传感器与测试技术往届试题选登

传器测试术届试选2007年11月09日说：方便员进行习根据家要求在刊一套届末考的题参答案需说明是这套题供学们复过程考实际试试的目、型分值各题型占例都有定别，请意！（试间：1.5小）一、简答题（小题5分，共20分．传感器：．静特性：．超声波的波型有几？是根据什么来分类的？4.简述容式传感器的工作原理二、选择题（空分共27分码盘式传感器是建立在编码器的基上的它够将角度转换为数字编是种数字式的传器。码盘按结构可以为接触式、和________三种。．当超声波在一种介中传播到界面或遇到另一种介质，其方向垂直于界面时将产生声波的射、折射及现象。

3.改变电感传感器的引线电缆后，。b.必须对整个仪器重新调零c.必须对整个仪器重新标定d.不必对整个仪器重新调零．应变片的选择包括型的选择、材料的选用、等。a.测量范围的选择b.电源的选择阻值的选尺的选择．应变片绝缘电阻是已粘贴应片的之间的电阻。在光的作用下电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态引物体电阻的变化，这种象称为________。7.如图所示的结构由线圈、铁芯、衔三分组成的。线圈套在芯上的，在铁芯与衔铁之间有个空气隙，空气隙厚为。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用传感器的运动部分时衔铁将会运动而产生位，使空气隙发变化。这种结可作为传感器用于_______。

a.静态测量b.动态测量c.静态测量和动态测量d.既不能用于静态测量，也不能用于态量三、激光干涉感器的作用是测量长，其基本原理就是光的涉原理，测量度高、分辨力高如图所示是迈克尔逊光束干涉系统，图是源B是光镜，M1是固定射镜M2是可动反镜P是观察处试绍其工作原理14分四．画出测试统的组成框图，并说各组成部分的作用。（12分

五．粘贴到试上的电阻应变片，环温度变化会引起电阻的对变化，产生假应变，这种现称为温度效应，简述生这种现象的原因。（12分六．如图所示电容式差压传感器结示意图及其转换电路，中为玻璃盘，2为镀金层，3为属膜片，介绍其工作原理（分《传感器与测技术》参考答案一、简答题（小题5分，共20分．传感器：传感器是种以一定的精确度把被测量转换为与之有定对应关系的便于精确处理应用的另一种量的测装置或系统。静特性指传感在输入量的各个值处于定状态时的输与输入关系即当入量是常量或化极慢时，输出与输的关系。．超声波的波型有几？是根据什么来分类的？超声波的波型纵波、横波、表面波亦称瑞利波）、兰姆波依据超声场中点的振动与声能量传方向之间的关系来分。

4.简述容式传感器的工作原理两平行极板组的电容器，如果不考边缘效应，其电容量为式中——极板间介质的介电数，——极板的遮面积；——极板间的离。当被测量的变使式中的、或任参发生变化时电容量C也随之变化。二、选择题（空分共27分．a；．．c；d．．d7.三、激光干涉感器的作用是测量长，其基本原理就是光的涉原理，测量度高、分辨力高如图所示是迈克尔逊光束干涉系统，图是源B是光镜，M1是固定射镜M2是可动反镜P是观察处试绍其工作原理14分答案要点：来自光源的经半反半透分光镜B后分成两路一路由固定反射镜M1反，另一路经可动反镜M2和B反射，在观察屏处遇产生干。当M2每动半个光波波长时，涉条纹亮暗变化一次因此被测长度为式中，x—被测度；N干涉条纹亮暗变化次；—真空中光波波长；

n—气折射率。四．画出测试统的组成框图，并说各组成部分的作用。（12分答案要点：传感器作为测系统的第一环节，将测量转化为人们所熟悉各种信号，通传感器将被测量换成电信号；信号变部分是对传感器所送出信号进行加工如信号的放大、波、补偿、校正、模转换、数模转换等，经处理使传感器出的信号便于传、显示或记录；显示记录部分将所测信号变便于人们理解形式，以供人们测和分析。五．粘贴到试上的电阻应变片，环温度变化会引起电阻的对变化，产生假应变，这种现称为温度效应，简述生这种现象的原因。（12分答案要点：①环境温度变时，由于敏感栅材料电阻温度系数的存在，起应变片电阻对变化；②环境温度变时，敏感栅材料和试材料的膨胀系数不同，变片产生附加拉长或缩)，起电阻的相对变化。六．如图所示电容式差压传感器结示意图及其转换电路，中为玻璃盘，2为镀金层，3为属膜片，介绍其工作原理（分答案要点：电容式差压传器由两个玻璃圆盘和个金属膜片组成。两玻圆盘上的凹面各镀以金作为电传感器的两个固定电，夹在两凹圆盘中的膜则为传感器的动电极。当两边力相等时，膜片处在间位置与左、右固定电间距相等，转电路输出U0＝0当＞或＞P1)时膜弯向右侧(或左侧Cdb＜或Cab＞，输出与｜｜比例的信号。

中央电大工学传器与测试技术课组年月9日54中央电传感器测试技试题2003-2012(含作业答案)试卷代号1107中央广播电视大学2002-2003年度第一学期机械专业传感器与测试技术试题；2003年1月；一、简答题（每小题分，共分）；1．动特性：指传感器对随时间变化的输入量的响应特2．分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出被测；3．光栅：在玻璃尺或玻璃盘上类似于刻线标尺或度盘；4．标定：在明确传感器的输出与输入关系的前提下，；二、填空试卷代号：1107中央广播电视大学2002-2003学年度第一学期“开放本科”期末考试机械专业传感器与测试技术试题2003年1月

一、简答题（每小题5分，共20分）1．动特性：指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。2分辨力传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。3光栅在玻璃尺或玻璃盘上类似于刻线标尺或度盘那样进行长刻一般为10-12mm)的密集刻划，得到黑白相间、间隔相同的细小条纹，没有刻划的白的地方透光，刻划的发黑，不透光。这就是光栅。4．标定：在明确传感器的输出与输入关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。二、填空题（每空1分，共30分）1态误差是指传感器在全量程内任一点的输出值与其理论输出值__的偏离程度。2．传感器的动态数学模型是指传感器在受到随时间变化的___输入量_______作用时，输出与输入之间的关系，通常称为___动态模型_______。3．应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的__引线______与____被测试件_______之间的电阻值。4栅传感器是在___变面积型______容传感器的基础上发展的一种新型传感器。5介电常数型电容传感器可根据极间介质的____介电常数________随温度、湿度改变而改变来测量温度、湿度等。

6．为了改善变极距式电容传感器的非线性，可以采用差动技术，使输出为两电容之差。7．低频透射式涡流传感器的测量原理是：当发射线圈和接收线圈之间放入金属板后，引起接收线圈感应电势Ez的变化，金属板的厚度越大E2就__越小__。8．压电式传感器中常采用两片或两片以上压电晶体组合在一起使用，两片压电晶体构成的传感器有__串联__和并联两种接法。9．电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器。10．对霍尔元件可采用_电流___驱动或_电压__驱动。11.磁头的功能是读取磁栅上记录信号，可分为静态磁头和动态磁头。12超声波能够成为射线而定向传播声波在液体体中__减__很小，因而穿透本质大，碰到杂质或分界面就会有显著的_反射__。13.为使探头有效地向工件发射超声波和有效地接收超声波，必须使探头和工件之间有良好的声耦合头和工件的耦合方式可分为直接接触法和液浸法二种。14．超声波测厚仪从原理上分主要有共振式和脉冲反射式15测试系统中噪声的形成必须具备噪声源耦合通道和对噪声敏感的接受电路三个基本因素。16．切削测力仪按原理分为压电式、电阻应变式两类。

17．测温方法可分接触法与非接触法。三、问答题（每小题5分，共20分）1．什么是莫尔条纹？将栅距相同的两块光栅的刻线面相对重叠在一起且使二者栅线有很小的交角θ，这样就可以看到在近似垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹是基于光的干涉效应产生的。2．热电阻式传感器有哪些类型？热电阻的类型包括铂热电阻、铜热电阻、铟电阻、锰电阻等。3．磁电式传感器有何优点？磁电式传感器直接从被测物体吸收机械能并转换成电信号输出，输出功率大，性能稳定，工作不需要电源、调理电路简单，灵敏度较高，一般不需要高增益放大器。4．声波形成干涉条件是什么？频率相同振动方向相同相位相同或相位差恒定的两个波在空间相遇。四、常用的超声波探伤方法有哪些？各有什么特点？分）有共振法、穿透法；脉冲反射法。共振法的特点是：(1)可精确地测厚，特别适宜测量薄板及薄壁管；

(2)工件表面光洁度要求高，否则不能进行测量。穿透法具有以下特点：(1)探测灵敏度较低，不易发现小缺陷；(2)根据能量的变化即可判断有无缺陷，但不能定位；(3)适宜探测超声波衰减大的材料；(4)可避免肓区，适宜探测薄板；(5)指示简单，便于自动探伤；(6)对两探头的相对距离和位置要求较高。脉冲反射法的特点是：(1)探测灵敏度高；(2)能准确地确定缺陷的位置和深度；(3)可用不同波型探测，应用范围广。五、简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。分）传感器的选用原则和应考虑的因素：(1)细研究所测试的信号、分析测试环境和干扰因素根据测试范围确定选用什么样的传感器确定测试方式考虑传感器的体积被测位置是否能安下，传感器的来源、价格等因素。传感器灵敏度，频率响应特性、稳定性、精度。设计测试系统时应考虑的因素：灵敏度、精确度、响应特性、线性范围、稳

定性、测量方式、各环节之间的配合、并尽量兼顾体积小、重量轻、结构简单、易于维修、价格便宜、便于携带、通用化和标准化等一系列因素。六、影响测试系统正常工作的干扰有哪些？如何防护？分)(1)机械干扰。采取减振措施，一般可设置减振弹簧或减振橡胶。(2)光干扰。将元件封闭在不透光的壳体内，注意对光的屏蔽。(3)温度干扰。采用导热性良好的金属材料制成屏蔽罩将需要防护的装置屏蔽起来并使罩内温度分布均匀对于高精度的计量测试工作可安排在恒温室内进行测试的过程中还可采用温度补偿的方法以减小环境温度变化对测试结果的影响。(4)湿度干扰。环境去湿或在设计测试装置时采取防潮措施，如对电气元件和印刷电路板等浸渍防潮漆或用机硅橡胶或环氧树脂等灌装。(5)电磁干扰。屏蔽、接地和滤波等。试卷代号：1107中央广播电视大学2002-2003学年度第二学期“开放本科”期末考试机械专业传感器与测试技术试题2003年7月一、简答题（每小题5分，共20分）1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应

关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。2静特性指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。3．霍尔效应：金属或半导体薄片两端通以控制电流，在与薄片垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势UH，UH的大小正比于控制电流和磁感应强度B，这一现象称为霍尔效应。4．莫尔条纹：将栅距相同的两块光栅的刻线面相对重叠在一起，并且使二者栅线有很小的交角θ，这样就可以看到在近似垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹是基于光的干涉效应产生的。二、填空题（每空1分，共30分J1．传感器是测试系统的第一环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。2．绝对误差是指____测理结果___________被测参量真值_____之间所存在的差值的绝对值。3为了消除应变片的温度误差可采用的温度补偿措施包括：单丝自补偿法、双丝自补偿法和桥路补偿法。4用导电材料的____电阻率_____随本身温度而变化的温度电阻效应制成的传感器，称为热电阻式传感器。5栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展的一种新型传感器。

6．当自感式传感器结构和材料确定后，电感为空气隙截面积及空气隙的函数。7．低频透射式涡流传感器的测量原理是：当发射线圈和接收线圈之间放人金属板后，引起接收线圈感应电势E2的变化，金属板的厚度越大E2就__越小__。8利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管光敏三极管和光电池等。9．光电式编码器由光源、光学系统、码盘、光电接收元件及处理电路等组成。10．石英晶体的X轴称为__电轴__，垂直于轴的平面上压电效应最强；Y轴称为__机械轴__，沿y轴的机械变形最明显；Z轴称为光轴或中性轴，轴方向上无压电效应。11.对霍尔元件可采用_电流_驱动或__压__驱动。12．超声波能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透本领大，碰到杂质或分界面就会有显著的_反射__。13．多普勒效应引起的频率变化称为_普勒频移___。14.磁场屏蔽用的屏蔽体用强磁材料制成，由于__磁阻__极小，因而干扰源所产生的磁通大部分被限制在强磁屏蔽体内。三、问答题（每小题5分，共20分】

1．无失真检测的条件是什么？传感器无失真检条件是：幅频特性应当是常数（即水平直线）；相频特性应该是线性关系。2．什么叫金属应变片的横向效应？沿应变片轴向的应变εx。必然引起应变片电阻的相对变化，而沿垂直于应变片轴向的横向应变εy会引起其电阻的相对变化种现象称为横向效应。3．超声波的波型有几种？是根据什么来分类的？超声波的波型有纵波、横波、表面波（亦称瑞利波）、兰姆波。依据超声场中质点的振动与声能量传播方向之间的关系来分。4．简述电容式传感器的工作原理。两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为式中：ε-极板间介质的介电常数;S-极板的遮盖面积；δ一极板间的距离。当被测量的变化使式中的ε、S或δ一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。四、影响测试系统正常工作的干扰有哪些？如何防护？分）

(1)机械干扰。采取减振措施，一般可设置减振弹簧或减振橡胶。(2)光干扰。将元件封闭在不透光的壳体内，注意对光的屏蔽。(3)温度干扰。采用导热性良好的金属材料制成屏蔽罩将需要防护的装置屏蔽起来并使罩内温度分布均匀对于高精度的计量测试工作可安排在恒温室内进行测试的过程中还可采用温度补偿的方法以减小环境温度变化对测试结果的影响。(4)温度干扰。环境去湿或在设计测试装置时采取防潮措施，如对电气元件和印刷电路板等浸渍防潮漆或用机硅橡胶或环氧树脂等灌装。(5)电磁干扰。屏蔽、接地和滤波等。五、螺管型电感传感器与变气隙型电感传感器有何优缺点？分J答变气隙型灵敏度高因而它对电路的放大倍数要求低它的主要缺点是非线性严重，为了减小非线性，量程就必须限制在较小范围内，通常为气δ0的1/5以下同时这种传感器制造装配困难螺管型的灵敏度低但量程大，线性较好，制造装配方便，批量生产的互换性强。六、简述利用PSD进行三角法测距的原理。分）图8-53PSD光学三角法测距系统光源发出的光经透镜L1聚焦后投向待测体的表面射光由透镜聚焦到一维PSD上，形成一个光点。若透镜L1与L2间的中心距离为，透镜到PSD表面之间的距离（即透镜L2的焦距）为f，聚焦在PSD表面的光点距离透镜

中心的距离为z，则根据相似三角形的性质，可得出待测距离为：D=bf/x因此，只要测出PSD的光点位置坐标x值，即可测出待测体的距离。中央广播电视大学2003—2004学年度第一学期“开放本科”期末考试机械专业传感器与测试技术试题2004年1月一、埴空题[每空2分．共26分）1．铁磁材料在外