【正文】 一、填空（30分，）有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0∽200℃。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為 ，當(dāng)測(cè)量100℃ 時(shí)的示值相對(duì)誤差為 。在選購(gòu)線性儀表時(shí)，必須考慮應(yīng)盡量使選購(gòu)的儀表量程為欲測(cè)量的 倍左右為宜。傳感器由 、 、 三部分組成。 利用熱敏電阻對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施過(guò)熱保護(hù)，應(yīng)選擇 型熱敏電阻。已知某銅熱電阻在0℃時(shí)的阻值為50Ω，則其分度號(hào)是 ，對(duì)于鎳鉻鎳硅熱電偶其正極是 ?；魻栐捎煤懔髟醇?lì)是為了 。用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫,如從測(cè)量的具體手段來(lái)看它屬于 測(cè)量。二、選擇題(30分，每題2分)在以下幾種傳感器當(dāng)中 屬于自發(fā)電型傳感器。 A、電容式 B、電阻式 C、壓電式 D、電感式 的數(shù)值越大,熱電偶的輸出熱電勢(shì)就越大。A、熱端直徑 B、熱端和冷端的溫度C、熱端和冷端的溫差 D、熱電極的電導(dǎo)率將超聲波（機(jī)械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的 。A、應(yīng)變效應(yīng) B、電渦流效應(yīng) C、壓電效應(yīng) D、逆壓電效應(yīng)在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，則電路中 。A、電容和電感均為變量 B、電容是變量，電感保持不變C、電感是變量，電容保持不變 D、電容和電感均保持不變?cè)趦善g隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入 ，可測(cè)得最大的容量。A、塑料薄膜 B、干的紙 C、濕的紙 D、玻璃薄片熱電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了 A、提高測(cè)量靈敏度 B、減小非線性誤差 C、提高電磁兼容性 D、減小引線電阻的影響當(dāng)石英晶體受壓時(shí)，電荷產(chǎn)生在 。A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上汽車衡所用的測(cè)力彈性敏感元件是 。 A、懸臂梁 B、彈簧管 C、實(shí)心軸 D、圓環(huán)在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是 。A、補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢(shì)的損失 B、起冷端溫度補(bǔ)償作用C、將熱電偶冷端延長(zhǎng)到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方 D、提高靈敏度減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是 。A、減小激勵(lì)電流 B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 C、使用電橋調(diào)零電位器1測(cè)得某檢測(cè)儀表的輸入信號(hào)中,有用信號(hào)為20毫伏,干擾電壓也為20毫伏, 則此時(shí)的信噪比為 。A、20dB B、1 dB C、0 dB1發(fā)現(xiàn)某檢測(cè)儀表機(jī)箱有麻電感,必須采取 措施。A、接地保護(hù)環(huán) B、將機(jī)箱接大地 C、抗電磁干擾1在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來(lái)檢測(cè)工件尺寸，該加工檢測(cè)裝置是采了 測(cè)量方法。A、微差式 B、零位式 C、偏差式1在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量金屬的熔點(diǎn)時(shí),冷端溫度補(bǔ)償采用 。A、計(jì)算修正法 B、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 C、冰浴法三、證明熱電偶的參考電極定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0） EBC（t,t0）,并畫出原理圖（本題10分）四、有一額定荷重為20103N的等截面空心圓柱式荷重傳感器，其靈敏度KF為2mV/V。激勵(lì)源電壓為12V，求：在額定荷重時(shí)的輸出電壓Uom,當(dāng)承載為5103N時(shí)的輸出電壓Uo。(本題10分）六、已知待測(cè)拉力約為70N左右，現(xiàn)有兩只測(cè)力儀表，測(cè)量范圍為0∽500N；，測(cè)量范圍為0∽100N。問(wèn)選用哪一只測(cè)力儀表較好?為什么?(寫出計(jì)算過(guò)程)(本題10分）參考答案一、填空題：177。1℃，177。1% 1．5倍 敏感元件、傳感元件、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路NTC突變 CU50，鎳鉻 減小溫漂 偏位式 干擾源，干擾途徑，敏感接收器 屏蔽，浮置，接地，濾波，光電隔離 X面二、選擇題C C C B D D B C C C1C 1B 1B 1C 1C四、24 mV，6 mV五、K撥至1位，反復(fù)調(diào)節(jié)R0，使儀表指示為0，K撥至3位，反復(fù)調(diào)節(jié)RF，使儀表指示為滿偏，K撥至2位，進(jìn)行測(cè)量。六、測(cè)量范圍為0∽100N的測(cè)力儀表。一、填空（本題共39分，）傳感器由 、 、 三部分組成。在選購(gòu)線性儀表時(shí)，必須考慮應(yīng)盡量使選購(gòu)的儀表量程為欲測(cè)量的 倍左右為宜。有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0∽200℃。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為 ，當(dāng)測(cè)量100℃ 時(shí)的示值相對(duì)誤差為 。 利用熱敏電阻對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施過(guò)熱保護(hù)，應(yīng)選擇 型熱敏電阻。在壓電晶片的機(jī)械軸上施加力,其電荷產(chǎn)生在 ?；魻栐捎煤懔髟醇?lì)是為了 。用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫,如從測(cè)量的具體手段來(lái)看它屬于 測(cè)量。已知某銅熱電阻在0℃時(shí)的阻值為50Ω，則其分度號(hào)是 ，對(duì)于鎳鉻鎳硅熱電偶其正極是 。壓電材料在使用中一般是兩片以上，在以電荷作為輸出的地方一般是把壓電元件 起來(lái)，而當(dāng)以電壓作為輸出的時(shí)候則一般是把壓電元件 起來(lái)。熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而 這一特性來(lái)測(cè)量溫度的。1金屬電阻的 是金屬電阻應(yīng)變片工作的物理基礎(chǔ)。1在動(dòng)圈式表頭中的動(dòng)圈回路中串入由NTC組成的電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其目的是為了 。二、選擇題（本題共30分，每題2分）在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，則電路中 。A、電容和電感均為變量 B、電容是變量，電感保持不變C、電感是變量，電容保持不變 D、電容和電感均保持不變?cè)诜滦蜋C(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來(lái)檢測(cè)工件尺寸，該加工檢測(cè)裝置是采用了 測(cè)量方法。A、微差式 B、零位式 C、偏差式熱電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了 A、提高測(cè)量靈敏度 B、減小引線電阻的影響 C、減小非線性誤差 D、提高電磁兼容性在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量金屬的熔點(diǎn)時(shí),冷端溫度補(bǔ)償采用 。A、冰浴法 B、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 C、計(jì)算修正法1自感傳感器或差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了 。A、提高靈敏度 B、將輸出的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)C、使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號(hào)的幅度和相位1要測(cè)量微小的氣體壓力之差，最好選用 變換壓力的敏感元件。 A、懸臂梁 B、平膜片 C、彈簧管 D、膜盒1以下四種傳感器中，屬于四端元件的是 。A、霍爾元件 B、壓電晶體 C、應(yīng)變片 D、熱敏電阻 1下列 不能用做加速度檢測(cè)傳感器。 A、電容式 B、壓電式 C、電感式 D、熱電偶1將超聲波（機(jī)械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的 。A、應(yīng)變效應(yīng) B、電渦流效應(yīng) C、壓電效應(yīng) D、逆壓電效應(yīng)三、我國(guó)的模擬儀表有哪些精度等級(jí)？現(xiàn)欲測(cè)量240V左右的電壓，%，問(wèn)：若選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選哪一級(jí)？若選用量程為500V的電壓表，其精度又應(yīng)選哪一級(jí)？（本題10分）四、熱電偶參考電極定律有何實(shí)際意義？以知在某特定條件下材料A與鉑配對(duì)的, ,求出在此特定條件下材料A與B配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)？此時(shí)哪種材料為正極？（本題10分）五、根據(jù)你所學(xué)的傳感器相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)分別列出下列物理量可以使用什么傳感器來(lái)測(cè)量？（本題11分） 加速度：溫度： 工件尺寸： 壓力：參考答案一、填空題：敏感元件、傳感元件、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 1．5倍 177。1℃，177。1%NTC突變 X面 減小溫漂 偏位式 CU50，鎳鉻并聯(lián)，串聯(lián) 增大 1屏蔽，浮置，接地，濾波，光電隔離1應(yīng)變效應(yīng) 1干擾源，干擾途徑，敏感接收器 1溫度補(bǔ)償二、選擇題C D B B B A C C A C1D 1A 1D 1C 1C三、0．1 0．2 0．5 1．0 1．5 2．5 5．0選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選0．5級(jí)，選用量程為500V的電壓表，其精度應(yīng)選0．2級(jí)四、大大簡(jiǎn)化了熱電偶的選配工作，5．622 mv，A為正極五、電阻應(yīng)變片，電容等熱電偶，熱電阻等電感，電容等壓電，霍爾等二、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=（E/2）(ΔR/R)。（10分）證明： 略去 的二次項(xiàng),即可得一、簡(jiǎn)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(jù)什么來(lái)分類的？ 。 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)可以分為接觸式、________和________三種。 2．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)，其方向不垂直于界面時(shí)，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及________現(xiàn)象。 3. 改變電感傳感器的引線電纜后，________。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 4．應(yīng)變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、________、________等。 c. 阻值的選擇 d. 尺寸的選擇 5．應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的________應(yīng)變片的之間的電阻值。 6．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為________。 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________。 a. 靜態(tài)測(cè)量 b. 動(dòng)態(tài)測(cè)量c. 靜態(tài)測(cè)量和動(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 三、激光干涉?zhèn)鞲衅鞯淖饔檬菧y(cè)量長(zhǎng)度，其基本原理就是光的干涉原理，測(cè)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是觀察屏處，試介紹其工作原理。（14分） 四．畫出測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。（12分） 五．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。（12分） 六．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） 《傳感器與測(cè)試技術(shù)》參考答案 一、簡(jiǎn)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(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．超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來(lái)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(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(lái)分。 。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 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(cè)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．a(chǎn)；c2．d3. c4．c；d 5．b6．d7. c 三、激光干涉?zhèn)鞲衅鞯淖饔檬菧y(cè)量長(zhǎng)度，其基本原理就是光的干涉原理，測(cè)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是觀察屏處，試介紹其工作原理。（14分）答案要點(diǎn)：來(lái)自光源S的光經(jīng)半反半透分光鏡B后分成兩路，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，在觀察屏P處相遇產(chǎn)生干涉。當(dāng)M2每移動(dòng)半個(gè)光波波長(zhǎng)時(shí)，干涉條紋亮暗變化一次，因此被測(cè)長(zhǎng)度為 式中，x—被測(cè)長(zhǎng)度；N—干涉條紋亮暗變化次數(shù)； —真空中光波波長(zhǎng)；n—空氣折射率。四．畫出測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。（12分）答案要點(diǎn)： 傳感器作為測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)，通常傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；信號(hào)變換部分是對(duì)傳感器所送出的信號(hào)進(jìn)行