模拟试卷一参考答案.pdf

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1、第1页共6页传感器与自动检测技术模拟试卷一参考答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均不得分。1、A2、B3、C4、B5、D6、B7、B8、A9、A10、D11、C12、C13、B14、B15、A16、B17、C18、D19、C20、B二、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1、答：置于磁场中的静止金属载流体产生霍尔效应时，电子受洛伦兹力：fLeBv①同时金属导体内形成霍尔电场，电子受与fL反向的

2、电场力：UHfHeEHe②b平衡状态下：fLfH,即：EHBv③I设金属导体单位体积内电子数为n，则：v④nebdIB把④代入③：EH⑤nebdIBRHIB把⑤代入②：UHKHIB⑥nedd1RH⑥式中霍尔常数RH，灵敏度KHned由此可见，霍尔电势正比于激励电流和磁感应强度。其灵敏度KH正比于霍尔系数RH（它在金属导体单位体积内电子数固定时为定值），而与霍尔片厚度d成反比。第2页共6页为了提高灵敏度KH，霍尔元件常制成薄片形状。2、答：光纤传感器由光源、（光纤或非光纤的）敏感元件、光纤、光探测器、信号处理系统等

3、组成。其工作原理：由光源发出的光通过源光纤引到敏感元件，被测参数（温度、压力、应变、振动等）作用于敏感元件，在光的调制区内，使光的某一性质（光强、波长/频率、相位、偏振态）受到被测量的调制，调制后的光信号经过接收光纤耦合到光探测器，将光信号转换为电信号，最后经过信号处理得到所需要的被测量。3、答：半导体色敏传感器由两个结深不同的P-N结光电二极管构成，浅+结的二极管是P-N结，深结的二极管是P-N结。其工作原理：入射光照射+时，P、N、P三个区域及其间的势垒区中都有光子吸收，但效果不同。浅结对紫外线的灵敏度高，深结对红外光的灵敏度高。将

4、两结吸收入光线后产生的光电流（短路电流）相比即可判断入色单色光的波长(颜色)。4、答：光栅读数头主要由标尺光栅、指示光栅、光路系统和光电元件等组成。其工作原理：标尺光栅固定在被测物体上，指示光栅相对于光电元件固定，两光栅在光照下可形成具有明暗相间带的莫尔条纹。标尺光栅移动一个栅距W，光强变化一个周期，用光电元件接收莫尔条纹移动时光强的变化，就可将光信号转换为接近于正弦周期函数的电信号输出，从而可知被测物体移动位移的大小。三、分析计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）1、解：误差方程rtir0(1ti)vii1,2,3

5、,4令x1r0，x2r0120.076.5130.080.0系数矩阵A,直接测得值矩阵L,140.082.5150.085.0第3页共6页x1被测量估计矩阵Xˆx2由最小二乘法：AAXˆAL，则120.01111130.04140AA20.030.040.050.0140.01405400150.076.5111180.0324AL20.030.040.050.08

6、2.51148085.0AA2000011A11A1215400140(AA)AAA21A222000140411540014032471.2Xˆ[AA]AL20001404114800.28r0x171.2()x20.2833.9310(/C)r071.2RX2、解：（1）KRXRXKRX210001000.2()RX0.20.2%RX100（2）将电阻应变片R

7、x置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为Rx。当第4页共6页Rx有∆Rx的变化时，电桥输出电压为UO：RXRX11000.21UO()E3()0.0015(V)2RXRX22000.22RX/2RX非线性误差：rL100%0.1%1RX/2RX（3）要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的2倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上两个相同的应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，形成半桥差动电桥，且取其他桥臂电阻也为Rx。1RX此时，UOE0.003(V)，rL02RX要使电桥电压灵敏

8、度为单臂工作时的4倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上四个相同的应变片，2个受拉应变，2个受压应变，形成全桥差动电桥。RX此时，UOE0.006(V)，rL0RX3、解：0rA（1