2023年中央電大本科傳感器與測試技術(shù)試題1月

試卷代號：１107中央廣播電視大學(xué)2０２3—202３學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試傳感器與測試技術(shù)試題20２3年1月一、簡答題(每小題6分，共24分)１．霍爾效應(yīng):2．壓電效應(yīng):3．傳感器無失真檢測的條件是什么？４.什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)?二、選擇題(每空３分,共30分)1．超聲波在固體中可穿透幾十米的長度，在液體、固體中衰減(），碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著(）。A．?。?大C.反射Ｄ．折射Ｅ.透射2.壓電材料開始喪失壓電特性時的溫度叫（）。A．壓電系數(shù)Ｂ.彈性系數(shù)Ｃ.機(jī)電耦合系數(shù)D.居里點(diǎn)３.改變電感傳感器的引線電纜后，（)。A.不必對整個儀器重新標(biāo)定B.必須對整個儀器重新調(diào)零C．必須對整個儀器重新標(biāo)定D.不必對整個儀器重新調(diào)零4．碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的,它可以將角度轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤按結(jié)構(gòu)可以分為（)、(）和電磁式三種。A.感應(yīng)同步器B.磁電式Ｃ.接觸式D．光電式５．應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片()的之間的電阻值。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，電子吸取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（)。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、銜鐵三部分組成的。線圈套在鐵芯上的,在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙，空氣隙厚度為。傳感器的運(yùn)動部分與銜鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動部分時，銜鐵將會運(yùn)動而產(chǎn)生位移,使空氣隙發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于()。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(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為()。溫度升高會引起光敏元件的光電流及光譜特性等變化。Ａ．光譜特性Ｂ.光照特性C.頻率特性D.溫度特性三、綜合題(共46分)1．由安培定律可知,在載流導(dǎo)體周邊會產(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)2.粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變,這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng),簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素。(1０分)3.只要磁通量發(fā)生變化,就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生,說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法？（12分)4。如圖所示是兩種光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理圖,試介紹其工作原理。(１4分)試卷代號:110７中央廣播電視大學(xué)2023—202３學(xué)年度第一學(xué)期“開放本科”期末考試傳感器與測試技術(shù)試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)(供參考）2023年1月一、簡答題(每小題6分，共24分)1．霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流/,在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為月的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向的薄片的另兩側(cè)會產(chǎn)生電動勢Uu，Uu的大小正比于控制電流J和磁感應(yīng)強(qiáng)度月，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。２.壓電效應(yīng):某些晶體,當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時,內(nèi)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(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，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)。3．傳感器無失真檢測的條件是什么?傳感器無失真檢測條件是：幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)(即水平直線)；相頻特性應(yīng)當(dāng)是線性關(guān)系。4．什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)？沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變e。必然引起應(yīng)變片電阻的相對變化，而沿垂直于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)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(yīng)。二、選擇題(每空３分，共30分)1．A、Ｃ2.D3．Ｃ4.C、D（順序無關(guān))5．B６．D7.Ｃ8.D三、綜合題(共46分)1．由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周邊會產(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)答案要點(diǎn)：由安培定律可知,在載流導(dǎo)體周邊會產(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：。電流表中霍爾元件的靈敏度、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。2．粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片,環(huán)境溫度變化會引起電阻的相對變化，產(chǎn)生虛假應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)，簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素。(10分）答案要點(diǎn):(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(yīng)變片電阻相對變化；（5分）(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(yīng)變片產(chǎn)生附加的拉長(或壓縮），引起電阻的相對變化。(5分)3．只要磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，說出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方法?(12分）答案要點(diǎn):(1）線圈與磁場發(fā)生相對運(yùn)動;（4分)（2)磁路中磁阻變化；(4分）(3)恒定磁場中線圈面積變化。(4分)4.如圖所示是兩種光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理圖,試介紹其工作原理。（14分）答案要點(diǎn)：反射型光電轉(zhuǎn)速傳感器在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上沿軸向均勻涂上黑白相間條紋。光源發(fā)出的光照在電機(jī)軸上,再反射到光敏元件上。由于電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)軸上反光面和不反光面交替出現(xiàn)，所以光敏元件間斷地接受光的反射信號，輸出相應(yīng)的電脈沖。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(jī)的轉(zhuǎn)速。(5分）直射型光電轉(zhuǎn)速傳感器在電機(jī)軸上裝有帶孔的圓盤,圓盤的一邊設(shè)立光源，另一邊放置光電元件。當(dāng)光線通過圓盤上