【正文】 同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 組成一個(gè)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(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫做 ___塞貝克效應(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。 2．測(cè)溫方法可分為 ____接觸 ____法與 ____非接觸 ____法。 3．用渦流傳感器測(cè)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(hào)的變化，引起測(cè)量誤差，所以用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需要恒溫。 專業(yè)好文檔 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。 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__。 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 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(cè)量。每空 2 分，共 34 分） 1． ___C_____是測(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。 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。銜鐵位移的大小決定傳感器輸出信號(hào)的大小，銜鐵移動(dòng)的方向決定輸出信號(hào)的相位，傳感器輸出信號(hào)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)確定的關(guān)系，由此可以測(cè)得壓力的大小。 5．如圖所示是 BYM 型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。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(shì)與磁場(chǎng)成正比，通過對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小。（ 5 分） 答：變間距型電容傳感器的量程小，靈敏度高，輸入被測(cè)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(cè)量與輸出電容之間的關(guān)系為線性。 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(zhǎng)為 A。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．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)。 二、選擇題：選擇正確的答案，將其對(duì)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__。 專業(yè)好文檔 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 __一倍、測(cè)量精度高。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。 (12 分 ) 答：直流電橋的平衡條件是： R1R3 =R2R4 專業(yè)好文檔 試卷代 號(hào)： 1107 中央廣播電視大學(xué) 20202020 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(cè)試技術(shù)試題 一、填空題（每空 2 分，共 26 分） 2020 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(gè)光子的能量只能給一個(gè)電子，因此電子增加的能量為 hv。敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)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。 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(cè)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(duì)變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起電阻的相對(duì)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度確定后，磁電式傳感器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e 與線圈相對(duì)磁場(chǎng)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(shì) e 求得線速度和角速度，再對(duì)測(cè)得的速度進(jìn)行積分或微分就可求出位移和加速度。 B．波長(zhǎng)短 C．波長(zhǎng)長(zhǎng) 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__。 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?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 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)。 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。 試卷代號(hào)： 1107 中央廣播電視 大學(xué) 20202020 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(cè)試技術(shù)試題 一、填空題（每空 2 分，共 30 分） 2020 年 7 月 1．將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對(duì)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 ___。 (8 分 ) 答：使電極 2 的邊緣電力線平直，兩電極間的電場(chǎng)基本均勻，消除 和減小邊緣效應(yīng)，專業(yè)好文檔 提高電容傳感器的靈敏度和線性度。 2．為什么用應(yīng)變片測(cè)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(duì)變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，因此需采用溫度補(bǔ)償措施。 A．靜態(tài)測(cè)量 B．靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量 C 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 7．零位誤差是評(píng)定差動(dòng)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(gè)：一是由于次級(jí)繞組兩線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱，致使產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幅值不等，相位不同。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。對(duì)于不同波型的超聲波，其傳播速度 —— 專業(yè)好文檔 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(cè)試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。這種現(xiàn)象稱為 — 逆壓電效應(yīng) — ，也稱作電致伸縮效應(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(cè)得。 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) — 反射光由透鏡 L2 聚焦到一維 PSD 上，形成一個(gè)光點(diǎn)。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δ 0 的 1/5 以下，同時(shí)，這種傳感器制造裝配困難。環(huán)境去濕或在設(shè)計(jì)測(cè)試裝置時(shí)采取防潮措施，如對(duì)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。 (3)溫度干擾。 四、影響測(cè)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。 4．簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。 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)?x。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 __。 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。 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。 二、填空題（每空 1 分，共 30 分 J 1．傳感器是測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過程中需要觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)。 2．靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母?個(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。環(huán)境去濕或在設(shè)計(jì)測(cè)試裝置時(shí)采取防潮措施，如對(duì)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。 (3)溫度干擾。 六、影響測(cè)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。 五、簡(jiǎn)述傳感器的選用原則與設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素。 ， 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。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。 14．超聲波測(cè)厚儀從原理上分主要 有共振式和脈沖反射式 15．測(cè)試系統(tǒng)中噪聲的形成必須具備噪聲源、耦合通道和對(duì)噪聲敏感的接受電路三個(gè)基本因素。 12．超聲波能夠成為射線而定向傳播。 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。 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。 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(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)度。專業(yè)好文檔 試卷代號(hào)： 1107 機(jī)械專業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)試題 2020 年 1 月 一、簡(jiǎn)答題（每小題 5 分，共 20 分） 1．動(dòng)特性：指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。這就是光柵。 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(cè)試件 _______之間的電阻值。 7．低頻透射式渦流傳感器的測(cè)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(shì) Ez 的變化，金屬板的厚度越大， E2 就 __越小 __。 磁柵上記錄信號(hào) ，可分為靜態(tài)磁頭和動(dòng)態(tài)磁頭。探頭和工件的耦合方式可分為直接接觸法和液浸法二種。 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(duì)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。 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。 脈沖反射法的特點(diǎn)是： (1)探測(cè)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(cè)，應(yīng)用范圍廣。 設(shè)計(jì)測(cè)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(cè)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(jiǎn)單、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。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對(duì)光的屏蔽。 (4)濕度干擾。 試卷代號(hào)： 1 107 中央廣播電視大學(xué) 20202020 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(cè)試技術(shù)試題 2020 年 7 月 專業(yè)好文檔 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)。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。 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。 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。 12．超聲波能夠成為射線而定向傳播。 三、問答題（每小題 5 分，共 20 分】 1．無(wú)失真檢測(cè)的條件是什么？ 傳感器無(wú)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。 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。 當(dāng)被測(cè)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。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)， 注意對(duì)光的屏蔽。 (4)溫度干擾。 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(duì)電路的放大倍數(shù)要求低。（ 10 分） 圖 853 PSD 光學(xué)三角法測(cè)距系統(tǒng)