【正文】 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。 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。 —金屬絲柵(敏感柵)—兩頭焊有引出線，作連接測量導線用。反之，如對晶體施加電場，晶體將在一定方向上產(chǎn)生機械變形；當外加電場撤去后，該變形也隨之消失。(每空2分，共26分) 1．聲波在介質中傳播的速度稱為聲速。 A壓電效應 B．外光電效應 C磁電效應 D．聲光效應 E．光生伏特效應 F．光電導效應 5．為了消除應變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施包括：——、——和 A．雙絲自補償法 B．溫度補償法 C單絲自補償法 D．電流補償法 E．電壓補償法 F．橋路補償法 6．如圖所示的結構由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成。這種結構可作為傳感器用于——。 A重復性 B．體積 C溫度性能 D．抗震性 E．動態(tài)性能 F．質量 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值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸人關系，即當輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關系。 5．如圖所示是帶有等位環(huán)的乎板電容器結構原理圖，請介紹等位環(huán)的作用。(10分)答： (1)線圈與磁場發(fā)生相對運動； (2)磁路中磁阻變化； (3)恒定磁場中線圈面積變化。4．屏蔽是常用的抗干擾技術，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和____電磁______屏蔽。 8．為使測試工作正常進行，必須采用抗干擾技術抑制電路中的噪聲，常見的方法有屏蔽、接地和 濾波 等。二、選擇題：選擇正確的答案，將其對應的字母填入橫線處（每空2 分，共22分） 1．將電容量轉換成電量的電路稱作電容式傳感器的轉換電路，它們的種類很多，目前較常采用的有__D__、調頻電路、脈沖調寬電路和運算放大器式電路等。A．駐波B．蘭姆波C．折射波D．波型轉換 4．為了消除應變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施包括：_A__C_和F A．雙絲自補償法 B．溫度補償法 C．單絲自補償法 D．電流補償法 E．電壓補償法 F．橋路補償法 5．超聲波的頻率高(可達109 Hz)，因而_____B____，繞射現(xiàn)象小，方向性好，能夠成為射線而定向傳播。 B．光照特性 C．光譜特性 D．伏安特性 9．壓電材料開始 壓電特性時的溫度叫__D__。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。 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。 2．為了使光電器件能很好工作，需要選擇合適的光源。 5．屏蔽是常用的抗干擾技術，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和____電磁_____屏蔽。 9．磁柵式傳感器由__磁柵、磁頭_和檢測電路組成，其中__磁柵__是檢測位置的基準尺。 B．磁電式 C．電磁式 D．感應同步器 3．在光的作用下，物體內的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫__A__。角 D．與光柵移動方向成135。另一部分能量透過介質面，到另一介質內繼續(xù)傳播，稱為__C__。 B．體積 C．溫度性能 D．抗震性 E．動態(tài)性能 F．質量三、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的量程、靈敏度、線性度。（10分）答：由安培定律可知，在載流導體周圍會產(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。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，即零點附近的分辨力。 答：線圈和銜鐵構成差動變氣隙自感式電感傳感器，當壓力P發(fā)生變化時，彈簧管1的自由端產(chǎn)生位移，使銜鐵2產(chǎn)生移動，使兩差動線圈5和6的電感值一個增加，一個減少。 3．大氣壓力一般在960hPa～1060hPa范圍內變化，要測量其精確值，選用的傳感器的測量范圍應為___960hPa～1060hPa(稍大于此范圍也可) ____，量程應為___l00hPa____ 4．在相同的電壓和相同幅值的光強度下，當入射光以不同的正弦交變頻率調制時，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調制頻率f變化的關系：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______是檢測位置的基準尺。二、選擇題（選擇正確的答案，將其對應的字母填入橫線處。 A．鑒幅 B．鑒相 C．靜態(tài) D．動態(tài) 4．改變電感傳感器的引線電纜后，_C___。 A．磁電型 B．差動變壓器型 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)生誤差的原因主要有：__B__、__D__、環(huán)境濕度的影響、基座應變的影響和噪聲的影響等。（10分） 答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換成與之有確定關系的、便于精確處理的另外一種量的測量裝置或系統(tǒng)。熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。如換能器至液面的垂直距離為L，從發(fā)到收經(jīng)過的時間為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20052006學年度第一學期“開放本科”期末考試2006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收機械能并轉換成電信號輸出，工作時不需要___電源____。 4．沿應變片軸向的應變ex必然引起應變片電阻的相對變化，而沿垂直于應變片軸向的橫向應變ey也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為____橫向效應____。 7．當有電流流過兩個不同導體的連接處時，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_____。 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。 B．外光電效應 C．磁電效應 D．聲光效應 E．光生伏特效應 F．光電導效應 5．在光的作用下，能夠使物體內部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫________。 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構示意圖及其轉換電路，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。當P1P2（或P2Pl）時，膜片彎向右側（或左側），CdbCab（或CabCdb），U0輸出與|P1P2|成比例的信號。由于電機轉動時，電機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收光的反射信號，輸出相應的電脈沖。當電機轉動時圓盤隨著轉動，光電元件就產(chǎn)生一列與轉速及圓盤上的孔數(shù)成正比的電脈沖數(shù)，由此可測得電機的轉速。 4．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應電動勢產(chǎn)生，試說出三種產(chǎn)生感應電動勢的方法。 2．大氣壓力一般在960hPa～1060hPa范圍內變化，要測量其精確值，選用的傳感器的測量范圍應為____960hPa～1060hPa（稍大于此范圍也可）____，量程為___l00hPa_____。 6．當有電流流過兩個不同導體的連接處時，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__。 A．動態(tài) B．靜態(tài) C．精確 D．隨機 2．超聲波是__A__的一種，即是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程。 A．速度快 B．波長短 D．速度慢 6．在光的作用下，能夠使物體內部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫__B__。渦流傳感器主要分為__D__和__E__兩類。3．光電式傳感器是根據(jù)__光電效應__的原理，將光信號轉換成電信號的傳感器。二、選擇題（選擇正確的答案，將其對應的字母填入橫線處。能夠使物體內部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫__B__。 D．液浸 5．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特性。 D．其動態(tài)數(shù)學模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表示。 A．上升時間 C．超調量 D．阻尼比 E．時間常數(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．差動變壓器式 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20062007學年度第二學期“開放本科”期末考試機械專業(yè)傳感器與測試技術試題2007年7月一、填空題(每空2分。二、選擇題(選擇正確的答案。碼盤按結構可以分為接觸式、__A__和__C__三種。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__B__之間的電阻值。傳感器的運動部分與銜鐵相連。A．光譜特性 B．光照特性 C．頻率特性D．溫度特性 9 3．光柵：在玻璃尺或玻璃盤上類似于刻線標尺或度盤那樣，進行長刻線(一般為10一12mm)的密集刻劃，得到黑白相間、間隔相同的細小條紋，沒有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。5．塞貝克效應。A．大 B．小 C．相等 2．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎上的，它能夠將角度轉換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。輸入的標準信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。4． 什么叫渦流效應?當一塊金屬導體放置在一變化的磁場中，導體內就會產(chǎn)生感應電流，這種電流像水中旋渦那樣在導體內轉圈，所以稱之為電渦流或渦流。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確定對應關系的、便于精確處理和應用的另一種量的測量裝置或系統(tǒng)。這種現(xiàn)象叫壓電效應。A．聲光效應 B．熱釋電效應C．光電導效應 D．光生伏特效應6．應變片絕緣電阻Rm是指已粘貼的應變片的引線與被測試件之間的電阻值，通常要求Rm的范圍是( A )。 A．壓電效應 B．外光電效應C．磁電效應 D．聲光效應E．光電導效應三、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：幅頻特性應當是常數(shù)(即水平直線)；相頻特性應該是線性關系。兩平行極板組成的電容器，如果不考慮邊緣效應，其電容量為式中：極板間介質的介電常數(shù)，極板的遮蓋面積；極板間的距離。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?有共振法、穿透法和脈沖反射法。六、論述題(12分)14．簡述傳感器的選用原則與設計測試系統(tǒng)時應考慮的因素。 設計測試系統(tǒng)時應考慮的因素：靈敏度、精確度、響應特性、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、結構簡單、易于維修、價格便宜、便于攜帶、通用化和標準化等一系列因素。依據(jù)超聲場中質點的振動與聲能量傳播方向之間的關系來分。當被測量的變化使式中的、或任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。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，_c_______。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。這種結構可作為傳感器用于___c_____。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(shù)；—真空中光波波長；n—空氣折射率。（13分）（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。（答案：測量上限 測量下限 測量范圍），可采用的溫度補償措施包括： 、 和 三種方法。a. 溫度特性 （答案：b）例2．在檢測技術中，主要采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的 ，而接收信號則用 。）
例2．簡述霍爾電流表的工作原理。a．多普勒效應　　b．多普勒頻移　　c．逆壓電效應　　d．正壓電效應　　（答案：c；d）例．測定頻響函數(shù)的方法有哪幾種?答：確定頻響函數(shù)的方法是以標準信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。兩種驅動方式各有優(yōu)缺點，應根據(jù)工作要求確定驅動方式。４、壓阻器件本身受到溫度影響后，要產(chǎn)生 漂移和 漂移，因此、必須采用 來補償。霍爾電勢的大小正比于 和