中央電大歷年試卷集合

1、一簡答題1、 霍爾效應：金屬或半導體薄片兩端通以控制電流i，在薄片垂直方向上施加磁感應強度為b的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩端會產生電動勢uh，uh的大小正比于控制電流i和磁場感應強度b，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應2、 壓電效應：某些晶體，當沿著一定方向受到外力作用時，內部會產生極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產生大小相等符合相反的電荷；當外力去掉后，又恢復到不帶電狀態(tài)；當作用力方向改變時，電荷的極性也隨著改變；晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。3、 傳感器無失真檢測的條件是什么：是幅頻特性應當是常數(shù)（即水平直線）；相頻特性應該是線性關系。4、 什么叫金屬應變片的橫向效應：沿應變

2、片軸向的應變x必然引起應變片電阻的相對變化，而沿垂直于應變片軸向的橫向應變y也會引起其電阻的相對變化。5、 傳感器：是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定關系的、便于精確處理和應用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)6、 靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時輸出與輸入關系。即當輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關系7、 磁電式傳感器有何優(yōu)點：磁電式傳感器直接從被測物體吸收機械能并轉換成電信號輸出，輸出功率大，性能穩(wěn)定，工作不需要電源，調理電路簡單，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。8、 動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。9、 線性度：實際測試獲得靜特性曲線后，采用直線

3、擬合的方法來線性化，輸出輸入的校正曲線與其擬合直線之間的最大偏差10、 塞貝克效應：指兩種不同的導體或半導體a和b組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為t，另一端溫度為to，則回路中就有電流產生，即回路中存在電動勢，稱為熱電勢的現(xiàn)象。11、 莫爾條紋：將柵格相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并使二者柵線有很小的交角，這樣就可以看到在近似垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相同的條紋，是基于光的干涉效應產生的。12、 穩(wěn)定性：又稱長期穩(wěn)定性，即傳感器在相當長時間內保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經過一規(guī)定時間間隔后，傳感器的輸出與起始標定時的輸出的差異來表示時，有時也用標定的

4、有效期來表示。13、 測定頻響函數(shù)的方法有哪幾種：是以標準信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。輸入的標準信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。14、 金屬應變片有哪些類型：1）電阻絲應變片2）金屬箔式應變片。15、 多普勒效應：當聲源和工件之間有相對運動時，反射回來的超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率不同的現(xiàn)象。16、 何為傳感器的分辨力和閥值：分辨力指傳感器在規(guī)定測量范圍內所能檢測出的輸入量的最小變化值。閥值是能使傳感器的輸出產生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。17、 分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內所能檢測出被測輸入量的最小變化值。18、 光柵：在玻璃尺或玻璃盤上

5、類似于刻線標尺或度盤那樣，進行長刻線的密集刻劃，得到黑白相同、間隔相同的細小條紋，沒有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。19、 標定：在明確傳感器的輸出與輸入關系的的前提下，利用某種標準器具對傳感器進行標度。二選擇題1、 超聲波在固定中可穿透幾十米的長度，在液體、固體中衰減（a?。?，碰到雜質或分界面就會有顯著（c反射）2、 壓電材料開始喪失壓電特性時的溫度叫（d居里點）3、 碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎上的，它能夠將角度轉換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤按結構可以分為（c接觸式）、（d光電式）和點測試三種4、 應變片絕緣電阻是指已粘貼的應變片（b引線與被測試件）之間的電阻值5

6、、 在光的作用下，物體內的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫（d外光電效應）6、 在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為（d光電導效應）7、 在光的作用下，能夠使物體內部產生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫b光生伏特效應 8、 如圖所示的結構由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組合成的。線圈套在鐵芯上的，在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為。傳感器的運動部分與銜鐵相連，當外部作用力作用在傳感器的運動部分時，銜鐵將會運動而產生位移，使空氣隙發(fā)生變化。這種結構可作為傳感器用于（c靜態(tài)測量和動態(tài)測量）9、 環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學性質也將隨之改變，這種現(xiàn)象

7、稱為（d溫度特性）。溫度升高會引起光敏元件的光電流及光譜特性等變化。10、 當光敏元件加一定電壓時，光電流i與光敏元件上光照度e之間的關系，稱為a 光照特性 11、 在相同的電壓和相同幅值的光強度下，當入射光以不同的正弦交變頻率調制時，光敏元件輸出的光電流i和靈敏度s隨調制頻率f變化的關系：i=f1(f)、s=f2(f)稱為 a頻率特性12、 磁頭的作用是讀取磁柵上記錄信號，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為c靜態(tài)磁頭和d動態(tài)磁頭13、 利用e光生伏特效應制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。利用f光電導效應可制成半導體光敏電阻。利用b外光電效應制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管

8、和光電倍增管。14、 為了消除應變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施包括：a雙絲自補償法、c單絲自補償法和 f橋路補償法 15、 在檢測技術中，很多場合采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的c逆壓電效應，而接受信號則用d正電壓效應 16、 應變片絕緣電阻rm是指已粘貼的應變片的引線與被測試件之間的電阻值通常要求rm的范圍是b50100m以上 17、 固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高，尺寸小，橫向效應也小，滯后和穤變都a動態(tài)測量18、 超聲波是a機械波的一種，既是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程。19、 為使探頭有效地向工件發(fā)射和接收超聲波，必須使探頭和工件探測面之間有良好聲耦合，耦合方式可分

9、為直接接觸法和d液浸法20、 改變電感傳感器的引線電纜后c必須對整個儀器重新標定21、 超聲波的頻率高（可達109hz），因而b波長短，繞射現(xiàn)象小，方向性好，能夠成為射線而定向傳播。22、 渦流傳感器可以實現(xiàn)非接觸式測量，渦流傳感器的金屬導體上產生的渦流的滲透深度與傳感器線圈的勵磁電流的c頻率有關。渦流傳感器主要分為d高頻反射和e高頻透射兩類23、 電參量式傳感器包括a電阻式、d電容式、e電感式三種基本形式24、 應變片絕緣電阻r是指已粘貼的應變片的引線與被測件之間的電阻值，通常要求r的范圍是（a50100m以上）25、 （a傳感器）是測試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測系統(tǒng)或過程中需要觀測的信息轉化為

10、人們所熟悉的各種信號。26、 傳感器的動態(tài)標定主要是研究傳感器的動態(tài)響應，而與動態(tài)響應有關的參數(shù)，對一階傳感器有（e時間常數(shù)）；對二階傳感器有固有頻率和（d阻尼比）27、 螺管型電感傳感器按照其工作原理應屬于（c自感式）傳感器28、 影響壓電式傳感器工作性能的因素很多，產生誤差原因（b環(huán)境溫度的影響）、（d橫向靈敏度）、環(huán)境濕度的影響、基座應變的影響、噪聲的影響等29、 金屬應變片的靈敏系數(shù)比應變電阻材料本身的靈敏系數(shù)（b?。?0、 當光柵付中任一光柵沿垂直于刻線方向移動時，莫爾條紋就會沿近似（a垂直于光柵移動方向）的方向運動。當光柵改變運動方向時，莫爾條紋也隨之改變運動方向，兩者具有相對應的

11、關系。因此可以通過測量莫爾條紋運動判別光柵運動。31、 應變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、（c阻值的選擇）和（d尺寸的選擇）等32、 當聲波傳播至兩介質的分界面，一部分能重返回原介質，稱為反射波；另一部分能量透過介質面，到另一介質內繼續(xù)傳播，稱為（c折射波）；33、零位誤差是評定差動變壓器性能的重要指標之一，產生零位誤差的原因主要有兩個：一是由于次級繞組兩線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，致使產生的感應電勢幅值不等，相位不同。這種情況下，不管怎樣調整銜鐵位置也不能使零位輸出電壓調到零；二是由于（磁性材料磁化曲線的非線性）三填空1、 磁電式傳感器可用來測量線速度和角速度，對測得的速度進行積分可

12、求出位移，微分可求出加速度。磁電式傳感器直接從被測物體吸收機械能并轉換成電信號輸出，工作時不需要電源。2、 測溫方法可分為接觸法與非接觸法3、 感應同步器是利用兩個平面繞組的互感系數(shù)隨兩者的相對位置變化而變化的原理，測量線位移和角位移的傳感器?？蓽y量線位移和角位移。4、 沿應變片軸向的應變x必然引起應變片電阻的相對變化，而沿垂直于應變片軸向的橫向應變y，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為橫向效應5、 壓電材料可分為壓電晶體、壓電陶瓷、壓電半導體和高分子壓電材料。6、 渦流的大小與導體的電阻率、導磁率、導體厚度t，以及線圈與導體之間的距離x、線圈的激磁效率等參數(shù)有關。同時改變x、和，可以對導

13、體進行探傷；改變導體的電阻率，可以做成測量表面溫度、檢測材質的傳感器；改變導體的導磁率，可以做成測量應力、硬度的傳感器；改變線圈和導體之間的距離x，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器；7、 當有電流流過兩個不同導體的連接處時，此處便吸引或放出熱量（取決于電流電流的方向），這種現(xiàn)象叫做帕爾貼效應。8、 兩種不同的導體或半導體a和b組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為t，另一端溫度為to，則回路中就有電流產生，即回路中存在電動勢，這種現(xiàn)象叫做塞貝爾效應。9、 大氣壓力一般在960hpa范圍內變化，要測量其精確值，選用的傳感器的測量范圍應為960hpa1060hpa，量

14、程為100 hpa10、 熱電阻式傳感器是基于導電材料的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應制成的傳感器。11、絕對誤差是指測量結果與被測量真值之間所存在的差值的絕對值；相對誤差是指測量絕對誤差與被測量真值的比值；引用誤差 是指測量的誤差與儀表的滿量程之比；引用誤差通常用來表征儀器本身。12、光敏元件的兩端加一定偏置電壓后，在某種光源的特定照度下產生或增加的電流稱為光電流13、將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使上者柵線有很小的交角，這樣就可以看到在近似垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相同的條紋，稱為莫爾條紋。這些條紋是基于光的干涉效應產生的。14、由于受到電阻絲的限制，繞線式電位移不高1

15、5、四問答題1、 如圖所示是電容式差壓傳感器結構示意圖及其轉換電路，圖中1為玻璃盤，2為鍍金層，3為金屬膜片，試介紹其工作原理。答：電容式差壓傳感器有兩個玻璃圓盤和一個金屬片組成。兩玻璃盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個固定電極，夾在兩凹面中的膜片則為傳感器的可動電極。當兩邊壓力相等時，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉換電路輸出uo=0;當p1p2（或p2p1）時，膜片彎向右側（或左側），cdbcab（或cabcdb），uo輸出與|p1-p2|成比例的信號。2、 如圖所示是兩種光電轉速傳感器的工作原理圖，試介紹其工作原理答：反射型光電轉速傳感器在電機的轉軸上沿軸向均勻涂上黑白

16、相間條紋。光源發(fā)出的光照的電機軸上，再反射到光敏元件上。由于電機轉動時，電機軸上反光面和不反光面交替出現(xiàn)，所以光敏元件間斷地接收光的反射信號，輸出相應的電脈沖。電脈沖經放大整形電路變換為方波，根據(jù)方波的頻率，就可測得電機的轉速。直射型光電轉換傳感器在電機軸上裝有帶孔的圓盤，圓盤的一邊設置光源，另一邊放置光電元件。當光線通過圓盤上的孔時，光電元件就產生一列與轉速及圓盤上的孔數(shù)成正比的電脈沖數(shù)，由此可測得電機的轉速。電機轉速n為 n=60f/n式中，n圓盤的孔數(shù)或白條紋的條數(shù)； f電脈沖的頻率。3、 粘貼到試件上的電阻應變片，環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產生虛假應變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應，簡

17、述產生這種現(xiàn)象的原因。答：1）環(huán)境溫度變化時，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)不同，引起應變片電阻相對變化；2）環(huán)境溫度變化時，敏感柵材料和試件材料的膨脹系數(shù)不同，應變片產生附加的拉長（壓縮），引起電阻的相對變化4、只要磁通量發(fā)生變化，就有感應電動勢產生，試說出三種產生感應電動勢的方法。答：1）線圈與磁場發(fā)生相對運動；2）磁路中磁阻變化；3）恒定磁場中線圈面積變化。5、 簡述電容式傳感器的工作原理。根據(jù)其工作原理，電容式傳感器可分為哪幾種類型？答：兩平行極板組成的電容器，如果不考慮邊緣效應，其電容量為當被測量的變化使（電容極板間距）、s（電容極板有效面積）或（電容極板間介質的介電常數(shù)）任一參數(shù)發(fā)生

18、變化時，電容量c也就隨之變化，這就是電容式傳感器的工作原理。電容式傳感器有三種基本類型，即變極距、變面積和變介電常數(shù)型。6、 兩金屬應變片r1和r2阻值均為120，靈敏度系數(shù)k=2；兩應變片一受壓，另一受壓，應變均為1000.兩者接入直流電橋組成半橋雙臂工作電橋，電源電壓u=5v。求：1）r和r/r；2）電橋的輸出電壓uo。答：靈敏系數(shù)k=r/r=2應變?yōu)?000，即=0.001則r/r=2=0.002，r=0.002r=0.002x120=0.24電橋的輸出電壓7、 如圖所示結構可用于轉速測量，由導磁材料制成的齒輪安裝在被測轉軸上，與轉軸一起旋轉。簡述其工作原理。答：如圖所示是一種開磁路變磁

19、通式傳感器的結構，齒輪安裝在被測轉軸上，與轉軸一起旋轉。當齒輪轉動時，每轉過一個齒，磁路的磁阻就變化一次，因而磁通量也變化一次，線圈中產生感應電動勢，線圈中產生的感應電動勢的變化頻率等于齒輪的齒數(shù)和轉速的乘積，由此可以求得轉軸的轉速。8、 如圖所示是帶有等位環(huán)的平板電容器結構原理圖，請介紹等位環(huán)的作用答：使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，消除和減小邊緣效應，提高電容式傳感器的靈敏度和線性度。9、 請畫出兩種霍爾元件的驅動電路，簡述其優(yōu)缺點答：對霍爾元件可采用橫流驅動或恒壓驅動。恒壓驅動電路簡單，但性能較差，隨著磁感應強度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場合；恒流驅動線性度

20、高，精度高，受溫度影響小。兩種驅動方式各有優(yōu)缺點，應根據(jù)工作要求確定驅動方式。10、 常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點？答：有共振法、穿透法和脈沖反射法。共振法特點：1）可精確的測厚，特別適宜測量薄板及薄壁管；2）工件表面光潔度要求高，否則不能進行測量。穿透法特點：1）探測靈敏度較低，不易發(fā)現(xiàn)小缺陷；2）根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷，但不能定位3）可避免盲區(qū)，適宜探測薄板4）適宜探測超聲波衰減大的材料5）指示簡單，便于自動探傷。6）對兩探頭的相對距離和位置要求較高脈沖反射法特點：1）探測靈敏度高2）能準確地確定缺陷的位置和深度3）可用不同波形探測，應用范圍廣。11、 簡述傳感器的選用

21、原則與設計測試系統(tǒng)時應考慮的因素答：原則：1）仔細研究所測試的信號，分析測試環(huán)境和干擾因素。根據(jù)測試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置能否安下；研究傳感器的來源、價格等因素2）傳感器靈敏度、頻率響應特性、穩(wěn)定性、精度。考慮因素：靈敏度、精確性、響應特性、線性范圍、穩(wěn)定性、測量方式、各環(huán)節(jié)之間的配合、并盡量兼顧體積小、重量輕、結構簡單、易于維修、價格便宜、便于攜帶、通用化和標準化等一系列因素。12、 什么是傳感器？是由那幾部分組成？各有何功能？答：是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定關系的、便于精確處理和應用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)一般由敏感元件、轉換元

22、件、轉換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一種量。轉換元件接受敏感元件的輸出并把輸入轉換成電路參量。轉換電路把轉換元件輸出參數(shù)轉換成電量輸出。13、 測定頻響函數(shù)的方法是什么？常用標準輸入信號有哪幾種？答：確定頻響函數(shù)的方法是以標準信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。輸入的標準信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。14、 超聲波的波形有幾種？是根據(jù)什么來分類的？答：波形有：縱波、橫波、表面波、蘭姆波。依據(jù)超聲場中質點的振動與聲能量傳播方向之間的關系來進行分類。15、 螺管型電感感應器與變氣隙型電感傳感器各有何優(yōu)缺點？答：1）變氣隙型電感傳感器靈敏度高，

23、因而它對電路的放大倍數(shù)要求低。缺點是非線性嚴重，為了減小非線性，量程必須限制在較小范圍內，通常為氣隙o的1/5以下，同時制造裝配困難。2）螺管型電感傳感器的靈敏度低，但量程大，線性好，制造裝配方便，批量生產的互換性強。16、 畫出霍爾鉗形電流變工作原理圖，并簡述其工作原理。答：1）霍爾鉗形電流表的探頭是用環(huán)形鐵芯做集束器，霍爾器件放在空隙中間，由安培定律可知，在載流導體周圍會產生一正比于該電流的磁場。2）霍爾元件在磁場中產生的霍爾電勢：uh=khib。電流表中霍爾元件的靈敏度kh、控制電流i為定值，霍爾元件輸出的霍爾電勢與磁場成正比，通過對磁場的測量可間接測得的電流的大小。17、 接近開關有哪

24、些？選擇接近開關應考慮哪些因素？答：1）接近開關有渦流式、電容式、霍爾式、光電式、熱釋電式，以及利用多普勒效應制成的超聲波、微波接近開關。2）選擇接近開關考慮應用對象、重復定位精度、開關頻率、負載接法、動作差程以及工作電壓范圍、負載電流大小、工作溫度范圍、動作距離、通態(tài)壓降以及斷態(tài)漏流等。18、 何為熱電阻式傳感器？常用的熱電阻類型有哪些？答：1）利用導電材料的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應制成的傳感器；2）有鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻。19、 用渦流傳感器測量金屬板時需不需要恒溫，為什么？答：因為導體的電阻率隨溫度變化，在較小的溫度范圍內導體的電阻率與溫度關系為線性關系，在其他

25、條件不變的情況下，導體電阻率的改變可導致渦流傳感器輸出信號的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板時需要恒溫20、 如圖所示是超聲波液位計的原理圖，簡述其工作原理。答：1）如圖所示是自發(fā)自收單換能器方式，換能器安裝在最高液位上的空氣或氣體中，超聲換能器發(fā)出的超聲脈沖在氣體中從換能器傳至液面，反射后再從液面返回同一換能器而被接受。2）如換能器至液面的垂直距離為l，從發(fā)到收經過的時間為t，超聲波在氣體中傳播速度為c，則：l=1/2*ct21、電橋是傳感器的常用變換電路，請畫出直流電橋和交流電橋的電路圖，并列出各自的平衡條件。答：1）直流電橋的平衡條件是：r1r3=r2r42) 交流電橋的平衡條件：z1z3=z2z4 zi=zieii22、 如圖所示是psd光學三角法測距系統(tǒng)的工作原理圖，光源發(fā)出的光經透鏡l1聚焦后投向帶測體的表面。