傳感器與測試技術(shù)往屆試題選登

傳器測試術(shù)屆試選2007年11月09日說：方便員進行習根據(jù)家要求在刊一套屆末考的題參答案需說明是這套題供學們復過程考實際試試的目、型分值各題型占例都有定別，請意?。ㄔ囬g：1.5?。┮?、簡答題（小題5分，共20分．傳感器：．靜特性：．超聲波的波型有幾？是根據(jù)什么來分類的？4.簡述容式傳感器的工作原理二、選擇題（空分共27分碼盤式傳感器是建立在編碼器的基上的它夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編是種數(shù)字式的傳器。碼盤按結(jié)構(gòu)可以為接觸式、和________三種。．當超聲波在一種介中傳播到界面或遇到另一種介質(zhì)，其方向垂直于界面時將產(chǎn)生聲波的射、折射及現(xiàn)象。

3.改變電感傳感器的引線電纜后，。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．應(yīng)變片的選擇包括型的選擇、材料的選用、等。a.測量范圍的選擇b.電源的選擇阻值的選尺的選擇．應(yīng)變片絕緣電阻是已粘貼應(yīng)片的之間的電阻。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)引物體電阻的變化，這種象稱為________。7.如圖所示的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜三分組成的。線圈套在芯上的，在鐵芯與銜鐵之間有個空氣隙，空氣隙厚為。傳感器的運動部分與銜鐵相連。當外部作用力作用傳感器的運動部分時銜鐵將會運動而產(chǎn)生位，使空氣隙發(fā)變化。這種結(jié)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，也不能用于態(tài)量三、激光干涉感器的作用是測量長，其基本原理就是光的涉原理，測量度高、分辨力高如圖所示是邁克爾遜光束干涉系統(tǒng)，圖是源B是光鏡，M1是固定射鏡M2是可動反鏡P是觀察處試紹其工作原理14分四．畫出測試統(tǒng)的組成框圖，并說各組成部分的作用。（12分

五．粘貼到試上的電阻應(yīng)變片，環(huán)溫度變化會引起電阻的對變化，產(chǎn)生假應(yīng)變，這種現(xiàn)稱為溫度效應(yīng)，簡述生這種現(xiàn)象的原因。（12分六．如圖所示電容式差壓傳感器結(jié)示意圖及其轉(zhuǎn)換電路，中為玻璃盤，2為鍍金層，3為屬膜片，介紹其工作原理（分《傳感器與測技術(shù)》參考答案一、簡答題（小題5分，共20分．傳感器：傳感器是種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有定對應(yīng)關(guān)系的便于精確處理應(yīng)用的另一種量的測裝置或系統(tǒng)。靜特性指傳感在輸入量的各個值處于定狀態(tài)時的輸與輸入關(guān)系即當入量是常量或化極慢時，輸出與輸?shù)年P(guān)系。．超聲波的波型有幾？是根據(jù)什么來分類的？超聲波的波型縱波、橫波、表面波亦稱瑞利波）、蘭姆波依據(jù)超聲場中點的振動與聲能量傳方向之間的關(guān)系來分。

4.簡述容式傳感器的工作原理兩平行極板組的電容器，如果不考邊緣效應(yīng)，其電容量為式中——極板間介質(zhì)的介電數(shù)，——極板的遮面積；——極板間的離。當被測量的變使式中的、或任參發(fā)生變化時電容量C也隨之變化。二、選擇題（空分共27分．a(chǎn)；．．c；d．．d7.三、激光干涉感器的作用是測量長，其基本原理就是光的涉原理，測量度高、分辨力高如圖所示是邁克爾遜光束干涉系統(tǒng)，圖是源B是光鏡，M1是固定射鏡M2是可動反鏡P是觀察處試紹其工作原理14分答案要點：來自光源的經(jīng)半反半透分光鏡B后分成兩路一路由固定反射鏡M1反，另一路經(jīng)可動反鏡M2和B反射，在觀察屏處遇產(chǎn)生干。當M2每動半個光波波長時，涉條紋亮暗變化一次因此被測長度為式中，x—被測度；N干涉條紋亮暗變化次；—真空中光波波長；

n—氣折射率。四．畫出測試統(tǒng)的組成框圖，并說各組成部分的作用。（12分答案要點：傳感器作為測系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將測量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉各種信號，通傳感器將被測量換成電信號；信號變部分是對傳感器所送出信號進行加工如信號的放大、波、補償、校正、模轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，經(jīng)處理使傳感器出的信號便于傳、顯示或記錄；顯示記錄部分將所測信號變便于人們理解形式，以供人們測和分析。五．粘貼到試上的電阻應(yīng)變片，環(huán)溫度變化會引起電阻的對變化，產(chǎn)生假應(yīng)變，這種現(xiàn)稱為溫度效應(yīng)，簡述生這種現(xiàn)象的原因。（12分答案要點：①環(huán)境溫度變時，由于敏感柵材料電阻溫度系數(shù)的存在，起應(yīng)變片電阻對變化；②環(huán)境溫度變時，敏感柵材料和試材料的膨脹系數(shù)不同，變片產(chǎn)生附加拉長或縮)，起電阻的相對變化。六．如圖所示電容式差壓傳感器結(jié)示意圖及其轉(zhuǎn)換電路，中為玻璃盤，2為鍍金層，3為屬膜片，介紹其工作原理（分答案要點：電容式差壓傳器由兩個玻璃圓盤和個金屬膜片組成。兩玻圓盤上的凹面各鍍以金作為電傳感器的兩個固定電，夾在兩凹圓盤中的膜則為傳感器的動電極。當兩邊力相等時，膜片處在間位置與左、右固定電間距相等，轉(zhuǎn)電路輸出U0＝0當＞或＞P1)時膜彎向右側(cè)(或左側(cè)Cdb＜或Cab＞，輸出與｜｜比例的信號。

中央電大工學傳器與測試技術(shù)課組年月9日54中央電傳感器測試技試題2003-2012(含作業(yè)答案)試卷代號1107中央廣播電視大學2002-2003年度第一學期機械專業(yè)傳感器與測試技術(shù)試題；2003年1月；一、簡答題（每小題分，共分）；1．動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特2．分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測；3．光柵：在玻璃尺或玻璃盤上類似于刻線標尺或度盤；4．標定：在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，；二、填空試卷代號：1107中央廣播電視大學2002-2003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2003年1月

一、簡答題（每小題5分，共20分）1．動特性：指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2分辨力傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出被測輸入量的最小變化值。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一般為10-12mm)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．標定：在明確傳感器的輸出與輸入關(guān)系的前提下，利用某種標準器具對傳感器進行標度。二、填空題（每空1分，共30分）1態(tài)誤差是指傳感器在全量程內(nèi)任一點的輸出值與其理論輸出值__的偏離程度。2．傳感器的動態(tài)數(shù)學模型是指傳感器在受到隨時間變化的___輸入量_______作用時，輸出與輸入之間的關(guān)系，通常稱為___動態(tài)模型_______。3．應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片的__引線______與____被測試件_______之間的電阻值。4柵傳感器是在___變面積型______容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型傳感器。5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、濕度改變而改變來測量溫度、濕度等。

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(shù)，使輸出為兩電容之差。7．低頻透射式渦流傳感器的測量原理是：當發(fā)射線圈和接收線圈之間放入金屬板后，引起接收線圈感應(yīng)電勢Ez的變化，金屬板的厚度越大E2就__越小__。8．壓電式傳感器中常采用兩片或兩片以上壓電晶體組合在一起使用，兩片壓電晶體構(gòu)成的傳感器有__串聯(lián)__和并聯(lián)兩種接法。9．電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器。10．對霍爾元件可采用_電流___驅(qū)動或_電壓__驅(qū)動。11.磁頭的功能是讀取磁柵上記錄信號，可分為靜態(tài)磁頭和動態(tài)磁頭。12超聲波能夠成為射線而定向傳播聲波在液體體中__減__很小，因而穿透本質(zhì)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著的_反射__。13.為使探頭有效地向工件發(fā)射超聲波和有效地接收超聲波，必須使探頭和工件之間有良好的聲耦合頭和工件的耦合方式可分為直接接觸法和液浸法二種。14．超聲波測厚儀從原理上分主要有共振式和脈沖反射式15測試系統(tǒng)中噪聲的形成必須具備噪聲源耦合通道和對噪聲敏感的接受電路三個基本因素。16．切削測力儀按原理分為壓電式、電阻應(yīng)變式兩類。

17．測溫方法可分接觸法與非接觸法。三、問答題（每小題5分，共20分）1．什么是莫爾條紋？將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對重疊在一起且使二者柵線有很小的交角θ，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。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。2．熱電阻式傳感器有哪些類型？熱電阻的類型包括鉑熱電阻、銅熱電阻、銦電阻、錳電阻等。3．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(zhuǎn)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(diào)理電路簡單，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。4．聲波形成干涉條件是什么？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。四、常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點？分）有共振法、穿透法；脈沖反射法。共振法的特點是：(1)可精確地測厚，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)可避免肓區(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(yīng)用范圍廣。五、簡述傳感器的選用原則與設(shè)計測試系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素。分）傳感器的選用原則和應(yīng)考慮的因素：(1)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，傳感器的來源、價格等因素。傳感器靈敏度，頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。設(shè)計測試系統(tǒng)時應(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。六、影響測試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護？分)(1)機械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。(2)光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對光的屏蔽。(3)溫度干擾。采用導熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護的裝置屏蔽起來并使罩內(nèi)溫度分布均勻?qū)τ诟呔鹊挠嬃繙y試工作可安排在恒溫室內(nèi)進行測試的過程中還可采用溫度補償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對測試結(jié)果的影響。(4)濕度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采取防潮措施，如對電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。(5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。試卷代號：1107中央廣播電視大學2002-2003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2003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(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)

關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)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(guān)系，即當輸入量是常量或變化極慢時，輸出與輸入的關(guān)系。3．霍爾效應(yīng)：金屬或半導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)強度為B的磁場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UH，UH的大小正比于控制電流和磁感應(yīng)強度B，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。4．莫爾條紋：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θ，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。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。二、填空題（每空1分，共30分J1．傳感器是測試系統(tǒng)的第一環(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。2．絕對誤差是指____測理結(jié)果___________被測參量真值_____之間所存在的差值的絕對值。3為了消除應(yīng)變片的溫度誤差可采用的溫度補償措施包括：單絲自補償法、雙絲自補償法和橋路補償法。4用導電材料的____電阻率_____隨本身溫度而變化的溫度電阻效應(yīng)制成的傳感器，稱為熱電阻式傳感器。5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。

6．當自感式傳感器結(jié)構(gòu)和材料確定后，電感為空氣隙截面積及空氣隙的函數(shù)。7．低頻透射式渦流傳感器的測量原理是：當發(fā)射線圈和接收線圈之間放人金屬板后，引起接收線圈感應(yīng)電勢E2的變化，金屬板的厚度越大E2就__越小__。8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。9．光電式編碼器由光源、光學系統(tǒng)、碼盤、光電接收元件及處理電路等組成。10．石英晶體的X軸稱為__電軸__，垂直于軸的平面上壓電效應(yīng)最強；Y軸稱為__機械軸__，沿y軸的機械變形最明顯；Z軸稱為光軸或中性軸，軸方向上無壓電效應(yīng)。11.對霍爾元件可采用_電流_驅(qū)動或__壓__驅(qū)動。12．超聲波能夠成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透本領(lǐng)大，碰到雜質(zhì)或分界面就會有顯著的_反射__。13．多普勒效應(yīng)引起的頻率變化稱為_普勒頻移___。14.磁場屏蔽用的屏蔽體用強磁材料制成，由于__磁阻__極小，因而干擾源所產(chǎn)生的磁通大部分被限制在強磁屏蔽體內(nèi)。三、問答題（每小題5分，共20分】

1．無失真檢測的條件是什么？傳感器無失真檢條件是：幅頻特性應(yīng)當是常數(shù)（即水平直線）；相頻特性應(yīng)該是線性關(guān)系。2．什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng)？沿應(yīng)變片軸向的應(yīng)變εx。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εy會引起其電阻的相對變化種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。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(zhì)點的振動與聲能量傳播方向之間的關(guān)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(yīng)，其電容量為式中：ε-極板間介質(zhì)的介電常數(shù);S-極板的遮蓋面積；δ一極板間的距離。當被測量的變化使式中的ε、S或δ一參數(shù)發(fā)生變化時，電容量C也就隨之變化。四、影響測試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護？分）

(1)機械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。(2)光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對光的屏蔽。(3)溫度干擾。采用導熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護的裝置屏蔽起來并使罩內(nèi)溫度分布均勻?qū)τ诟呔鹊挠嬃繙y試工作可安排在恒溫室內(nèi)進行測試的過程中還可采用溫度補償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對測試結(jié)果的影響。(4)溫度干擾。環(huán)境去濕或在設(shè)計測試裝置時采取防潮措施，如對電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機硅橡膠或環(huán)氧樹脂等灌裝。(5)電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。五、螺管型電感傳感器與變氣隙型電感傳感器有何優(yōu)缺點？分J答變氣隙型靈敏度高因而它對電路的放大倍數(shù)要求低它的主要缺點是非線性嚴重，為了減小非線性，量程就必須限制在較小范圍內(nèi)，通常為氣δ0的1/5以下同時這種傳感器制造裝配困難螺管型的靈敏度低但量程大，線性較好，制造裝配方便，批量生產(chǎn)的互換性強。六、簡述利用PSD進行三角法測距的原理。分）圖8-53PSD光學三角法測距系統(tǒng)光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1聚焦后投向待測體的表面射光由透鏡聚焦到一維PSD上，形成一個光點。若透鏡L1與L2間的中心距離為，透鏡到PSD表面之間的距離（即透鏡L2的焦距）為f，聚焦在PSD表面的光點距離透鏡

中心的距離為z，則根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，可得出待測距離為：D=bf/x因此，只要測出PSD的光點位置坐標x值，即可測出待測體的距離。中央廣播電視大學2003—2004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2004年1月一、埴空題[每空2分．共26分）1．鐵磁材料在外