【精品】国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末试题标准题库及答案（试卷号：1107） 28页

最新国家开放大学电大本科《传感器与测试技术＞ 期末试题 标准题库及答案（试卷号:1107） 考试说明：本人汇总了该科的试题及答案，形成了一个完整的标准考试题库，对考生的复习和考试起着 非常 重要的作用，会给您节省大量的时间。 一、单项逸择原（12 小题，每小原 3 分，共 36 分） 1. 彻蟠 f 由敏感元件、转换元件和（）三部分组成。 A. 转换电路 B.虚拟仪暴 C.电容 D.磁头 2. 利用（）可制成半寻体光敏电阻。 A.压电效应 B.光电效应 C.磁电效应 D.滤波 3. 适合于使用乳外传的进行测量的被测物理*（）. A.蜒 B.故 C.加速度 D.柱 4. 超声波是（）的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程， A.电磁波 B.机械波 C.表面波 D.蜒 5. 电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的（）间的电阻值. A.覆盖片与被测试件 B.基片与被测试件 C. 引幼与被测试件 D.覆盖片与釜片 6. 下列属于磁电式传藤舞非线性误粪产生原因的是（）。 A. 温度变化对传感器产生的影响 B. 传够器经圈电流产生的磁通对工作磁通产生影响 c.传够器的补偿线 I■产生的磁通对工作 am 产生影响 D. 光源变化对传感器产生的影响 7. （）不属于虚拟仪器技术所具有的特点. A.集成性强 B.扩展性强 C. 开发时间长 D.开发时间短 8. 在工业放射性同位素自动检涮仪表中广泛采用的核辐射恂融为（）. A.电聘式传站 B.磁电式传的 C.电离室 D.霍尔元件 9. 电容式传感器是将被测虽的变化转换成（）变化的一种传■器. A.电够童 B.电容激 C.介电常数 D.霍尔系数 10. 以下不属于压电武传的的特点的是（）. A.体积小 B.靖构简单 C.灵敏度低 D.灵敏度高 11. 交流电桥按照按入阻抗的形式不同主要分为纯电阻交流电桥、（ ）交流电桥和电感式交流电 桥・ A.平衡式 B,瓣电式 C.电压式 D.电容式 12. 能够受被测漫并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，称为（）・ A.电聃量 B.触发器 C.电动机 D.传响 二、 判断原（8 小题，每小题 2 分，共 16 分） 13. 在红外传感•测试系统中执行装置的作用是接受目标的部分红外辐射荆折给红外传感器。（） 14. 按磁场方式分类，磁电应应式传可分为变取式和恒瞄式两大类.（） 15. 红外辐射按照波长不同，可以分为远砌区、中砌区和近红外区・（） 16. 超声波在固体和液体中衰减较强，因此穿进能力强是超声波所具有的主夏特点之一・（） 17. 虔拟仪器技术的三大组成部分包括，灵活秘的软件、眼化 I/O 硬件和用于集成的软硬件平 台.（） 18. 动布特性就是输入量和输出量随时间班速变化时，输出■与输入■之间的关系，（） 19. 著射式传疝是指利用电磁波、机械波成物质的放射性枸成的一类传感疝（） 20. 利用热电偶测温时，热电势不仅与热墙温度无关，而且也与冷端温度无关，因此，实际使用时 必须进行冷墙温度补偿・（） 三、 简答题（4 小题，每小题 6 分.共 2Q 分） 21. 压阻式传够器的典型特点是什么？ 22. 什么*W 度？ 23. 典型的超声波传的系统由什么组成？ 24. 智能传聊■与传统传够器相比较，其突出特点有哪些？ 四、 综合题（2 小 JS,每小 JS14 分，共 28 分） 25. 图 1 为热释电红外传蛔的结构图，绘出图中 A、B、C 三处分别代表的器件名称，并简述麴释 26. 以下是两种霍尔元件的驱动电路图，请指出哪个是恒流源驱动电路？哪个是值压源驱动电路？ 并 简述这两种驱动蟀的优缺点。（14 分） ««答案及龄标准 （仅供参考） 一、单项选择题（12 小艇，每小原 3 分，共 36 分） 1. A 2. B 3. B 4. B 5. C 6. B 7. C 8. C 9. B 10. C 11. D 12. D 二、判断题（8 小题, 每小爱 2 分，共 16 分） 三、筒答题（4 小题, 每小■ 5 分，共 20 分 ） 21.压阻式传够器的典型特点是什么？ 答：压阻式传醯墨的典型特点是尺寸小；灵敏度高，横向效应、滞后、岖都比较小，适合于动态 测量的 场合. 22. 什么是精度？ 答，糖度指测■结果的可靠程度，是测童中各类误差的综合反映，测*差越小，传感器的精度越 高. 23. 典型的超声波传艘■系统由什么组成？ 答：典型的超声波传的系统 F 由发送传感器（或称波发送卷）、接收传瞄（或称波接收墨）、 控制部分 与电混部分就。 24. 智能传感器与传统传蝠相比较，其突出特点有卵些？ 答：与传统传的相比，智能传的具有以下三个优点：通过软件技术可实现高精度的信息盼, 而且成本低, 具有一定的编程自动化能力；功能多样化. 13. X 14. V 15. V 16. X 17. V 18. V 19. V 20. X 四、综合题（2 小题，每小题 14 分，共 28 分） 25. 图 1 为热释电红外传感器的结构图，给出图中 A、B、C 三处分别代表的器件名称，并 筒述热释电红外传感器的工作原理° （14 分） 答:A、国口 B、滤光片 C、热电元件 （2 分） （2 分） （2 分） 要点 1：当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高，使其极化 强度降低， （2 分） 要点 2：表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，如果将负载电阻与佚电体薄片相连，则 负载电阻上便产生一个电值号输出; （2 分） 要点 3：输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出人射的红外辐射的强 弱. （2 分） 要点 4：如果对红外辐射进行调制，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度 变化,才能导致热释电产生，并输出交变信号. （2 分） 26. 以下是两种笛尔元件的驱动电路图，请指出哪个是恒流源驷动电路？舞个是恒压源 驱动电路？并简述这两种驱动电路的优缺点。（14 分） 图 3 是恒压源驱动电路。 对霍尔元件可采用恒流驱动或恒压驱动，恒压驱动电路简单，但性能较差，随若磁感应强 恒流驱动电路线性度高，精度高，受温度影响小。两种驱动方式各有优缺点，应根据工作 要求确定驱动方式. 《传感器与涮试技术〉题库二 一、单项逸择题（12 小题，每小原 3 分，共 36 分） 金属应变片的灵敏系数比皿电阻材料本身的灵敏系数（） B.小 传 WMR 由敏感元件、转换元件和（）三部分球. 像素的岫 D.振动方向 +5V <3 分） <3 分） 度增加，线性变坏，仅用于精度要求不太高的场合. （4 分） （4 分） 相等 D.大成相等 C. 3, 转换电路 电容 以下（ 暗电流 B.虚拟仪器 D.磁头 ）是影响 CMOS 传魅器性能的首要因素. B.噪声 4. 差动变压器属于（）. A. 电容式传感器 B.压电式传够器 C.电感式传的 D.电阻式传的 5. 超声蚣能器是超声波传的中的 f 核心部件，并以（）的应用是为广泛. A.电动式换能器 B.压电式换能器 C.电破式换能器 D.霍尔元件 6. 压电传站的测量电路中前置放大器的作用有（）・ A. 消除电缆电容对灵敏度的影响 B. 减小测量误差 C. 把传够器的高输入阻抗变换成低输入阻抗 D. 增加测漫误差 7. 超声波的频率高，因而（）,细挪象小，方向性好，能够成为射线而定向传播. A.波长短 B.波长长 C.速度慢 D.速度快 8. 利用（）制成的光电舞件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。 A.外光电效应 B.压电效应 C.声光效应 D.波光效应 9. （）被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力强的情况，如金属探 伤、测厚以及测 量物体的密度等. A.a 射线 B. 丫射线 C. X 射线 D： Y 射线 10. （）不属于虚拟仪器技术所具有的特点， A.集成性强 B.扩展性强 C.开发时间长 D.开发时间短 11. 能感受被测■并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装 JL 称为（）. A.电感量 B,触发器 C.电动机 D.传的 12. 亶流电桥的优点是电源稳定性高，可用（）测量，准确度高. A.扬声器 B.交流仪表 C.整流仪表 D.宜流仪表 二、判断题（8 小题，每小原 2 分，共 16 分） 13. 电容式伽酵器是将电童的变化转换为电容电压的变化来实现对物理，的测童的器件・（） 14. 光电效应是指一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能虽而发生了相应的电效应现 象.（） 16. M 外传的是将虹外辗射量的变化转换成非电量变化的器件・（） 16. 超声波是频率比声波频率高的机械波•（） 17. 虔拟仪器技术的三大组成部分包括：灵活高效的软件、模块化 I/O 硬件和用归诚的软硬件平台。 18. 结构简单、制造方便、测温范围宣、热惯性大是热电偶传感器的特点・（） 19. 智能传感器是集成化传感舞与微处理机相结合的产物.（） 20. 光电器件具有响应速度快，可弥性较低的特点・（） 三、 简答 JB （4 小题，每小题 5 分，共 20 分） 21. 传的按照被测物理*谶分，可以分为几类? 22. 什么是线岫 23. 破电式传的有何优点？ 24. 常见的智能传跳用那些？ 四、 综合原（2 小题，每小题 14 分，共 28 分） 25. 图 1 为热释电任外传够器的结构图，分别崎出图中 A、B、c 三处所代衰的器件名称，并简述 热释 26-电桥是传感器中常用的转换电路，图 2 中 R|、Rz、R,为固定电阻,R*为随温度丁变 化的电阻，即热敏 电阻，电源电压 UM = 5V. “X 图 2 电桥测员电路 （1） 当室担为 20C,R=4a、R2=8Q、R3 = 10Q 时.热敏电阻乩=20C,此时电桥是否能 够达到平衡？ （2） 写出输出电压 U。的表达式. （3） 当室温发生变化时，/?M = 16Q,试分析此时输出电压 U。为多少？（14 分） ««答林松标准 （仅 一、 单项选择题（12 小题，每小 JS3 分，共 36 分） 1. B 2. A 3. B 4. C 5. B 6.C 7. A 8. A 9. B 10. C 11. D 12.D 二、 判断建【8 小 JS,每小 JS2 分，共 16 分） 13. X 14. V 15. X 16. V 17. J 18. X 19. V20. X 三、 简答题（4 小原，每小 JB5 分，共 20 分） 21. 传够器按照被测物理吸来划分，可以怎样分类？ 答'传感器按照被测物理漫来划分，可以分为温度传够器、压力传感》、位移传■»、力传感•和 22. 什么是 答：线性度指传 gfc 出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合宜线的程度・ 23. 磁电式制媛有何优点？ 答：建电式传的直接从被测物体吸收机械能并转换成电信号输出，输出功率大，性能稳定，工作 不需要电源，谟理电路简单，灵敏度较高，一般不需夏制 I 益放大 24. 常见的智能传感器有哪些？ 答，常见的智能传感■有微型俐蝠、模物传够器和网络传感 四、综合建（2 小嬉，每小题 14 分，共 28 分） 25. 图 1 为热释电红外传艘器的结构图，给出图中 A、B、C 三处分别代表的暴件名称，并简述热 释电 红外传聊器的工作原虱（14 分） 答：A、窗口 B、滤光片 C、热电元件 （2 分） （2 分） （2 分） 旻点 1:当红外辗射照射到已经极化的铁电体薄片袤面上时引起恭片温度升高，使其极化强度降低; （2 分） 要点 2：表面电荷被少，这相当于释放 TP 分电荷，如果将负载电阻与快电体薄片相逢，则负裁电阻 上便产生 f 电信号输出 I （2 分） 要点 3：输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射的砌辐射的强皿（2 分） 要点 4 ：如果对瓦外辐射进行调制，使值定辐射变成交变推射，不断地引起铁电体的温度变化，才能 导致热释电产生，并输出交变信号。（2 分） 26. 电桥是传感器的常用转换电路•图 2 中 RI、RZ、R3 为固定电阻・R,为随温度 T 变化 的电阻，即 热敏电阻，电源电压 U.K% 《传感器与测试技术〉题库三 一、单项逸择题(每小题 4 分，共 40 分) 1.()的缺点是容易引入人工干扰，需要宜流放大，易受零漂和接地电位的影响. A.交流电桥 B.宜流电桥 C.蔓流站 2. 交流电桥按照接人阻抗的形式不同主要分为纯电阻交流电桥、()交流电桥和电感 式交流电桥。 A.电容式 B,电寻式 C.电压式 3. 首先对虹外辗射进行（）,使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起佚电体的温度交 化，才能导致热释 电产生，并输出交变俏号. A.调制 B.滤波 C.映 4. 差动娅器属于（）. 图 2 电桥测量电路 (1)当室温为 20C.R =4C、R2 = 8Q、R3 = 】0Q 时，热敏电阻 20Q.此时电桥是否达 到平衡 ？ (2)写出输出电压 U,的表达式。 (3)当室温发生变化时.R, = 16Q.试分析求得此时输出电压 U”为多少？。4 分) 答：⑴根据直流电桥的平衡条件，经计算可得殆、化=4><20 = 80；殆、心=8、10 = 80,即 R)XRx = R2XR3,满足了电桥的平衡条件，因此此时电桥平衡*(5 分) (2)根据电路可得： h~R}+R2 RM 由此可得出输出电压 U,为: Uc=U«d—Uu,= R3 （5 分） (3)根据输出电压的表达式，可得 Ry R7+" R 10 10 + 16 总)X5 = 0. 256^（4 分） A. 电容式传感器 B.压电式传 C.电感式传感器 5. （）是影响 CMOS 传感器性能的首要问题. A.暗电流 B.噪声 C.像素的颇 6. 超声波换能删蜘声波传够器中的一个核心部件，并以（）的应用果为广泛， A.电动式换能器 B.压电式换能器 C.电磁式换能器 7. （）被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力前的情况，如金 H 探伤、测厚以及 测 做咻的密度等. A. aim B. 7 雅 C. 8. 应变电阻材料本身的矣敏系数与金 Ji 应变片的灵帔系敷相比较，前者（）. A.大 B.小 C.相等 9. （）不属于虚拟仪器技术所具有的特点. A.集成性强 B.扩展性强 C.开发时间长 10. 利用（）制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等・ A.外光电效应 B.压电效应 C.声光效应 二、填空 Ji （每空 2 分，共 10 分） 11. 按照传站的—划分，传的可分为心式传够器、压电式传感暴、压阻式传感器、光电式 传感器 等. 12. 红外传感唇是将_ .的变化转换成电心化的器件. 1 3_,电路是将电阻、电容、电够等参数的变化转换成电压或电流输出的一种测漫电路. 14. __________________________________超声波是频率比声波频率高的 波.. 16. 虔拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合碱灵活的__完成各种测试、测量和自动化 的 应用. 三、论述及分析题（每小题 20 分，共 40 分） 16. 以下是两种霍尔元件的驱动电路，清指出哪个是恒流源驱动电路？哪个是恒压源驱 动电路？并简述这两种驱动电路的优缺点。（20 分） 17. 根据红外传感器测试系统框图（图 2）,给出图中 A、B、C、D 四处的名称，并简要叙述 其在红 外传感器测试系统中的工作过程。（2。分） 图 2 红外传感器测试系统 四、计算题（10 分】 18. 在图 4 所示的交流电桥电路中，Z|,Z”Z”Z,为交流电桥各个桥壁上的等效元件，其 中乙的幅 值|Z」=6Q,幅角的=45Z,的幅值 1ZJ|=4Q,幅角的= 70°；乙的幅值|乙| = 3。,幅角的=一 35°,请计算当 交流电桥达到平衡时 Z,的幅值|乙|和福角＜p3 为多少，并根据 所得结果判断出 Z,是感抗还是容抗？ 图 4 交流电桥电路 ««答/松标准 （仅 一、 单项选择题（每小题 4 分，共 40 分） 1. B 2. A 3. A 4. C 5. B 6. B 7. B 8. A 9. C 10. A 二、 填空题（每空 2 分，共 10 分） 11. 工作原理 12. 红外 wm 13. 电桥 14. 机械 15. 软件 三、论述及分析 JE（每小题 20 分，共 40 分）（判分标准：只要答出要点即可酌情得分） 16. 以下是两种雷尔元件的驱动电路，请指出哪个是恒流源驱动电路？哪个是恒压源驱 动电路？ 并筒述这两种驱动电路的优缺点。（20 分） 答：图 I 是恒压源驱动电路驱动，（6 分） 图 2 是值流源驱动电路，（5 分） 对霍尔元件可采用恒流翰 I 成值压碱，值压龄电路简单，但性能较差，随着磁够应强度漕加, 线性变坏 ，仅用于精度妥求不太高的场合。（5 分） 值流驱动线性度高，精度高，受温度影响小，两种驱动方式各有优缺点，应根据工作妥求确定砌 方式. （5 分） 17. 根据红外传感器测试系统框图（图 2）,给出图中 A、B、C、D 四处的名称，并简要叙述其在 红外 传聃㈱则试系统中的工作过程.（20 分） 图 2 红外传感器测试系统 答：A-光学接收器（3 分） 光学接收器接受目标的部分红外辐射并传输给红外传感卷。（2 分） f 射调制器（3 分） 精射调制器会将来自待测目标的辐射调制成交变湖《射光.（2 分） CTE 外操测器（3 分） 红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测既外辗射的探测器■（2 分） E 号处理系统（3 分） 信号处理系统将探测的信号进行放大、渡波等处理，然后将这些信息转化成所需要的格式.（2 分） 四、计算题（10 分） 18. 在图 4 所示的交流电桥电路中，％,Z2，Z3,乙为交流电桥各个桥壁上的等效元件，其 中乙的 幅值|Zi|=6C，幅角的=45°；%的幅值|Z"=4Q,帽角的= 70°；乙的幅值|乙| = 3Q,幅角伙=一 35°,请 计算当交流电桥达到平衡时 Z,的幅值 IZ3I 和幅角 93 为多少，并根据 所得结果判断出 Z；是感抗还是 容抗？ |Z： | X |Z41 4X3 八 iz,|=6n,iz:|=4n,izd=3n 代入可得，|乙|= —=—=2no（4 分） 根据交流电桥的另一个平衡条件：⑶+的=啊+的可得，乎 3 =啊+督,一 p，将乎 i=45°, 啊=70°，的=一 35°代入可得： 衣=啊+牧 _乎 1 =70—35 —45= —10°（4 分） 所以经计算当交流电桥达到平衡时 Z,的幅值 IZ, |为 2C,幅角⑶为一 10°,并根据 3 —?>2 +$?4 可得，”=物+的一少 1，将平 = 30°,饥=60°,饥=-20°代入公式可 得： 啊= 70。 （4 分 ） 所以经计算当交流电桥达到平衡时 Z$的幅值|Z, |为 6Q,幅角 s 为 70°,并根据处=70° >0 判 断出冬具有电感特性。 。（2 分） 将 I ZL | —2CI, |Z? I =4。, |Z< | =3。代入可得 ,!Z)| |Z2|X|Zt|_4X3_^ IZ>| =~r~=6Q。 （4 分 ） IZJXIZJ ~TzTT