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(jī)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(dòng)特性：指傳感器對隨時(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(yùn)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(diǎn)的輸出值與其_理論輸出值__的偏離限度。2．傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是指傳感器在受到隨時(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(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(dòng)或__電壓__驅(qū)動(dòng)。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(dòng)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(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(gè)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(diǎn)？磁電式傳感器直接從被測物體吸取機(jī)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(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(diǎn)：(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(dòng)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(diǎn)是：(1)探測靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地?cái)M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(jì)測試系統(tǒng)時(shí)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(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(jià)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(jī)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(jì)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(bǔ)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(jì)測試裝置時(shí)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(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：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(jī)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(gè)值處在穩(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，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢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(bǔ)償措施涉及：單絲自補(bǔ)償法、雙絲自補(bǔ)償法和橋路補(bǔ)償法。4．運(yùn)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(yùn)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(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.對霍爾元件可采用_電流_驅(qū)動(dòng)或__電壓__驅(qū)動(dòng)。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(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)生的磁通大部分被限制在強(qiáng)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?chǔ)舩。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?chǔ)舮，也會(huì)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(diǎn)的振動(dòng)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(shí)，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(jī)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(jì)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(bǔ)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(jì)測試裝置時(shí)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(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(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)的互換性強(qiáng)。六、簡述運(yùn)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(gè)光點(diǎn)。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(diǎn)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(diǎn)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(jī)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(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(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，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(dòng)化探傷中，聲源和工件之間有相對運(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—及覆蓋片三部分組成。—金屬絲柵(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(shí)驗(yàn)方法測得。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)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(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，如對晶體施加電場，晶體將在一定方向上產(chǎn)生機(jī)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(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(gè)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(shí)，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(yùn)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(yùn)用—F—可制成半導(dǎo)體光敏電阻；運(yùn)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)償措施涉及：——、——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(gè)空氣隙，空氣隙厚度為s。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)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)測量B．靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量C動(dòng)態(tài)測量D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動(dòng)態(tài)測量7．零位誤差是評估差動(dòng)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(gè)：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(dòng)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(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傳感器在輸入量的各個(gè)值處在穩(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)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)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(bǔ)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(diǎn)?(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(shí)際使用者選用傳感器。4．用渦流傳感器測量金屬板厚度時(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(shí)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(dòng)勢產(chǎn)生，說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的方法?(10分)答：(1)線圈與磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)；(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(dòng)勢產(chǎn)生，請說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的方法。(10分)答：(1)線圈與磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)；(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(jī)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(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(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)象稱為干涉現(xiàn)象。7．對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，受溫度影響??；恒壓電路簡樸，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)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(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(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)特性是指傳感器對隨時(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．其測量的絕對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)微分方程來表達(dá)3．當(dāng)聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面時(shí)，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(bǔ)償措施涉及：_A__C_和FA．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)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(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 壓電特性時(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)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起電阻的相對變化，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(qiáng)度擬定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動(dòng)勢e與線圈相對磁場的運(yùn)動(dòng)速度v或ω成正比，可通過磁電式傳感器感應(yīng)電動(dòng)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(huì)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(shí)，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應(yīng)變片電阻相對變化；②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（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(jī)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(gè)光子的能量只能給一個(gè)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(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)，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和____電磁_____屏蔽。6．差動(dòng)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(dòng)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(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，兩者具有相相應(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(diǎn)O與發(fā)射點(diǎn)S和介質(zhì)都處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，接受點(diǎn)收到的頻率將_A_；假如接受點(diǎn)以速度V0與聲波傳播方向同向運(yùn)動(dòng)，接受點(diǎn)所收到的頻率__B__；假如接受點(diǎn)以速度V0與聲波傳播方向逆向運(yùn)動(dòng)，接受點(diǎn)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(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，比較這三種傳感器測位移時(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(huì)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(huì)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(dòng)特性？（5分）答：傳感器的動(dòng)特性是指傳感器對隨時(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(diǎn)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(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)增長，一個(gè)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(dòng)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(dòng)線圈電感值的變化、銜鐵的位置、壓力之間有一個(gè)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(shí)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(shí)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(jī)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(shí)，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(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(dòng)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(gè)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(dòng)態(tài)標(biāo)定重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)，對一階傳感器有___E_____；對二階傳感器有___D_____和____F____。A.上升時(shí)間B．穩(wěn)定期間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(dòng)態(tài)4．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。A.不必對整個(gè)儀器重新標(biāo)定B．必須對整個(gè)儀器重新調(diào)零C．必須對整個(gè)儀器重新標(biāo)定D．不必對整個(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，因此合用于____B____測量。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(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(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(yùn)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(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(shí)需要恒溫。4．如圖所示是超聲波液位計(jì)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(shí)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(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，工作時(shí)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(yùn)用兩個(gè)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(huì)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(shí)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(dòng)的傳感器。7．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(gè)回路，其兩端互相連接，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，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動(dòng)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(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=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(dòng)態(tài)4．運(yùn)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(yùn)用____F____可制成半導(dǎo)體光敏電阻。運(yùn)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(dòng)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(bǔ)償措施涉及：____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(yùn)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(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則為傳感器的可動(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。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(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(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)立光源，另一邊放置光電元件。當(dāng)光線通過圓盤上的孔時(shí)，光電元件產(chǎn)生一個(gè)電脈沖。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圓盤隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)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(huì)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(shí)，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應(yīng)變片電阻相對變化；②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（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(dòng)勢產(chǎn)生，試說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的方法。)答：(1)線圈與磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)；(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(jī)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(dòng)的傳感器；同時(shí)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(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，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(jì)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(dòng)態(tài)B．靜態(tài)C．精確D．隨機(jī)2．超聲波是__A__的一種，即是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的一種傳播過程。A．機(jī)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(gè)儀器重新標(biāo)定B．必須對整個(gè)儀器重新凋零C．必須對整個(gè)儀器重新標(biāo)定D．不必對整個(gè)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(shí)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(lì)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(jī)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(jī)械干擾是指測試系統(tǒng)受到一定限度的振動(dòng)或沖擊時(shí)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(huì)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(diǎn)B．干擾C．溫度D．噪聲E．時(shí)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(dòng)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(huì)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(dòng)態(tài)特性是指傳感器對隨時(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．其測量的絕對誤差與儀表的滿量程之比小B.其輸出量隨時(shí)問變化的曲線與被測量隨時(shí)間變化的曲線一致或者相近。C．其輸出量中與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化小。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(shí)衰減__A__，碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著__C__。A．小B．大C．反射D．折射E.透射7．傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定重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)，對一階傳感器有__E__;對二階傳感器有_D__和固有頻率。A．上升時(shí)間B.穩(wěn)定期間C．超調(diào)量D．阻尼比E．時(shí)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(dòng)態(tài)9．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。A.不必對整個(gè)儀器重新標(biāo)定B．必須對整個(gè)儀器重新調(diào)零C．必須對整個(gè)儀器重新標(biāo)定D．不必對整個(gè)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(dòng)態(tài)C．精確D，隨機(jī)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(dòng)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(jī)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(shí)，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(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，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(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(shí)，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(gè)儀器重新標(biāo)定B．必須對整個(gè)儀器重新調(diào)零C．必須對整個(gè)儀器重新標(biāo)定D．不必對整個(gè)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(gè)空氣隙，空氣隙厚度為占。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)測量C．靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動(dòng)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(huì)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(jī)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(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)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(shí)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(gè)回路，其兩端互相連接，只要兩結(jié)點(diǎn)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(dòng)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(diǎn)。①溫度穩(wěn)定性好；②結(jié)構(gòu)簡樸，適應(yīng)性強(qiáng)；③動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；④可以實(shí)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(huì)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(shí)，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(gè)值處在穩(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，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢的大小與控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)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(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(dòng)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(yùn)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(yùn)用(E)可制成半導(dǎo)體光敏電阻。運(yùn)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(huì)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(diǎn)?磁電式傳感器直接從被測物體吸取機(jī)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(shí)，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(dòng)電路，簡述其優(yōu)缺陷。對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡樸，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)線性度高，精度高，受溫度影響小兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺陷，應(yīng)根據(jù)工作規(guī)定擬定驅(qū)動(dòng)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(diǎn)?有共振法、穿透法和脈沖反射法。共振法的特點(diǎn)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(diǎn)：(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(dòng)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(diǎn)是：(1)探測靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地?cái)M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(jì)測試系統(tǒng)時(shí)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(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(jià)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(shí)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(gè)值處在穩(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．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(diǎn)的振動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(gè)儀器重新標(biāo)定b．必須對整個(gè)儀器重新調(diào)零c．必須對整個(gè)儀器重新標(biāo)定d．不必對整個(gè)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(gè)空氣隙，空氣隙厚度為。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)測量c．靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量d．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動(dòng)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(dòng)反射鏡，P是觀測屏處，試介紹其工作原理。（15分）答案要點(diǎn)：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(dòng)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(dòng)半個(gè)光波波長時(shí)，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(diǎn)：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(bǔ)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(huì)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(diǎn)：①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)變片電阻相對變化；②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(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(diǎn)：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則為傳感器的可動(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