中央電大本科傳感器與測(cè)試技術(shù)試題匯總(2010年1月-2015年1月)

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 傳感器性能的首要問(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

2、C. 電磁式換能器6. ( 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. 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

3、敏系數(shù)(B )。A. 大 B. 小 c.相等二、填空題(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)16. 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)動(dòng)電路

4、的特點(diǎn)。(20 分) 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，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，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

5、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:El =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

6、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 B. 60-100M C. 50-100M2. 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， 即當(dāng)輸入

7、量是常量或變化極慢時(shí)，輸出與輸入的關(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。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)， 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)，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)象稱為霍爾效應(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

8、應(yīng)該是線性關(guān)系。9. 熱電阻式傳感器有哪些類型?答:熱電阻式傳感器的類型包括鈾熱電阻、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. 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

9、器、確定測(cè)試方式、考慮傳感器的體棋在被測(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。( 6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)動(dòng)電路的優(yōu)缺點(diǎn)。(1 6 分) 圖1恒流驅(qū)動(dòng)，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

10、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。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， 并簡(jiǎn)述霍爾鉗形電流表的工作原理。(1 6 分)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)體周圍會(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K

11、H ，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。( 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。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，使空氣隙發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于(D) A、

12、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. 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

13、. 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)象稱為半導(dǎo)體的壓阻效應(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

14、片有哪些類型?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，這種電流像水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應(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

15、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)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， 測(cè)量精度高、分辨力強(qiáng)。如圖所示是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， M2 是可動(dòng)反射鏡， p是觀察屏處，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。(1 6 分)答案要點(diǎn)

16、:(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。(2) 當(dāng)M2 每移動(dòng)半個(gè)光波波長(zhǎng)時(shí)， 干涉條紋亮暗變化一次， 因此被測(cè)長(zhǎng)度為x = N0/2n 式中， X一被測(cè)長(zhǎng)度；N一干涉條紋亮暗變化次數(shù)；0一真空中光波波長(zhǎng);n一空氣折射率14.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)動(dòng)電路的優(yōu)缺點(diǎn)。(1 6 分) 圖1恒流驅(qū)動(dòng)，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

17、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。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 C A. 50100k B. 150M C. 50M 以上 D. 1001000k2. 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

18、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 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)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。6. 光柵：在玻璃尺成砸璃盤(pán)上類似于刻線標(biāo)尺就肢盤(pán)那樣， 進(jìn)行長(zhǎng)刻線( 一般為1 0 12mm)的密集刻劃， 得到黑白相閱、間隔相同的細(xì)小條紋， 沒(méi)有刻劃的白的地方透光，

19、刻劃的發(fā)黑，不激光。這就是光棚。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)， 內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象， 同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生大小相等梓號(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);當(dāng)作用力方向改變時(shí)，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

20、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)象稱為橫向效應(yīng)。10. 簡(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)。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、分辨力高。1 1. 什么叫渦流效應(yīng)?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，所以稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應(yīng)。四、綜合題(共4 4 分)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): (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

21、)(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)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 分(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剑?以供人們觀測(cè)和分析。(3 分13. 常用的超聲波探傷方法有哪些? 各有什么特點(diǎn)? (1 6 分)答案要點(diǎn):常用的超聲波探傷方法有共振法、穿透法z脈沖反射法。( 4分)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。( 4分穿透法具有以下特點(diǎn):(1)探測(cè)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元缺陷， 但不

22、能定位;(3)適宜探測(cè)超聲波衰減大的材料: (4) 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)距離和位置主要求較高。(4分)脈沖反射法的特點(diǎn)是:(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)用范圍廣。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， 測(cè)量精度高、分辨力高。如圖所示是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， M2 是可動(dòng)反射鏡， p是觀察屏處，試介紹其工作原理。(1 4分)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

23、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 = No /2n式中， X被測(cè)長(zhǎng)度p；N一干涉條紋亮暗變化次數(shù);o真空中光波波長(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

24、，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，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 D A. 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)

25、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)象稱為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。7. 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。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

26、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. 熱電阻式傳感器有哪些類型?答:熱電阻式傳感器的類型包括鈾熱電阻、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，所以稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應(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)

27、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)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)答案要點(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

28、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。( 4分)(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。( 4分)14. 簡(jiǎn)述利用PSD 進(jìn)行三角法測(cè)距的原理。(16 分答案要點(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L2聚焦到一維PSD上，形成一個(gè)光點(diǎn)。( 4 分)(2) 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)(3) 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

29、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/x 2012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) B A. 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

30、)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。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)， 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)

31、勢(shì)UH ， UH的大小與控制電流I 和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(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

32、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。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， 簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。(16 分)答案同2015.1月的16題。13. 電橋是傳感器的常用變換電路， 請(qǐng)畫(huà)出直流電橋與交流電橋的電路圖， 并列出各自的平衡條件。( 1 6 分)答案要點(diǎn): (1)直流電橋的平衡條件是: R 1 R 3 =R2R4(2) 交流電橋的平衡條件是：Z1Z3 =Z2Z4 Zj = 也可表達(dá)為：z 1 ej1 z j ej3 =z 2ej2 z 4ej4 即 Z1Z3 =Z2Z4 ，1+3=2+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)

33、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

34、變化，這種現(xiàn)象稱為半導(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. 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

35、題每空3分，共3 0分)1.固態(tài)壓阻式傳感器靈敏度高(比金屬絲高5 0 8 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. 動(dòng)態(tài) c.精確 B. 靜態(tài) D.隨機(jī)2. 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。A. 電磁波 B.縱波 c.機(jī)械波 D. 表面波3. 傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?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. 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)誤差與儀表的滿量程之比小C. 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)模型可以用線性常系

36、數(shù)微分方程來(lái)表示4. 改變電感傳感器的引線電纜后， ( C )。A. 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)零5. 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。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

37、化的關(guān)系I = f ()，稱為( 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)償措施? (1 0 分)答案要點(diǎn):粘貼到試件上的電阻

38、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、便于精確處理的另外一種量的測(cè)量裝置或系統(tǒng)。(2) 傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、

39、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。(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

40、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)，稱為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。2. 穩(wěn)定性: 又稱長(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。3

41、. 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)。4. 金屬應(yīng)變開(kāi)有哪些類型? 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(D )。A. 上升時(shí)間 B. 穩(wěn)定時(shí)間 c. 超調(diào)量 D. 阻尼比

42、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

43、流式7. 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)出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，稱為熱電阻式傳感器。( 6分)(2) 熱電阻的類型包括鉛熱電阻、銅熱電阻、錮電阻、短電阻等。(6 分)3. 用渦流傳感器測(cè)

44、量金屬板厚度時(shí)需不需要恒溫， 為什么? (10 分)答案要點(diǎn):導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化，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)出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粨Q能器而被接收。( 6分)(2) 如換能器至液面的垂直距離為L(zhǎng) ， 從發(fā)到收經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t ，

45、超聲波在氣體中的傳播速度為c ，則:L=1/2ct2011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 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

46、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)，稱為熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(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

47、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. 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. 超聲肢的波型有幾種? 是根據(jù)什么

48、來(lái)分類的?答:超聲波的波型有縱波、橫波、表面波(亦稱瑞利披)、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。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)。13. 畫(huà)出霍爾鉗形電流表的工作原理圖， 并簡(jiǎn)述其工作原理。答案要

49、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)體周圍會(huì)產(chǎn)生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= 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。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)定位精度、開(kāi)關(guān)頻率、負(fù)載接法、動(dòng)作差程、以及工作電

50、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 0分)1.金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比應(yīng)

51、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)判別光柵的運(yùn)動(dòng)。

52、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， 部分能重返回原介質(zhì)， 稱為反射波; 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

53、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，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)體的電阻率隨溫度變化，在較小的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)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

54、，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)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); (l)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Ll聚焦后投向待測(cè)體的表面。反射光由透鏡L2聚

55、焦到一維PSD上，形成一個(gè)光點(diǎn)。令透鏡Ll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)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)(2) 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)(3)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的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B，這一現(xiàn)象稱為