【正文】 5．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__。 3．熱電阻式傳感器是基于導電材料的___電阻率_____隨本身溫度而變化的溫度電阻效應制成的傳感器。改變____導體的電阻率p____，可以做成測量表面溫度、檢測材質(zhì)，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；同時改變x，p和u，可以對導體進行探傷。)答： (1)線圈與磁場發(fā)生相對運動； (2)磁路中磁阻變化； (3)恒定磁場中線圈面積變化。（10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。 電機的轉(zhuǎn)速n為 n=60f/N 式中，N圓盤的孔數(shù)或白條紋的條數(shù)； f一電脈沖的頻率。當光線通過圓盤上的孔時，光電元件產(chǎn)生一個電脈沖。電脈沖經(jīng)放大整形電路變換為方波，根據(jù)方波的頻率，就可測得電機的轉(zhuǎn)速。光源發(fā)出的光照在電機軸上，再反射到光敏元件上。2．如圖所示是兩種光電轉(zhuǎn)速傳感器的工怍原理圖，試介紹其工作原理。當兩邊壓力相等時，膜片處在中間位置與左、右固定電極間距相等，轉(zhuǎn)換電路輸出U0=0。（10分）答：電容式差壓傳感器由兩個玻璃圓盤和一個金屬膜片組成。 B．多普勒頻移 C．逆壓電效應 D．正壓電效應 8．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_____B______。 B．光生伏特效應 D．熱釋電效應6．為了消除應變片的溫度誤差，可采用的溫度補償措施包括：____A_____、_____C______和______F______。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。 B．鑒相 C．靜態(tài) D．動態(tài) 4．利用____E____制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。 A．光照特性 B．溫度特性 C．光譜特性 D．伏安特性 2．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)制頻率廠變化的關系：I=f1(f)、S=f2(f)稱為___A____。8．兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結點處的溫度不同，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。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。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 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20042005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）2005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型壓力傳感器的結構原理圖。 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。 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．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。 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。碼盤按結構可以分為接觸式、 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。 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試卷代號：1107中央廣播電視大學20042005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一、填空題（每空2分，共26分）2005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：當傳感器結構參數(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 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。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，受溫度影響小； 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20032004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30分）2004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，提高電容傳感器的靈敏度和線