文档介绍：2009 年本科生“传感器技术及应用”试题(A 卷)
一、(本题12分) 谈谈你对传感器关键词的理解。
回答要点:
(1) 传感器的关键词是:“测量”、“敏感”和“电信号”;(3 分)
(2) “测量”指的是传感器的功能、作用;“敏感”指的是传感器的核心是敏
感机理,即通过敏感元件直接感受被测量;“电信号”指的是传感器必须输出
可用的电信号。(9 分)
二、简述弹性敏感元件的弹性滞后和弹性后效的物理意义?它们影响传感器的
哪些性能?(12 分)
回答要点:
弹性滞后:当外力作用下,弹性元件正反行程输出不一致的现象称为弹性滞后。
(3 分)
弹性后效:弹性元件在阶跃载荷作用下,所产生的变形并不能立刻完成,需要
经过一段时间间隔才能完成。这个过程称为弹性元件的弹性后效。(3 分)
弹性滞后影响传感器的迟滞误差;(3 分)
弹性后效主要影响传感器的重复性和快速性。(3 分)
注:可以用图示来说明弹性滞后和弹性后效的物理意义。
三、(本题 12 分) 论述压阻效应与压电效应的不同点。
回答要点:可以从引起效应的机理、特点以及效应的强弱、受温度的影响程度
等进行讨论:
(1) 压阻效应:主要是电阻率的变化,改变的是电阻,需要有电路进行转换;
压电效应:主要是电荷(电场)的变化,能够直接输出电信号;(4 分)
(2) 压阻效应是直流效应,可测量静态,也可以测量动态信号;压电效应是交
流效应,不能直接测量静态,主要用于较高频率的动态测量;(4 分)
1
(3) 压阻效应弱于压电效应;(2 分)
(4) 压阻效应:温度影响大于压电效应。(2 分)
四、(本题 16 分)图示为一传感器的工作原理图,这是什么传感器?利用了哪两
种原理?画出传感器的框图。
绝缘体固定电极
m
弹簧片
活动极板(质量块)
题四图
回答要点:
(1) 电容式加速度传感器;(4 分)
(2) 一是利用了敏感质量感受加速度,将加速度转变为惯性力的原理;(3 分)
二是利用了位移转换为电容的原理,C1、C2,形成差动变换方式;(3 分)
(3) 准确表述传感器的框图。(6 分)
必须包括以下环节:加速度——集中力——差动电容——电容式变换电路——
输出电信号。
五、(本题 16 分) 如何提高谐振敏感元件的机械品质因数?
回答要点:
从材料、工艺、结构、应用环境等四个方面进行论述。
答对任意一点 4 分;任意两点 8 分;任意三点 12 分;四点 16 分。
六、(本题 16 分)图示为以科氏质量流量传感器为基础传感器的智能化传感系统
2
示意图,请说明该图揭示的基本信息。
批控罐装
流体入
科氏效应
解算
闭环
放大器
谐振特性
解算 f f
基本传感器
流体出双组份流
双组分信息
体解算