。
2.调频波波形频率f与中心频率f0和调制波幅值的关系f=f0±Δf,Δf为频率偏移，与X(t)幅值成正比。
3.x1(t) x3(t) x5(t)周期函数，x2(t) x4(t)非周期函数
4.1)轴类零件受扭矩作用时，在其表面产生切应变，可通过测量该应变检测扭矩，如电阻应变式扭矩传感器。 2)弹性转轴受扭后，两端面的相对转角只与所承受的扭矩有关，且呈比例关系，可通过测量扭转角测量扭矩，如电容式或光电式扭矩传感器。 5.布置原则有：
(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰；
(3)考虑温度补偿作用；
单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。
四、计算题(每小题8分，共24分)
1.(1)测量时，齿轮随工作轴一起转动，每转过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，磁通
也变化一次，因此，线圈感应电动势的变化频率f等于齿轮的齿数Z与转速n的乘积。 f=nZ/60
n=
60fZ=
60?2418=80(r/min) （4分）
118(2)读数误差为±1齿，所以应为n=80±2.(1)f0=
12?RC118转，即：
(r/min) （4分）
12??500?10?10?6??31.8(HZ)
幅频示意图：（4分）
(2)周期信号x(t)的角频率ω=125.6 f1=
?2??125.62??20(HZ)?f0
信号x(t)的频率在该滤波器的通频带内。（4分） 3.由于1?δ(f) 3?3δ(f)
又 2cos(2πf0t)?δ(f-f0)+δ(f+f0)
根据傅里叶变换的线性叠加原理：
2cos(2πf0t)+3?δ(f-f0)+3δ(f)+δ(f+f0) （4分） 时域图见图a，频域图见图b（4分）
五、应用题(每小题8分，共16分)
1.(1)传感器的结构如图a所示，它由传力块、弹性圆桶、双螺管线圈、衔铁、传感器座
等几部分组成。
原理：被测力F通过传力块作用在弹性圆桶上，弹性圆桶的变形带动衔铁移动，使
双螺管线圈的电感量发生变化，从而实现力的测量。（4分） (2)电桥的接法如图b所示：（4分）
2.(1)应变片(R1、R2、R3、R4)粘贴位置如图a所示；测量电桥如图b所示。（4分） (2)根据以上位置布片和电桥接法，着力点位置的变化不会影响Pz的大小，因为在顶尖
上的分力Pz1、Pz2，Pz=Pz1+Pz2，由Pz1、Pz2引起的电阻R1、R3的变化值之和保持不变，故Pz的测量不受着力点的移动而改变。（4分）
传感器与测试技术试题（4）参考答案及评分标准
一、单项选择题（本大题共10题，每小题2分，共20）
1.C 2.D 3.A 4.D 7.C 8.D 9.A 10.B 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1定(或校准或测试) 3智能化 5细分 7极距(或间隙)
9.微分法
2测量范围
5.C
6.D
4(△K0/K0)3100% 6增大 8 131010.负
－9
三、问答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
1．传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受
电缆电容的影响。
传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电
容的影响小。 2．（1）由固定绕组和滑动绕组组成。
（2）检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。
3．压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应，当轴受扭矩作用时，轴的磁导率
发生变化，从而引起线圈感抗变化，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。 4．主要特点是：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。
5．（1）多面棱镜高速旋转，将激光器发出的激光束反射到条形码上作一维扫描。 （2）条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传输给信号处理装
置。
四、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
1．（1）n?60fZ?60?7236?120(转/分）（4分）
1Z （2）频率计的计数装置读数误差为±1个数字，对应的角位移为±
其最大转速误差为±
136转=±
136转故
（转/分）（4分）
2．热敏电阻的一般表达式为：
[( R??R0expB1T?1T0B(1??1?0))]或R??R0e
式中：RT为温度T=t+273.15(K)时的热敏电阻的电阻值；R0为温度T0=t0+273.15(K)
时的热敏电阻的电阻值；
设t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15(K)。则上式中的R0即为所求的值。 根据题中所给条件，有
200?R0exp[B(1T?1T0)]??273.15?0 （1）
10?R0exp[B(1T?1T0)]??273.15?100 （2） （4分）
（1）、（2）两式两边取对数有
?ln(200)?ln(R0)?B(293.15?273.15273.15?293.15)
ln10()?lnR(0)?B(293.15?373.15373.15?293.15)
)273.15?293.15 ? ?293.15?373.15ln10()?lnR(0)B()373.15?293.15ln200()?lnR(0)?ln(200)?ln(R0)ln(10)?ln(R0)??20?373.1580?273.15B(293.15?273.15
?20?373.1580?273.15?(?20?373.15)?ln(200)?ln(R0)ln(10)?ln(R0)?[ln(200)?ln(R0)]ln(200)?ln(R0)ln(10)?ln(200)??0.25458?
?
?ln(200)?ln(R0)?0.25458[ln(200)?ln(10)]
?ln(R0)?ln(200)?[ln(200.25458)]?ln(R0)?ln(200200.25458)
因此该热敏电阻在20℃的电阻值为： ? 200 ? 29.3(k?）R00.25458 （4分） 20 3．R(?)?x1Tlim?0x(t)x(t??)dt ???Tx0sin?t?x0sin[?(t??)]dt（4分）
?1T0?0T0其中??2?T0
1?令?t?? dt?x02?22xd?
Rx(?)??0sin?sin(????)d??x022cos??（4分）
五、应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）
1．（1）V0??VREF24?(D3?2?D2?2?D1?2?D0?2)
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