2023年傳感器與測試技術往屆試題選登

傳感器與測試技術往屆試題選登

２023年1１月09日

說明:為方便學員們進行復習,根據大家的規(guī)定,在此刊登一套往屆期末考試的試題及參考答案。需要說明的是，這套樣題僅供學員們在復習過程參考,實際考試時試卷的題目、題型、分值及各種題型所占比例都會有一定差別,盡請注意！(考試時間:１.5小時)一、簡答題(每小題5分，共20分)1．傳感器:

２.靜特性:

３．超聲波的波型有幾種？是根據什么來分類的?

４．簡述電容式傳感器的工作原理。

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接觸式、__＿＿____和____＿＿__三種。a.光電式ｂ.磁電式ｃ.電磁式d.感應同步器

2.當超聲波在一種介質中傳播到界面或碰到另一種介質，其方向不垂直于界面時，將產生聲波的反射、折射及____＿_＿_現象。a.表面波b.蘭姆波c．駐波d.波型轉換

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.應變片的選擇涉及類型的選擇、材料的選用、_＿_＿＿__＿、＿_＿_＿_＿＿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．結構的選擇

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

三、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，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。(14分)

四.畫出測試系統的組成框圖,并說明各組成部分的作用。（12分)

五.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。(12分）

六．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，介紹其工作原理。（15分)

《傳感器與測試技術》參考答案

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換為與之有擬定相應關系的、便于精確解決和應用的另一種量的測量裝置或系統。

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

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

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，其電容量為式中:——極板間介質的介電常數，——極板的遮蓋面積；——極板間的距離。當被測量的變化使式中的、或任一參數發(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．a；c2.d3.c4．c;d５.b6．d７．c

三、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，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。（14分）答案要點：來自光源S的光經半反半透分光鏡B后提成兩路，一路由固定反射鏡M1反射，另一路經可動反射鏡M２和B反射，在觀測屏P處相遇產生干涉。當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;—真空中光波波長;n—空氣折射率。

四.畫出測試系統的組成框圖,并說明各組成部分的作用。（12分)答案要點：傳感器作為測試系統的第一環(huán)節(jié),將被測量轉化為人們所熟悉的各種信號,通常傳感器將被測量轉換成電信號;信號變換部分是對傳感器所送出的信號進行加工,如信號的放大、濾波、補償、校正、模數轉換、數模轉換等，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。

五．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。（12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;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。

六.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，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。當兩邊壓力相等時,膜片處