中央電大傳感器與測(cè)試技術(shù)試題(含作業(yè)答案)小抄

1、試卷代號(hào)：1107機(jī)械專業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)試題2021年1月一、簡(jiǎn)答題每題5分，共20分1動(dòng)特性：指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2分辨力：傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸入量的最小變化值。3光柵：在玻璃尺或玻璃盤上類似于刻線標(biāo)尺或度盤那樣，進(jìn)行長(zhǎng)刻線一般為10-12mm)的密集刻劃，得到黑白相間、間隔相同的細(xì)小條紋，沒有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。這就是光柵。4標(biāo)定：在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)度。二、填空題每空1分，共30分 1靜態(tài)誤差是指?jìng)鞲衅髟谌砍虄?nèi)任一點(diǎn)的輸出值與其_理論輸出值_的偏離程度。 2傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是

2、指?jìng)鞲衅髟谑艿诫S時(shí)間變化的_輸入量_作用時(shí)，輸出與輸入之間的關(guān)系，通常稱為_動(dòng)態(tài)模型_。 3應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片的_引線_與_被測(cè)試件_之間的電阻值。 4容柵傳感器是在_變面積型_電容傳感器的根底上開展的一種新型傳感器。 5變介電常數(shù)型電容傳感器可根據(jù)極間介質(zhì)的_介電常數(shù)_隨溫度、濕度改變而改變來測(cè)量溫度、濕度等。 6為了改善變極距式電容傳感器的非線性，可以采用差動(dòng)技術(shù)，使輸出為兩電容之差。 7低頻透射式渦流傳感器的測(cè)量原理是：當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈之間放入金屬板后，引起接收線圈感應(yīng)電勢(shì)Ez的變化，金屬板的厚度越大，E2就_越小_。 8壓電式傳感器中常采用兩片或兩片以上壓電晶體組合在

3、一起使用，兩片壓電晶體構(gòu)成的傳感器有_串聯(lián)_和 并聯(lián) 兩種接法。 9電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器。 10對(duì)霍爾元件可采用_電流_驅(qū)動(dòng)或_電壓_驅(qū)動(dòng)。磁柵上記錄信號(hào)，可分為靜態(tài)磁頭和動(dòng)態(tài)磁頭。 12超聲波能夠成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中_衰減_很小，因而穿透本質(zhì)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著的_反射_。 13.為使探頭有效地向工件發(fā)射超聲波和有效地接收超聲波，必須使探頭和工件之間有良好的聲耦合。探頭和工件的耦合方式可分為直接接觸法和液浸法二種。 14超聲波測(cè)厚儀從原理上分主要有共振式和脈沖反射式 15測(cè)試系統(tǒng)中噪聲的形成必須具備噪聲源、耦合通道和對(duì)噪聲敏感的

4、接受電路三個(gè)根本因素。 16切削測(cè)力儀按原理分為壓電式、電阻應(yīng)變式兩類。 17測(cè)溫方法可分接觸法與非接觸法。三、問答題每題5分，共20分 1什么是莫爾條紋？ 將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起，并且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)明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干預(yù)效應(yīng)產(chǎn)生的。 2熱電阻式傳感器有哪些類型？ 熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。 3磁電式傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？ 磁電式傳感器直接從被測(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出功率大，性能穩(wěn)定，工作不需要電源、調(diào)理電路簡(jiǎn)單，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。 4聲波形

5、成干預(yù)條件是什么？ 頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個(gè)波在空間相遇。 ，四、常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？IO分 有共振法、穿透法；脈沖反射法。 共振法的特點(diǎn)是： (1)可精確地測(cè)厚，特別適宜測(cè)量薄板及薄壁管； (2)工件外表光潔度要求高，否那么不能進(jìn)行測(cè)量。 穿透法具有以下特點(diǎn)： (1)探測(cè)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)適宜探測(cè)超聲波衰減大的材料； (4)可防止肓區(qū)，適宜探測(cè)薄板； (5)指示簡(jiǎn)單，便于自動(dòng)探傷； (6)對(duì)兩探頭的相對(duì)距離和位置要求較高。 脈沖反射法的特點(diǎn)是： (1)探測(cè)靈敏度高； (2)能

6、準(zhǔn)確地確定缺陷的位置和深度； (3)可用不同波型探測(cè)，應(yīng)用范圍廣。五、簡(jiǎn)述傳感器的選用原那么與設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素。10分 傳感器的選用原那么和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測(cè)試的信號(hào)、分析測(cè)試環(huán)境和干擾因素、根據(jù)測(cè)試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測(cè)試方式、考慮傳感器的體積被測(cè)位置是否能安下，傳感器的來源、價(jià)格等因素。(2)傳感器靈敏度，頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。 設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素：靈敏度、精確度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、測(cè)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維修、價(jià)格廉價(jià)、便于攜帶、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列因素。六、影響測(cè)試系統(tǒng)正常工作的干

7、擾有哪些？如何防護(hù)？(10分) (1)機(jī)械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。 (2)光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對(duì)光的屏蔽。 (3)溫度干擾。采用導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護(hù)的裝置屏蔽起來，并使罩內(nèi)溫度分布均勻。對(duì)于高精度的計(jì)量測(cè)試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測(cè)試的過程中還可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。 (4)濕度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計(jì)測(cè)試裝置時(shí)采取防潮措施，如對(duì)電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機(jī)硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。 (5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。試卷代號(hào)：1 107中央播送電視大學(xué)2002-2003學(xué)年度第二學(xué)

8、期“開放本科期末考試機(jī)械專業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)試題2003年7月一、簡(jiǎn)答題每題5分，共20分 1傳感器：傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)用的另一種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。 2靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(guān)系。 3霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH，UH的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 4莫爾條紋：將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起，

9、并且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)明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干預(yù)效應(yīng)產(chǎn)生的。二、填空題每空1分，共30分J 1傳感器是測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。 2絕對(duì)誤差是指_測(cè)理結(jié)果_與_被測(cè)參量真值_之間所存在的差值的絕對(duì)值。 3為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括： 單絲自補(bǔ)償法、雙絲自補(bǔ)償法 和 橋路補(bǔ)償法 。 4利用導(dǎo)電材料的_電阻率_隨本身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器，稱為熱電阻式傳感器。 5容柵傳感器是在 變面積型 電容傳感器的根底上開展的一種新型傳感器。 6當(dāng)自感

10、式傳感器結(jié)構(gòu)和材料確定后，電感L為空氣隙截面積 及 空氣隙的函數(shù)。 7低頻透射式渦流傳感器的測(cè)量原理是：當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈之間放人金屬板后，引起接收線圈感應(yīng)電勢(shì)E2的變化，金屬板的厚度越大，E2就_越小_。 8利用光生伏特效應(yīng)制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和 光電池 等。 9光電式編碼器由光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電接收元件及處理電路等組成。 10石英晶體的X軸稱為_電軸_，垂直于X軸的平面上 壓電效應(yīng) 最強(qiáng)；Y軸稱為_機(jī)械軸_，沿y軸的 機(jī)械變形 最明顯；Z軸稱為光軸或中性軸，Z軸方向上無壓電效應(yīng)。 11.對(duì)霍爾元件可采用_電流_驅(qū)動(dòng)或_電壓_ 驅(qū)動(dòng)。 12超聲波能夠成為射線而定向傳

11、播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透本領(lǐng)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著的_反射_。 13多普勒效應(yīng)引起的頻率變化稱為_多普勒頻移_。 14.磁場(chǎng)屏蔽用的屏蔽體用 強(qiáng)磁材料 制成，由于_磁阻_極小，因而干擾源所產(chǎn)生的磁通大局部被限制在強(qiáng)磁屏蔽體內(nèi)。三、問答題每題5分，共20分】 1無失真檢測(cè)的條件是什么？ 傳感器無失真檢條件是：幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)即水平直線；相頻特性應(yīng)該是線性關(guān)系。 2什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)？ 沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變x。必然引起應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變y，也會(huì)引起其電阻的相對(duì)變化，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。 3超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來分類的？

12、 超聲波的波型有縱波、橫波、外表波亦稱瑞利波、蘭姆波。 依據(jù)超聲場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來分。4簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為C=式中：-極板間介質(zhì)的介電常數(shù); S-極板的遮蓋面積； 一極板間的距離。 當(dāng)被測(cè)量的變化使式中的、S或任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量C也就隨之變化。四、影響測(cè)試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護(hù)？10分 (1)機(jī)械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。 (2)光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對(duì)光的屏蔽。 (3)溫度干擾。采用導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護(hù)的裝置屏蔽起來，并使罩

13、內(nèi)溫度分布均勻。對(duì)于高精度的計(jì)量測(cè)試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測(cè)試的過程中還可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。 (4)溫度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計(jì)測(cè)試裝置時(shí)采取防潮措施，如對(duì)電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機(jī)硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。 (5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。五、螺管型電感傳感器與變氣隙型電感傳感器有何優(yōu)缺點(diǎn)？10分J 答：變氣隙型靈敏度高，因而它對(duì)電路的放大倍數(shù)要求低。它的主要缺點(diǎn)是非線性嚴(yán)重，為了減小非線性，量程就必須限制在較小范圍內(nèi)，通常為氣隙0的1/5以下，同時(shí)，這種傳感器制造裝配困難。螺管型的靈敏度低，但量程大，線性較好，制造裝配方便，批量生產(chǎn)的

14、互換性強(qiáng)。六、簡(jiǎn)述利用PSD進(jìn)行三角法測(cè)距的原理。10分圖8-53 PSD光學(xué)三角法測(cè)距系統(tǒng) 光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1聚焦后投向待測(cè)體的外表。反射光由透鏡L2聚焦到一維PSD上，形成一個(gè)光點(diǎn)。假設(shè)透鏡L1與L2間的中心距離為6，透鏡L2到PSD外表之間的距離即透鏡L2的焦距為f，聚焦在PSD外表的光點(diǎn)距離透鏡L2中心的距離為z，那么根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，可得出待測(cè)距離D為： D=bf/x 因此，只要測(cè)出PSD的光點(diǎn)位置坐標(biāo)x的值，即可測(cè)出待測(cè)體的距離。中央播送電視大學(xué)20032004學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科期末考試機(jī)械專業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)試題 2004年1月 一、埴空題每空2分共26分 1鐵磁材

15、料在外力的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變，從而產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致各磁疇間的界限發(fā)生移動(dòng)，各個(gè)磁疇的磁化強(qiáng)度矢量轉(zhuǎn)動(dòng)，破壞了平衡狀態(tài)，使材料的總磁化強(qiáng)度隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為壓磁效應(yīng)。 2用于檢測(cè)的超聲波換能器有 壓電型 、磁致伸縮型、電磁型、有振板型和彈性外表波型等。 3當(dāng)有電流流過兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，這種現(xiàn)象叫做帕爾貼效應(yīng)· 4在自動(dòng)化探傷中，聲源和工件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由缺陷反射回來的超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率有所不同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)，由此效應(yīng)引起的頻率變化稱為 多普勒頻移。 5應(yīng)變片由金屈絲柵(敏感柵)、絕緣基片及覆蓋片三局部

16、組成。 金屬絲柵(敏感柵)兩頭焊有引出線，作連接測(cè)量導(dǎo)線用。 6傳感器在正(輸人量增大)反(輸入量減小)行程中輸出輸入曲線不重合稱為_遲滯_，它一般由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。7某些晶體沿著一定方向受到外力作用時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)外表上產(chǎn)生大小相等符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)；當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性也隨著改變：晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象叫正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加電場(chǎng)，晶體將在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形；當(dāng)外加電場(chǎng)撤去后，該變形也隨之消失。這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，也稱作電致伸縮效應(yīng)。 8超聲波探傷作為無損探傷的主要手段，在工業(yè)檢測(cè)中應(yīng)用十

17、分廣泛，常用的超聲波探傷方法有共振法、穿透法(透射法)和脈沖反射法等。9電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這一現(xiàn)象叫做 電阻絲的應(yīng)變效應(yīng) 二、選擇題：選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入橫線處。(每空2分，共26分) 1聲波在介質(zhì)中傳播的速度稱為聲速。對(duì)于不同波型的超聲波，其傳播速度 A不同 B相同 C成線性關(guān)系 D縱波的聲速約是橫波的一半 2_ 是測(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。 A 敏感元件 B轉(zhuǎn)換元件 C傳感器 D被測(cè)量 3當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或遇到另一種介質(zhì)時(shí)，假設(shè)其方向不垂直于界面，將產(chǎn)生聲波的反射、折剔、及

18、現(xiàn)象。 A外表波 B蘭姆波C駐波 D波型轉(zhuǎn)換4利用E制成的光電舉件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等：利用F可制成半導(dǎo)體光敏電阻；利用B制成的光電鋁件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。 A壓電效應(yīng) B外光電效應(yīng) C磁電效應(yīng) D聲光效應(yīng) E光生伏特效應(yīng) F光電導(dǎo)效應(yīng) 5為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括：、和 A雙絲自補(bǔ)償法 B溫度補(bǔ)償法 C單絲自補(bǔ)償法 D電流補(bǔ)償法 E電壓補(bǔ)償法 F橋路補(bǔ)償法 6如下圖的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三局部組成。線圈套在鐵芯上，在鐵芯與銜鐵之間有一個(gè)空氣隙，空氣隙厚度為s。傳感器的運(yùn)動(dòng)局部與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)局部時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)

19、動(dòng)而產(chǎn)生位移，使空氣隙J發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于。A靜態(tài)測(cè)量B靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量C動(dòng)態(tài)測(cè)量D既不能用于靜態(tài)測(cè)量，也不能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量 7零位誤差是評(píng)定差動(dòng)變壓器性能的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生零位誤差的原因主要有兩個(gè)：一是由于次級(jí)繞組兩線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱，致使產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幅值不等，相位不同。這種情況下，不管怎樣調(diào)整銜鐵位置也不能使零位輸出電壓調(diào)到零；二是由于· A電源幅值及頻率的不穩(wěn)定 B磁性材料磁化曲線的非線性 C溫度變化引起線圈的銅電阻值的變化，從而引起激磁電流和輸出電流的變化D骨架材料高頻損耗小，溫度膨脹系數(shù)小8為了滿足測(cè)試的需要，應(yīng)對(duì)傳感器 的靈敏度、線性度、信

20、噪比、滯后、漂移、和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出根本要求。 A重復(fù)性 B體積 C溫度性能 D抗震性 E動(dòng)態(tài)性能 F質(zhì)量 三、問答題(48分) 1什么是傳感器的靜特性?(6分) 答：傳感器的靜特性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸人關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(guān)系。 2為什么用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)必須采用溫度補(bǔ)償措施?(6分) 答：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機(jī)械應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對(duì)變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此需采用溫度補(bǔ)償措施。3按照工作原理分類和按照輸入量(即被測(cè)量)分類是傳感器最常用的分類方法，這兩種分類方法各有何優(yōu)點(diǎn)?(8分

21、) 答：按照工作原理分類對(duì)于學(xué)習(xí)研究傳感器原理較為有利，按照輸入量(即被測(cè)量)分類便于實(shí)際使用者選用傳感器。 4用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)是否需要恒溫，為什么?(10分) 答：導(dǎo)體的電阻率盧隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率"與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號(hào)的變化，引起測(cè)量誤差，所以用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需要恒溫。 5如下圖是帶有等位環(huán)的乎板電容器結(jié)構(gòu)原理圖，請(qǐng)介紹等位環(huán)的作用。(8分) 答：使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場(chǎng)根本均勻，消除和減小邊緣效應(yīng)，提高電容傳感器的靈敏度和線性度。6只要磁通量發(fā)生變化，

22、就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法?(10 分) 答： (1)線圈與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)； (2)磁路中磁阻變化； (3)恒定磁場(chǎng)中線圈面積變化。 6只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，請(qǐng)說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法。(10分)答： (1)線圈與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)； (2)磁路中磁阻變化； (3)恒定磁場(chǎng)中線圈面積變化。試卷代號(hào)：1107中央播送電視大學(xué)2003-2004學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科期末考試機(jī)械專業(yè) 傳感器與測(cè)試技術(shù)試題一、填空題每空2分，共30分2004年7月1將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起，并且使二者柵線有很小的交角口，這樣就可以看到在近似垂直柵線方向上

23、出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱為_莫爾條紋_。這些條紋是基于光的 干預(yù) 效應(yīng)產(chǎn)生的。2光敏元件在無光照時(shí)，兩端加電壓后產(chǎn)生的電流稱為_暗電流_ 3激光器的種類很多，根據(jù)工作物質(zhì)不同，可以分為固體激光器、氣體激光器、液體激光器和 半導(dǎo)體 激光器等。4屏蔽是常用的抗干擾技術(shù)，可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和_電磁_(tái)屏蔽。5光電式編碼器由光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電接收元件、處理電路等組成。6由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個(gè)波在空間相遇時(shí)，某些點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些點(diǎn)振動(dòng)始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為 干預(yù) 現(xiàn)象。7對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)， 恒流 線性度高，精度高，受溫度影

24、響小； 恒壓 電路簡(jiǎn)單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場(chǎng)合。 8為使測(cè)試工作正常進(jìn)行，必須采用抗干擾技術(shù)抑制電路中的噪聲，常見的方法有屏蔽、接地和 濾波 等。 9渦流的大小與導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)磁率、導(dǎo)體厚度t，以及線圈與導(dǎo)體之間的距離x、線圈的激磁頻率等參數(shù)有關(guān)。同時(shí)改變x，和，可以對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行探傷；改變導(dǎo)體的電阻率，可以做成測(cè)量外表溫度、檢測(cè)材質(zhì)的傳感器；改變導(dǎo)體的導(dǎo)磁率，可以做成測(cè)量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變_線圈和導(dǎo)體之間的距離x，可以做成測(cè)量位移、厚度、振動(dòng)的傳感器。10由于受到 電阻絲直徑 的限制，繞線式電位計(jì)分辨力不高。二、選擇題：選擇正確的答案，將其對(duì)

25、應(yīng)的字母填入橫線處每空2 分，共22分 1將電容量轉(zhuǎn)換成電量的電路稱作電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路，它們的種類很多，目前較常采用的有_D_、調(diào)頻電路、脈沖調(diào)寬電路和運(yùn)算放大器式電路等。 A.濾波電路 B差動(dòng)電路 C屏蔽電路 D電橋電路 2傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性好的傳感器，B。 A其測(cè)量的絕對(duì)誤差與儀表的滿量程之比小 B其輸出量隨時(shí)間變化的曲線與被測(cè)量隨時(shí)間變化的曲線一致或者相近 C其輸出量中與被測(cè)輸入量無關(guān)的變化小 D其動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表示 3當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面時(shí)，一局部能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；另一局部能量透過介質(zhì)面，到另

26、一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為 C 。A駐波B蘭姆波C折射波D波型轉(zhuǎn)換 4為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括：_A_C_和F A雙絲自補(bǔ)償法 B溫度補(bǔ)償法 C單絲自補(bǔ)償法 D電流補(bǔ)償法 E電壓補(bǔ)償法 F橋路補(bǔ)償法 5超聲波的頻率高(可達(dá)109 Hz)，因而_B_，繞射現(xiàn)象小，方向性好，能夠成為射線而定向傳播。 A.速度快 B波長(zhǎng)短 C波長(zhǎng)長(zhǎng) D速度慢 6在相同的電壓和相同幅值的光強(qiáng)度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時(shí)，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調(diào)制頻率f變化的關(guān)系：I=f1(f)、s=f2(f)稱為_A_。 A.頻率特性 B光照特性 C光譜特性 D伏安特性 7粘貼應(yīng)變片做好

27、準(zhǔn)備工作后要進(jìn)行的工作是：_A_。 A涂膠一貼片一復(fù)查一接線一防護(hù) B涂膠一接線一復(fù)查-貼片-防護(hù) C涂膠一防護(hù)一貼片一復(fù)查一接線 D涂膠一接線一貼片-復(fù)查-防護(hù) 8當(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關(guān)系，稱為B。 A.溫度特性 B光照特性 C光譜特性 D伏安特性 9壓電材料開始?jí)弘娞匦詴r(shí)的溫度叫_D_。 A壓電系數(shù) B彈性系數(shù) C機(jī)電耦合系數(shù) D居里點(diǎn)三、問答題48分 1為什么用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)必須采用溫度補(bǔ)償措施？8分 答：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機(jī)械應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對(duì)變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此采用溫度補(bǔ)償措施 2如何用

28、磁電式傳感器？8分 答：當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度確定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與線圈相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度v或成正比，可通過磁電式傳感器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e求得線速度和角速度，再對(duì)測(cè)得的速度進(jìn)行積分或微分就可求出位移和加速度。 3什么是傳感器？畫出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。10分 答：傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于精確處理的另外一種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三局部組成。敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一種量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換成電路參量(電阻、電容、電感；轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參數(shù)轉(zhuǎn)換成

29、電量輸出。 傳感器組成框圖 4粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會(huì)引起電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡(jiǎn)述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。(lO分) 答： 環(huán)境溫度變化時(shí)，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應(yīng)變片電阻相對(duì)變化； 環(huán)境溫度變化時(shí)，敏感柵材料和試件材料的膨脹系數(shù)不同，應(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長(zhǎng)或壓縮，引起電阻的相對(duì)變化。 5畫出直流電橋和交流電橋原理圖，并分別寫出電橋平衡條件。(12分)答：直流電橋的平衡條件是：R1R3 =R2R4試卷代號(hào)：1107中央播送電視大學(xué)2004-2005學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科期末考試機(jī)械專業(yè) 傳感器與測(cè)試技術(shù)試題一、填空題每空2分，共26

30、分2005年1月 1光照射在物體上可以看成一連串具有一定能量的光子轟擊這些物體，一個(gè)光子的能量只能給一個(gè)電子，因此電子增加的能量為hv。電子獲得能量后釋放出來，參加導(dǎo)電。這種物體吸收光的能量后產(chǎn)生電效應(yīng)的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng) 。 2為了使光電器件能很好工作，需要選擇適宜的光源。常用的光源有：發(fā)光二極管、鎢絲燈泡、電弧燈和石英燈、激光等。 3邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器的_靈敏度_降低，而且產(chǎn)生非線性，因此應(yīng)盡量消除或減小邊緣效應(yīng)。 4測(cè)試系統(tǒng)在通常情況下受到的干擾有機(jī)械干擾、光干擾、溫度干擾、濕度干擾和電磁干擾。 5屏蔽是常用的抗干擾技術(shù)，可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和_電磁_(tái)屏蔽。 6差動(dòng)電感式傳感器與

31、單線圈電感式傳感器相比，線性_好_ 、靈敏度提高_(dá)一倍、測(cè)量精度高。 7差動(dòng)變壓器是互感式電感傳感器，它可以將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為_互感系數(shù)_變化。 8從原理上看，容柵傳感器是一種變_面積_型電容傳感器，容柵傳感器分為長(zhǎng)容柵和圓容柵，用于測(cè)量線位移和線速度。 9磁柵式傳感器由_磁柵、磁頭_和檢測(cè)電路組成，其中_磁柵_(tái)是檢測(cè)位置的基準(zhǔn)尺。二、選擇題：選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入橫線處每空2 分，共28分 1金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)_A_。 A小 B大 C相等 2碼盤式傳感器是建立在編碼器的根底上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤按結(jié)構(gòu)可以分為接

32、觸式、 A 和_C_三種。 A.光電式 B磁電式 C電磁式 D感應(yīng)同步器 3在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體外表，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫_A_。 A.外光電效應(yīng) B壓電效應(yīng) C磁電效應(yīng) D聲光效應(yīng) 4當(dāng)光柵付中任一光柵沿垂直于刻線方向移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋就會(huì)沿近似_B_ 的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)光柵改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，莫爾條紋也隨之改變運(yùn)動(dòng)方向，兩者具有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 A.平行于光柵移動(dòng) B垂直于光柵移動(dòng) C與光柵移動(dòng)方向成45。角 D與光柵移動(dòng)方向成135。角 5應(yīng)變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、 C 和 D 等。 A.測(cè)量范圍的選擇 B電源的選擇 C阻值的選擇 D尺寸的選擇 E精度的選擇 F結(jié)構(gòu)的選擇 6

33、應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片的_B_之間的電阻值。 A.覆蓋片與被測(cè)試件 B引線與被測(cè)試件 C基片與被測(cè)試件 D敏感柵與被測(cè)試件 7當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面，一局部能量返回原介質(zhì)，稱為反射波;另一局部能量透過介質(zhì)面，到另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為_C_。 A.駐波 B蘭姆波 C折射波 D波型轉(zhuǎn)換 8設(shè)在S有一靜止聲源，發(fā)出一頻率為fs的超聲波，在介質(zhì)中的傳播速度為C，波長(zhǎng)為A。那么當(dāng)接收點(diǎn)O與發(fā)射點(diǎn)S和介質(zhì)都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，接收點(diǎn)收到的頻率將_A_ ；如果接收點(diǎn)以速度V0與聲波傳播方向同向運(yùn)動(dòng)，接收點(diǎn)所收到的頻率_B_；如果接收點(diǎn)以速度V0與聲波傳播方向逆向運(yùn)動(dòng)，接收點(diǎn)所收到的頻率_C_。

34、A=fs B<fs C>fs D與fs無關(guān)， 9為了滿足測(cè)試的需要，應(yīng)對(duì)傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、_A_、_E_和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出根本要求。 A.重復(fù)性 B體積 C溫度性能 D抗震性 E動(dòng)態(tài)性能 F質(zhì)量三、問答題46分 1電容傳感器分為變間距型、變面積型和變介電常數(shù)型三種形式，比擬這三種傳感器測(cè)位移時(shí)的量程、靈敏度、線性度。5分 答：變間距型電容傳感器的量程小，靈敏度高，輸入被測(cè)量與輸出電容之間的關(guān)系為非線性：變面積型和變介電常數(shù)型量程大，靈敏度低，傳感器的輸入被測(cè)量與輸出電容之間的關(guān)系為線性。 2由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，霍

35、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，如下圖。試介紹霍爾鉗形電流表的工作原理。10分答：由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，霍爾元件在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)：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(shì)與磁場(chǎng)成正比，通過對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小。 3什么是傳感器的動(dòng)特性？5分 答：傳感器的動(dòng)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 4何為傳感器的分辨力和閥值？6分 答：分辨力是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出的被測(cè)輸入量的最小變化值。閾值是能使傳感器的輸出產(chǎn)生可測(cè)變化量的最小被測(cè)輸入量值，即

36、零點(diǎn)附近的分辨力。 5如下圖是BYM型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。彈簧管1的自由端與差動(dòng)式電感傳感器的銜鐵2相連，銜鐵2位于傳感器兩差動(dòng)線圈5和6的中間位置。試介紹其工作原理。 答：線圈和銜鐵構(gòu)成差動(dòng)變氣隙自感式電感傳感器，當(dāng)壓力P發(fā)生變化時(shí)，彈簧管1的自由端產(chǎn)生位移，使銜鐵2產(chǎn)生移動(dòng)，使兩差動(dòng)線圈5和6的電感值一個(gè)增加，一個(gè)減少。銜鐵位移的大小決定傳感器輸出信號(hào)的大小，銜鐵移動(dòng)的方向決定輸出信號(hào)的相位，傳感器輸出信號(hào)的大小和相位與兩差動(dòng)線圈電感值的變化、銜鐵的位置、壓力之間有一個(gè)確定的關(guān)系，由此可以測(cè)得壓力的大小。 6用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需不需要恒溫，為什么？(IO分) 答：導(dǎo)體的電阻率

37、JD隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率JD與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號(hào)的變化，引起測(cè)量誤差，所以用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需要恒溫。試卷代號(hào)：1107中央播送電視大學(xué)2004-2005學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科期末考試機(jī)械專業(yè) 傳感器與測(cè)試技術(shù) 試題一、填空題每空2分，共26分2005年7月 1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(chǎn)生或增加的電流稱為_光電流_ 2當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量取決于電流相對(duì)溫度梯度的方向，這種現(xiàn)象叫做_湯姆遜效應(yīng)_。 3大氣壓力一般在960hPa1060h

38、Pa范圍內(nèi)變化，要測(cè)量其精確值，選用的傳感器的測(cè)量范圍應(yīng)為_960hPa1060hPa(稍大于此范圍也可) _，量程應(yīng)為_l00hPa_ 4在相同的電壓和相同幅值的光強(qiáng)度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時(shí)，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調(diào)制頻率f變化的關(guān)系：I= fi(f)、S= f2(f)稱為_頻率特性_ 5磁柵式傳感器由磁柵、磁頭和檢測(cè)電路組成，其中_磁柵_(tái)是檢測(cè)位置的基準(zhǔn)尺。 6光電式編碼器由_光源_、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、_光電接收元件_、處理電路等組成。7渦流的大小與導(dǎo)體的電阻率p、導(dǎo)磁率u、導(dǎo)體厚度t，以及線圈與導(dǎo)體之間的距離x、線圈的激磁頻率w等參數(shù)有關(guān)。改變_導(dǎo)體的電阻率p_

39、，可以做成測(cè)量外表溫度、檢測(cè)材質(zhì)的傳感器；改變_導(dǎo)磁率u_，可以做成測(cè)量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變_線圈與導(dǎo)體之間的距離x_，可以做成測(cè)量位移、厚度、振動(dòng)的傳感器。二、選擇題選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入橫線處。每空2分，共34分 1_C_是測(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。 A.敏感元件 B轉(zhuǎn)換元件 C傳感器 D被測(cè)量 2傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要是研究傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而與動(dòng)態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，對(duì)一階傳感器有_E_；對(duì)二階傳感器有_D_和_F_。 A.上升時(shí)間 B穩(wěn)定時(shí)間 C超調(diào)量 D阻尼比 E時(shí)間常數(shù) F固有頻率 3磁頭的作用是讀取磁柵上的記錄信

40、號(hào)，按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為_C_磁頭和_D_磁頭。 A鑒幅 B鑒相 C靜態(tài) D動(dòng)態(tài) 4改變電感傳感器的引線電纜后，_C_。 A.不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 B必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零 C必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 D不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零 5固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高，尺寸小，橫向效應(yīng)也小，滯后和蠕變都小，因此適用于_B_測(cè)量。 A.靜態(tài) B動(dòng)態(tài) C精確 D，隨機(jī) 6螺管型電感傳感器按照其工作原理應(yīng)屬于_C_傳感器。 A差動(dòng)變壓器式 B互感式 C自感式 D渦流式 7自感式電感傳感器中，_F_靈敏度高，對(duì)電路的放大倍數(shù)要求低，但非線性嚴(yán)重，制造裝配困難；_D_靈敏度較低，但有良好的線性，量程較大，

41、制造裝配比擬方便，應(yīng)用較廣；_E_的靈敏度更低，但量程大，線性性較好，制造裝配方便，批量生產(chǎn)的互換性強(qiáng)，應(yīng)用越來越多。 A磁電型 B差動(dòng)變壓器型 C渦流型 D變面積型 E螺管型 F變氣隙型 G變磁通型 H恒定磁通型 8影響壓電式傳感器工作性能的因素很多，產(chǎn)生誤差的原因主要有：_B_、_D_、環(huán)境濕度的影響、基座應(yīng)變的影響和噪聲的影響等。 A.聲壓的影響 B環(huán)境溫度的影響 C靜電耦合的影響 D橫向靈敏度 9當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面，一局部能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；另一局部能量透過介質(zhì)面，到另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為_C_。 A駐波 B蘭姆波 C折射波 D波型轉(zhuǎn)換 10.為了滿足測(cè)試的需要，應(yīng)對(duì)

42、傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、_A_、_E_、負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出根本要求。 A.重復(fù)性 B體積 C溫度性能 D抗震性 E動(dòng)態(tài)性能 F質(zhì)量三、問答題40分 1什么是傳感器？畫出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。10分 答：傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于精確處理的另外一種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三局部組成。敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一種量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換成電路參量電阻、電容、電感；轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電路參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器組成框圖 2何為熱電阻式傳感器？常用的熱電

43、阻類型有哪些？10分 答：利用導(dǎo)電材料的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器，稱為熱電阻式傳感器。熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。 3用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)是否需要恒溫，為什么？10分 答：導(dǎo)體的電阻率lD隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率D與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號(hào)的變化，引起測(cè)量誤差，所以用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需要恒溫。4如下圖是超聲波液位計(jì)的原理圖，簡(jiǎn)述其工作原理。10分答：如下圖是自發(fā)自收單換能器方式，換能器安裝在最高液位之上的空氣或氣體中，超聲換能器發(fā)出的超聲脈沖在氣體中

44、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收。如換能器至液面的垂直距離為L(zhǎng)，從發(fā)到收經(jīng)過的時(shí)間為t，超聲波在氣體中的傳播速度為c，那么試卷代號(hào)：1107中央播送電視大學(xué)2005-2006學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科期末考試2006年1月一、填空題每空2分，共28分1磁電式傳感器可用來測(cè)量線速度和角速度，對(duì)測(cè)得的速度進(jìn)行積分可求出_位移_，微分可求出_加速度_,磁電式傳感器直接從被測(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，工作時(shí)不需要_電源_。2測(cè)溫方法可分為_接觸_法與_非接觸_法。 3_感應(yīng)同步器_是利用兩個(gè)平面繞組的互感系數(shù)隨兩者的相對(duì)位置變化而變化的原理，測(cè)量線位移和角位移的傳感器。可用

45、來測(cè)量線位移和角位移。 4沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變ex必然引起應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變ey也會(huì)引起其電阻的相對(duì)變化，這種現(xiàn)象稱為_橫向效應(yīng)_。 5壓電材料可分為_壓電晶體、_壓電陶瓷_、壓電半導(dǎo)體和高分子壓電材料。6渦流的大小與導(dǎo)體的電阻率P、導(dǎo)磁率u、導(dǎo)體厚度t，以及線圈與導(dǎo)體之間的距離x、線圈的激磁頻率叫等參數(shù)有關(guān)。同時(shí)改變x，P和u，可以對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行探傷；改變_導(dǎo)體的電阻率p_，可以做成測(cè)量外表溫度、檢測(cè)材質(zhì)的傳感器；改變_導(dǎo)體的導(dǎo)磁率u_，可以做成測(cè)量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變_線圈和導(dǎo)體之間的距離x_，可以做成測(cè)量位移、厚度、振動(dòng)的傳感器。 7當(dāng)有電流流過兩個(gè)不同導(dǎo)

46、體的連接處時(shí)，此處便吸收或放出熱量取決于電流的方向，這種現(xiàn)象叫做_帕爾貼效應(yīng)_。8兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T，另一端溫度為T0，那么回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫做_塞貝克效應(yīng)_。二、選擇題：選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入橫線處每空2分，共28分 1當(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關(guān)系，稱為_A_。 A光照特性 B溫度特性 C光譜特性 D伏安特性 2在相同的電壓和相同幅值的光強(qiáng)度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時(shí)，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調(diào)制頻率廠變化的關(guān)系：I=

47、f1(f)、S=f2(f)稱為_A_。 A.頻率特性 B光照特性 C光譜特性 D伏安特性 3磁頭的作用是讀取磁柵上記錄信號(hào)，按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為_C_磁頭和_D_磁頭。 A.鑒幅 B鑒相 C靜態(tài) D動(dòng)態(tài) 4利用_E_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_可制成半導(dǎo)體光敏電阻。利用_B_制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。 A.壓電效應(yīng) B外光電效應(yīng) C磁電效應(yīng) D聲光效應(yīng) E光生伏特效應(yīng) F光電導(dǎo)效應(yīng) 5在光的作用下，能夠使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫_。 A.聲光效應(yīng) B光生伏特效應(yīng) C.光電導(dǎo)效應(yīng) D熱釋電效應(yīng)6為了消除應(yīng)變片的溫度

48、誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括：_A_、_C_和_F_。 A雙絲自補(bǔ)償法 B溫度補(bǔ)償法 C單絲自補(bǔ)償法 D電流補(bǔ)償法 E電壓補(bǔ)償法 F橋路補(bǔ)償法 7在檢測(cè)技術(shù)中，很多場(chǎng)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_，而接收信號(hào)那么用_D_。 A.多普勒效應(yīng) B多普勒頻移 C逆壓電效應(yīng) D正壓電效應(yīng) 8應(yīng)變片絕緣電阻Rm是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測(cè)試件之間的電阻值，通常要求Rm的范圍是_B_。 A10100M以上 B501OOM以上 C50lO0K以上 D100500M以上三、問答題44分 1如下圖是電容式差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖及其轉(zhuǎn)換電路，圖中l(wèi)為玻璃盤，2為鍍金層，3為金屬膜片，試介

49、紹其工作原理。10分答：電容式差壓傳感器由兩個(gè)玻璃圓盤和一個(gè)金屬膜片組成。兩玻璃圓盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個(gè)固定電極，夾在兩凹圓盤中的膜片那么為傳感器的可動(dòng)電極。當(dāng)兩邊壓力相等時(shí)，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉(zhuǎn)換電路輸出U0=0;當(dāng)P1>P2或P2>Pl時(shí)，膜片彎向右側(cè)或左側(cè)，Cdb<Cab或Cab<Cdb，U0輸出與|P1-P2|成比例的信號(hào)。2如下圖是兩種光電轉(zhuǎn)速傳感器的工怍原理圖，試介紹其工作原理。14分 答：反射型光電轉(zhuǎn)速傳感器在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上沿軸向均勻涂上黑白相間條紋。光源發(fā)出的光照在電機(jī)軸上，再反射到光敏元件上。由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)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(hào)，輸出相應(yīng)的電脈沖。電脈沖經(jīng)放大整形電路變換為方波，根據(jù)方波的頻率，就可測(cè)得電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 直射型光電轉(zhuǎn)速傳感器在電機(jī)軸上裝有帶孔的圓盤，圓盤的一邊設(shè)置光源，另一邊放置光電元件。當(dāng)光線通過圓盤上的孔時(shí)