【導(dǎo)讀】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。2．分辨力：傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸入量的最小變化值。相間、間隔相同的細(xì)小條紋，沒(méi)有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。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。通常稱(chēng)為_(kāi)___動(dòng)態(tài)模型_______。5．變介電常數(shù)型電容傳感器可根據(jù)極間介質(zhì)的_____介電常數(shù)________隨溫度、濕度改變而改變來(lái)測(cè)量溫度、6．為了改善變極距式電容傳感器的非線性，可以采用差動(dòng)技術(shù)，使輸出為兩電容之差。，必須使探頭和工件之間有良好的聲耦合。直柵線方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱(chēng)為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。磁電式傳感器直接從被測(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出功率大，性能穩(wěn)定，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。

　　

【正文】 期 “開(kāi)放本科 ”期末考試 機(jī)械專(zhuān)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)試題 2020 年 7 月 一、填空題 (每空 2 分。共 8 分 ) 1．光敏元件在無(wú)光照時(shí)，兩端加電壓后產(chǎn)生的電流稱(chēng)為 暗電流 2．當(dāng)有電流流過(guò)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) 。 3．用于檢測(cè)的超聲波換能器有 壓電型 、磁致伸縮型、電磁型、有振板型、彈性表 面波型等。 4．由不同波源發(fā)出的頻率相同、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 相遇時(shí)，某些點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些點(diǎn)振動(dòng)始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 干涉 現(xiàn)象。 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 3 分。共 36 分 ) 1．碼盤(pán)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。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、 __A__和 __C__三種。 A．光電式 B．磁電式 C．電磁式 D．感應(yīng)同步器 2．當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或遇到另一種介質(zhì)，其方向不垂直于界面時(shí)，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及 __D__現(xiàn)象。 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．不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 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 4．應(yīng)變片的選擇包括類(lèi)型的選擇、材料的選用、 _C___、 __D__等。 A．測(cè)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。 A．覆蓋片與被測(cè)試件 B．引線與被測(cè)試件 C．基片與被測(cè)試件 D．敏感柵與被測(cè)試件 6．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 __D__。 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。 線圈套在鐵芯上，在鐵芯與銜鐵 之間有一個(gè)空氣隙，空氣隙厚度為占。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生位移，使空氣隙艿發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于 __C__。 A．靜態(tài)測(cè)量 B．動(dòng)態(tài)測(cè)量 C．靜態(tài)測(cè)量和動(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 8．環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 D 。 A．光譜特性 B．光照特性 C．頻率特性 D．溫度特性 9超聲波在固體中可穿透幾十米的長(zhǎng)度，在液體、固體中衰減 __A__， 碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著 __C__。 A．小 B．大 C．反射 D．折射 E．透射 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(kāi)放本科 ” 期末考試 機(jī)械專(zhuān)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．線性度：實(shí)際測(cè)試獲得傳感器靜特性曲線后，采用直線擬合的方法來(lái)線性化，輸出輸入的校正曲線與其擬合直線之間的最大偏差，就稱(chēng)為線性度 (或非線性誤差 )。 2．多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源和工件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的 超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率有所不同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)。 3．光柵：在玻璃尺或玻璃盤(pán)上類(lèi)似于刻線標(biāo)尺或度盤(pán)那樣，進(jìn)行長(zhǎng)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(méi)有刻劃的白的地方透光，刻劃的發(fā)黑，不透光。這就是光柵。 4．穩(wěn)定性：又稱(chēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，即傳感器在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一規(guī)定時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差異來(lái)表示，有時(shí)也用標(biāo)定的有效期來(lái)表示。 5． 塞貝克效應(yīng)。兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個(gè)回路，其 兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為塞貝克效應(yīng)。 二、選擇題 (選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)內(nèi)。每空 3分，共 l2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) ( B )。 A．大 B．小 C．相等 2．碼盤(pán)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。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、 ( A )和 ( C )三種。 A．光電式 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)象稱(chēng)為 ( D )。 A．壓電效應(yīng) B．聲光效應(yīng) C．磁電 效應(yīng) D．外光電效應(yīng) 三、問(wèn)答題 (每小題 6分，共 24分 ) 1．測(cè)定頻響函數(shù)的方法有哪幾種 ? 測(cè)定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖 信號(hào)和階躍信號(hào)。 2． 金屬應(yīng)變片有哪些類(lèi)型 ? ① 電阻絲應(yīng)變片； ② 金屬箔式應(yīng)變片。 3． 簡(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)。 ① 溫度穩(wěn)定性好； ② 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適 應(yīng)性強(qiáng)； ③ 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好； ④ 可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)； ⑤ 靈敏度、分辨力高。 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(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)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(chēng)之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱(chēng)為渦流效應(yīng)。 5． 什么叫 壓阻 效應(yīng) ? 壓阻效應(yīng)：沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定應(yīng)力時(shí)，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻 率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。 五、 電橋是傳感器的常用變換電路，請(qǐng)畫(huà)出直流電橋和交流電橋工作原理圖，并說(shuō)明兩者的平衡條件各是什么 ?(16分 ) 答：直流電橋的平衡 條件是： 4231 RRRR ? 交流電橋的平衡條件是： 也可表達(dá)為： 中央廣播電視大學(xué) 20202020學(xué)年度第二學(xué)期 “ 開(kāi)放本科 期末考試 傳感器與測(cè)試技術(shù)試題 2020 年 7月 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)。 2．靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(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。 3．霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流 I，在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場(chǎng)，那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) HH UU , 的大小與控制電流 I和磁感應(yīng)強(qiáng) 度 B成正比，這一現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。 4．壓電效應(yīng)：某些晶體，當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生大小相等符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)；當(dāng) 作用力方、 向改變時(shí)，電荷的極性也隨著改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象叫壓電效應(yīng)。 二、選擇題 (選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)內(nèi)。每空 3分。共 12分 ) 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(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫 ( D )。 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(cè)試件之間的電阻值，通常 要求 Rm的范圍是 ( A )。 A． 50～ 100 ?M 以上 B． 10～ 100 ?M 以上 C． 50～ l00 ?K 以上 D． 100～ 500 ?M 以上 17．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。利用 ( E )可制成半導(dǎo)體光敏電阻。利用 ( B )制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。 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(wèn)答題 (每小題 6分，共 24分 ) 18．無(wú)失真檢測(cè)的條件是什么 ? 無(wú)失真檢測(cè)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。 19． 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 x? 必然引起應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變 y? ，也會(huì)引起其電阻的相對(duì)變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為橫向效應(yīng)。 10． 磁電式傳感器有何優(yōu)點(diǎn) ? 磁電式傳感器直接從被測(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出功率大，性能穩(wěn)定，工作不需要電源，調(diào)理電路簡(jiǎn)單，靈敏度較高，一 般不需要高增益放大器。 11． 簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。 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?SC ??ε 式中： ?ε 極板間介質(zhì)的介電常數(shù)， ?S 極板的遮蓋面積； ?? 極板間的距離。 當(dāng)被測(cè)量的變化使式中的 Sε、 或 ? 任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量 C也就隨之變 化。 四、簡(jiǎn)答題 (16分 ) 12．請(qǐng)畫(huà)出兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。 對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場(chǎng)合；恒流驅(qū)動(dòng)線性度高，精度高，受溫度影響小兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng)方式。 五、簡(jiǎn)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。 共振法的特點(diǎn)是： (1)可精確的測(cè)厚，特別適宜測(cè)量薄板及薄壁管； (2)工件表面光潔度要求高 ，否則不能進(jìn)行測(cè)量。穿透法具有以下特點(diǎn)： (1)探測(cè)靈敏度較低，不易發(fā)現(xiàn)小缺陷； (2)根據(jù)能量的變化即可判斷有無(wú)缺陷，但不能定位； (3)適宜探測(cè)超聲波衰減大的材料； (4)可避免盲區(qū)，適宜探測(cè)薄板； (5)指示簡(jiǎn)單，便于自動(dòng)探傷； (6)對(duì)兩探頭的相對(duì)距離和位置要求較高。 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。 六、論述題 (12分 ) 14．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。 傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素： (1)仔細(xì)研究所測(cè)試的信號(hào)，分析測(cè)試環(huán)境和干擾因素。根據(jù)測(cè)試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測(cè)試方式、考慮傳感器的體積被測(cè)位置是否能安下，研究傳感器的來(lái)源、價(jià)格等因素。(2)傳感器靈敏度、頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。 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。 《傳感器與測(cè)試技術(shù)》 期末復(fù)習(xí) 試題類(lèi)型 ： 一、簡(jiǎn)答題：共 4 題，每題 6 分，共 24 分； 二、選擇題：共 7~9 題，每題 3 分，共 30 分 三、簡(jiǎn)述題：約 4 題，共 20 分； 四 、綜合題：約 46 分。 考試時(shí)間為 90 分鐘。 注意：選擇題指 A， B， C， ；部分答案是多選的，如答案為 A， C 試題樣例 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)。 2．靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(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。 3．超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來(lái)分類(lèi)的？ 超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱(chēng)瑞利波）、蘭姆波。 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。 4．簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理。 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。 當(dāng)被測(cè)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。 二、選擇題（每空 3 分，共 27 分） 1．碼盤(pán)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。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、 __ a______和 ____ c ____三種。 a．光電式 b．磁電式 c．電磁式 d．感應(yīng)同步器 2．當(dāng)超聲波在一種介質(zhì)中傳播到界面或遇到另一種介質(zhì)，其方向不垂直于界面時(shí)，將產(chǎn)生聲波的反射、折射及 _____d___現(xiàn)象。 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．不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定 b．必須對(duì)整個(gè)