【文章內(nèi)容簡介】 變壓器是互感式電感傳感器，它可以將被測量的變化轉換為 ___互感系數(shù) _____變化 。 8．從原理上看，容柵傳感器是一種變 ____面積 ___型電容傳感器，容柵傳感器分為長容柵和圓容柵，用于測量線位移和線速度。 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。 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 28 分） 1．金屬應變片的靈敏系數(shù)比應變電阻材料本身的靈敏系數(shù) __A__。 A．小 B．大 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。碼盤按結構可以分為接觸式、 A 和 __C__三種。 B．磁電式 C．電磁式 D．感應同步器 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__。 B．壓電效應 C．磁電效應 D．聲光效應 4．當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__ 的方向運動。當光柵改變運動方向時，莫爾條紋也隨之改變運動方向，兩者具有相對應的關系。 行于光柵移動 B．垂直于光柵移動 C．與光柵移動方向成 45。角 D．與光柵移動方向成 135。角 5．應變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、 C 和 D 等。 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 6．應變片絕緣電阻是指已粘貼的應變片的 __B__之間的電阻值。 B．引線與被測試件 C．基片與被測試件 D．敏感柵與 被測試件 7．當聲波傳播至兩介質的分界面，一部分能量返回原介質，稱為反射波 。另一部分能量透過介質面，到另一介質內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為 __C__。 B．蘭姆波 C．折射波 D．波型轉換 8．設在 S 有一靜止聲源，發(fā)出一頻率為 fs 的超聲波，在介質中的傳播速度為 C，波長為 A。那么當接收點 O 與發(fā)射點 S 和介質都處于靜止狀態(tài)時，接收點收到的頻率將 _A_ ；如果接收點以速度 V0 與聲波傳播方向同向運動，接收點所收到的頻率 __B__；如果接收點以速度 V0 與聲波傳播方向逆向運動，接 收點所收到的頻率 _C__。 A． =fs B． fs C． fs D．與 fs 無關， 9．為了滿足測試的需要，應對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、 ___A_、___E__和負載效應等技術性能提出基本要求。 B．體積 C．溫度性能 D．抗震性 專業(yè)好文檔 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。（ 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系為線性。 2．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，霍爾鉗形電流表的探頭是用環(huán)形鐵芯做集束器，霍爾器件放在空隙中間，如圖所示。試介紹霍爾鉗形電流表的工作原理。（ 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。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。 3．什么是傳感器的動特性？（ 5 分） 答：傳感器的動特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。 4．何為傳感器的分辨力和閥值？（ 6 分） 答：分辨力是指傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化值。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。 5．如圖所示是 BYM 型壓力傳感器的結構原理圖。彈簧管 1 的自由端與差動式電感傳感器的銜鐵 2相連，銜鐵 2位于傳感器兩差動線圈 5 和 6 的中間位置。試介紹其工作原理。 專業(yè)好文檔 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。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系，由此可以測得壓力的大小。 6．用渦流傳感器測量金屬板厚度時需不需要恒溫，為什么？ (IO 分 ) 答：導體的電阻率 JD 隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導體的電阻率 JD 與溫度關系為線性關系，在其他條件不變的情況下，導體電阻率的改變可導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。 試卷代號： 1107 中央廣播電視大學 20202020 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 一、填空題（每空 2 分，共 26 分） 2020 年 7 月 1．光敏元件的兩端加一定偏置電壓后，在某種光源的特定照度下產(chǎn)生或增加的電流稱為 ___光電流 ___ 2．當有電流流過存在溫度梯度的導體時，導體吸收或放出熱量（取決于電流相對溫度梯度的方向），這種現(xiàn)象叫做 __湯姆遜效應 ____。 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(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。 6．光電式編碼器由 _____光源 ______、光學系統(tǒng)、碼盤、 __光電接收元件 ____、處理電路等組成。 7．渦流的大小與導體的電阻率 p、導磁率 u、導體厚度 t，以及線圈與導體之間的距離 x、線圈的激磁頻率 w等參數(shù)有關。改變 ____導體的電阻率 p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質的傳感器；改變 ____導磁率 u____，可以做成測量應力、硬度的傳感器；改變 ____線圈與 導體之間的距離 x____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。 二、選擇題（選擇正確的答案，將其對應的字母填入橫線處。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化為人們所熟悉的各種信號。 B．轉換元件 C．傳感器 D．被測量 2．傳感器的動態(tài)標定主要是研究傳感器的動態(tài)響應，而與動態(tài)響應有關的參數(shù)，對一階傳感器有 ___E_____；對二階傳感器有 ___D_____和 ____F____。 B．穩(wěn)定時間 C．超調(diào)量 D．阻尼比 E．時間常數(shù) F．固有頻率 專業(yè)好文檔 3．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．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___。 B．必須對整個儀器重新調(diào)零 C．必須對整個儀器重新標定 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，橫向效應也小，滯后和蠕變都小，因此適用于 ____B____測量。 B．動態(tài) C．精確 D，隨機 6．螺管型電感傳感器按照其工作原理應屬于 ___C_____傳感器。 A．差動變壓器式 B．互感式 C．自感式 D．渦流式 7．自感式電感傳感器中， ___F_____靈敏度高，對電路的放大倍數(shù)要求低，但非線性嚴重，制造裝配困難； ____D____靈敏度較低，但有良好的線性，量程較大，制造裝配 比較方便，應用較廣； ____E____的靈敏度更低，但量程大，線性性較好，制造裝配方便，批量生產(chǎn)的互換性強，應用越來越多。 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。 B．環(huán)境溫度的影響 C．靜電耦 合的影響 D．橫向靈敏度 9．當聲波傳播至兩介質的分界面，一部分能量返回原介質，稱為反射波；另一部分能量透過介質面，到另一介質內(nèi)繼續(xù)傳播，稱為 __C__。 A．駐波 B．蘭姆波 C．折射波 D．波型轉換 ，應對傳感器的靈敏度、線性度、信噪比、滯后、漂移、 ___A__、 _E___、負載效應等技術性能提出基本要求。 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（ 40 分） 1．什么是傳感器？畫出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。（ 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)。 專業(yè)好文檔 傳感器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一種量；轉換元件把敏感元件的輸出量轉換成電路參量（電阻、電容、電感）；轉換電路將轉換元件輸出的電路參數(shù)轉換成電量輸出。 傳感器組成框圖 2．何為熱電阻式傳感器？常用的熱電阻類型有哪些？（ 10 分） 答：利用導電材料的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應制成的傳感器，稱為熱電阻式傳感器。熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。 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：導體的電阻率 lD 隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導體的電阻率』 D 與溫度關系為線性關系，在其他條件不變的情況下，導體電阻率的改變可導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。 4．如圖所示是超聲波液位計的原理圖，簡述其工作原理。（ 10 分） 答：如圖所示是自發(fā)自收單換能器方式，換能器安裝在最高液位之上的空氣或氣體中，超聲換能器發(fā)出的超聲脈沖在氣體中從換能器傳至液面，反射后再從液面返回同一換能器而被接收。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 專業(yè)好文檔 試卷代號： 1107 中央廣播電視大學 20202020 學年度第一學期“開放本科”期末考試 2020 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 ____。 2．測溫方法可分為 ____接觸 ____法與 ____非接觸 ____法。 3． ___感應同步器 _____是利用兩個平面繞組的互感系數(shù)隨兩者的相對位置變化而變化的原理，測量線位移和角位移的傳感器?？捎脕頊y量線位移和角位移。 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 ____。 5．壓電材 料可分為 ___壓電晶體、 ___壓電陶瓷 __、壓電半導體和高分子壓電材料。 6．渦流的大小與導體的電阻率 P、導磁率 u、導體厚度 t，以及線圈與導體之間的距離 x、線圈的激磁頻率叫等參數(shù)有關。同時改變 x， P 和 u，可以對導體進行探傷；改變 ____導體的電阻率 p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質的傳感器；改變 __