试卷代号：1107 座 位 号
国家开放大学(中央广播电视大学)2016年秋季学期“开放本科”期末考试
传感器与测试技术 试题
2017年1月
一、单项选择题(每小题4分，共40分)
1.压电传感器的测量电路中前置放大器的作用有( )。
A. 消除电缆电容对灵敏度的影响
B. 减小测量误差
C. 把传感器的高输入阻抗变换成低输入阻抗
2.超声波的频率高，因而( )绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向传播。
A. 波长短
B. 波长长
C. 速度慢
3.差动变压器属于( )。
A. 电容式传感器
B. 压电式传感器
C. 电感式传感器
4.以下( )是影响 MOS 传感器性能的首要问题。
A. 暗电流
B. 噪声
C. 像素的饱和
5.超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，并以( )的应用最为广泛，
A. 电动式换能器
B. 压电式换能器
C. 电磁式换能器
6.金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数( )。
A. 大
B. 小
C. 相等
7.首先对红外辐射进行( )使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。
A. 调制
B. 滤波
C. 补偿
8.以下( )不属于虚拟仪器技术所具有的特点。
A. 集成性强
B. 扩展性强
C. 开发时间长
9.利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。
A. 外光电效应
B. 压电效应
C. 声光效应
10. ( )被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力前的情况，如金属探伤、测厚以及测量物体的密度等。
A. α射线
B. γ射线
C.X 射线
二、填空题(每空2分，共10分)
11. 是指一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能量而发生了相应的电效应现象。
12.虚拟仪器技术的三大组成部分包括：灵活高效的 、模块化 I/O 硬件和用于集成的软硬件平台。
13.红外传感器是将 的变化转换成电量变化的器件。
14.超声波是频率比声波频率高的
15.电容式传感器是将非电量的变化转换为电容 的变化来实现对物理量的测量。
三、论述及分析题(每小题20分，共40分)
16. 以下是两种霍尔元件的驱动电路，请指出哪个是恒流源驱动电路?哪个是恒压源驱动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。
17. 图3为热释电红外传感器的结构图，给出图中 A、B、C 三处分别代表的器件名称，并简述热释电红外传感器的工作原理。
四、计算题(10分)
18. 在图4所示的交流电桥电路中，Z₁,Z₂,Z₃,Z₄ 为交流电桥各个桥壁上的等效元件，其中Z₁ 的幅值 |Z₁ l=2Ω, 幅角φi=-30°;Z₂ 的 幅 值 |Z₂=4Ω, 幅角φ₂=60°;Z, 的幅值 |Z₄ |=32, 幅角φ₄=-20°,请计算当交流电桥达到平衡时Z3 的幅值 |Z₃ | 和幅角φ₃为多少，并根据所得结果判断出Z₃ 是具有电感特性还是电容特性?
试卷代号：1107
国家开放大学(中央广播电视大学)2016年秋季学期“开放本科”期末考试
传 感 器 与 测 试 技 术 试 题 答 案 及 评 分 标 准
(供参考)
2017年1月
一、单项选择题(从所给的三个选项中，找出你认为是正确的答案，将其编号填入括号内。每小题4分，共40分)
1.C2.A3.C4.B5.B
6.B7.A8.C9.A10.B
二、填空题(每空2分，共10分)
11.光电效应
12.软件
13.红外辐射量
14.机械波
15.电压
三、论述及分析题(每小题20分，共40分)(判分标准：只要答出要点即可酌情得分)
16. 以下是两种霍尔元件的驱动电路，请指出哪个是恒流源驱动电路?哪个是恒压源驱动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。
答：图1是恒流源驱动电路 (5分)
图2是恒压源驱动电路驱动 (5分)
对霍尔元件可采用恒流驱动或恒压驱动，恒压驱动电路简单，但性能较差，随着磁感应强度增加，线性变坏，仅用于精度要求不太高的场合。 (5分)
恒流驱动线性度高，精度高，受温度影响小。两种驱动方式各有优缺点，应根据工作要求确定驱动方式。 (5分)
17. 图3为热释电红外传感器的结构图，给出图中A、B、C三处分别代表的器件名称，并简述热释电红外传感器的工作原理。
答：A. 窗口
B. 滤光片
C. 热电元件
要点1:当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高，使其极化强度降低； (2分)
要点2:表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上便产生一个电信号输出； (3分)
要点3:输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射的红外辐射的强弱。(2分)
要点4:如果对红外辐射进行调制，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。 (4分)
四、计算题(10分)
18. 在图4所示的交流电桥电路中Z1,Z₂,Z₃,Z, 为交流电桥各个桥壁上的等效元件，其
中 Z₁ 的幅值 |Z₁|=2Q, 幅角φ₁=-30°;Z₂ 的幅值 |Z₂l=4Ω, 幅角φ₂=60°;Z、的幅值 |Z₄I =3Ω,幅角φ=-20°,请计算当交流电桥达到平衡时Z3 的幅值 |Z3| 和幅角φ;为多少，并根据所得结果判断出 Z。是具有电感特性还是电容特性?
答：根据交流电桥的平衡条件： |Z₁ | × |Z₃ |=|Z₂ | × |Z₄ | 可得，
将 |Z₁|=2Ω,|Z₂I=4Ω,|Z₄I=3Ω 代入可得， (4分)
根据交流电桥的另一个平衡条件：φ₁+φ3=φ2+φ4 可得，φ3=42+φ4- φ1,将φi=-30°,φ2=60°,φ₄=-20°代入公式可得：φ3=70°
所以经计算当交流电桥达到平衡时Z₃> 0 判 断 出Z₃ 具有电感特性。(4分)
的幅值 |Z3 | 为6Ω,幅角φ3为70°,并根据φ3=70°(2分)
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