杭州电子科技大学电子学院2023年传感器期末试卷.docx

一、问答题1. 请画出传感器闭环测量系统的框图？(3 分)并写出输入输出间的关系式〔2 分〕共 5 分2. 下面参数是一种谐振式压力传感器的主要指标：测量范围：0-120kPa〔绝压〕；精度 0.02%FS；初始频率：大于2023Hz；Q 值：优于10000；长期稳定性：0.02%FS/年；请结合传感器概念解释上述数值的意义〔每个概念 2 分，共 10 分〕测量范围：0-120kPa〔绝压〕 精度 0.02%FS初始频率：大于 2023Hz Q 值：优于 10000长期稳定性：0.02%FS/年确定压力是所处空间的全部压力满量程精度为 0.002%最初产生共振的频率大于 20230Hz 品质因素,是衡量电感器件的主要参数传感器在规定时间内仍保持 不超过允许误差范围的力量3. 请用框图画出传感器的组成〔2 分〕，并请画出一电容式加速度传感器简图〔3 分〕，并结合传感器定义描述其工作原理〔3 分〕共 8 分4. 频率响应法是标定传感器动态特性指标方法之一，请写出两种传感器的动态特性指标〔2 分〕，并画出确定校准法正弦信号校准振动传感器原理框图〔3 分〕，并解释其原理〔3 分〕共 8 分。

P511） 零阶传感器：无时间上的滞后2） 一阶传感器：有时间常数3） 二阶传感器：有阻尼比，传感器固有频率时域中：时间常数、延时时间、上升时间、超调量、超调时间； 频域中：共振频率、通频带、工作频带5. 压阻式传感器，其应变电阻易受温度变化影响，从而引起温度误差，其中电路补偿方法是解决方法之一，请画出 电路补偿法的电路示意图〔3 分〕，并描述承受热敏电阻进展电路补偿的原理〔3 分〕共 6 分6.(1)请画出电感式传感器中带相敏检波的沟通电桥原理图〔2 分〕，并描述其工作原理〔2 分〕2)请画出电感式传感器线圈的等效电路〔2 分〕，并解释其参数物理意义〔2 分〕共 8 分〔1〕：〔2〕：7. 请画出电容式传感器的等效电路〔2 分〕，并解释其参数意义〔2 分〕共 4 分图中C 为传感器电容，Rp 为低频损耗并联电阻，它包含极板间漏电和介质损耗；Rs 为高湿、高温、高频鼓励工作时的串联损耗电组，它包含导线、极板间和金属支座等损耗电阻；L 为电容器及引线电感；Cp 为寄生电容，抑制其影响，是提高电容传感器有用性能的关键之一，下面特地争论可见，在实际应用中，特别在高频鼓励时，尤 需考虑L 的存在，会使传感器有效电容8. 压电传感器的测量电路有哪几种〔2 分〕，请分别画出其电路原理图〔2 分〕。

请画出压电传感器的等效原理图〔2分〕，并解释其参数意义〔2 分〕，以电压放大器测量电路为例，理论分析压电传感器高、低频特性如何〔7 分〕共 15 分2 种，直流电桥，沟通电桥9. 请画出动铁式磁电感应传感器原理图〔3 分〕，并描述外界振动频率在不同范围内时，传感器灵敏度的变化状况〔3 分〕共 6 分10. 简述在霍尔传感器中金属材料、半导体和绝缘材料灵敏度优缺点〔3 分〕，什么是霍尔传感器的不等位电动势〔2 分〕，其产生缘由是？〔2 分〕，共 7 分二、计算及设计题【模糊】1.电容式传感器，当有电压 于两个 板同时会有静电力产生， 电容请计算参加静电力后摸板的平衡位置，其中 = ，V=5v同时电容式传感器 电压过大，会产生 的问题，请理论计算 电压(不考虑阻尼的影响)，真空介电常数为： 共 10 分2.目前无人机系统中用了多个姿势测量传感器，请利用课程中所学学问，设计一个加速度传感器和角速度传感器的 集成构造〔5 分〕，并描述其具体的工作原理，〔4 分〕同时描述你设计的工作原理相比本课程所学其他原理的优缺点〔4 分〕共 13 分。