【導讀】1．動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。2．分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內所能檢測出被測輸入量的最小變化值。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。4．標定：在明確傳感器的輸出與輸入關系的前提下，利用某種標準器具對傳感器進行標度。通常稱為____動態(tài)模型_______。5．變介電常數(shù)型電容傳感器可根據(jù)極間介質的_____介電常數(shù)________隨溫度、濕度改變而改變來測量溫度、6．為了改善變極距式電容傳感器的非線性，可以采用差動技術，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，稱為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干涉效應產(chǎn)生的。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，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上發(fā)展的一種新型傳感器。

　　

【正文】 期 “開放本科 ”期末考試 機械專業(yè)傳感器與測試技術試題 2020 年 7 月 一、填空題 (每空 2 分。共 8 分 ) 1．光敏元件在無光照時，兩端加電壓后產(chǎn)生的電流稱為 暗電流 2．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 。 3．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、彈性表 面波型等。 4．由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間 相遇時，某些點振動始終加強，某些點振動始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為 干涉 現(xiàn)象。 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 3 分。共 36 分 ) 1．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。 A．光電式 B．磁電式 C．電磁式 D．感應同步器 2．當超聲波在一種介質中傳播到界面或遇到另一種介質，其方向不垂直于界面時，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．波型轉換 3．改變電感傳感器的引線電纜后， __C__。 A．不必對整個儀器重新標定 B．必須對整個儀器重新調零 C．必須對整個儀器重新標定 D．不必對整個儀器重新調零 4．應變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、 _C___、 __D__等。 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。 A．覆蓋片與被測試件 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 6．在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為 __D__。 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。 線圈套在鐵芯上，在鐵芯與銜鐵 之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為占。傳感器的運動部分與銜鐵相連。當外部作用力作用在傳感器的運動部分時，銜鐵將會運動而產(chǎn)生位移，使空氣隙艿發(fā)生變化。這種結構可作為傳感器用于 __C__。 A．靜態(tài)測量 B．動態(tài)測量 C．靜態(tài)測量和動態(tài)測量 D．既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量 8．環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學性質也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為 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度，在液體、固體中衰減 __A__， 碰到雜質或分界面就會有顯著 __C__。 A．小 B．大 C．反射 D．折射 E．透射 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 機械專業(yè) 傳感器與測試技術試題 2020 年 1月 一、簡答題 (每小題 5分，共 20分 ) 1．線性度：實際測試獲得傳感器靜特性曲線后，采用直線擬合的方法來線性化，輸出輸入的校正曲線與其擬合直線之間的最大偏差，就稱為線性度 (或非線性誤差 )。 2．多普勒效應：當聲源和工件之間有相對運動時，反射回來的 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。 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。這就是光柵。 4．穩(wěn)定性：又稱長期穩(wěn)定性，即傳感器在相當長時間內保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經(jīng)過一規(guī)定時間間隔后，傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異來表示，有時也用標定的有效期來表示。 5． 塞貝克效應。兩種不同的導體或半導體組成一個回路，其 兩端相互連接，只要兩結點處的溫度不同，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，稱為熱電勢，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應。 二、選擇題 (選擇正確的答案，將其對應的字母填入括號內。每空 3分，共 l2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) ( B )。 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。碼盤按結構可以分為接觸式、 ( 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)象稱為 ( D )。 A．壓電效應 B．聲光效應 C．磁電 效應 D．外光電效應 三、問答題 (每小題 6分，共 24分 ) 1．測定頻響函數(shù)的方法有哪幾種 ? 測定頻響函數(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。輸入的標準信號有正弦信號、脈沖 信號和階躍信號。 2． 金屬應變片有哪些類型 ? ① 電阻絲應變片； ② 金屬箔式應變片。 3． 簡述電容式傳感器的優(yōu)點。 ① 溫度穩(wěn)定性好； ② 結構簡單，適 應性強； ③ 動態(tài)響應好； ④ 可以實現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應； ⑤ 靈敏度、分辨力高。 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。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應。 5． 什么叫 壓阻 效應 ? 壓阻效應：沿一塊半導體某一軸向施加一定應力時，除了產(chǎn)生一定應變外，材料的電阻 率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為半導體的壓阻效應。 五、 電橋是傳感器的常用變換電路，請畫出直流電橋和交流電橋工作原理圖，并說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： 也可表達為： 中央廣播電視大學 20202020學年度第二學期 “ 開放本科 期末考試 傳感器與測試技術試題 2020 年 7月 一、簡答題 (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)。 2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個 值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關系，即當輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關系。 3．霍爾效應：金屬或半導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強度為 B的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側會產(chǎn)生電動勢 HH UU , 的大小與控制電流 I和磁感應強 度 B成正比，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。 4．壓電效應：某些晶體，當沿著一定方向受到外力作用時，內部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在某兩個表面上產(chǎn)生大小相等符號相反的電荷；當外力去掉后，又恢復到不帶電狀態(tài)；當 作用力方、 向改變時，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。 二、選擇題 (選擇正確的答案，將其對應的字母填入括號內。每空 3分。共 12分 ) 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 ( D )。 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． 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 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。 19． 什么叫金屬應變片的橫向效應 ? 沿應變片軸向的應變 x? 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 y? ，也會引起其電阻的相對變化，這種現(xiàn)象稱為橫向效應。 10． 磁電式傳感器有何優(yōu)點 ? 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，輸出功率大，性能穩(wěn)定，工作不需要電源，調理電路簡單，靈敏度較高，一 般不需要高增益放大器。 11． 簡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，其電容量為?SC ??ε 式中： ?ε 極板間介質的介電常數(shù)， ?S 極板的遮蓋面積； ?? 極板間的距離。 當被測量的變化使式中的 Sε、 或 ? 任一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量 C也就隨之變 化。 四、簡答題 (16分 ) 12．請畫出兩種霍爾元件的驅動電路，簡述其優(yōu)缺點。 對霍爾元件可采用恒流驅動或恒壓驅動，恒壓驅動電路簡單，但性能較差，隨著磁感應強度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場合；恒流驅動線性度高，精度高，受溫度影響小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。 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。 共振法的特點是： (1)可精確的測厚，特別適宜測量薄板及薄壁管； (2)工件表面光潔度要求高 ，否則不能進行測量。穿透法具有以下特點： (1)探測靈敏度較低，不易發(fā)現(xiàn)小缺陷； (2)根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷，但不能定位； (3)適宜探測超聲波衰減大的材料； (4)可避免盲區(qū)，適宜探測薄板； (5)指示簡單，便于自動探傷； (6)對兩探頭的相對距離和位置要求較高。 脈沖反射法的特點是： (1)探測靈敏度高； (2)能準確地確定缺陷的位置和深度； (3)可用不同波型探測，應用范圍廣。 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。 傳感器的選用原則和應考慮的因素： (1)仔細研究所測試的信號，分析測試環(huán)境和干擾因素。根據(jù)測試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測試方式、考慮傳感器的體積被測位置是否能安下，研究傳感器的來源、價格等因素。(2)傳感器靈敏度、頻率響應特性、穩(wěn)定性、精度。 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。 《傳感器與測試技術》 期末復習 試題類型 ： 一、簡答題：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、簡述題：約 4 題，共 20 分； 四 、綜合題：約 46 分。 考試時間為 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)。 2．靜特性：指傳感器在輸入量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入關系，即當輸入量是常量或變化極慢時，輸 出與輸入的關系。 3．超聲波的波型有幾種？是根據(jù)什么來分類的？ 超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱瑞利波）、蘭姆波。 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。 4．簡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，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。 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。 二、選擇題（每空 3 分，共 27 分） 1．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。 a．光電式 b．磁電式 c．電磁式 d．感應同步器 2．當超聲波在一種介質中傳播到界面或遇到另一種介質，其方向不垂直于界面時，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．波型轉換 3. 改變電感傳感器的引線電纜后， _c_______。 a．不必對整個儀器重新標定 b．必須對整個