同济大学课程考核试卷(B卷开卷)

同济大学课程考核试卷(B卷开卷)

同济大学课程考核试卷（B卷开卷）

2007— 2008学年第一学期

命题教师签名： 岳继光 审核教师签名：

课号：102214 课名：传感器与检测技术 考试考查： 考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( √ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分 一、（20分）运动参数测试系统采用应变计测量压力。为校准传感器，在同一工作条件下，按同一方向在全测量

范围0—200kP内对此传感器做了20次测试，发现所得输入输出特性曲线具有一定的不一致性。经系统维修并调整成电压输出后，可得传感器方程为：

A

（2）沿纵向d (极板前后方向)移动0.2mm时的电容量；（3分） （3）提供一个标准电容C0请设计一个测量电路，使输出电压 与动极板位移dx板成线性关系。（4分）

四、测量位移的差动电感传感器如图3所示，激励源幅值为

vp=5V； f=3000Hz的正弦波。用二极管检波法设计一个以UAB输入、

UCD为输出的测量电路并简述电路工作原理（10分）。 图3

五、液压式仿真转台内框马达需要在360°范围内控制角位移；若要分辨1.40625°拟采用二进制光电码盘测量。若采用微机测量系统，请确定二进制光电码盘的位数（5分）；当CPU读到一个数字量为60H时；求其对应显示的角度。（5分）

六、（10分）一冶炼系统由利用“热电效应”制成的K型热电偶测温。已知冷端环境温度为30°C而此时热表读到的被测温度为800°C

附：分度号K热电偶输出（mV）

vB

dV20 8 104V 1.2 102F

dt

（1） 简述这种现象反映了此传感器的什么性能，如何表示。（5分） （2） 求此传感器系统时间常数和静态灵敏度。（5分）

（3） 此时重新检验测试出其最大误差为ΔFmax=0.8kP，试判断其精度等级。（5分） （4） 简述“应变效应”（5分）

二、（10分）如图1所示圆柱形钢材试件沿轴向和径向各贴一片 R=240Ω的金属应变片，另两片接入等臂差动电桥制成测力传感器。 已知钢材µ=0.285, 应变片灵敏度系数K=2, 桥路电源电压为6V(DC)。 当受拉伸力范围 F=300N(牛顿)时测得应变片R1的电阻值变化

R1=0—0.48 ，求桥路输出的电压范围 Ug

图1

三、（10分）如图2所示平板式电容位移传感器。已知极板 尺寸a=b=4mm，间隙d0 = 0.5mm，极板间介质为空气。求： （1）沿横向x移动时该传感器敏度；（3分）

图2

F

（1）简述“热电效应”。（5分）

（2）用计算校正法修正后的真实被测温度。（5分）

七、（10分）用“霍尔效应”制成的电流传感器在恒磁场下测得电流I与霍尔电势U的实验数据如下：

(1) 简述“霍尔效应”。 （5分）

(2) 合理选择一种直线拟合方法求其零点输出与灵敏度。（5分）

八、（10分）用“光电效应”制成的光电耦合器在自动检测系统中常用来“隔离”I/O与MCU系统，以达到抗干扰目的。

（1）简述“光电效应”。 （5分）

（2）画出一种光电耦合器的组成形式。（5分）

九、设计一个基于微处理器的多路数字采集系统并画出原理框图（10分）。

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