中央電大本科傳感器與測(cè)試技術(shù)試題.

1、2015年1月一、單項(xiàng)選擇題（每小題 4分，共40分）1. 差動(dòng)變壓器屬于（C ）。A.電容式傳感器B.壓電式傳感器C.電感式傳感器2. 利用（A ）制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管等。A.外光電效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.聲光效應(yīng)3. 壓電傳感器的測(cè)量電路中前置放大器的作用有（C ）。A.消除電纜電容對(duì)靈敏度的影響B(tài).減小測(cè)量誤差C.把傳感器的高輸入阻抗變換成低輸入阻抗4. 以下（B ）是影響CMOS專(zhuān)感器性能的首要問(wèn)題。A.暗電流B.噪聲C.像素的飽和5. 超聲波換能器是超聲波傳感器中的一個(gè)核心部件，并以（B ）的應(yīng)用最為廣泛。A.電動(dòng)式換能器B.壓電式換能器C.電磁式換能器6.

2、 （ B）被廣泛應(yīng)用在各種檢測(cè)儀表中，特別是需要輻射和穿透力強(qiáng)的情況，如金屬探 傷、測(cè)厚以及測(cè)量物體的密度等。A. a射線B.y射線c. x 射線7. 首先對(duì)紅外輻射進(jìn)行（A ），使恒定輻射變成交變輻射，不斷地引起鐵電體的溫度變化，才能導(dǎo)致熱釋電紅外 傳感器產(chǎn)生，并輸出交變信號(hào)。A.調(diào)制B.濾波c.補(bǔ)償8. 以下（C）不屬于虛擬儀器技術(shù)所具有的特點(diǎn)。A.集成性強(qiáng)B.擴(kuò)展性強(qiáng)c.開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)9. 超聲波的頻率高，因而（A ），繞射現(xiàn)象小，方向性好，能夠形成射線而定向傳播。A.波長(zhǎng)短B.波長(zhǎng)長(zhǎng)c.速度慢10. 金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)（B ）。A.大B.小c.相等二、填空題（

3、每空2分，共10分）11. 光電效應(yīng)是指一束光線照射到物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)的電子吸收了光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。12. 紅外傳感器是將紅外輻射量的電量變化轉(zhuǎn)換成變化的器件。13. 熱釋電探測(cè)器多用在 非接觸、被動(dòng)式檢測(cè)應(yīng)用中。14. 超聲波是頻率比聲波頻率高 的機(jī)械波。15. 虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。三、論述及分析題每小題20分，共40分）?哪個(gè)是恒壓源驅(qū) I16. 以下是兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，請(qǐng)指出哪個(gè)是恒流源驅(qū)動(dòng)電路圖1是恒流源驅(qū)動(dòng)電路，圖 2是恒壓源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單

4、，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng) 度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的場(chǎng)合。（5分）恒流驅(qū)動(dòng)線性度高，精度高，受溫度影響小。兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求 確定驅(qū)動(dòng)方式。（5分）17. 根據(jù)紅外傳感器測(cè)試系統(tǒng)框圖 （圖3），給出圖中A、B、C、D四處的名稱(chēng)，并簡(jiǎn)要敘述 其在紅外傳感器測(cè)試系統(tǒng)中的工作過(guò)程。（20分待測(cè)目標(biāo)D圖3紅外傳感器測(cè)試系統(tǒng)答:A-光學(xué)接收器 光學(xué)接收器接受目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。B-輻射調(diào)制器輻射調(diào)制器會(huì)把來(lái)自待測(cè)目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光。C 一紅外探測(cè)器紅外探測(cè)器是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來(lái)的物理效應(yīng)探測(cè)紅外輻射。D-信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處

5、理系統(tǒng)將探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，然后將這些信息轉(zhuǎn)化成所需要的格式四、計(jì)算題(1 0分18. 如圖4所示電路，亂，凡.R3.R4為同一類(lèi)型金屬應(yīng)變片電阻，靈敏系數(shù)為100.電路初始狀態(tài)為電橋平衡狀態(tài)，直流輸入電壓叭=的，當(dāng)測(cè)試件受力后.4個(gè)應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變分別為:EI =0.001.E2 =0.0005.白=0.001. 4 =0.0005.求電橋在測(cè)試件受力后的輸出電壓Uoo解z以上電橋中，當(dāng)測(cè)試件受力后，產(chǎn)生的輸出電壓為no = 4-XlQ0X(0L 001 一0 0005 + 0* 001-0, 0005)根據(jù)已知數(shù)據(jù)，可得：進(jìn)一步計(jì)算得UO =0.1v2014年7月一、選擇題(選擇

6、正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)中。每空3分，共12分)1. 應(yīng)變片絕緣電阻Rm是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測(cè)試件之間的電阻值，通常要求Rm的恰當(dāng)范圍是(C )以上。A. 70-100M Q B. 60-100M Q C. 50-100M Q2. 金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)(B )。A.大B.小C.相等3. 磁頭的作用是讀取磁柵上記錄信號(hào)，按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為(A )磁頭和(B )磁頭。A.靜態(tài)B.動(dòng)態(tài)C.鑒幅D.鑒相二、簡(jiǎn)答題每小題5分，共2 0分即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時(shí),4. 靜特性z指?jìng)鞲衅髟谳斎肆康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入關(guān)系, 輸出與輸

7、入的關(guān)系5. 分辨力z傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸人量的最小變化值。反射回來(lái)的超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率有所不在與薄片垂直方向上施加一定磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)，那么在該電動(dòng)勢(shì)的大小與控制電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比， 這一現(xiàn)6. 多普勒效應(yīng)z當(dāng)聲源和工件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)。7. 霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流, 垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)， 象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。三、問(wèn)答題每小題6分，共2 4分）-8氣元失真檢測(cè)的條件是什么 ？答z無(wú)失真檢測(cè)條件是z幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)（即水平直線）;相頻特性應(yīng)該是線性關(guān)系。9. 熱電阻式傳感器有哪些

8、類(lèi)型 ？答:熱電阻式傳感器的類(lèi)型包括鈾熱電阻、銅熱電阻、錮電阻、鍾電阻等。10. 磁電式傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？答z磁電式傳感器直接從被測(cè)試件吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(jiǎn)單，靈敏度較高，一般不需要高增益放大器。1 1.聲波形成干涉條件是什么 ？答:頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個(gè)波在空間相遇。四、綜合題共4 4分）（12 分）12. 簡(jiǎn)述傳感器的選用原則及設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素。 答案要點(diǎn)： 傳感器的選用原則：（1）仔細(xì)研究所測(cè)試的信號(hào)、分析測(cè)試環(huán)境和干擾因素、根據(jù)測(cè)試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測(cè)試方式、考慮傳感器的體棋在

9、被測(cè)位置是否能安裝下，傳感器的來(lái)源、價(jià)格等因素。（2）傳感器靈敏度、頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。 （3分設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)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(cè)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(jiǎn)單、易于維修、價(jià)格便宜、便于攜帶、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列因素。分，要求回答5個(gè)要點(diǎn)以上13.以下是兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路,請(qǐng)指出哪個(gè)是恒流源驅(qū)動(dòng)電路?哪個(gè)是恒壓源驅(qū)動(dòng)電路 ？并簡(jiǎn)述這兩種驅(qū)圖2恒壓驅(qū)動(dòng)（1）對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞, 僅用于精度要求不太高的場(chǎng)合。（2）恒流驅(qū)動(dòng)線性度高，精度高

10、， 受溫度影響小。兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng)方式。14.以下是霍爾鉗形電流表的工作原理圖，請(qǐng)標(biāo)出圖中1、2、3處的名稱(chēng)，并簡(jiǎn)述霍爾鉗形電流表的工作原理。（1 6分）崔爾鉗形電流表的工柞原理圖答案要點(diǎn)：1 一霍爾元件（2分）;2-環(huán)形鐵心（2分）;3 一導(dǎo)線（2分）（1）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，由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)。（5分）（2）霍爾元件在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)：UH =KHIB 。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(shì)與磁場(chǎng)成正比，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小

11、。（5分）2014年1月一、選擇題（選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)中。每空3分，共12分）1. 應(yīng)變片絕緣電阻是指己粘貼的應(yīng)變片的（C）之間的電阻值。A.覆蓋片與被測(cè)試件 B.基片與被測(cè)試件 C引線與被測(cè)試件D.敏感柵與被測(cè)試件2. 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(gè)空氣隙，空氣隙厚度為S。傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與街鐵相連。當(dāng)外部作用力作用在傳感器的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生位移，使空氣隙3發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于(D)A、僅用于靜態(tài)測(cè)量B.僅用于動(dòng)態(tài)測(cè)量C.既不能用于靜態(tài)測(cè)量，也不能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量 D.靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量3.

12、利用（D）可制成半導(dǎo)體光敏電阻。利用（A ）制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管等。A.外光電效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C磁電效應(yīng)B光電導(dǎo)效應(yīng)E.聲光效應(yīng)二、簡(jiǎn)答題每小題5分，共2 0分）4. 線性度：實(shí)際測(cè)試獲得靜特性曲線后，采用直線擬合的辦法來(lái)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(chēng)為線性度（或非線性誤差）。5. 靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(guān)系。6. 壓阻效應(yīng)z沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定應(yīng)力時(shí)，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。7. 莫爾條紋：

13、將柵距相同的兩塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起，并且使二者柵線有很小的交角。，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(chēng)為莫爾條紋。三、問(wèn)答題（每小題6分，共2 4分）8. 傳感器是由哪幾部分組成 ？各有何功能？答：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。敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確 定關(guān)系的某一種量。 轉(zhuǎn)換元件接受敏感元件的輸出并把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路把轉(zhuǎn)換元件輸出電路參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。9. 金屬應(yīng)變片有哪些類(lèi)型 ？答:電阻絲應(yīng)變片；金屬筒式應(yīng)變片。10. 什么叫渦流效應(yīng)？答:當(dāng)一塊金屬導(dǎo)體放置在一變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像

14、水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱(chēng)之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱(chēng)為渦流效應(yīng)1 1.何為傳感器的分辨力和闊值 ？答z分辨力是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出的被測(cè)輸入量的最小變化值。闊值是能使傳感器的輸出產(chǎn)生 可測(cè)變化量的最小被測(cè)輸入量值，即零點(diǎn)附近的分辨力。四、綜合題（共4 4分）12.測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖如圖所示，請(qǐng)將圖中”傳感器”后邊兩個(gè)框中的內(nèi)容填寫(xiě)完整，并說(shuō)明各組成部分的作用。（1 2分）答案要點(diǎn):(1)傳感器作為測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)，通常傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)；(2)信號(hào)變換部分是對(duì)傳感器所送出的信號(hào)進(jìn)行加工，如信號(hào)的放大、濾波、補(bǔ)償、校正、模數(shù)

15、轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，經(jīng)過(guò)處理使傳感器輸出的信號(hào)便于傳輸、顯示或記錄；(3)顯示與記錄部分將所測(cè)信號(hào)變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问?，以供人們觀測(cè)和分析。13激光干涉?zhèn)鞲衅鞯淖饔檬菧y(cè)量長(zhǎng)度，其基本原理就是光的干涉原理，邁克爾遜雙光束干涉系統(tǒng)，圖中S是光源，B是分光鏡，M!是固定反射鏡，測(cè)量精度高、分辨力強(qiáng)。如圖所示是M2是可動(dòng)反射鏡，p是觀察屏處,(1 6 分)逐克爾遜干涉系統(tǒng)頃理禺1亠 SMTp試介紹其工作原理；當(dāng)M2每移動(dòng)半個(gè)光波波長(zhǎng)時(shí)，寫(xiě)出被測(cè)長(zhǎng)度x的公式。答案要點(diǎn)：(1) 來(lái)自光源S的光經(jīng)半反半透分光鏡 B后分成兩路，一路由固定反射鏡 M仮射，另一路經(jīng)可動(dòng)反射鏡 M2和B反射, 在觀察屏P處相遇產(chǎn)生

16、干涉。干涉條紋亮暗變化一次，因此被測(cè)長(zhǎng)度為x = N入o/2n式中，X一被測(cè)長(zhǎng)入。一真空中光波波長(zhǎng);n 一空氣折射率請(qǐng)指出哪個(gè)是恒流源驅(qū)動(dòng)電路 ？哪個(gè)是恒壓源驅(qū)動(dòng)電路 ？并簡(jiǎn)述這兩種驅(qū)(2) 當(dāng)M2每移動(dòng)半個(gè)光波波長(zhǎng)時(shí)， 度；N一干涉條紋亮暗變化次數(shù)；14.以下是兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，圖2恒壓驅(qū)動(dòng)。(1)對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞, 僅用于精度要求不太高的場(chǎng)合。(2)恒流驅(qū)動(dòng)線性度高，精度高， 受溫度影響小。兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng)方式。2013年7月一、選擇題(選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)中

17、。每空3分，共12分)1. 應(yīng)變片絕緣電阻Rm是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測(cè)試件之間的電阻值，通常要求Rm的范圍是_CA. 50100k Q B. 150M Q C. 50M Q 以上 D. 1001000k Q2. 碼盤(pán)式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、_B和 D 種。A.磁電式B.光電式C.感應(yīng)同步器D.電磁式3. 在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫A.外光電效應(yīng)B.聲光效應(yīng)C.磁電效應(yīng)D.壓電效應(yīng)二、籬答題每小噩5分，共20分4. 錢(qián)性度：實(shí)際測(cè)試獲得傳感器靜特性曲線后，采用直線擬合的辦法來(lái)

18、線性化，輸出輸入的校正曲線與其擬合直線之間的最大偏簇，就稱(chēng)為線性皮(或非線性說(shuō)越)。5. 靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定軟態(tài)時(shí)的撞擊與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量就變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(guān)系。進(jìn)行長(zhǎng)刻線(一般為1 0 12mm的密集刻劃，得到刻劃的發(fā)黑，不激光。內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，；當(dāng)作用力方向改變時(shí)，6. 光柵：在玻璃尺成砸璃盤(pán)上類(lèi)似于刻線標(biāo)尺就肢盤(pán)那樣，這就是光棚。同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生 電荷的極性也隨著改變黑白相閱、間隔相同的細(xì)小條紋，沒(méi)有刻劃的白的地方透光，7. 阻電效應(yīng)：某些晶體，當(dāng)沿著一班方向受到外力作用時(shí)，大小相等梓號(hào)相反的電荷 F當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài) 晶體

19、受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種混象叫壓電放應(yīng)。三、問(wèn)答題(每小題6分，挾2 4分8. 測(cè)定頻響函數(shù)的方法是什么 ？常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有哪幾種 ？ 確定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、 脈沖信號(hào)和階躍俯號(hào)。9. 什么叫金屬應(yīng)變片的橫向效應(yīng) ？沿應(yīng)當(dāng)E片軸向的應(yīng)變Ex必然引起脂變片電阻的相對(duì)變化，而沿垂班于應(yīng)變片軸向的橫向應(yīng)變?yōu)跻矔?huì)引起其電阻 的相對(duì)變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為橫向效應(yīng)。10. 簡(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)。分辨溫度穩(wěn)定性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)；動(dòng)態(tài)響應(yīng)好z可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)；靈敏度、力高。1 1.什么叫渦流效應(yīng)

20、？當(dāng)一塊金屬導(dǎo)體放置在一變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，以稱(chēng)之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱(chēng)為渦流效應(yīng)。四、綜合題(共4 4分)佰號(hào)變換顯樂(lè)*記錄12. 畫(huà)出測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。(14分)答案要點(diǎn)：如信號(hào)的放大、濾波、補(bǔ)償、校正、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn) ；(3 分以供人們觀測(cè)和分析。(3分 分)(1) 傳感器作為測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)，通常傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)；(3 分)(2) 信號(hào)變換部分是對(duì)傳感器所送出的信號(hào)進(jìn)行加工， 換等，經(jīng)過(guò)處理使傳感器輸出的信號(hào)便于傳輸、顯示或記錄(3) 顯示與記錄部分

21、將所測(cè)信號(hào)變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问剑?3. 常用的超聲波探傷方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？ (1 6z脈沖反射法。(4分)答案要點(diǎn)：常用的超聲波探傷方法有共振法、穿透法共振法的特點(diǎn)是：可精確的測(cè)厚，特別適宜測(cè)量薄板及薄壁管；工件表面光潔度要求高，否則不能進(jìn)行測(cè)量。不易發(fā)現(xiàn)小缺陷；(2)根據(jù)能量的變化即可判斷有元缺陷，但不能定位；(3)適宜探測(cè)超聲吁避免盲區(qū)，適宜探測(cè)薄板；(5)指示簡(jiǎn)單，便于啟動(dòng)擺在；(6)對(duì)兩探頭的相對(duì)距離(4分)：(1)探測(cè)靈敏度高；(2)能準(zhǔn)確地確定缺陷的位置和探路;(3)可用不同波型揣測(cè)，應(yīng)用范分 穿透法具有以下特點(diǎn) (1)探測(cè)靈敏度較低， 波衰減大的材料:(4) 和位置主要

22、求較高。 脈沖反射法的特點(diǎn)是 圍廣。測(cè)量精度高、分辨力高。如圖所示是M2是可動(dòng)反射鏡，p是觀察屏處,14. 激光干涉?zhèn)鞲衅鞯淖饔檬菧y(cè)量長(zhǎng)度，其基本原理就是光的干涉原理，邁克爾遜雙光束干涉系統(tǒng)，圖中S是光源，B是分光鏡，M1是固定反射鏡，試介紹其工作原理。(1 4分)M,左克濟(jì)遜干拝廉崛璋班曲答案要點(diǎn)：（1）來(lái)自光源S的光經(jīng)半反半透分光鏡 B后分成兩路，一路由固定反射鏡M1反射，另一路經(jīng)可動(dòng)反射鏡 M2和B反射，在觀察屏P處相遇產(chǎn)生干涉。（6分（2）M2每移動(dòng)半個(gè)光披波長(zhǎng)時(shí)，干涉條紋亮暗變化一段，因此被測(cè)長(zhǎng)度為x = N入o 12n式中，X被測(cè)長(zhǎng)度p; N一干涉條紋亮暗變化次數(shù)；入o真空中光波波

23、長(zhǎng);n 一空氣折射率。2013年1月一、選擇題（選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)中。每空3分，共12分）1. 為了消除應(yīng)變片的溫度誤差，可采用的溫度補(bǔ)償措施包括_B_、 E 和橋路補(bǔ)償法等。A.溫度補(bǔ)償法B.雙絲自補(bǔ)償法C.電流補(bǔ)償法D.電壓補(bǔ)償法E.單絲自補(bǔ)償法2. 固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高（比金屬絲高5080倍），尺寸小，橫向效應(yīng)也小，滯后和蠕變都小，因此適用于_C_測(cè)量。A.精確B.靜態(tài)C.動(dòng)態(tài)D.隨機(jī)3. 零位誤差是評(píng)定差動(dòng)變壓器性能的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生零位誤差的原因主要有兩個(gè)：一是由于次級(jí)繞組兩線圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱(chēng)，致使產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)幅值不等，相位不同。這種情況下，不管

24、怎樣調(diào)整銜鐵位置也不能使零位輸出電壓調(diào)到零；二是由于DA.電源幅值及頻率的不穩(wěn)定B.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C.骨架材料高頻損耗小，溫度膨脹系數(shù)小D.磁性材料磁化曲線的非線性二、簡(jiǎn)答題每小題5分，共20分4. 靜特性：指?jìng)鞲衅髟谳斎肓康母鱾€(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入關(guān)系，即當(dāng)輸入量是常量或變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(guān)系。5. 分辨力：傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸入量的最小變化值。6. 壓阻效應(yīng)：沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定應(yīng)力時(shí)，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻率也要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。7. 標(biāo)定：在明確傳感器的輸岀與輸入關(guān)

25、系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)度。三、問(wèn)答題每小題6分，共2 4分8. 傳感器是由哪幾部分組成 ?各有何功能?答：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。敏感元件直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一種量。轉(zhuǎn)換元件接受敏感元件的輸出并把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路把轉(zhuǎn)換元件輸岀電路參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸岀。9. 熱電阻式傳感器有哪些類(lèi)型?答：熱電阻式傳感器的類(lèi)型包括鈾熱電阻、銅熱電阻、錮電阻、鍾電阻等。10. 什么叫渦流效應(yīng)?答:當(dāng)一塊金屬導(dǎo)體放置在一變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱(chēng)之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱(chēng)為渦流效

26、應(yīng)。1 1.聲波形成干涉條件是什么 ？答：頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個(gè)波在空間相遇。四、綜合題共4 4分12. 影響測(cè)試系統(tǒng)正常工作的干擾有哪些？如何防護(hù)? （1 2分）答案要點(diǎn)：（1）機(jī)械干擾。采取減振措施，一般可設(shè)置減振彈簧或減振橡膠。（3分）（2）光干擾。將元件封閉在不透光的殼體內(nèi)，注意對(duì)光的屏蔽。（3分（3）溫、濕度干擾。采用導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成屏蔽罩將需要防護(hù)的裝置屏蔽起來(lái)，并使罩內(nèi)溫度分布均勻。對(duì)于高精度的計(jì)量測(cè)試工作，可安排在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，在測(cè)試的過(guò)程中還可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ詼p小環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。環(huán)境去濕或在設(shè)計(jì)測(cè)試裝置時(shí)采取防潮措施，如對(duì)

27、電氣元件和印刷電路板等浸漬防潮漆或用機(jī)硅橡膠或環(huán)氧樹(shù)脂等灌裝。（3分（4）電磁干擾。屏蔽、接地和濾波等。（3分）13. 請(qǐng)畫(huà)出兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。（16分）i-JV答案要點(diǎn)：場(chǎng)合。（4分） 恒流驅(qū)動(dòng)線性度高，精度高， 受溫度影響小。兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn),（1）對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng)或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，線性變壞，僅用于精度要求不太高的應(yīng)根據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng)方式。（4分）圖新粕 PSDjfe學(xué)三搟袪測(cè)距系境答案要點(diǎn)：光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L l聚焦后投向待測(cè)體的表面。反射光由透鏡 L2聚焦到一維PSDh，形成一個(gè)光點(diǎn)。（4分） （2）只要

28、測(cè)出PSD的光點(diǎn)位置坐標(biāo)x的值，即可測(cè)出待測(cè)體的距離。（4分） 若透鏡L1與L2間的中心距離為b，透鏡L2到PSD表面之間的距離（即透鏡L2的焦距）為f，聚焦在P SD表面的光點(diǎn)距離透鏡L2中 心的距離為x，則根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，可得出待測(cè)距離D為2D=bf/x2012年7月一、選擇題（選擇正確的答案，將其對(duì)應(yīng)的字母填入括號(hào)中。每空3分，共12分）1. 在光的作用下，能夠使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫C_A.聲光效應(yīng)B.熱釋電效應(yīng)c.光生伏特效應(yīng) D.光電導(dǎo)效應(yīng)2. 金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)_BA.大B.小C.相等3. 利用D可制成半導(dǎo)體光敏電阻。利用A制成的

29、光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管等。A.外光電效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.磁電效應(yīng)D.光電導(dǎo)效應(yīng)E.聲光效應(yīng)二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共2 0分）4. 傳感器：傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于精確處理和應(yīng)用的另一 種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。5. 穩(wěn)定性：又稱(chēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，即傳感器在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一規(guī)定時(shí)間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差異來(lái)表示，有時(shí)也用標(biāo)定的有效期來(lái)表示。反射回來(lái)的超聲波的頻率將與聲源發(fā)射超聲波的頻率有所不I ，在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么UH，UH的大小與控制電流I和磁感應(yīng)

30、強(qiáng)度B成正比，這一6. 多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源和工件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), 同，這種現(xiàn)象即為多普勒效應(yīng)。7. 霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流 在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) 現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。三、問(wèn)答題（每小題6分，共2 4分）8. 無(wú)失真檢測(cè)的條件是什么 ？答:無(wú)失真檢測(cè)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)該是線性關(guān)系。9. 金屬應(yīng)變片有哪些類(lèi)型 ？答:電阻絲應(yīng)變片；金屬宿式應(yīng)變片。10. 磁電式傳感器有何優(yōu)點(diǎn) ？答:磁電式傳感器直接從被測(cè)物體吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(jiǎn)單，靈敏度較高，一般不需要高增益放

31、大器。11. 何為傳感器的分辨力和閥值 ？答：分辨力是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出的被測(cè)輸入量的最小變化值口闊值是能使傳感器的輸出產(chǎn)生 可測(cè)變化量的最小被測(cè)輸人量值，即零點(diǎn)附近的分辨力。簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。（16分）答案同2015.1月的16題。 請(qǐng)畫(huà)出直流電橋與交流電橋的電路圖，并列出各自的四、綜合題共4 4分12. 請(qǐng)畫(huà)出兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，13. 電橋是傳感器的常用變換電路， 平衡條件。（1 6 分）R.6d答案要點(diǎn)：:動(dòng)交流電橋W分）=R2R4（1）直流電橋的平衡條件是：R 1 R 3 交流電橋的平衡條件是：乙Z3 =Z2Z4 Z =也可表達(dá)為： z 1 ej1 z j ej3 =

32、Z2ej2 z 4ej 4 即卩 Z1Z3 =ZN4 ， 1+9 3=9 2+9 414. 簡(jiǎn)述傳感器的選用原則及設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素。（12分）答案要點(diǎn)：傳感器的選用原則:（1）仔細(xì)研究所測(cè)試的信號(hào)、分析測(cè)試環(huán)境和干擾因素、根 據(jù)測(cè)試范圍確定選用什么樣的傳感器、確定測(cè)試方式、考慮傳感器的體積、被測(cè)位置是否能安 下，傳感器的來(lái)源、價(jià)格等因素。（3分）（2）傳感器靈敏度、頻率響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精度。 （3分設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素 z靈敏度、精確度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、測(cè)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(jiǎn)單、易于維修、價(jià)格便宜、便于攜帶、通 用化和標(biāo)準(zhǔn)化

33、等一系列因素。（6分）2012年1月一、簡(jiǎn)答題每題6分，共2 4分1. 壓阻效應(yīng)z沿一塊半導(dǎo)體某一軸向施加一定 應(yīng)力時(shí)，除了產(chǎn)生一定應(yīng)變外，材料的電阻率也要 發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。2. 莫爾條紋z將柵距相同的兩 塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起， 并且使二者柵線有很小的交角。， 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(chēng)為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干涉效應(yīng)產(chǎn)生的。3. 光柵z在玻璃尺或玻璃 盤(pán)上類(lèi)似于刻線標(biāo)尺或度盤(pán)那樣，進(jìn)行長(zhǎng)刻線（一般為10-12mm）的密集刻劃，得到黑白相間、間隔相同的細(xì)小條 紋，沒(méi)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

34、. 測(cè)定頻響函數(shù)的方法有哪幾 種?確定頻響函數(shù)的方法是以 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)。二、選擇題每空3分，共3 0分）A.2.A.3.動(dòng)態(tài)c.精確B.靜態(tài)D.隨機(jī)超聲波是（C ）的一種，即是機(jī)械振 動(dòng)在彈性介質(zhì)中的一種傳播過(guò)程。電磁波B.縱波c.機(jī)械波D.表面波傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指 傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響 應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性好的 傳感器（A ）A.C.其輸出量隨時(shí)間變化的曲線與被測(cè)量隨時(shí)間變化的曲線一致或者相近B.其測(cè)量的絕對(duì)誤差與儀表的滿(mǎn)量程之比小 其輸出量中與被測(cè)輸入量元關(guān)的不需要的 變化小D.其動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型可以用

35、線性常系數(shù)微分方程來(lái)表示4.A.改變電感傳感器的引線電纜后，（C ）不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定B.必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零C.必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定D.不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零 超聲波的 頻率高（可達(dá)10 9 Hz），因而（B ），繞射現(xiàn)象小，方向性好，能 夠成為射線而定向傳播。1. 固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高（比金屬絲高5 08 0 倍），尺寸小，橫向效 應(yīng)也小，滯后和蠕 變都小，因此適用于（A）測(cè)量。A.速度快B.波長(zhǎng)短c.波長(zhǎng)長(zhǎng)D.速度慢6. 在光的作用下，能夠使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫（B ）。A.聲光效應(yīng)B.光生伏特效應(yīng)C.光電導(dǎo)效應(yīng)D.熱釋電效應(yīng)7. 當(dāng)光敏元件加一定 電壓時(shí)，如

36、果照射在光敏元件上的是-單色光，當(dāng)入射光功率不 變時(shí)，光電流隨人射光披 長(zhǎng)變化而變化的關(guān)系I =f （入），稱(chēng)為（C ）。在檢測(cè)中，應(yīng)選擇最大靈敏度在需要 測(cè)量的光譜范圍內(nèi)的光敏元件，才有可能 獲得最高靈敏度。A.溫度特性B.光照特性c.光譜特性D.伏安特性8. 電參量式傳感器包括電阻式、（D ）和（E ）三種基本形式。A.電阻式B.磁電式c.壓磁式D.電容式E.電感式9. 為使探頭有效地向工件 發(fā)射和接收超聲波，必須使探頭和工件探 測(cè)面之間有良好的聲藕合，藕合方式可分為直接接觸法和（D ）法。A.液介B.氣介C.固介D.液浸三、綜合題（共4 6分）1. 為什么用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)必須采用溫度補(bǔ)償措

37、施? （1 0分）答案要點(diǎn)：粘貼到試件上的電阻應(yīng)變片，除感受機(jī)械 應(yīng)變而產(chǎn)生電阻相對(duì)變化外，在環(huán)境溫度變化時(shí)，也會(huì)引起 電阻的相對(duì)變化，產(chǎn)生虛假 應(yīng)變，因此采用溫度補(bǔ)償措施。2. 如何用磁 電式傳感器測(cè)量位移和加速度? （1 2 分）答案要點(diǎn)：當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度確定后，磁 電式傳感器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與線圈相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度v或成正比，可用磁 電式傳感器測(cè)量線速度和角速度， 對(duì)測(cè)得的速度進(jìn)行積分或微分就可求出位移和加速度。3. 什么是傳感器？畫(huà)出其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。（12分）答案要點(diǎn)：（1）傳感器是一種以一定的精確度把被 測(cè)量轉(zhuǎn)換成與之有確定 關(guān)系的、便于精 確處理的另

38、外一種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。緲?biāo)钒幻剝?yōu)（2）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。g呦八（3）敏感元件直接感受被 測(cè)量， 并輸出與被測(cè)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)換元件輸出的電路參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出。（3分）4. 圖示是BYM型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。彈簧管1的自由端與差 動(dòng)式電感傳感器的銜鐵2相連，銜鐵2位于傳感器兩差動(dòng)線圈5和6的中間 位置。試介紹其工作原理。（1 2分）答案要點(diǎn):（1）線圈和銜鐵構(gòu)成差動(dòng)變氣隙自感式 電感傳感器，當(dāng)壓力P發(fā)生變化時(shí)，彈簧管1的自由端 產(chǎn)生位移，使 銜鐵2產(chǎn)生移動(dòng)，使兩差

39、 動(dòng)線圈5和6的電感值一個(gè)增加，一個(gè) 減少。（6分）（2）銜鐵位移的大小決定傳感器輸出信號(hào)的大小， 銜鐵移動(dòng)的方向決定輸出信號(hào)的相位，傳感器輸出信號(hào)的大小和相位與兩差 動(dòng)線圈電感值的 變化、銜鐵的位置、壓力之間有一個(gè)確定 的關(guān)系，由此可以測(cè)得壓力的大小。（6分）2011年7月一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共2 4分）1. 塞貝克效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個(gè)回路， 其兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，4J!U回路中就有 電流產(chǎn)生，即回路中存在 電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為塞貝克效應(yīng)。2. 穩(wěn)定性：又稱(chēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，即傳感器在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其原性能的能力。一般以室溫條件下經(jīng)過(guò)一規(guī)定時(shí)間間隔

40、后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時(shí)的輸出之間的差異來(lái)表示，有 時(shí)也用標(biāo)定的有效期來(lái)表示。3. 測(cè)定頻響函數(shù)的方法有哪幾種？確定頻響函數(shù)的方法是以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)岀其輸岀信號(hào)，從而求得需要的特性。 輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和 階躍信號(hào)。4. 金屬應(yīng)變開(kāi) 有哪些類(lèi)型？電阻絲應(yīng)變片；金屬街式應(yīng)變片。二、選擇題（每空3分，共3 0分）1. （ A）是測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，將被測(cè)系統(tǒng)或過(guò)程中需要 觀測(cè)的信息轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各 種信號(hào)。A.傳感器B.轉(zhuǎn)換元件c.敏感元件D.被測(cè)量2. 傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要是研究 傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而與動(dòng)態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，對(duì)一階傳感器有（E）;對(duì)二階傳感器有固有頻率和（

41、D ）。A.上升時(shí)間B.穩(wěn)定時(shí)間c.超調(diào)量D.阻尼比E.時(shí)間常數(shù)3. 磁頭的作用是讀取磁柵上記錄信號(hào)，按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為（C）磁頭和（D ）磁頭。A.鑒幅B.鑒相C.靜態(tài)D.動(dòng)態(tài)4. 改變電感傳感器的引線電纜后，（A）。A.必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定B.必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零c.不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定D.不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零5. 固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高（比金屬絲高5080倍），尺寸小，橫向效 應(yīng)也小，滯后和蠕 變都小，因此適用于（B ）測(cè)量。A.靜態(tài)B.動(dòng)態(tài)C.精確D.隨機(jī)6. 螺管型電感傳感器按照其工作原理 應(yīng)屬于（C ）傳感器。A.差動(dòng)變壓器式B.互感式C.自感式D.渦流式7

42、. 影響壓電式傳感器工作性能的因素很多，產(chǎn)生誤差的原因主要有：（B）、（ D）環(huán)境濕度的影響、基座 應(yīng)變的影響、噪聲的影響等。A.聲壓的影響B(tài).環(huán)境溫度的影響c.靜電搞合的影響D.橫向靈敏度三、綜合題（共4 6分）1. 什么是傳感器？畫(huà)岀其組成框圖并介紹各環(huán)節(jié)的功能。（12分）答案同2012.7月的四、3題。2. 何為熱電阻式傳感器？常用的熱電阻類(lèi)型有哪些？ （12分答案要點(diǎn)：（1 ） 利用導(dǎo)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(chēng)為熱電阻式傳感器。（6分）（2）熱電阻的類(lèi)型包括鉛熱電阻、銅熱電阻、錮電阻、短電阻等。（6分）3. 用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)需不需要恒溫，

43、為什么？ （10分）答案要點(diǎn)：導(dǎo)體的電阻率p隨溫度 變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率p與溫度關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條件不 變的情 況下，導(dǎo)體電阻率的改 變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號(hào)的變化，引起 測(cè)量誤差，所以用 渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度 時(shí)需 要恒溫。4. 如圖所示是超聲波液位 計(jì)的原理圖，簡(jiǎn)述其工作原理。（12分）答案要點(diǎn)：（1 ） 如圖所示是白發(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)岀的超聲 脈沖在氣體中從 換能器傳至液面，反射后再?gòu)囊好娣祷赝?換能器而被接收。（6分） 如換能器至液面的垂直距離 為l，從發(fā)到收經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，超聲波在氣體中的 傳播速度

44、為c,則：L=1/2ct 2011年1月一、選擇題（選擇正確的答案，將其 對(duì)應(yīng)的字母填入橫 線上方。每空3分，共12分）1. 應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘 貼的應(yīng)變片的_c_ 之間的電阻值。A.覆蓋片與被 測(cè)試件B.基片與被 測(cè)試件c.引線與被測(cè)試件D.敏感柵與被測(cè)試件2. 此題同2014.1月的一、2小題。D3. 磁頭的作用是讀取磁柵上記錄信號(hào)， 按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為磁頭和旦磁頭。A.靜態(tài)B.動(dòng)態(tài)c.鑒幅D.鑒相二、簡(jiǎn)答題每小題5分，共2 0分4. 動(dòng)特性：指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。5. 線性度：實(shí)際測(cè)試獲 得靜特性曲 線后，采用直線擬合的辦法來(lái)線性化， 輸出輸入的校正曲

45、 線與其擬合直線 之間的最大偏差，就稱(chēng) 為線性度（或非線性誤差。6. 塞貝克效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路， 其兩端相互 連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同， 一端溫度 為T(mén)，另一端溫度 為T(mén)o ，則回路中就有 電流產(chǎn)生，即回路中存在 電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為塞 貝克效應(yīng)。7. 莫爾條紋：將柵距相同的兩 塊光柵的刻線面相對(duì)重疊在一起， 并且使二者 柵線有很小的交角。，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(chēng)為莫爾條紋。莫爾條紋是基于光的干 涉效應(yīng)產(chǎn)生的。三、問(wèn)答題（每小題6分，共2 4分8. 傳感器是由哪幾部分 組成？各有何功能？答：傳感器一般由敏感元件、

46、 轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分 組成。敏感元件直接感受被 測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確 定關(guān)系的某一種量。轉(zhuǎn)換元件接受敏感元件的 輸出并把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路把轉(zhuǎn)換元件輸出電路參數(shù) 轉(zhuǎn)換成電量輸出。9. 測(cè)定頻響函數(shù)的方法是什 么？常用輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有哪幾 種？答：確定頻響函數(shù)的方法是以 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測(cè)出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)。10. 磁電式傳感器有何優(yōu)點(diǎn)？答:磁電式傳感器直接從被 測(cè)物體吸收機(jī)械能并 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(jiǎn)單，靈敏度 較高，一般不需要高增益放大器。1 1.超聲肢的波型有幾

47、種？是根據(jù)什 么來(lái)分類(lèi)的？答:超聲波的波型有縱波、橫波、表面波（亦稱(chēng)瑞利披）、蘭姆波。依據(jù)超聲 場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與聲能量傳播方向之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。四、綜合題共4 4分12. 螺管型電感傳感器與變氣隙型電感傳感器各有何 優(yōu)缺點(diǎn)？ （1 4分）答案要點(diǎn)：（1）變氣隙型電感傳感器靈敏度高，因而它 對(duì)電路的放大倍數(shù)要求低。它的主要缺點(diǎn)是非線性嚴(yán)重，為了減小非線性，量程就必 須限制在較小范圍內(nèi)，通常為氣隙亂的1/5以下，同時(shí)，這種傳感器制造裝配困 難。（7分）（2）螺管型電感傳感器的靈敏度低，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(qiáng)。笛爾帯帶電漩表的工作頃理圖沽分13. 畫(huà)出霍爾鉗形電流

48、表的工作原理 圖，并簡(jiǎn)述其工作原理。-答案要點(diǎn)：（1）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，由安培定律可知，在 載流導(dǎo)體周?chē)?會(huì)產(chǎn)生t正比于該電流的磁場(chǎng)。（2）霍爾元件在磁 場(chǎng)中產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)：UH= IB。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(shì)與磁場(chǎng)成正比， 通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小。14. 接近開(kāi)關(guān)有哪些？選擇接近開(kāi)關(guān)應(yīng)考慮哪些因素？ （1 4分）答案要點(diǎn)：（1）接近開(kāi)關(guān)有渦流式、電容式、霍爾式、光電式、熱釋電式，以及利用多普勒效 應(yīng)制成的超聲波、微 波接近開(kāi)關(guān)。（6分）（2）選擇接近開(kāi)關(guān)應(yīng)考慮應(yīng)用對(duì)象、重復(fù)定位精

49、度、開(kāi)關(guān)頻率、負(fù)載接法、動(dòng)作差程、以及工作 電壓范圍、負(fù)載 電流大小、工作溫度范 圍、動(dòng)作距離、通態(tài)壓降、以及斷態(tài)漏流等。2010年7月一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共2 4分）1. 動(dòng)特性:指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)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(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸入量的最小 變化值。3. 光柵：在玻璃尺或玻璃 盤(pán)上類(lèi)似于刻線標(biāo)尺或度盤(pán)那樣，進(jìn)行長(zhǎng)刻線（一般為10-12mm）的密集刻劃，得到黑白相間、間隔相同的細(xì)小條紋，沒(méi)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)度。二、選擇題（每空3分，共3

50、 0分）1. 金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比 應(yīng)變電阻材料本身的靈敏系數(shù)（B）。A.大B.小c.相等2. 碼盤(pán)式傳感器是建立在 編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤(pán)按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、（A ）和（C ）三種。A.光電式B.暗電式C.電磁式D.感應(yīng)同步器3. 在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫（D ）。A.壓電效應(yīng)B.聲光效應(yīng)c.磁電效應(yīng)D.外光電效應(yīng)4. 當(dāng)光柵付中任一光柵沿垂直于刻線方向移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋就會(huì)沿近似（A）的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)光柵改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，莫爾條紋也隨之改變運(yùn)動(dòng)方向，兩者具有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此可以通過(guò)測(cè)量莫爾條 紋的運(yùn)動(dòng)來(lái)判別光

51、柵的運(yùn)動(dòng)。A.垂直于光柵移動(dòng)方向B.平行于光 柵移動(dòng)C.與光柵移動(dòng)方向成4 5。角D.與光柵移動(dòng)方向成1 3 5。角5. 應(yīng)變片的選擇包括類(lèi)型的選擇、材料的選用、（C）和（D ）等。A.測(cè)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6. 應(yīng)變片絕緣電阻是指巳粘 貼的應(yīng)變片的（B）之間的電阻值。A.覆蓋片與被 測(cè)試件B.引線與被測(cè)試件C.基片與被 測(cè)試件D.敏感柵與被測(cè)試件7. 當(dāng)聲波傳播至兩介 質(zhì)的分界面，t部分能重返回原介 質(zhì)，稱(chēng)為反射波；另一部分能量透 過(guò)介質(zhì)面，到另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，稱(chēng)為（C）。A.駐波B.蘭姆波c.折射波D.波型轉(zhuǎn)換8. 零位誤差是評(píng)定差動(dòng)變壓器

52、性能的重要指 標(biāo)之一，產(chǎn)生零位誤差的原因主要有兩個(gè)：一是由于次級(jí)繞組兩線 圈電氣參數(shù)和幾何尺寸不 對(duì)稱(chēng)，致使產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)幅值不等，相位不同。 這種情況下，不管怎 樣調(diào)整銜鐵位置 也不能使零位 輸出電壓調(diào)到零；二是由于（A）。A.磁性材料磁化曲 線的非線性B.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 c.電源幅值及頻率的不穩(wěn)定D.骨架材料高 頻損耗小，溫度膨脹系數(shù)小三、綜合題（共4 6分）1. 用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度 時(shí)需不需要恒溫，為什么？（ 1 0分）答案要點(diǎn)：導(dǎo)體的電阻率p隨溫度 變化，在較小的溫度范 圍內(nèi)導(dǎo)體的電阻率p與溫度 關(guān)系為線性關(guān)系，在其他條 件

53、不變的情況下，導(dǎo)體電阻率的改變可導(dǎo)致渦流傳感器輸出信號(hào)的變化，引起測(cè)量誤差，所以用渦流傳感器測(cè)量 金屬板厚度時(shí)需要恒溫。2. 如圖所示是帶有等位環(huán)的平板電容器結(jié)構(gòu)原理圖，請(qǐng)介紹等位環(huán)的作用。（10分）帶有舉優(yōu)珂的平板業(yè)祥器結(jié)初M理圖答案要點(diǎn):使電極2的邊緣電力線平直，兩電極間的電場(chǎng)基本均勻，消除和減小 邊緣效 應(yīng)，提高電容傳感器的靈敏度和 線性度。3. 只要磁通量 發(fā)生變化，就有感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn) 生，說(shuō)出三種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法。答案要點(diǎn)；（I）線圈與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（2）磁路中磁阻變化;（3）恒定磁場(chǎng)中線圈面積變化。4. 如圖所示是PSD光學(xué)三角法 測(cè)距系統(tǒng)的工作原理 圖，光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡

54、LI聚焦后投向待 測(cè)體的表面。反射 光由透 鏡L2聚焦到一維PSD上 形成一個(gè)光點(diǎn)。令透鏡LI與L2間的中心距離 為b，透鏡L2到P SD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(diǎn)距離透 鏡L2中心的距離 為X，求待測(cè)距離D的值。（1 4分）m譯三世壯湮認(rèn)遼二門(mén)誥返割答案要點(diǎn);（1）光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L l聚焦后投向待 測(cè)體的表面。反射光由透 鏡LZ 聚焦到一維P SD上，形成一個(gè)光點(diǎn)。（4分） 只要測(cè)出PSD的光點(diǎn)位置坐 標(biāo)x的值，即可測(cè)出待測(cè)體的距離。（4分） 若透鏡L l與L2間的中心距離 為b，透鏡L2到PSD表面之間的距離（即透鏡L Z的焦距）為j，聚焦在P SD表面的 光點(diǎn)距離透 鏡LZ中心的距離 為x ,則根據(jù)相似三角形的性 質(zhì)，可得出待 測(cè)距離D為：D=bf/x2010年1月一、簡(jiǎn)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 I,在與薄片垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場(chǎng)，那么 在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的薄片的另兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)、UH,UH勺大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B,這一現(xiàn) 象稱(chēng)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(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象