试卷代号：1107
座位号
中央广播电视大学2004— 2005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
2005年1月
一、填空题(每空2分，共26分)
1.光照射在物体上可以看成一连串具有一定能量的光子轰击这些物体， 一个光子的能量 只能给一个电子，因此电子增加的能量为hv。 电子获得能量后释放出来，参加导电。这种物体吸收光的能量后产生电效应的现象叫做
2. 为了使光电器件能很好工作，需要选择合适的光源。常用的光源有：、钨丝灯泡、电弧灯和石英灯、激光等。
3.边缘效应不仅使电容传感器的 降低，而且产生. ,因 此应尽量消除或减小边缘效应。
4.测试系统在通常情况下受到的干扰有机械干扰、光干扰、温度干扰、湿度干扰和
5.屏蔽是常用的抗干扰技术，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和 屏蔽。
6.差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比，线性 、灵敏度提高倍、测量精度高。
7.差动变压器是互感式电感传感器，它可以将被测量的变化转换为 的变化。
8.从原理上看，容栅传感器是一种变 型电容传感器，容栅传感器分为长容栅和圆容栅，用于测量线位移和线速度。
9.磁栅式传感器由 和检测电路组成，其中 是检测位置的基准尺。
二、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处(每空2分，共28分)
1.金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数 。
A. 小
B.大
C. 相等
2.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、 和 三种。
A. 光电式
B.磁电式
C. 电磁式
D. 感应同步器
3.在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫
A. 外光电效应
B.压电效应
C. 磁电效应
D. 声光效应
4.当光栅付中任一光栅沿垂直于刻线方向移动时，莫尔条纹就会沿近似 的方向运动。当光栅改变运动方向时，莫尔条纹也随之改变运动方向，两者具有相对应的关系。
A. 平行于光栅移动
B. 垂直于光栅移动
C. 与光栅移动方向成45°角
D. 与光栅移动方向成135°角
5.应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、 和 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
6.应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的 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
7.当声波传播至两介质的分界面， 一部分能量返回原介质，称为反射波；另一部分能量透过介质面，到另一介质内继续传播，称为 。
A. 驻波
B. 兰姆波
C. 折射波
D. 波型转换
8.设在S 有一静止声源，发出一频率为fs 的超声波，在介质中的传播速度为C, 波长为λ。 那么当接收点 O 与发射点S 和介质都处于静止状态时，接收点收到的频率将 ;如果 接收点以速度 V。与声波传播方向同向运动，接收点所收到的频率 ;如果接收点以速度 V。与声波传播方向逆向运动，接收点所收到的频率
A.=f₅
B.<fs
C.>fs
D. 与 fs 无关，
9.为了满足测试的需要，应对传感器的灵敏度、线性度、信噪比、滞后、漂移、和负载效应等技术性能提出基本要求。
A. 重复性
B. 体积
C. 温度性能
D. 抗震性
E.动态性能
F. 质量
三、问答题(46分)
1.电容传感器分为变间距型、变面积型和变介电常数型三种形式，比较这三种传感器测位移时的量程、灵敏度和线性度。(5分)
2.由安培定律可知，在载流导体周围会产生一正比于该电流的磁场，霍尔钳形电流表的探 头是用环形铁芯做集束器，霍尔器件放在空隙中间，如图所示。试介绍霍尔钳形电流表的工作原理。(10分)
3.什么是传感器的动特性?(5分)
4.何为传感器的分辨力和阀值?(6分)
5.如图所示是BYM 型压力传感器的结构原理图。弹簧管1的自由端与差动式电感传感 器的衔铁2相连，衔铁2位于传感器两差动线圈5和6的中间位置。试介绍其工作原理。(10分)
6.用涡流传感器测量金属板厚度时需不需要恒温，为什么?(10分)
试卷代号：1107
中央广播电视大学2004-2005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 答 案 及 评 分 标 准
(供参考)
2005年1月
一、填空题(每空2分，共26分)
1.光电效应
2.发光二极管
3.灵敏度 非线性
4.电磁干扰
5.电磁
6.好 一倍
7.互感系数
8.面积
9.磁栅 磁头 磁栅
二、选择题(每空2分，共28分)
1.A 2.A、C 3.A 4.B 5.C、D
6.B 7.C 8.A、B、C 9.A、E
三、问答题(46分)
1.电容传感器分为变间距型、变面积型和变介电常数型三种形式，比较这三种传感器测位移时的量程、灵敏度、线性度。(5分)
答：变间距型电容传感器的量程小，灵敏度高，输入被测量与输出电容之间的关系为非线性：变面积型和变介电常数型量程大，灵敏度低，传感器的输入被测量与输出电容之间的关系为线性。
2.由安培定律可知，在载流导体周围会产生一正比于该电流的磁场，霍尔钳形电流表的探头是用环形铁芯做集束器，霍尔器件放在空隙中间，如图所示。试介绍霍尔钳形电流表的工作原理。(10分)
答：由安培定律可知，在载流导体周围会产生一正比于该电流的磁场，霍尔元件在磁场中产生的霍尔电势：Un=KHIB。 电流表中霍尔元件的灵敏度KH、 控制电流I 为定值，霍尔元件输出的霍尔电势与磁场成正比，通过对磁场的测量可间接测得电流的大小。
3.什么是传感器的动特性?(5分)
答：传感器的动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
4.何为传感器的分辨力和阀值?(6分)
答：分辨力是指传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化值。阈值是能使传感器的输出产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨力。
5. 如图所示是BYM 型压力传感器的结构原理图。弹簧管1的自由端与差动式电感传感器的衔铁2相连，衔铁2位于传感器两差动线圈5和6的中间位置。试介绍其工作原理。(10分)
答：线圈和衔铁构成差动变气隙自感式电感传感器，当压力 P 发生变化时，弹簧管1的自 由端产生位移，使衔铁2产生移动，使两差动线圈5和6的电感值一个增加， 一个减少。衔铁 位移的大小决定传感器输出信号的大小，衔铁移动的方向决定输出信号的相位，传感器输出信 号的大小和相位与两差动线圈电感值的变化、衔铁的位置、压力之间有一个确定的关系，由此可以测得压力的大小。
6.用涡流传感器测量金属板厚度时需不需要恒温，为什么?(10分)
答：导体的电阻率p 随温度变化，在较小的温度范围内导体的电阻率p 与温度关系为线性 关系，在其他条件不变的情况下，导体电阻率的改变可导致涡流传感器输出信号的变化，引起测量误差，所以用涡流传感器测量金属板厚度时需要恒温。
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