【正文】 光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1聚焦后投向待測體的表面。五、螺管型電感傳感器與變氣隙型電感傳感器有何優(yōu)缺點(diǎn)？（10分J 答：變氣隙型靈敏度高，因而它對電路的放大倍數(shù)要求低。 (4)溫度干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對光的屏蔽。 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。 依據(jù)超聲場中質(zhì)點(diǎn)的振動與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來分。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)該是線性關(guān)系。 12．超聲波能夠成為射線而定向傳播。 8．利用光生伏特效應(yīng)制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和 光電池 等。 4．利用導(dǎo)電材料的____電阻率_____隨本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。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。試卷代號：1 107中央廣播電視大學(xué)20022003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2003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)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。 (4)濕度干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對光的屏蔽。 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)簡單、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。 脈沖反射法的特點(diǎn)是： (1)探測靈敏度高； (2)能準(zhǔn)確地確定缺陷的位置和深度； (3)可用不同波型探測，應(yīng)用范圍廣。 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。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，并且使二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。探頭和工件的耦合方式可分為直接接觸法和液浸法二種。 ，可分為靜態(tài)磁頭和動態(tài)磁頭。 7．低頻透射式渦流傳感器的測量原理是：當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈之間放入金屬板后，引起接收線圈感應(yīng)電勢Ez的變化，金屬板的厚度越大，E2就__越小__。 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。這就是光柵。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)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、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。4．標(biāo)定：在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對傳感器進(jìn)行標(biāo)度。 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。 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。 12．超聲波能夠成為射線而定向傳播。 14．超聲波測厚儀從原理上分主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備噪聲源、耦合通道和對噪聲敏感的接受電路三個基本因素。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。 ，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。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。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。 (3)溫度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采取防潮措施，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。 2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(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。二、填空題（每空1分，共30分J 1．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。 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。 9．光電式編碼器由光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電接收元件及處理電路等組成。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__。 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。4．簡述電容式傳感器的工作原理。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。 (3)溫度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采取防潮措施，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。它的主要缺點(diǎn)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。反射光由透鏡L2聚焦到一維PSD上，形成一個光點(diǎn)。 3．當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時，此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，這種現(xiàn)象叫做—帕爾貼效應(yīng)— 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。這種現(xiàn)象稱為—逆壓電效應(yīng)—，也稱作電致伸縮效應(yīng)。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。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。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 7．零位誤差是評定差動變壓器性能的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生零位誤差的原因主要有兩個：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。 2．為什么用應(yīng)變片測量時必須采用溫度補(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，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(bǔ)償措施。(8分) 答：使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，消除和減小邊緣效應(yīng)，提高電容傳感器的靈敏度和線性度。試卷代號：1107中央廣播電視大學(xué)20032004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）2004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，并且使二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___。5．光電式編碼器由光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電接收元件、處理電路等組成。 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)。 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。 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，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．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，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(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)度確定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動勢e與線圈相對磁場的運(yùn)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。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(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。(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)20042005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）2005年1月 1．光照射在物體上可以看成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，因此電子增加的能量為hv。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。 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。二、選擇題：選擇正確的答案，將其對應(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)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)__A__。 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(yùn)動。角 5．應(yīng)變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、 C 和 D 等。 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。（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。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。 5．如圖所示是BYM型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。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、壓力之間有一個確定的關(guān)系，由此可以測得壓力的大小。 6．光電式編碼器由_____光源______、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、__光電接收元件____、處理電路等組成。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。 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，因此適用于____B____測量。 B．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__。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。 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。2．測溫方法可分為____接觸____法與____非接觸____法。 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。8．兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個回路，其兩端相互連接，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，即回路中存在電動勢，這種現(xiàn)象叫做___塞貝克效應(yīng)_____。 B．鑒相 C．靜態(tài) D．動態(tài) 4．利用____E____制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。 B．光生伏特效應(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)償措施包括：____A_____、_____C______和______F______。（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。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。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。 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。)答： (1)線圈與磁場發(fā)生相對運(yùn)動； (2)磁路中磁阻變化； (3)恒定磁場中線圈面積變化。 3．熱電阻式傳感器是基于導(dǎo)電材料的___電阻率_____隨本身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器。 7．將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使二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___。 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)射和接收超聲波，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。