模拟试卷一参考答案

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1、传感器与自动检测技术模拟试卷一参考答案-＞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田填在题后的括号内。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:九=eBv①同时金属导体内形成霍尔电场，电子受与九反向的电场力：fH=eEH=^

2、-e②b平衡状态下:fL=fH,即：Eh=Bv③设金属导体单位体积内电子数为斤，贝U：v=—④nebdID把④代入③：⑤nebd把⑤代入②：UH=-^-=^-=khib⑥nead⑥式中霍尔常数rh,灵敏度心=与nea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Kr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〃成反比。•••为了提高灵敏度Kh，霍尔元件常制成薄片形状。2、答：光纤传感器宙光源、（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

3、，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

4、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。二.分析计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）1、解：误差方程心一仓（1+07）=«i=1,2,3,4120.0■76T130.0,直接测得值矩阵厶-80.0140.082.5150

5、.085.0系数矩阵人=由最小二乘法：ArAX=AfL9则20.020.030.040.050.030.040.04140140540050.0/V厶=20.030.0180.032450.082.51148085.0140.076.5•••幽=2000"•••(A'AY1丄®

6、心

7、如1「54002000[_-140-1404:.X=[AfAVlAfL=140「324I'71.2_4114800.281「54002000140/.r0=可=71.2(Q)•••A/?x二二K・£・Rx=2x1000x100=0.2(。)••Rx=02=0.2%1

8、00解：(1)・.・3lRx(2)将电阻应变片Rx置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为Rx。当.3x(10010-1)200+0.22Rx有ARx的变化时，电桥输出电压为〃=0.0015(7)非线性误差：rL=、Rx"心%100%=0.1%1+4心/2心(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。此时，Do=-£-^=0.003(7),<=02Rx要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的4倍，则应该在等强度梁的正反

9、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。此时,=0.006(V),r；f=0&854xIO"x1x16xIO?x24x10心4x1()3=0.85(PF)(2)当一块极板沿长度方向在原始位置上平移时，有ACX_A&当一块极板沿宽度方向在原Q台位置上平移时，有C。ak_AC[_C°_1———Abb0-85xlO"12①分/、=3-542x10n(F/m)24xl()7十.AC

10、/C°或“Ab=—=—-=41.67(m'1)b24x10」_ac2c()J———Aaa0.85x1012、=0-53125x1010(F

11、/m)16xl()7或：LAC2/Co=1=162.5E)2Aaa16xl(f3二.综合题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1、解:(1)当衔