1、 第 3 次作业 一、填空题（本大题共 18 分，共 9 小题，每小题 2 分） 1. 涡流式位移传感器是利用 _ 2. 电位计还可以将位移或转角变换成与之有某种函数关系的电阻或电压输出，叫做 _ 。 3. 与压电传感器配套使用的前置放大器用于 _ 压电元件输出的微弱信号，并把高阻抗变换为低阻抗输出，前置放大器有 _ 放大器和 _ 放大器两种形式。 4. 数字滤波与 RC 滤波相比有许多独特的优点：如由于数字滤波利用 _ 来实现，因而不需要增加 _ ，而且可靠性高、稳定性好、灵活方便。 5. 高分子膜湿度传感器是以随高分子膜吸收或放出 _ 而引起 _ 或 _ 变化测量环境相对湿度的装置。 6.
2、 常用调制器把直流信号先变成某种频率的 _ ，经交流放大器放大后，再通过 _ ，使交流信号重新恢复到原来的 _ 。 7. 常用的数字滤波方法有 _ 、 _ 和 _ 。 8. 数控机床要实现闭环控制，必须由传感器检测机床各轴的 _ 和 _ 进行位置数显、 _ 和 _ ，以提高 _ 和 _ 。 9. 传感器的输出信号很微弱，需要由 _ 进行滤波、放大。机器人上常用的位移传感器有 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 等。 二、计算题（本大题共 21 分，共 3 小题，每小题 7 分） 1. 磁电式线速度传感器的线圈平均直径 D=25mm，气隙磁感应强度 B=6000Gs。希望传感器的
3、灵敏度 k 600（ mV cm s），求工作线圈的匝数 N应为多少？ 2. 利用电涡流位移传感器和频率计数器测某轴的转速。欲使频率计所读频率的数值等于 1 2 转速的数值（如 f=50Hz，表示 n= 25r min）。问齿盘的齿数 z为多少 ?若使 f 的数值等于 n， z又为多少 ? 3. 有一传感器，其实测的输入 /输出特性曲线（校准曲线）与拟合直线的最大偏差为 L max=4 ，而理论满量程测量范围为（ 40 120） ，试求该传感器的线性度。 三、简答题（本大题共 25 分，共 4 小题，每小题 6.25 分） 1. 浅谈测试系统的主要应用？ 2. 什么是热电效应？ 3. 什么是
4、概率密度函数？ 4. 简述应变式加速度传感器的原理。 四、综合分析题（本大题共 36 分，共 3 小题，每小题 12 分） 1. 试证明单位冲激信号的抽样特性。 2. 求正弦信号 x(t)=Asin(t+ ）的概率密度函数 p(x)。 3. 在下图 1中的变磁通式转速传感器，若测得输出电动势的交变频率为24Hz，求被测轴的转速为多少 ?在其条件下，最大测量误差是多少？ 答案： 一、填空题（ 18 分，共 9 题，每小题 2 分） 1. 参考答案： 利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈阻抗 Z变化的一 种装置 解题方案： 涡流式位移传感器是利用电涡流效应将被测量变换为传感器线圈阻抗 Z 变化的
5、一种装置 评分标准： 一空一分 2. 参考答案： 函数电位计（或非线性电位计） 解题方案： 电位计还可以将位移或转角变换成与之有某种函数关系的电阻或电压输出，叫做函数电位计或非线性电位计。 评分标准： 一空一分 3. 参考答案： 放大电压电荷 解题方案： 与压电传感器配套使用的前置放大器用于放大压电元件输出的微弱信号，并把高阻抗变换为低阻抗输出。前置放大器有电压放大器和电荷放大器两种形式 评分标准： 一空一分 4. 参考答案： 程序硬件 解题方案： 数字滤波与 RC 滤波相比有许多独特的优点：如由于数字滤波利用程序来实现，因而不需要增加硬件，而且可靠性高、稳定性好、灵活方便。 评分标准： 一空
6、一分 5. 参考答案： 水份电导率电容 解题方案： 高分子膜湿度传感器是以随高分子膜吸收或放出水份而引起电导率或电容变化测量环境相对湿度的装置。 评分标准： 一空 1分 6. 参考答案： 交流信号解调器被测信号 解题方案： 常用调制器把直流信号先变成某种频率的交流信号，经交流放大器放大后，再通过解调器，使交流信号 重新恢复到原来的被测信号。 评分标准： 一空一分 7. 参考答案： 限定最大偏差法算术平均值法加权平均滤波法 解题方案： 常用的数字滤波方法有：限定最大偏差法，算术平均值法，加权平均滤波法。 评分标准： 一空一分 8. 参考答案： 移动位置 速度 位置反馈 速度反馈 运动精度 动态性
7、能 解题方案： 此题考察传感器在数控机床中的作用。 评分标准： 9. 参考答案： 旋转变压器 差动变压器 感应同步器 电位计 光栅 磁栅 光电编码器 解题方案： 此题考察机器人上常用的位移传感器。 评分标准： 二、计 算题（ 21 分，共 3 题，每小题 7 分） 1. 参考答案： 已知 D=25mm O.025m， k 600（ mV cm s） 60（ V m s），B=6000Gs=0.6T 因为 E NBLv， k E v NBL， L D 0.025 所以 N k（ BL） =1274 匝 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案：
8、 评分标准： 三、简答题（ 25 分，共 4 题，每小题 6.25 分） 1. 参考答案： 1产品质量测量 ，对于各种零部件的测试测量； 2 设备运行状态监控系统； 3故障诊断系统； 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 当两种不同金属导体两端相互紧密地连接在一起组成一个闭合电路时，由于两个接触点温度不同，回路中将产生热电动势，并有电流通过，这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间内的概率。定义为解题方案： 此题考察概率密度函数的概念。 评分标准： 4. 参考答案： 加速度传感器首先要经过质量 -弹簧惯性系统将加速度 转换为力，再将力作用于弹性元件，从而将力转换为应变，通过测量应变可以测量加速度。 解题方案： 此题考察应变式加速度传感器的工作原理。 评分标准： 四、综合分析题（ 36分，共 3 题，每小题 12 分） 1. 参考答案： 解题方案： 此题考察单位冲激信号的抽样特性。 评分标准： ? 2. 参考答案： 代入概率密度函数公式得： 解题方案： 此题考察概率密度函数的计算方法。 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案： 评分标准：
