2023年中央電大本科傳感器與測試技術試題1月

試卷代號：１107中央廣播電視大學2０２3—202３學年度第一學期“開放本科”期末考試傳感器與測試技術試題20２3年1月一、簡答題(每小題6分，共24分)１．霍爾效應:2．壓電效應:3．傳感器無失真檢測的條件是什么？４.什么叫金屬應變片的橫向效應?二、選擇題(每空３分,共30分)1．超聲波在固體中可穿透幾十米的長度，在液體、固體中衰減(），碰到雜質或分界面就會有顯著(）。A．?。?大C.反射Ｄ．折射Ｅ.透射2.壓電材料開始喪失壓電特性時的溫度叫（）。A．壓電系數Ｂ.彈性系數Ｃ.機電耦合系數D.居里點３.改變電感傳感器的引線電纜后，（)。A.不必對整個儀器重新標定B.必須對整個儀器重新調零C．必須對整個儀器重新標定D.不必對整個儀器重新調零4．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎上的,它可以將角度轉換為數字編碼，是一種數字式的傳感器。碼盤按結構可以分為（)、(）和電磁式三種。A.感應同步器B.磁電式Ｃ.接觸式D．光電式５．應變片絕緣電阻是指已粘貼的應變片()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，這種現象稱為（)。A.磁電效應B．聲光效應C．光生伏特效應D.光電導效應7.如圖所示的結構由線圈、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()。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,光敏元件的光學性質也將隨之改變，這種現象稱為()。溫度升高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.溫度特性三、綜合題(共46分)1．由安培定律可知,在載流導體周邊會產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)2.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,這種現象稱為溫度效應,簡述產生這種現象的因素。(1０分)3.只要磁通量發(fā)生變化,就有感應電動勢產生,說出三種產生感應電動勢的方法？（12分)4。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。(１4分)試卷代號:110７中央廣播電視大學2023—202３學年度第一學期“開放本科”期末考試傳感器與測試技術試題答案及評分標準(供參考）2023年1月一、簡答題(每小題6分，共24分)1．霍爾效應：金屬或半導體薄片兩端通以控制電流/,在與薄片垂直方向上施加磁感應強度為月的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側會產生電動勢Uu，Uu的大小正比于控制電流J和磁感應強度月，這一現象稱為霍爾效應。２.壓電效應:某些晶體,當沿著一定方向受到外力作用時,內部會產生極化現象，同時在某兩個表面上產生大小相等符號相反的電荷；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。這種現象叫壓電效應。3．傳感器無失真檢測的條件是什么?傳感器無失真檢測條件是：幅頻特性應當是常數(即水平直線)；相頻特性應當是線性關系。4．什么叫金屬應變片的橫向效應？沿應變片軸向的應變e。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Ｅy也會引起其電阻的相對變化,這種現象稱為橫向效應。二、選擇題(每空３分，共30分)1．A、Ｃ2.D3．Ｃ4.C、D（順序無關)5．B６．D7.Ｃ8.D三、綜合題(共46分)1．由安培定律可知，在載流導體周邊會產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)答案要點：由安培定律可知,在載流導體周邊會產生一正比于該電流的磁場，霍爾元件在磁場中產生的霍爾電勢：。電流表中霍爾元件的靈敏度、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。2．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，這種現象稱為溫度效應，簡述產生這種現象的因素。(10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的存在,引起應變片電阻相對變化；（5分）(2)環(huán)境溫度變化時,敏感柵材料和試件材料的膨脹系數不同，應變片產生附加的拉長(或壓縮），引起電阻的相對變化。(5分)3．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應電動勢產生，說出三種產生感應電動勢的方法?(12分）答案要點:(1）線圈與磁場發(fā)生相對運動;（4分)（2)磁路中磁阻變化；(4分）(3)恒定磁場中線圈面積變化。(4分)4.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。（14分）答案要點：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。由于電機轉動時，電機軸上反光面和不反光面交替出現，所以光敏元件間斷地接受光的反射信號，輸出相應的電脈沖。電脈沖經放大整形電路變換為方波,根據方波的頻率,就可測得電機的轉速。(5分）直射型光電轉速傳感器在電機軸上裝有帶孔的圓盤,圓盤的一邊設立光源，另一邊放置光電元件。當光線通過圓盤上