中央广播电视大学2007--2008学年度第二学期“开放本科\期末考试 传感器与测试技术试题 2008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I，在与薄片垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那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的大小与控制电流I和磁感应强度B成正比，这一现象称为霍尔效应。
4．压电效应：某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方、向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫压电效应。
二、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号内。每空3分。共12分) 5．在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( D )。 A．声光效应 B．热释电效应 C．光电导效应 D．光生伏特效应
6．应变片绝缘电阻Rm是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值，通常 要求Rm的范围是( A )。
A．50～100M?以上 B．10～100M?以上C．50～l00K?以上D．100～500M?以上 17．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。利用( E )可制成半导体光敏电阻。利用( B )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。
A．压电效应 B．外光电效应C．磁电效应 D．声光效应E．光电导效应 三、问答题(每小题6分，共24分) 18．无失真检测的条件是什么?
无失真检测条件是：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。
19．什么叫金属应变片的横向效应?
沿应变片轴向的应变?x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?y，也会引起其电阻的相对变化，这种现象称为横向效应。 10．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。 11．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C?式中：ε?极板间介质的介电常数，
ε?S?
S?极板的遮盖面积；
??极板间的距离。
ε、S或?任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。 当被测量的变化使式中的
四、简答题(16分)
12．请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。
对霍尔元件可采用恒流驱动或恒压驱动，恒压驱动电路简单，但性能较差，随着磁感应强度增加，线性变坏，仅用于精度要求不太高的场合；恒流驱动线性度高，精度高，受温度影响小两种驱动方式各有优缺点，应根据工作要求确定驱动方式。 五、简述题(16分)
13．常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点? 有共振法、穿透法和脉冲反射法。 共振法的特点是：
(1)可精确的测厚，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)可避免盲区，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。 六、论述题(12分)
14．简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。
传感器的选用原则和应考虑的因素：(1)仔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，研究传感器的来源、价格等因素。(2)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。
《传感器与测试技术》期末复习
试题类型：
一、简答题：共4题，每题6分，共24分； 二、选择题：共7~9题，每题3分，共30分 三、简述题：约4题，共20分； 四、综合题：约46分。 考试时间为90分钟。
注意：选择题指A，B，C，D.选择题；部分答案是多选的，如答案为A，C
试题样例
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．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:——极板间介质的介电常数， ——极板的遮盖面积；? ——极板间的距离。
当被测量的变化使式中的、或任一参数发生变化时，电容量C也就
随之变化。
二、选择题（每空3分，共27分）
1．码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。码盘按结构可以分为接触式、__ a______和____ c ____三种。
a．光电式b．磁电式c．电磁式d．感应同步器
2．当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及_____d___现象。
a．表面波b．兰姆波c．驻波d．波型转换
3. 改变电感传感器的引线电缆后，_c_______。
a．不必对整个仪器重新标定 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
4．应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、___c_____、____d____等。 a．测量范围的选择b．电源的选择 c．阻值的选择 d．尺寸的选择e．精度的选择 f．结构的选择
5．应变片绝缘电阻是指已粘贴的___b_____应变片的之间的电阻值。
a．覆盖片与被测试件b．引线与被测试件c．基片与被测试件d．敏感栅与被测试件
6．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，引起物体电阻率的变化，这种现象称为_____d___。
a．磁电效应b．声光效应c．光生伏特效应d．光电导效应
7．如图所示的结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时，衔铁将会运动而产生位移，使空气隙发生变化。这种结构可作为传感器用于___c_____。
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，也不能用于动态测量 三、综合题（共53分）
1．激光干涉传感器的作用是测量长度，其基本原理就是光的干涉原理，测量精度高、分辨力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中S是光源，B是分光镜，M1是固定反射镜，M2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作原理。（15分）