PAGEPAGE28華南農(nóng)業(yè)大學期末考試試卷（A卷）2007學年第1學期考試科目：傳感器原理及應用考試類型：（閉卷）考試時間：120分鐘學號姓名年級專業(yè)題號一二三四五總分得分評閱人劉劉劉劉劉劉填空題(每題2分，10題共20分)傳感器由敏感元件、傳感元件和信號調理電路三個部分組成。信號調節(jié)與轉換常用的電路有電橋、放大器、振蕩器和阻抗變換器等。轉換原理分類法把傳感器分為能量控制型傳感器、能量轉換型傳感器。前一類需要外附電源，傳感器才能工作，因而是無源的，它能用于靜態(tài)和動態(tài)的測量；后一類能把非電量直接變?yōu)殡娏?，一般不需要電源，是有源的，因而又稱為發(fā)電式傳感器，它主要用于動態(tài)的測量。

傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量與輸入變化量之比為其靜態(tài)靈敏度，。傳感器校準曲線的斜率就是其靈敏度。傳感器產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結構參數(shù)；二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化，溫度漂移主要表現(xiàn)為溫度零點漂移和溫度靈敏度漂移。與階躍響應特性有關的指標有：時間常數(shù)τ、上升時間tr、響應時間ts、超調量a、衰減度φ等。對于動態(tài)特性測試時使用的最典型最簡單易實現(xiàn)的標準輸入信號是正弦信號和階躍信號。內光電效應是光敏電阻的工作原理。NTC表示負電阻溫度系數(shù)熱敏電阻PTC表示正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻CTR表示特定溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器熱敏電阻輸出特性的線性化處理方法有：線性化網(wǎng)絡、計算修正法、溫度-頻率轉換電路改善非線性。熱敏電阻輸出的線性化方法中的計算修正法中包括兩大類，一是硬件（電子線路）法、一是軟件（程序）法。其中軟件法中當已知熱敏電阻的實際特性和要求的理想特性時，可采用線性插值等方法將特性分段并把分段點的值存放在計算機的內存中，計算機將根據(jù)熱敏電阻的實際輸出值進行校正計算，給出要求的輸出值。熱電偶的應用主要依據(jù)三大定律。這三大定律分別是：中間導體定律、標準電極定律、中間溫度定律。薄膜熱電偶的測溫范圍為-200℃～300℃。熱電偶冷端的溫度補償方法有：冷端溫度修正法和電橋補償法。壓電元件的常用結構形式有并連接法和串連接法。壓電式傳感器的內阻抗很高，而輸出的信號微弱，因此一般不能直接顯示和記錄。壓電式傳感器要求測量電路的前級輸入端要有足夠高的阻抗，這樣才能防止電荷迅速泄漏，減少測量誤差減小。磁敏二極管受溫度影響非常大，必須對其進行溫度補償。常用的溫度補償電路有互補式、差分式、全橋式、熱敏電阻?；魻杺鞲衅魇腔诨魻栃囊环N傳感器。它將磁場的變化轉化為霍爾電勢的變化并輸出，以達到測量磁場的目的。1.把被測非電量的變化轉換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，其次級繞組都用__差動___形式連接，所以又叫_差動變壓器式傳感器___。2.在選購線性儀表時，必須考慮應盡量使選購的儀表量程為欲測量的__1．5倍___左右為宜。3．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為__光電導效應___。4．根據(jù)霍爾元件的霍爾電勢UH的表達式可知，霍爾元件一般可用于三種情況的測量，分別是__測量電流I，測量磁感應強度B，功率測量。5．傳感器由敏感元件、___傳感元件__、測量轉換電路三部分組成。6.若將溫度為T的圓環(huán)導體截斷并接入一與其溫度相同的另一段不同材質的導體，則回路中總的熱電勢為___0__。7.絲式電阻應變片的金屬絲的作用是感受機械試件的___應變變化___，稱其為敏感柵。8.壓電式加速度傳感器的頻率范圍廣、動態(tài)范圍寬、靈敏度高，故應用較為廣泛。9.傳感器的響應特性必須在所測量范圍內保持__不失真__的測量條件。10.金屬導體組成的熱點偶，當引入第三導體時，只要保持其_兩端溫度相同___，則對總熱電勢無影響，這一結論稱為_中間導體定律__。11.碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎上的，它能夠將角度轉換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤按結構可以分為接觸式、_光電式和電磁式__三種。12.當超聲波在一種介質中傳播到界面或遇到另一種介質，其方向不垂直于界面時，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及__波型轉換____現(xiàn)象。13.應變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、__阻值的選擇、尺寸的選擇_等。14.用石英晶體制作的壓電式傳感器中，晶面上產(chǎn)生的電荷與作用在晶面上的壓強成正比，而與晶片___幾何尺寸和面積__無關。15.變面積式自感傳感器，當銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量___增大___。18.機械振動測試工作中的許多工程問題，往往可以看成是K-M-C系統(tǒng)，即用由_彈簧-阻尼器-質量塊__構成的單自由度模型來描述。1、壓電式傳感器使用電荷放大器時,可以使傳輸電壓幾乎不受電纜長度的影響。2、一差動變壓器式位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化1200mV，那么該位移傳感器的靈敏度是1200V/m。3、傳感器滿足不失真測量的頻域條件是幅頻特性為常數(shù)和相頻特性為線性。7、選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應特性、線性范圍、可靠性、精確度、測量方式等六個方面的問題。用兩只相同型號的熱電偶，配用相同的補償導線，采用反向串聯(lián)方法連接可以測量兩點間的溫度差。10、在測量原理上，傳統(tǒng)傳感器以機電測量為基礎；而光纖傳感器是以光學測量為基礎。4、在發(fā)光二極管LED的光譜特性中，峰值波長決定發(fā)光顏色；峰的寬度決定顏色的純度。6、紅外傳感器是指能將紅外輻射量變化轉換成電量的測量裝置，一般說來，紅外傳感器是根據(jù)熱效應和光子效應制成的。1、在工程測試實踐中，大多數(shù)檢測系統(tǒng)屬于線性時不變系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的疊加特性和頻率保持特性在測試中具有重要意義。2、測試裝置動態(tài)特性的數(shù)學描述方式主要有微分方程、傳遞函數(shù)和頻率響應函數(shù)。3、一電容測微儀，通過測量得到的電容變化量C＝±4×10-3pF，如果測量電路的放大倍數(shù)K1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，則此時儀表指示值變化±2格。。4、機械振動測試工作中的許多工程問題，往往可以看成是KMC系統(tǒng)，即用由彈簧-阻尼器-質量塊構成的單自由度模型來描述。5、對于測試裝置的頻率響應函數(shù)，其幅頻、相頻特性分別表征裝置對輸入信號中各個頻率分量幅值的縮放的能力和相位角前后移動的能力。6、半導體應變片傳感器的工作原理是基于壓阻效應；霍爾式傳感器的工作原理是基于霍爾效應；壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的壓電效應。7、傳感器在結構上采用差動方式可以提高靈敏度，減小非線性。8、根據(jù)霍爾元件的霍爾電勢UH的表達式可知，霍爾元件一般可用于三種情況的測量，分別是測量電流I，測量磁感應強度B，功率測量。9、已知輸入信號，這時一階裝置的，，則該裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表達式是：10、一般來說，系統(tǒng)內印制電路板接地的基本原則是高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地。選擇題（將合適的選擇項填入括號內，每題2分，15題共30分）5.電阻應變片的初始電阻數(shù)值有多種，其中用的最多的是（B）。A．60ΩB．120ΩC．200ΩD．350Ω6.下列不屬于傳感器的靜態(tài)標定的內容的是（D）A、靈敏度B、線性度C、滯差D、幅值誤差7.在常用測振傳感器中，適合于測量振動位移的傳感器是（A）A、電感式傳感器；B、壓電式傳感器；C、磁電式傳感器；D、電動式傳感器8.電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉為（C）的輸出A、電阻B、電容C、電壓D、電荷9.下列不是電感式傳感器的是（D）A、變磁阻式自感傳感器B、電渦流式傳感器C、變壓器式互感傳感器D、霍爾式傳感器（屬于磁電式）10.一般情況下，要求熱敏電阻式傳感器的熱敏電阻（D）A、呈正弦關系B、呈余弦關系C、呈線性關系D、在一定范圍內呈線性關系14.下列關于傳感器靈敏度的說法，錯誤的是（C）A、靈敏度越高越好B、靈敏度越高，傳感器所能感知的變化量越小C、靈敏度越高，與測量無光的外界噪聲越不易混入D、對被測物理量變化的反應能力越強1、光敏二極管的工作原理是（C）。A.外光電效應B.內光電效應C.光生伏特效應D.雪崩效應2、產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的主要原因是由于傳感器敏感元件材料的（D）的缺陷所造成的。A.物理性質B.機械零部件C.工作溫度D.A+B3、關于光敏二極管的敘述不正確的是（B）。A.工作時兩端電壓處于反向偏置狀態(tài)，B.有光照時，會有大得多的正向電流。C.無光照時，其反向電阻很大，反向電流（暗電流）很小。D.光電流與光照強度成正比。4、關于光敏三極管的敘述正確的是（C）。A.在工作電路中，其集電結正向偏置。B.在工作電路中，其發(fā)射結反向偏置。C.光敏三極管的靈敏度高于光敏二極管。D.光敏三極管也有基極。5、關于光敏電阻敘述不正確的是(A)。A.無光時，光敏電阻呈高阻態(tài)，沒有電流。B.有光時，光敏電阻RG呈低阻態(tài)，有較強的電流。C.光照越強，阻值越小，電流越大。D.工作時，其兩端既可以加直流電壓，也可以加交流電壓。6、關于光電倍增管敘述不正確的一項是（B）。A.靈敏度很高，不能受強光照射，否則會損壞。B.極間電壓越高越好。C.倍增系數(shù)與陽極無關，主要由倍增電極的特性決定。D.陽極輸出的是電壓脈沖。7、下列不是磁柵傳感器類型的是(D)。A.尺形B.帶形C.同軸形D.螺旋形8、左圖是一種遮斷式光電開關，圖示中1是（A）。A.發(fā)射器B.接受器C.光電管D.被測物9、下列各項不是直線式感應同步器部件的的是（C）。A.定尺B.滑尺C.磁芯D.滑尺繞組10、熱敏電阻值隨溫度變化是嚴重非線性的，下列方法不屬于常用的線性化方法是（B）A.線性化網(wǎng)絡B.加差動放大器C.利用溫度頻率轉換電路D.計算修正法11、熱敏電阻的溫度特性有三種類型，下列哪項不屬于這三種類型的（D）A.負電阻溫度系數(shù)B.正電阻溫度系數(shù)C.臨界溫度系數(shù)D.線性溫度系數(shù)11、為了將現(xiàn)場熱電偶的信號傳到測控室，必須將冷端由導線接到測試電路上，保證這種接線不影響熱電偶的信號，是下列（A）A.中間導體定律B.標準電極定律C.中間電極定律D.中間溫度定律12、關于熱電偶有三大定律保證我們使用其進行測量傳感的可靠及可靠下列那項不屬于這三項定律（C）A.中間導體定律B.標準電極定律C.中間電極定律D.中間溫度定律12、下列不屬于熱電偶冷端補償?shù)氖牵―）。A.熱電勢修正法B.電橋補償法C.溫度修正法D.線性化網(wǎng)絡法13．下列不屬于電位器式傳感器分類的是（D）。A.非線性型B.角位移型C.直線位移型D.矩陣型14.下面不屬于箔式應變片種類有（A）。A.多層絲柵式B.單絲柵式C.雙絲柵式D.三絲柵式15.下列不是可變磁阻式傳感器的典型結構有（A）。A.螺旋式B.差動型C.螺管式A.可變導磁面積型16.不屬于電容傳感器的類型有（C）。A.兩極板間距d型B.改變兩極板間復蓋面積S型C.改變電源頻率D.改變極板間介質e型17.關于壓電傳感器的前置放大器敘述不正確的是（A）。A.前置放大器可將傳感器低阻抗輸出變?yōu)楦咦杩馆敵?。B.前置放大器可將傳感器的微弱信號進行放大。C.電壓放大器是前置放大器的一種。D.電荷放大器是前置放大器的一種。18.下列關于磁敏電阻說法正確的是（C）。A.磁敏電阻的磁阻效應只有其制做材料有關。B.磁敏電阻的磁阻效應只與其開關有關。C.磁敏電阻的靈敏度一般是非線性的。D.以上都不對。19.下面不屬于磁敏電阻溫度補償電路的是（B）。A.互補式溫度補償電路B.差動放大器電路C.全橋電路D.熱敏電阻補償電路20.關于霍爾傳感器的說法正確的是（B）。A.其制做材料只能是非金屬的。B.霍爾傳感器輸出的電壓信號。C.霍爾傳感器有兩根引線電極。D.霍爾傳感器使用時激勵電流是不可以變化的。21.下列哪項不屬于傳感器的低噪聲化方法（D）。A.差動法B.相關法C.調制法D.疊相法1、金屬絲應變片在測量構件的應變時，電阻的相對變化主要由(B)來決定的。A、貼片位置的溫度變化B、電阻絲幾何尺寸的變化C、電阻絲材料的電阻率變化D、外接導線的變化2、二階裝置引入合適阻尼的主要目的是C。使系統(tǒng)不發(fā)生共振；B、使得輸出讀數(shù)穩(wěn)定C、獲得較好的幅頻、相頻特性；D、改善裝置的固有頻率3、不能用渦流式傳感器進行測量的是(D)。A位移B材質鑒別C探傷D非金屬材料4、測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和（B）。A、具體測試系統(tǒng)的物理結構有關B、具體測試系統(tǒng)的物理結構無關C、輸入信號有關D、輸出信號有關5、為消除壓電傳感器電纜分布電容變化對輸出靈敏度的影響，可采用(B)。A電壓放大器；B電荷放大器；C前置放大器；D電流放大器6、不能采用非接觸方式測量的傳感器是：（C）。A、霍爾傳感器；B、光電傳感器；C、熱電偶；D、渦流傳感器7、通常所說的傳感器核心組成部分是指：（B）敏感元件和傳感元件B、敏感元件和轉換元件C、轉換元件和調理電路D、敏感元件、調理電路和電源8、壓電加速度計固定在試件上承受振動時，質量塊將產(chǎn)生一可變力作用在晶體片上，由于(A)效應在晶體片兩表面上就有(D)產(chǎn)生。正壓電；B、逆壓電；C、電壓；D、電荷10、以下關于熱電阻與熱敏電阻的說法，錯誤的是：（D）A、熱電阻一般采用純金屬材料，而熱敏電阻采用半導體材料；B、熱電阻的溫度電阻系數(shù)一般是線性的，而熱敏電阻的溫度電阻系數(shù)一般是非線性的；C、熱電阻結構簡單、體積小，因此可以測量“點溫”；而在測溫范圍內，熱電阻的電阻溫度系數(shù)相對較為穩(wěn)定；D、一般說來，熱電阻的溫度系數(shù)比熱敏電阻的的溫度系數(shù)大。11、變間隙式自感式電感傳感器的靈敏度為：，由此可得出結論：（C）該傳感器的靈敏度是非線性的，因此不能使用；該傳感器的靈敏度是線性的，因此可以正常使用；該傳感器的靈敏度是非線性的，但在一定條件下可以使用；該傳感器的靈敏度是線性的，但在特定條件下不能使用。12、在常用測振傳感器中，適合于測量振動位移的傳感器是：（A）A、電感式傳感器；B、壓電式傳感器；C、磁電式傳感器；D、電動式傳感器13、為提高電橋的靈敏度，可采取的方法是：（C）。半橋雙臂各串聯(lián)一片電阻應變片；半橋雙臂各并聯(lián)一片電阻應變片；適當提高電橋的電源電壓；增大應變片的初始電阻值。14、熱敏電阻典型可分為三類，其中，（B）熱敏電阻在一定溫度范圍內，阻值隨溫度的變化劇烈變化，故可作為理想的開關器件。A、負電阻溫度系數(shù)B、臨界溫度系數(shù)C、正電阻溫度系數(shù)D、無15、關于光敏電阻，下列說法錯誤的是：（A）光敏電阻既可作檢測元件，也可作開關元件使用；光敏電阻的光譜特性與光敏電阻本身材料有關，需選擇合適光源配合使用；在一定的光照度下，光敏電阻所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現(xiàn)象；D、多數(shù)光敏電阻的時延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應的場合。9、下列四種光電元件中，基于外光電效應的元件是：（C） A、光敏二極管B、硅光電池C、光電管D、光導管2、設有一電路，是工作橋臂，，，是固定電阻，且。工作時，則電橋輸出電壓（）。為電橋的電源電壓。A、B、C、D、3、互感式傳感器之所以可以稱為差動變壓器式傳感器，其原因是：（）互感式傳感器的工作原理與一般變壓器工作原理完全相同；互感式傳感器實際上是差動輸入的變壓器；互感式傳感器是原、副邊之間的互感隨被測量變化的變壓器；互感式傳感器磁路是閉合的。4、關于紅外線，以下說法錯誤的是：（）A、與所有電磁波一樣，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質B、自然界中任何物體，都能產(chǎn)生紅外光輻射。C、不同的氣體對其吸收程度各不相同；D、具有光熱效應，能輻射熱量，是光譜中最大光熱效應區(qū)5、下列傳感器中，屬于有源傳感器的是（）和（）；屬于無源傳感器的是（）和（）。A、熱電偶溫度計B、電阻溫度計C、電容式測振儀D、壓電式加速度計11、測力傳感器的靜態(tài)標定最主要的目的是：確定()、靈敏度和()。A、標定曲線；B、各向交叉干擾度；C、固有頻率；D、阻尼比12、就傳感器的輸入輸出特性而言，傳感器一般盡量不設計成（）的傳感器。A、具有理想線性特性；B、僅有奇次項線性特性；C、僅有偶次項線性特性；D、具有多項式線性特性。14、以下情形中，不能采用渦流式傳感器進行測量的是（）。A、位移B、金屬材質鑒別C、鍋爐探傷D、塑料厚度三、判斷題（在你認為對的判斷后打，錯的判斷后打，每題1分，10題共10分）1，壓電式傳感器具有體積小、結構簡單等優(yōu)點，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態(tài)量的測量。（）_高頻2，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大。這樣光敏電阻的靈敏度就高。（）3，真值是指一定的時間及空間條件下，某物理量體現(xiàn)的真實數(shù)值。真值是客觀存在的，而且是可以測量的。（）4，置信系數(shù)取不同典型值時，具有不同的置信概率。置信系數(shù)越高，置信水平則越低，表明對測量精度的要求越低。（）5，一階裝置動態(tài)特性的主要參數(shù)是時間常數(shù)，一般希望它越大越好。（）6，差動變壓器式傳感器的兩個次級線圈在聯(lián)接時應反向串聯(lián)。(√)7，LTI系統(tǒng)的靈敏度是時間的線性函數(shù)。（）8，渦流傳感器一般采用高頻透射式或低頻反射式兩種方式進行測量。（）9，凡能夠測量位移和速度的檢測原理都可用于加速度和振動的測量。（）10，虛擬儀器的所有儀器面板和顯示器都是在計算機監(jiān)視器上模擬的。（）1、光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大。這樣光敏電阻的靈敏度就高。（）晶體在哪個方向上有正壓電效應，則在此方向上一定存在逆壓電效應。（）3、接觸式測溫方法由于可以直接接觸被測物，因此比非接觸法測溫具有更寬的量程范圍。（）4、渦流傳感器一般采用高頻透射式和低頻反射式兩種方式進行測量。（）5、若交流電橋中有一對相鄰橋臂為電阻，根據(jù)平衡條件，其余二橋臂一定具有異類的阻抗，如果這邊是容抗，另外一邊應為感抗。（）對于一切傳感器，如果要采用計算機分析處理傳感器所測信號，那么傳感器調理電路中必須采用ADC數(shù)據(jù)采集模塊，以便于計算機識別（）。所謂“開關式光電傳感器”是指，其輸出特性是斷續(xù)變化的光電信號，這類傳感器對光電元件的光照特性要求較高。（）8、霍爾傳感器屬于磁電式傳感器，因此是一種無源傳感器，即該類傳感器在使用中無需給傳感器供電。()9、壓電式傳感器具有體積小、結構簡單等優(yōu)點，適合于頻率較低的被測量的測量，甚至是靜態(tài)量的測量。（）10、用鎢絲通電加熱作為光輻射源最為普通，一般白熾燈的輻射光譜是連續(xù)的，任何光敏元件都能和它配合接收到光信號。（）簡答題（3題，共14分）1、簡要敘述傳感器靜態(tài)標定和動態(tài)標定的常用方法以及通過標定所能獲得的主要性能參數(shù)。（6分）靜態(tài)標定的目的是確定傳感器靜態(tài)特性指標，如線性度、靈敏度、遲滯和重復性等。輸入標準量，獲得擬合直線。?傳感器的動態(tài)特性標定ü一階傳感器主要是時間常數(shù)τ；ü二階傳感器則是固有頻率ωn和阻尼比ξü通過測量傳感器的階躍響應確定傳感器的時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比是一種較好的方法ü也可以利用正弦輸入，測定輸出和輸入的幅值比和相位差來確定裝置的幅頻特性和相頻特性，從而進一步求得一階裝置的時間常數(shù)和欠阻尼二階裝置的阻尼比和固有頻率。3、用框圖描述光電傳感器的基本構成，并簡要說明采用光電傳感器進行相關參數(shù)測量的四種工作方式。（4分）輻射式、遮光式、吸收式和反射式

算綜合題（共3題，共26分）1，試簡述檢測系統(tǒng)噪聲干擾形成的要素。（4分）噪聲形成干擾需要同時具備三要素：干擾源、對噪聲敏感的接收電路及噪聲源到接收電路之間的耦合通道。2、簡述一種速度測量的方法。（4分）答：（1）時間、位移計算法，如相關測速法和空間濾波器測速法；（2）加速度積分法和位移微分法測量速度；（3）利用物理參數(shù)測量速度，如電動式速度傳感器和電磁式速度傳感器；（4）多普勒效應測速；（5）差動變壓器測速。3、壓電元件在使用時常采用多片串接或并接的結構形式，試述在不同接法下輸出電壓、電荷、電容的關系，它們分別適用于何種應用場合？（6分）答：兩片壓電元件串接時，輸出電荷q’等于單片上的電荷q，輸出電壓U’為單片電壓U的兩倍，總電容C’為單片電容C的1/2。即：q’＝q；U’＝2U；C’＝C/2。串聯(lián)接法適用于以電壓輸出的信號和測量電路輸入阻抗很高的情況；兩片壓電元件并接時，輸出電荷q’等于單片上電荷q的兩倍，輸出電壓U’等于單片電壓U，總電容C’等于單片電容C的兩倍。即：q’＝2q；U’＝U；C’＝2C。并聯(lián)接法適用于測量緩慢變化信號，并以電荷作為輸出的情況。4，請畫出光電傳感器的一般構成框圖，并說明光電傳感器的一般組成部分。（4分）光電傳感器通常由光源、光學通路和光電元件三部分組成計算綜合題（3題，共22分）1、已知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，輸入一時域諧波函數(shù)，求該系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時的輸出y(t)。（6分）解：已知一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（2分）則（2分）（4分）（4分）3、圖為應變式拉力傳感器原理示意圖。該傳感器采用1、2、3、4四片完全相同的應變片按如圖方式粘貼在構件表面上，應變片的初始阻值為R0，傳感器要求具有溫度補償和彎矩補償能力；試采用兩種組橋方式實現(xiàn)傳感器的純拉力測量并說明理由（如果應變片不夠，可加精密電阻）。（6分）哪一種組橋方式靈敏度高？為什么？（2分）1＋42＋31＋42＋32R02R012434、如圖為實驗室常采用的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖，圖中依據(jù)了熱電偶兩個基本定律，分別指出并簡述其內容；（4分）將冷端至于冰水槽的主要原因是什么？（2分）對補償導線有何要求？（2分）答案：中間導體定律：在熱電偶回路中，只要接入的第三導體兩端溫度相同，則對回路的總的熱電動勢沒有影響。中間溫度定律：熱電偶AB的熱電勢僅取決于熱電偶的材料和兩個結點的溫度，而與溫度沿熱電極的分布以及熱電極的參數(shù)和形狀無關。熱電偶分度表以0攝氏度為基準；與導體材料A、B有相同熱電特性（不同型號的熱電偶所配用的補償導線不同；連接補償導線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電偶的正負極一一對應；補償導線連接端的工作溫度不能超出（0~100℃），否則會給測量帶來誤差。）1、某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4mm，工作初始極板間距離，介質為空氣()。已知電容,）（8分）問：（1）如果極板間距離縮小，電容的變化量是多少？如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格／mV）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？與電阻應變片相比，半導體應變片有何特點？答：半導體應變片是用半導體材料采用與絲式應變片相同方法制成的半導體應變片，最突出的特點：體積小，靈敏度高，頻率響應范圍寬，輸出幅值大，不需要放大器，可直接與記錄儀連用，使測量系統(tǒng)變得簡單，但是濕度系數(shù)大，應變時非線性是比較嚴重的缺點。2．什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，在什么條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么條件下一般要研究傳感器的動態(tài)特性？答：傳感器的動態(tài)特性是指當輸入量隨時間變化時傳感器的輸入—輸出特性。靜態(tài)特性是指當輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入—輸出特性。在時域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在頻域條件下一般要研究傳感器的動態(tài)特性。常用的半導體光電元件有哪些?它們的電路符號如何?答：常用的半導體光電元件有光敏二極管、光敏三極管和光電池三種。它們的電路符號如下圖所示：什么是霍爾效應？答：在金屬式半導體薄皮相對兩側面a,b通以控制電流I在薄片垂直方向上施加磁場B，則在垂直電流和磁場方向上，即另兩側面cd產(chǎn)生一個大小與控制電流I和磁場B乘積成正比的電動勢VH,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。5.以石英晶體為例簡述壓電效應產(chǎn)生的原理。石晶咋沿其一定方向世家壓力時會產(chǎn)生形變，此時它的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷，當去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)，這就稱為