【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(dǎo)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(jī)械變形；當(dāng)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(zhì)中傳播的速度稱為聲速。 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)償措施包括：——、——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。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于——。 A重復(fù)性 B．體積 C溫度性能 D．抗震性 E．動態(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)值處于穩(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。 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。(10分)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。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。 8．為使測試工作正常進(jìn)行，必須采用抗干擾技術(shù)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(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．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)償措施包括：_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 5．超聲波的頻率高(可達(dá)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(shí)的溫度叫__D__。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。 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(shù)，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(zhǔn)尺。 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__。角 D．與光柵移動方向成135。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．體積 C．溫度性能 D．抗震性 E．動態(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。（10分）答：由安培定律可知，在載流導(dǎo)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(diǎn)附近的分辨力。 答：線圈和銜鐵構(gòu)成差動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，使兩差動線圈5和6的電感值一個(gè)增加，一個(gè)減少。 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。二、選擇題（選擇正確的答案，將其對應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)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(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)20052006學(xué)年度第一學(xué)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(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收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，工作時(shí)不需要___電源____。 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也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為____橫向效應(yīng)____。 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)_____。 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(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，能夠使物體內(nèi)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(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。當(dāng)P1P2（或P2Pl）時(shí)，膜片彎向右側(cè)（或左側(cè)），CdbCab（或CabCdb），U0輸出與|P1P2|成比例的信號。由于電機(jī)轉(zhuǎn)動時(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收光的反射信號，輸出相應(yīng)的電脈沖。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)圓盤隨著轉(zhuǎn)動，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。 4．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，試說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法。 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_____。 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)__。 A．動態(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)械振動在彈性介質(zhì)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(nèi)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(yīng)__的原理，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。二、選擇題（選擇正確的答案，將其對應(yīng)的字母填入橫線處。能夠使物體內(nèi)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(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 D．其動態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用線性常系數(shù)微分方程來表示。 A．上升時(shí)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．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(xué)20062007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(jié)構(gòu)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(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。傳感器的運(yùn)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(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。5．塞貝克效應(yīng)。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。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號有正弦信號、脈沖信號和階躍信號。4． 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。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)。這種現(xiàn)象叫壓電效應(yīng)。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，通常要求Rm的范圍是( A )。 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)該是線性關(guān)系。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。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。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。 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。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。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。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．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。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于___c_____。當(dāng)M2每移動半個(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。（13分）（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。（答案：測量上限 測量下限 測量范圍），可采用的溫度補(bǔ)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(shù)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(yīng)　　b．多普勒頻移　　c．逆壓電效應(yīng)　　d．正壓電效應(yīng)　　（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(biāo)準(zhǔn)信號輸入，測出其輸出信號，從而求得需要的特性。兩種驅(qū)動方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)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(bǔ)償?；魻栯妱莸拇笮≌扔? 和