2023年中央電大傳感器與測試技術(shù)試題可編輯版

試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題2023年1月一、簡答題（每小題5分，共20分）1．動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2．分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測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，運用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對傳感器進(jìn)行標(biāo)度。二、填空題（每空1分，共30分）1．靜態(tài)誤差是指傳感器在全量程內(nèi)任一點的輸出值與其_理論輸出值__的偏離限度。2．傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是指傳感器在受到隨時間變化的____輸入量_______作用時，輸出與輸入之間的關(guān)系，通常稱為____動態(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______電容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)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量原理是：當(dāng)發(fā)射線圈和接受線圈之間放入金屬板后，引起接受線圈感應(yīng)電勢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．對霍爾元件可采用_電流___驅(qū)動或__電壓__驅(qū)動。11.磁頭的功能是讀取磁柵上記錄信號，可分為靜態(tài)磁頭和動態(tài)磁頭。12．超聲波可以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受超聲波，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．超聲波測厚儀從原理上分重要有共振式和脈沖反射式15．測試系統(tǒng)中噪聲的形成必須具有噪聲源、耦合通道和對噪聲敏感的接受電路三個基本因素。16．切削測力儀按原理分為壓電式、電阻應(yīng)變式兩類。17．測溫方法可分接觸法與非接觸法。三、問答題（每小題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重疊在一起，并且使兩者柵線有很小的交角θ，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涉效應(yīng)產(chǎn)生的。2．熱電阻式傳感器有哪些類型？熱電阻的類型涉及鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。3．磁電式傳感器有何優(yōu)點？磁電式傳感器直接從被測物體吸取機械能并轉(zhuǎn)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(diào)理電路簡樸，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。4．聲波形成干涉條件是什么？頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇。，四、常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點？（IO分）有共振法、穿透法；脈沖反射法。共振法的特點是：(1)可精確地測厚，特別適宜測量薄板及薄壁管；(2)工件表面光潔度規(guī)定高，否則不能進(jìn)行測量。穿透法具有以下特點：(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)適宜探測超聲波衰減大的材料；(4)可避免肓區(qū)，適宜探測薄板；(5)指示簡樸，便于自動探傷；(6)對兩探頭的相對距離和位置規(guī)定較高。脈沖反射法的特點是：(1)探測靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地擬定缺陷的位置和深度；(3)可用不同波型探測，應(yīng)用范圍廣。五、簡述傳感器的選用原則與設(shè)計測試系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素。（10分）傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測試的信號、分析測試環(huán)境和干擾因素、根據(jù)測試范圍擬定選用什么樣的傳感器、擬定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置是否能安下，傳感器的來源、價格等因素。(2)傳感器靈敏度，頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。設(shè)計測試系統(tǒng)時應(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)簡樸、易于維修、價格便宜、便于攜帶、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列因素。六、影響測試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護(hù)？(10分)(1)機械干擾。采用減振措施，一般可設(shè)立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。對于高精度的計量測試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測試的過程中還可采用溫度補償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對測試結(jié)果的影響。(4)濕度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采用防潮措施，如對電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。(5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題2023年7月一、簡答題（每小題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量轉(zhuǎn)換為與之有擬定相應(yīng)關(guān)系的、便于精確解決和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處在穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，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側(cè)會產(chǎn)生電動勢UH，UH的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強度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重疊在一起，并且使兩者柵線有很小的交角θ，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涉效應(yīng)產(chǎn)生的。二、填空題（每空1分，共30分J1．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(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。2．絕對誤差是指____測理結(jié)果______與_____被測參量真值_____之間所存在的差值的絕對值。3．為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施涉及：單絲自補償法、雙絲自補償法和橋路補償法。4．運用導(dǎo)電材料的____電阻率_____隨自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基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型傳感器。6．當(dāng)自感式傳感器結(jié)構(gòu)和材料擬定后，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量原理是：當(dāng)發(fā)射線圈和接受線圈之間放人金屬板后，引起接受線圈感應(yīng)電勢E2的變化，金屬板的厚度越大，E2就__越小__。8．運用光生伏特效應(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、光電接受元件及解決電路等組成。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；Y軸稱為__機械軸__，沿y軸的機械變形最明顯；Z軸稱為光軸或中性軸，Z軸方向上無壓電效應(yīng)。11.對霍爾元件可采用_電流_驅(qū)動或__電壓__驅(qū)動。12．超聲波可以成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透本領(lǐng)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著的__反射__。13．多普勒效應(yīng)引起的頻率變化稱為_多普勒頻移___。14.磁場屏蔽用的屏蔽體用強磁材料制成，由于__磁阻__極小，因而干擾源所產(chǎn)生的磁通大部分被限制在強磁屏蔽體內(nèi)。三、問答題（每小題5分，共20分】1．無失真檢測的條件是什么？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)當(dāng)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εx。必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變εy，也會引起其電阻的相對變化，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？超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。依據(jù)超聲場中質(zhì)點的振動與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來分。4．簡述電容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器，假如不考慮邊沿效應(yīng)，其電容量為C=式中：ε-極板間介質(zhì)的介電常數(shù);S-極板的遮蓋面積；δ一極板間的距離。當(dāng)被測量的變化使式中的ε、S或δ任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。四、影響測試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護(hù)？（10分）(1)機械干擾。采用減振措施，一般可設(shè)立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。對于高精度的計量測試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測試的過程中還可采用溫度補償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對測試結(jié)果的影響。(4)溫度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采用防潮措施，如對電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機硅橡膠或環(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)缺陷？（10分J答：變氣隙型靈敏度高，因而它對電路的放大倍數(shù)規(guī)定低。它的重要缺陷是非線性嚴(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δ0的1/5以下，同時，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)的互換性強。六、簡述運用PSD進(jìn)行三角法測距的原理。（10分）圖8-53PSD光學(xué)三角法測距系統(tǒng)光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1聚焦后投向待測體的表面。反射光由透鏡L2聚焦到一維PSD上，形成一個光點。若透鏡L1與L2間的中心距離為6，透鏡L2到PSD表面之間的距離（即透鏡L2的焦距）為f，聚焦在PSD表面的光點距離透鏡L2中心的距離為z，則根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，可得出待測距離D為：D=bf/x因此，只要測出PSD的光點位置坐標(biāo)x的值，即可測出待測體的距離。

中央廣播電視大學(xué)2023—2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題2023年1月一、埴空題[每空2分．共26分）1．鐵磁材料在外力的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變，從而產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致各磁疇間的界線發(fā)生移動，各個磁疇的磁化強度矢量轉(zhuǎn)動，破壞了平衡狀態(tài)，使材料的總磁化強度隨之發(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、有振板型和彈性表面波型等。3．當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時，此處便吸取或放出熱量(取決于電流的方向)，這種現(xiàn)象叫做—帕爾貼效應(yīng)—·4．在自動化探傷中，聲源和工件之間有相對運動，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—及覆蓋片三部分組成?！饘俳z柵(敏感柵)—兩頭焊有引出線，作連接測量導(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__，它一般由實驗方法測得。7．某些晶體沿著一定方向受到外力作用時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產(chǎn)生大小相等符號相反的電荷；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，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，如對晶體施加電場，晶體將在一定方向上產(chǎn)生機械變形；當(dāng)外加電場撤去后，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重要手段，在工業(yè)檢測中應(yīng)用十分廣泛，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)生機械變形時，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：選擇對的的答案，將其相應(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．_______是測試系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，將被測系統(tǒng)或過程中需要觀測的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。A敏感元件B．轉(zhuǎn)換元件C傳感器D．被測量3．當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或碰到另一種介質(zhì)時，若其方向不垂直于界面，將產(chǎn)生聲波的反射、折剔、及——現(xiàn)象。A．表面波B．蘭姆波C駐波D波型轉(zhuǎn)換4．運用—E—制成的光電舉件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等：運用—F—可制成半導(dǎo)體光敏電阻；運用—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，可采用的溫度補償措施涉及：——、——和A．雙絲自補償法B．溫度補償法C單絲自補償法D．電流補償法E．電壓補償法F．橋路補償法6．如圖所示的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成。線圈套在鐵芯上，在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為s。傳感器的運動部分與銜鐵相連。當(dāng)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(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)測量B．靜態(tài)測量和動態(tài)測量C動態(tài)測量D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量7．零位誤差是評估差動變壓器性能的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生零位誤差的因素重要有兩個：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(chǎn)生的感應(yīng)電動勢幅值不等，相位不同。這種情況下，不管如何調(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．為了滿足測試的需要，應(yīng)對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、——、——和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出基本規(guī)定。A反復(fù)性B．體積C溫度性能D．抗震性E．動態(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傳感器在輸入量的各個值處在穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸人關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。2．為什么用應(yīng)變片測量時必須采用溫度補償措施?(6分)答：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機械應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時，也會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此需采用溫度補償措施。3．按照工作原理分類和按照輸入量(即被測量)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?(8分)答：按照工作原理分類對于學(xué)習(xí)研究傳感器原理較為有利，按照輸入量(即被測量)分類便于實際使用者選用傳感器。4．用渦流傳感器測量金屬板厚度時是否需要恒溫，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的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板厚度時需要恒溫。5．如圖所示是帶有等位環(huán)的乎板電容器結(jié)構(gòu)原理圖，請介紹等位環(huán)的作用。(8分)答：使電極2的邊沿電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，消除和減小邊沿效應(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，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法?(10分)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。6．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，請說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法。(10分)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。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題一、填空題（每空2分，共30分）2023年7月1．將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使兩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涉效應(yīng)產(chǎn)生的。2．光敏元件在無光照時，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)，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和____電磁______屏蔽。5．光電式編碼器由光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電接受元件、解決電路等組成。6．由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇時，某些點振動始終加強，某些點振動始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為干涉現(xiàn)象。7．對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動，恒流線性度高，精度高，受溫度影響??；恒壓電路簡樸，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強度增長，線性變壞，僅用于精度規(guī)定不太高的場合。8．為使測試工作正常進(jìn)行，必須采用抗干擾技術(shù)克制電路中的噪聲，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ρ、導(dǎo)磁率μ、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ω等參數(shù)有關(guān)。同時改變x，ρ和μ，可以對導(dǎo)體進(jìn)行探傷；改變導(dǎo)體的電阻率ρ，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)的傳感器；改變導(dǎo)體的導(dǎo)磁率μ，可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變__線圈和導(dǎo)體之間的距離x，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。10．由于受到電阻絲直徑的限制，繞線式電位計分辨力不高。二、選擇題：選擇對的的答案，將其相應(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)寬電路和運算放大器式電路等。A.濾波電路B．差動電路C．屏蔽電路D．電橋電路2．傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。動態(tài)特性好的傳感器，B。A．其測量的絕對誤差與儀表的滿量程之比小B．其輸出量隨時間變化的曲線與被測量隨時間變化的曲線一致或者相近C．其輸出量中與被測輸入量無關(guān)的變化小D．其動態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表達(dá)3．當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面時，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；另一部分能量透過介質(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4．為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施涉及：_A__C_和FA．雙絲自補償法B．溫度補償法C．單絲自補償法D．電流補償法E．電壓補償法F．橋路補償法5．超聲波的頻率高(可達(dá)109Hz)，因而_____B____，繞射現(xiàn)象小，方向性好，可以成為射線而定向傳播。A.速度快B．波長短C．波長長D．速度慢6．在相同的電壓和相同幅值的光強度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時，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，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 壓電特性時的溫度叫__D__。A．壓電系數(shù)B．彈性系數(shù)C．機電耦合系數(shù)D．居里點三、問答題（48分）1．為什么用應(yīng)變片測量時必須采用溫度補償措施？（8分）答：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機械應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時，也會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此采用溫度補償措施．2．如何用磁電式傳感器 ？（8分）答：當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁場的磁感應(yīng)強度擬定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動勢e與線圈相對磁場的運動速度v或ω成正比，可通過磁電式傳感器感應(yīng)電動勢e求得線速度和角速度，再對測得的速度進(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量轉(zhuǎn)換成與之有擬定關(guān)系的、便于精確解決的此外一種量的測量裝置或系統(tǒng)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成擬定關(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)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素。(lO分)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)的存在，引起應(yīng)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(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長（或壓縮），引起電阻的相對變化。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：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題一、填空題（每空2分，共26分）2023年1月1．光照射在物體上可以當(dāng)作一連串具有一定能量的光子轟擊這些物體，一個光子的能量只能給一個電子，因此電子增長的能量為hv。電子獲得能量后釋放出來，參與導(dǎo)電。這種物體吸取光的能量后產(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，需要選擇合適的光源。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．邊沿效應(yīng)不僅使電容傳感器的___靈敏度_______減少，并且產(chǎn)生非線性，因此應(yīng)盡量消除或減小邊沿效應(yīng)。4．測試系統(tǒng)在通常情況下受到的干擾有機械干擾、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)，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和____電磁_____屏蔽。6．差動電感式傳感器與單線圈電感式傳感器相比，線性__好_____、靈敏度提高_(dá)_一倍、測量精度高。7．差動變壓器是互感式電感傳感器，它可以將被測量的變化轉(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，容柵傳感器分為長容柵和圓容柵，用于測量線位移和線速度。9．磁柵式傳感器由__磁柵、磁頭_和檢測電路組成，其中__磁柵__是檢測位置的基準(zhǔn)尺。二、選擇題：選擇對的的答案，將其相應(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)變電阻材料自身的靈敏系數(shù)__A__。A．小B．大C．相等2．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它可以將角度轉(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)的電子逸出物體表面，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時，莫爾條紋就會沿近似__B__的方向運動。當(dāng)光柵改變運動方向時，莫爾條紋也隨之改變運動方向，兩者具有相相應(yīng)的關(guān)系。A.平行于光柵移動B．垂直于光柵移動C．與光柵移動方向成45。角D．與光柵移動方向成135。角5．應(yīng)變片的選擇涉及類型的選擇、材料的選用、C和D等。A.測量范圍的選擇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．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.覆蓋片與被測試件B．引線與被測試件C．基片與被測試件D．敏感柵與被測試件7．當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波;另一部分能量透過介質(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，波長為A。那么當(dāng)接受點O與發(fā)射點S和介質(zhì)都處在靜止?fàn)顟B(tài)時，接受點收到的頻率將_A_；假如接受點以速度V0與聲波傳播方向同向運動，接受點所收到的頻率__B__；假如接受點以速度V0與聲波傳播方向逆向運動，接受點所收到的頻率_C__。A．=fsB．<fsC．>fsD．與fs無關(guān)，9．為了滿足測試的需要，應(yīng)對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、___A_、___E__和負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出基本規(guī)定。A.反復(fù)性B．體積C．溫度性能D．抗震性E．動態(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，比較這三種傳感器測位移時的量程、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)體周邊會產(chǎn)生一正比于該電流的磁場，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，如圖所示。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)體周邊會產(chǎn)生一正比于該電流的磁場，霍爾元件在磁場中產(chǎn)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電流的大小。3．什么是傳感器的動特性？（5分）答：傳感器的動特性是指傳感器對隨時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：分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化值。閾值是能使傳感器的輸出產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。5．如圖所示是BYM型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。彈簧管1的自由端與差動式電感傳感器的銜鐵2相連，銜鐵2位于傳感器兩差動線圈5和6的中間位置。試介紹其工作原理。答：線圈和銜鐵構(gòu)成差動變氣隙自感式電感傳感器，當(dāng)壓力P發(fā)生變化時，彈簧管1的自由端產(chǎn)生位移，使銜鐵2產(chǎn)生移動，使兩差動線圈5和6的電感值一個增長，一個減少。銜鐵位移的大小決定傳感器輸出信號的大小，銜鐵移動的方向決定輸出信號的相位，傳感器輸出信號的大小和相位與兩差動線圈電感值的變化、銜鐵的位置、壓力之間有一個擬定的關(guān)系，由此可以測得壓力的大小。6．用渦流傳感器測量金屬板厚度時需不需要恒溫，為什么？(IO分)答：導(dǎo)體的電阻率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的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板厚度時需要恒溫。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題一、填空題（每空2分，共26分）2023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)生或增長的電流稱為___光電流___2．當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時，導(dǎo)體吸取或放出熱量（取決于電流相對溫度梯度的方向），這種現(xiàn)象叫做__湯姆遜效應(yīng)____。3．大氣壓力一般在960hPa～1060hPa范圍內(nèi)變化，要測量其精確值，選用的傳感器的測量范圍應(yīng)為___960hPa～1060hPa(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度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時，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、磁頭和檢測電路組成，其中___磁柵______是檢測位置的基準(zhǔn)尺。6．光電式編碼器由_____光源______、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、__光電接受元件____、解決電路等組成。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____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)的傳感器；改變____導(dǎo)磁率u____，可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變____線圈與導(dǎo)體之間的距離x____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。二、選擇題（選擇對的的答案，將其相應(yīng)的字母填入橫線處。每空2分，共34分）1．___C_____是測試系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，將被測系統(tǒng)或過程中需要觀測的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。A.敏感元件B．轉(zhuǎn)換元件C．傳感器D．被測量2．傳感器的動態(tài)標(biāo)定重要是研究傳感器的動態(tài)響應(yīng)，而與動態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，對一階傳感器有___E_____；對二階傳感器有___D_____和____F____。A.上升時間B．穩(wěn)定期間C．超調(diào)量D．阻尼比E．時間常數(shù)F．固有頻率3．磁頭的作用是讀取磁柵上的記錄信號，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為____C____磁頭和_____D___磁頭。A．鑒幅B．鑒相C．靜態(tài)D．動態(tài)4．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。A.不必對整個儀器重新標(biāo)定B．必須對整個儀器重新調(diào)零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定D．不必對整個儀器重新調(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，因此合用于____B____測量。A.靜態(tài)B．動態(tài)C．精確D，隨機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，對電路的放大倍數(shù)規(guī)定低，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，制造裝配比較方便，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，應(yīng)用越來越多。A．磁電型B．差動變壓器型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)生誤差的因素重要有：__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(tài)．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，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；另一部分能量透過介質(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.為了滿足測試的需要，應(yīng)對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、___A__、_E___、負(fù)載效應(yīng)等技術(shù)性能提出基本規(guī)定。A.反復(fù)性B．體積C．溫度性能D．抗震性E．動態(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量轉(zhuǎn)換成與之有擬定關(guān)系的、便于精確解決的此外一種量的測量裝置或系統(tǒng)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成擬定關(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？常用的熱電阻類型有哪些？（10分）答：運用導(dǎo)電材料的電阻率隨自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。熱電阻的類型涉及鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。3．用渦流傳感器測量金屬板厚度時是否需要恒溫，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的變化，引起測量誤差，所以用渦流傳感器測量金屬板厚度時需要恒溫。4．如圖所示是超聲波液位計的原理圖，簡述其工作原理。（10分）答：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。如換能器至液面的垂直距離為L，從發(fā)到收通過的時間為t，超聲波在氣體中的傳播速度為c，則

試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試2023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量線速度和角速度，對測得的速度進(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物體吸取機械能并轉(zhuǎn)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(yīng)同步器_____是運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?？捎脕頊y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)變片電阻的相對變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變ey也會引起其電阻的相對變化，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)。同時改變x，P和u，可以對導(dǎo)體進(jìn)行探傷；改變____導(dǎo)體的電阻率p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)的傳感器；改變___導(dǎo)體的導(dǎo)磁率u_____，可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變____線圈和導(dǎo)體之間的距離x____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。7．當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時，此處便吸取或放出熱量（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組成一個回路，其兩端互相連接，只要兩結(jié)點處的溫度不同，一端溫度為T，另一端溫度為T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，這種現(xiàn)象叫做___塞貝克效應(yīng)_____。二、選擇題：選擇對的的答案，將其相應(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，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度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時，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=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，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為___C_____磁頭和____D____磁頭。A.鑒幅B．鑒相C．靜態(tài)D．動態(tài)4．運用____E____制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。運用____F____可制成半導(dǎo)體光敏電阻。運用____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，可以使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(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)變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施涉及：____A_____、_____C______和______F______。A．雙絲自補償法B．溫度補償法C．單絲自補償法D．電流補償法E．電壓補償法F．橋路補償法7．在檢測技術(shù)中，很多場合采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波運用壓電材料的__C__，而接受信號則用______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)變片的引線與被測試件之間的電阻值，通常規(guī)定Rm的范圍是_____B______。A．10～100MΩ以上B．50～1OOMΩ以上C．50～lO0KΩ以上D．100～500MΩ以上三、問答題（44分）1．如圖所示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，試介紹其工作原理。（10分）答：電容式差壓傳感器由兩個玻璃圓盤和一個金屬膜片組成。兩玻璃圓盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個固定電極，夾在兩凹圓盤中的膜片則為傳感器的可動電極。當(dāng)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(zhuǎn)換電路輸出U0=0;當(dāng)P1>P2（或P2>Pl）時，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。2．如圖所示是兩種光電轉(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)出的光照在電機軸上，再反射到光敏元件上。由于電機轉(zhuǎn)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受光的反射信號，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，就可測得電機的轉(zhuǎn)速。直射型光電轉(zhuǎn)速傳感器在電機軸上裝有帶孔的圓盤，圓盤的一邊設(shè)立光源，另一邊放置光電元件。當(dāng)光線通過圓盤上的孔時，光電元件產(chǎn)生一個電脈沖。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時圓盤隨著轉(zhuǎn)動，光電元件就產(chǎn)生一列與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。電機的轉(zhuǎn)速n為n=60f/N式中，N-圓盤的孔數(shù)或白條紋的條數(shù)；f一電脈沖的頻率。3．粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素。（10分）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)的存在，引起應(yīng)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(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長（或壓縮），引起電阻的相對變化。4．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，試說出三種產(chǎn)生感應(yīng)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。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題一、填空題（每空2分，共30分）2023年7月1．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____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)，改變__導(dǎo)體的導(dǎo)磁率u__；可以做成測量應(yīng)力、硬度的傳感器；改變___線圈和導(dǎo)體之間的距離x_____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器；同時改變x，p和u，可以對導(dǎo)體進(jìn)行探傷。2．大氣壓力一般在960hPa～1060hPa范圍內(nèi)變化，要測量其精確值，選用的傳感器的測量范圍應(yīng)為____960hPa～1060hPa（稍大于此范圍也可）____，量程為___l00hPa_____。3．熱電阻式傳感器是基于導(dǎo)電材料的___電阻率_____隨自身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器。4.__絕對誤差__是指測量結(jié)果與被測參量真值之間所存在的差值的絕對值；__相對誤差__是指測量的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__通常用來表征儀器自身。5．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)生或增長的電流稱為__光電流__。6．當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時，此處便吸取或放出熱量（取決于電流的方向）這種現(xiàn)象叫做__帕爾貼效應(yīng)__。7．將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使兩者珊線有很小的交角θ，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(yīng)產(chǎn)生的8．由于受到__電阻絲直徑__的限制，繞線式電位計的分辨力不高。二、選擇題1．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,因此合用于__A__測量。A．動態(tài)B．靜態(tài)C．精確D．隨機2．超聲波是__A__的一種，即是機械振動在彈性介質(zhì)中的一種傳播過程。A．機械波B．電磁波C．縱波D．表面波3．為使探頭有效地向工件發(fā)射和接受超聲波，必須使探頭和工件探測面之間有良好的聲耦合，耦合方式可分為直接接觸法和__D__法。A.液介B．氣介C．固介D．液浸4．改變電感傳感器的引線電纜后，__C__。A．不必對整個儀器重新標(biāo)定B．必須對整個儀器重新凋零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定D．不必對整個儀器重新調(diào)零5．超聲波的頻率高（可達(dá)109Hz），因而__B__，繞射現(xiàn)象小，方向性好，可以成為射線而定向傳播。A．速度快B．波長短C.波長長D．速度慢6．在光的作用下，可以使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫__B__。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)7．當(dāng)光敏元件加一定電壓時，假如照射在光敏元件上的是一單色光，當(dāng)入射光功率不變時，光電流隨入射光波長變化而變化的關(guān)系I=f(λ)，稱為__C__。在檢測中，應(yīng)選擇最大靈敏度在需要測量的光譜范圍內(nèi)的光敏元件，才有也許獲得最高靈敏度。A．溫度特性B．光照特性C．光譜特性D．伏安特性8．渦流傳感器可以實現(xiàn)非接觸式測量，渦流傳感器在金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生的渦流的滲透深度與傳感器線圈的勵磁電流的__C__有關(guān)。渦流傳感器重要分為__D__和__E__兩類。A.電壓B．大小C．頻率D．高頻反射E．低頻透射F．高頻透射G．低頻反射9．電參量式傳感器涉及__A__、__D__、__E__三種基本形式。A.電阻式B．磁電式C．壓磁式D．電容式E．電感式F．光電式試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023-2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題一、填空題（每空2分，共10分）2023年1月1．機械干擾是指測試系統(tǒng)受到一定限度的振動或沖擊時帶來的干擾，對于這種干擾應(yīng)采用減振措施，一般可設(shè)立__減震彈簧__或減振橡膠。2．力傳感器的測量范圍為0～+10N，量程為10N，滿量程輸出為5V，正行程最大反復(fù)性偏差為0.03V，反行程最大反復(fù)性偏差為0.026V，則其反復(fù)性誤差為__0.6%__。3．光電式傳感器是根據(jù)__光電效應(yīng)__的原理，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。4．屏蔽是常用的抗干擾技術(shù)，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和__電磁__屏蔽。5．沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變s。必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變e，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為__橫向靈敏度__。二、選擇題（選擇對的的答案，將其相應(yīng)的字母填入橫線處。每空3分，共40分）1．在一定期間間隔內(nèi)，傳感器的輸出存在著與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化叫漂移。漂移常涉及__A__漂移和__F__漂移。A．零點B．干擾C．溫度D．噪聲E．時間F．靈敏度2.在光的作用F?？梢允刮矬w內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫__B__。A.聲光效應(yīng)B．光生伏特效應(yīng)C．光電導(dǎo)效直D．熱釋電效應(yīng)3．環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為__D__。溫度變化會引起光敏元件的光電流及光譜特性等變化。A．光譜特性B．光照特性C．頻率特性D．溫度特性4．為使探頭有效地向工件發(fā)射和接受超聲波，必須使探頭和工件探測面之問有良好的聲耦合，耦合方式可分為直接接觸法和__D__法。A.液介B.氣介C.固介D．液浸5．傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。動態(tài)特性好的傳感器，__B__。A．其測量的絕對誤差與儀表的滿量程之比小B.其輸出量隨時問變化的曲線與被測量隨時間變化的曲線一致或者相近。C．其輸出量中與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化小。D．其動態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表達(dá)。6．超聲波在固體中可穿透幾十米的長度，在液體、固體時衰減__A__，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著__C__。A．小B．大C．反射D．折射E.透射7．傳感器的動態(tài)標(biāo)定重要是研究傳感器的動態(tài)響應(yīng)，而與動態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，對一階傳感器有__E__;對二階傳感器有_D__和固有頻率。A．上升時間B.穩(wěn)定期間C．超調(diào)量D．阻尼比E．時間常數(shù)8.磁頭的作用是讀取磁柵上的記錄信號，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為____C____磁頭和_____D___磁頭。A．鑒幅B．鑒相C．靜態(tài)D．動態(tài)9．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。A.不必對整個儀器重新標(biāo)定B．必須對整個儀器重新調(diào)零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定D．不必對整個儀器重新調(diào)零10．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，因此合用于____B____測量。A.靜態(tài)B．動態(tài)C．精確D，隨機11．螺管型電感傳感器按照其工作原理應(yīng)屬于___C_____傳感器。A．差動變壓器式B．互感式C．自感式D．渦流式試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023--2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題2023年7月一、填空題(每空2分。共8分)1．光敏元件在無光照時，兩端加電壓后產(chǎn)生的電流稱為暗電流2．當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時，此處便吸取或放出熱量(取決于電流的方向)，這種現(xiàn)象叫做帕爾貼效應(yīng)。3．用于檢測的超聲波換能器有壓電型、磁致伸縮型、電磁型、有振板型、彈性表面波型等。4．由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇時，某些點振動始終加強，某些點振動始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為干涉現(xiàn)象。二、選擇題(選擇對的的答案。將其相應(yīng)的字母填入橫線處。每空3分。共36分)1．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它可以將角度轉(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2．當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或碰到另一種介質(zhì)，其方向不垂直于界面時，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及__D__現(xiàn)象。A．表面波B．蘭姆波C．駐波D．波型轉(zhuǎn)換3．改變電感傳感器的引線電纜后，__C__。A．不必對整個儀器重新標(biāo)定B．必須對整個儀器重新調(diào)零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定D．不必對整個儀器重新調(diào)零4．應(yīng)變片的選擇涉及類型的選擇、材料的選用、_C___、__D__等。A．測量范圍的選擇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5．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．覆蓋片與被測試件B．引線與被測試件C．基片與被測試件D．敏感柵與被測試件6．在光的作用下，電子吸取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__。A．磁電效應(yīng)B．聲光效應(yīng)C．光生伏特效應(yīng)D．光電導(dǎo)效應(yīng)7．如圖所示的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成。線圈套在鐵芯上，在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為占。傳感器的運動部分與銜鐵相連。當(dāng)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(chǎn)生位移，使空氣隙艿發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于__C__。A．靜態(tài)測量B．動態(tài)測量C．靜態(tài)測量和動態(tài)測量D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量8．環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為D。A．光譜特性B．光照特性C．頻率特性D．溫度特性9·超聲波在固體中可穿透幾十米的長度，在液體、固體中衰減__A__，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著__C__。A．小B．大C．反射D．折射E．透射試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)2023--2023學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題2023年1月一、簡答題(每小題5分，共20分)1．線性度：實際測試獲得傳感器靜特性曲線后，采用直線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，就稱為線性度(或非線性誤差)。2．多普勒效應(yīng)：當(dāng)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)射超聲波的頻率有所不同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)。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)行長刻線(一般為10一12mm)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．穩(wěn)定性：又稱長期穩(wěn)定性，即傳感器在相稱長時間內(nèi)保持其原性能的能力。一般以室溫條件下通過一規(guī)定期間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定期的輸出之間的差異來表達(dá)，有時也用標(biāo)定的有效期來表達(dá)。5．塞貝克效應(yīng)。兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個回路，其兩端互相連接，只要兩結(jié)點處的溫度不同，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，稱為熱電勢，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。二、選擇題(選擇對的的答案，將其相應(yīng)的字母填入括號內(nèi)。每空3分，共l2分)1．金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)變電阻材料自身的靈敏系數(shù)(B)。A．大B．小C．相等2．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它可以將角度轉(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)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為(D)。A．壓電效應(yīng)B．聲光效應(yīng)C．磁電效應(yīng)D．外光電效應(yīng)三、問答題(每小題6分，共24分)1．測定頻響函數(shù)的方法有哪幾種?測定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。金屬應(yīng)變片有哪些類型?①電阻絲應(yīng)變片；②金屬箔式應(yīng)變片。簡述電容式傳感器的優(yōu)點。①溫度穩(wěn)定性好；②結(jié)構(gòu)簡樸，適應(yīng)性強；③動態(tài)響應(yīng)好；④可以實現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng)；⑤靈敏度、分辨力高。什么叫渦流效應(yīng)?當(dāng)一塊金屬導(dǎo)體放置在一變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應(yīng)。什么叫壓阻效應(yīng)?壓阻效應(yīng)：沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定應(yīng)力時，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。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工作原理圖，并說明兩者的平衡條件各是什么?(16分)答：直流電橋的平衡條件是：交流電橋的平衡條件是：也可表達(dá)為：

中央廣播電視大學(xué)2023--2023學(xué)年度第二學(xué)期“開放本科"期末考試傳感器與測試技術(shù)試題2023年7月一、簡答題(每小題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量轉(zhuǎn)換為與之有擬定相應(yīng)關(guān)系的、便于精確解決和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處在穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，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側(cè)會產(chǎn)生電動勢的大小與控制電流I和磁感應(yīng)強度B成正比，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。4．壓電效應(yīng)：某些晶體，當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產(chǎn)生大小相等符號相反的電荷；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，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)象叫壓電效應(yīng)。二、選擇題(選擇對的的答案，將其相應(yīng)的字母填入括號內(nèi)。每空3分。共12分)5．在光的作用下，可以使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫(D)。A．聲光效應(yīng)B．熱釋電效應(yīng)C．光電導(dǎo)效應(yīng)D．光生伏特效應(yīng)6．應(yīng)變片絕緣電阻Rm是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測試件之間的電阻值，通常規(guī)定Rm的范圍是(A)。A．50～100以上B．10～100以上C．50～l00以上D．100～500以上17．運用光生伏特效應(yīng)制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。運用(E)可制成半導(dǎo)體光敏電阻。運用(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．光電導(dǎo)效應(yīng)三、問答題(每小題6分，共24分)18．無失真檢測的條件是什么?無失真檢測條件是：幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)(即水平直線)；相頻特性應(yīng)當(dāng)是線性關(guān)系。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)變必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。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取機械能并轉(zhuǎn)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(diào)理電路簡樸，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。簡述電容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器，假如不考慮邊沿效應(yīng)，其電容量為式中：極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，極板的遮蓋面積；極板間的距離。當(dāng)被測量的變化使式中的或任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。四、簡答題(16分)12．請畫出兩種霍爾元件的驅(qū)動電路，簡述其優(yōu)缺陷。對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動，恒壓驅(qū)動電路簡樸，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強度增長，線性變壞，僅用于精度規(guī)定不太高的場合；恒流驅(qū)動線性度高，精度高，受溫度影響小兩種驅(qū)動方式各有優(yōu)缺陷，應(yīng)根據(jù)工作規(guī)定擬定驅(qū)動方式。五、簡述題(16分)13．常用的超聲波探傷方法有哪些?各有什么特點?有共振法、穿透法和脈沖反射法。共振法的特點是：(1)可精確的測厚，特別適宜測量薄板及薄壁管；(2)工件表面光潔度規(guī)定高，否則不能進(jìn)行測量。穿透法具有以下特點：(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)適宜探測超聲波衰減大的材料；(4)可避免盲區(qū)，適宜探測薄板；(5)指示簡樸，便于自動探傷；(6)對兩探頭的相對距離和位置規(guī)定較高。脈沖反射法的特點是：(1)探測靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地擬定缺陷的位置和深度；(3)可用不同波型探測，應(yīng)用范圍廣。六、論述題(12分)14．簡述傳感器的選用原則與設(shè)計測試系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素。傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)仔細(xì)研究所測試的信號，分析測試環(huán)境和干擾因素。根據(jù)測試范圍擬定選用什么樣的傳感器、擬定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置是否能安下，研究傳感器的來源、價格等因素。(2)傳感器靈敏度、頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。設(shè)計測試系統(tǒng)時應(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)簡樸、易于維修、價格便宜、便于攜帶、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列因素。

《傳感器與測試技術(shù)》期末復(fù)習(xí)試題類型：一、簡答題：共4題，每題6分，共24分；二、選擇題：共7~9題，每題3分，共30分三、簡述題：約4題，共20分；四、綜合題：約46分?？荚嚂r間為90分鐘。注意：選擇題指A，B，C，D.選擇題；部分答案是多選的，如答案為A，C試題樣例一、簡答題（每小題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量轉(zhuǎn)換為與之有擬定相應(yīng)關(guān)系的、便于精確解決和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。

2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處在穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。

3．超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來分類的？超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。依據(jù)超聲場中質(zhì)點的振動與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來分。

4．簡述電容式傳感器的工作原理。兩平行極板組成的電容器，假如不考慮邊沿效應(yīng)，其電容量為式中:——極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，——極板的遮蓋面積；——極板間的距離。當(dāng)被測量的變化使式中的、或任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。二、選擇題（每空3分，共27分）1．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它可以將角度轉(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2．當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或碰到另一種介質(zhì)，其方向不垂直于界面時，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及_____d___現(xiàn)象。a．表面波b．蘭姆波c．駐波d．波型轉(zhuǎn)換3.改變電感傳感器的引線電纜后，_c_______。a．不必對整個儀器重新標(biāo)定b．必須對整個儀器重新調(diào)零c．必須對整個儀器重新標(biāo)定d．不必對整個儀器重新調(diào)零4．應(yīng)變片的選擇涉及類型的選擇、材料的選用、___c_____、____d____等。a．測量范圍的選擇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5．應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的___b_____應(yīng)變片的之間的電阻值。a．覆蓋片與被測試件b．引線與被測試件c．基片與被測試件d．敏感柵與被測試件6．在光的作用下，電子吸取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___。a．磁電效應(yīng)b．聲光效應(yīng)c．光生伏特效應(yīng)d．光電導(dǎo)效應(yīng)7．如圖所示的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成的。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(dāng)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(chǎn)生位移，使空氣隙發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于___c_____。a．靜態(tài)測量b．動態(tài)測量c．靜態(tài)測量和動態(tài)測量d．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量三、綜合題（共53分）1．激光干涉?zhèn)鞲衅鞯淖饔檬菧y量長度，其基本原理就是光的干涉原理，測量精度高、分辨力高。如圖所示是邁克爾遜雙光束干涉系統(tǒng)，圖中S是光源，B是分光鏡，M1是固定反射鏡，M2是可動反射鏡，P是觀測屏處，試介紹其工作原理。（15分）答案要點：來自光源S的光經(jīng)半反半透分光鏡B后提成兩路，一路由固定反射鏡M1反射，另一路經(jīng)可動反射鏡M2和B反射，在觀測屏P處相遇產(chǎn)生干涉。當(dāng)M2每移動半個光波波長時，干涉條紋亮暗變化一次，因此被測長度為式中，x—被測長度；N—干涉條紋亮暗變化次數(shù)；—真空中光波波長；n—空氣折射率。2．畫出測試系統(tǒng)的組成框圖，并說明各組成部分的作用。（10分）答案要點：傳感器作為測試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號，通常傳感器將被測量轉(zhuǎn)換成電信號；信號變換部分是對傳感器所送出的信號進(jìn)行加工，如信號的放大、濾波、補償、校正、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，通過解決使傳感器輸出的信號便于傳輸、顯示或記錄；顯示與記錄部分將所測信號變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问?，以供人們觀測和分析。3．粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素。（13分）

答案要點：①環(huán)境溫度變化時，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(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長(或壓縮)，引起電阻的相對變化。4．如圖所示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1為玻璃盤，2為鍍金層，3為金屬膜片，介紹其工作原理。（15分）答案要點：電容式差壓傳感器由兩個玻璃圓盤和一個金屬膜片組成。兩玻璃圓盤上的凹面上各鍍以金作為電容傳感器的兩個固定電極，夾在兩凹圓盤中的膜片則為傳感器的可動電極。當(dāng)兩邊壓力相等時，膜片處在中間位置與左、右固定電極間