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江苏大学硕士研究生入学考试样题科目代码：807遷科目名称传感器技术满分：150分注意：认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题 纸或草稿纸上均无效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！一、填空题（每空1分，共30分）1. 电容式传感器信号转换电路中，（）和（）用于单个电容量变化的测量，（）和（）用于差动电容量变化的测量。2. 电阻应变计，也称（），是一种能将机械构件上的（）转换成（）的传感元件。3. 写出三种数字式传感器（）、（）、（ ）。4. 变隙式差动变压器传感器的主要问题是灵敏度与（）的矛盾。这点限制了它的使用，仅适用于（）的测量。5. 把被测量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据（）的基本原理制成的，其次级绕组都用（）形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。6. 热电偶是将温度变化转换为（）的测温元件；热电阻和热敏电阻是将温度变化转换为（）变化的测溫元件。7. 热电偶冷端温度补偿方法有：补偿导线法、（）、（）和（）o8. 直线式编码器用于测量（），而（）用于测量角位移。9. 计量光栅利用光栅的（）现象，以线位移和（）为基本测试内容，应用于高精度加工机床、光学坐标位床、制造大规模集成电路的设备 及检测仪器等。1。将电能转变为机械能的压电效应称为（11. 将光信号转换为电信号的光电元件有（）、（）和（）。12. 铜热电阻在一些测量精度要求（），且温度较低的场合，用来测量（）C范围的温度。13. 当差动变压器式传感器的衔铁位于中心位置时，实际输出仍然存在一个微小的非零电压，该电压称为（）电压。二、选择题（每小题1分，共10分）1. 电感式传感器釆用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（）。A、衔铁上、下移动时，输出电压相位相反B、衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化C、根据输出的指示可以判断位移的方向D、当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态2. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（）来决定的。A、贴片位置的温度变化B、电阻丝几何尺寸的变化C、电阻丝材料的电阻率变化 D、外接导线的变化3. 光敏电阻的光通量与光电流之间的关系称为光敏电阻的（）。A、伏安特性B、光照特性C、光谱特性D、频率特性4. 采用热电偶实现温度测量时（）A、需加正向电压B、需加反向电压C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压5. 下面的哪些传感器属于外光电传感器（）A、光电管 B、光电池 C、光敏电阻D、光电二/三极管6. 电阻应变计的应变灵敏度系数定义为k=（）A、AR/R/e b、ar/r/l c、ar/r/al d、al/l/r7. 在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与（）相关A、仅电源电压的幅值和频率B、电源电压幅值、频率及T型网络电容。和。2大小C、仅T型网络电容Ci和大小D、电源电压幅值和频率及T型网络电容C大小8. 两个压电元件相并联与单片时相比说法正确的是（）A、并联时输出电压不变，输出电容是单片时的一半B、并联时输出电压不变，电荷量增加了 2倍C、并联时电荷量增加了 2倍，输出电容为单片时2倍D、并联时电荷量增加了一倍，输出电容为单片时的2倍9. 压电式传感器目前多用于测量（）。A、静态的力或压力B、动态的力或压力C、位移D、温度10. 按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及（）等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。A、偏振调制 B、共振调制 C角度调制 D、振幅调制三、解释下列各概念，并举例说明每概念涉及的可检测的12种物理量名称（每小题5分，共20分）1. 差动技术2. 压阻效应3. 磁致伸缩效应4. 内光电效应四、简答题（每小题6分，共30分）1. 什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。2. 结合下图说明霍尔式微位移传感器是如何实现微位移测量的？崔尔元件3. 简述什么是光电导效应？光生伏特效应？外光电效应？这些光电效应的典型光电器 件各自有哪些？4. 简述利用多普勒效应对运动物体测速原理。5. 简述光栅莫尔条纹测量位移的三个主要特点？ 五、计算及设计题（每小题10分，共60分）1. 一个量程为100N的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，薄壁圆筒 外径为20mm,内径为18mm,在其表面粘贴4个应变片，其中2个应变片沿轴向粘贴， 另两个沿周向粘贴，在不受力时应变片的电阻值均为120,应变灵敏度系数K=2.0, 泊松比为0.3,材料弹性模量为2x10 N/此要求：（1）绘出弹性元件贴片位置及全桥电路（4分）；（2）当桥路的供电电压为5V时，计算传感器的输岀电压（6分）。2. 分别设计岀差动自感式和差动互感式位移传感器的结构原理图（每个2分），各传感器釆用的基本检测电路（不包括相敏检波电路）（每个1分），并给出检测原理（每个2分）。3. 已知变气隙电感传感器的铁心截面积S=1.5。秫，磁路长度L=20cm,相对磁导率 缶=5000,气隙爲二0.5弘，2 = 0.屜，真空磁导率场线圈匝第5页共5页数W=3000,求单端式传感器的灵敏度,若做成差动结构形式，其灵敏度将如何变化？（共10分）4. 镣铭一车臬硅热电偶，工作时冷端温度t=30C,现测得热电动势E （t, t0） =38. 560mV, 求被测物体的实际温度。（已知E （30, 0） =1. 203mV）。注：下图为在900C至990C范围内该热电偶的分度表，对应的热电势单.位:mV。900 C020406070809037. 32538. 12238. 91539. 70340. 09640. 48840. 8975. 画出压电元件的两种等效电路（每个2分），设压电元件电容为Ca,考虑导线电容Cc, 电压放大器的输入电阻Ri和输入电容G,分别用两种等效电路求压电元件在两电极极板 上施加力Fa=FCOS3t时，压电元件的电压经开环放大倍数为K的前置电压放大器后，输 出电压值的表达式（设压电材料的压电系数为d）（每个3分）。6. 推出差动结构电容传感器的线性度（6分），并将其与非差动结构电容器线性度作比较 （4分）。（共10分）第5页共5页
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