【正文】 路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點處的溫度不同，一端溫度為 T，另一端溫度為 T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，這種現(xiàn)象叫做 ___塞貝克效應 _____。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(zhì)的傳感器；改變 ___導體的導磁率 u_____，可以做成測量應力、硬度的傳感器；改變 ____線圈和導體之間的距離 x____，可以做成測量位移、厚度、振動的傳感器。 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?？捎脕頊y量線位移和角位移。 2．測溫方法可分為 ____接觸 ____法與 ____非接觸 ____法。（ 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。 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(guān)系為線性關(guān)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。 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。 專業(yè)好文檔 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。 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（ 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。 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(zhì)的分界面，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；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__。 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。 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．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。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(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號。改變 ____導體的電阻率 p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)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。 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。 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(shù) 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 ____。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(guān)系，由此可以測得壓力的大小。試介紹其工作原理。 5．如圖所示是 BYM 型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。 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。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。試介紹霍爾鉗形電流表的工作原理。（ 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(guān)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(guān)系為線性。 A． =fs B． fs C． fs D．與 fs 無關(guān)， 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(shù)性能提出基本要求。 B．蘭姆波 C．折射波 D．波型轉(zhuǎn)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(zhì)中的傳播速度為 C，波長為 A。 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(zhì)的分界面，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波 。角 5．應變片的選擇包括類型的選擇、材料的選用、 C 和 D 等。 行于光柵移動 B．垂直于光柵移動 C．與光柵移動方向成 45。 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。碼盤按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、 A 和 __C__三種。 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__。 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。 專業(yè)好文檔 6．差動電感式傳感器與單線圈電感式傳感器相比，線性 __好 _____ 、靈敏度提高 __一倍、測量精度高。 4．測試系統(tǒng)在通常情況下受到的干擾有機械干擾、光干擾、溫度干擾、濕度干擾和電磁干擾。常用的光源有：發(fā)光二極管、鎢絲燈泡、電弧燈和石英燈、激光等。這種物體吸收光的能量后產(chǎn)生電效應的現(xiàn)象叫做光電效應 。 (12 分 ) 答：直流電橋的平衡條件是： R1R3 =R2R4 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 機械專業(yè) 傳感器與測試技術(shù)試題 一、填空題（每空 2 分，共 26 分） 2020 年 1 月 1．光照射在物體上可以看成一連串具有一定能量的光子轟擊這些物體，一個光子的能量只能給一個電子，因此電子增加的能量為 hv。 (lO 分 ) 答： ①環(huán)境溫度變化時，由于敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)的存在，引起應變片電阻相對變化； ②環(huán)境溫度變化時，敏感柵材料和試件材料的膨脹系數(shù)不同，應變片產(chǎn)生附加的拉長（或 壓縮），引起電阻的相對變化。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一種量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出量轉(zhuǎn)換成電路參量 (電阻、電容、電感）；轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。（ 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)。 A．壓電系數(shù) B．彈性系數(shù) C．機電耦合系數(shù) D．居里點 三、問答題（ 48 分） 1．為什么用應變片測量時必須采用溫度補償措施？（ 8 分） 答：粘貼到試件上的電阻應變片，除感受機械應變而產(chǎn)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時，也會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應變，因此采用溫度補償措施． 2．如何用磁電式傳感器 ？（ 8 分） 答：當傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁場的磁感應強度確定后，磁電式傳感器的感應電動勢 e 與線圈相對磁場的運動速度 v 或ω成正比，可通過磁電式傳感器感 應電動勢 e 求得線速度和角速度，再對測得的速度進行積分或微分就可求出位移和加速度。 A．涂膠 — 一貼片 — 一復查 — 一接線 — 一防護 專業(yè)好文檔 B．涂膠 — 一接線 — 一復查 — 貼片 — 防護 C．涂膠 — 一防護 — 一貼片 — 一復查 — 一接線 D．涂膠 — 一接線 — 一貼片 — 復查 — 防護 8．當光敏元件加一定電壓時，光電流 I 與光敏元件上光照度 E 之間的關(guān)系，稱為 — B— 。 B．波長短 C．波長長 D．速度慢 6．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(guān)系： I=f1(f)、 s=f2(f)稱為 __A__。 A．其測量的絕對誤差與儀表的滿量程之比小 B．其輸出量隨時間變化的曲線與 被測量隨時間變化的曲線一致或者相近 C．其輸出量中與被測輸入量無關(guān)的變化小 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 3．當聲波傳播至兩介質(zhì)的分界面時，一部分能量返回原介質(zhì)，稱為反射波；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．差動電路 C．屏蔽電路 D．電橋電路 2．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。 10．由于受到 電阻絲直徑 的限制，繞線式電位計分辨力 不高。 9．渦流的大小與導體的電阻率ρ、導磁率μ、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ω等參數(shù)有關(guān)。 7．對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動， 恒流 線性度高，精度高，受溫度影響??； 恒壓 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。 5．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。 2．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 __ 3．激光器的種類很多，根據(jù)工作物質(zhì)不同，可以分為固體激光器、氣體激光器、液體激光器和 半導體 激光器等。 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(shù)試題 一、填空題（每空 2 分，共 30 分） 2020 年 7 月 1．將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起，并且使二者柵線有很小的交角口，這 樣就可以看到在近似垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，稱為 ___莫爾條紋 ___。 6．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應電動勢產(chǎn)生，請說出三種產(chǎn)生感應電動勢的方法。 (8 分 ) 答：使電極 2 的邊緣電力線平直，兩電極間的電場基本均勻，消除 和減小邊緣效應，專業(yè)好文檔 提高電容傳感器的靈敏度和線性度。 4．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：導體的電阻率盧隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導體的電阻率 與溫度關(guān)系為線性關(guān)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。 2．為什么用應變片測量時必須采用溫度補償措施 ?(6 分 ) 答：粘貼到試件上的電阻應變片，除感受機械應變而產(chǎn)生電阻相對變化外，在環(huán)境溫度變化時，也會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應變，因此需采用溫度補償措施。 專業(yè)好文檔 A 電源幅值及頻率的不穩(wěn)定 B 磁性材料磁化曲線的非線性 C 溫度變化引起線圈的銅電阻值的變化，從而引起激磁電流和輸出電流的變化 D 骨架材料高頻損耗小，溫度膨脹系數(shù)小 8．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、 —— 、 —— 和負載效應等技術(shù)性能提出基本要求。 A．靜態(tài)測量 B．靜態(tài)測量和動態(tài)測量 C 動態(tài)測量