试卷代号：1107 座位号[
中央广播电视大学2005-2006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
2006年7月
一、填空题(每空2分，共30分)
1.涡流的大小与导体的电阻率p、导磁率μ、导体厚度t,以及线圈与导体之间的距离x、线 圈的激磁频率w 等参数有关。改变 ,可以做成测量表面温度、检测材质 的传感器；改变 ,可以做成测量应力、硬度的传感器；改变 ,可以做成测量位移、厚度、振动的传感器；同时改变x,p 和μ,可以对导体进行探伤。
2.大气压力一般在960hPa～1060hPa 范围内变化，要测量其精确值，选用的传感器的测量范围应为 ,量程为
3.热电阻式传感器是基于导电材料的 随本身温度而变化的温度电阻效应制成的传感器。
4. 是指测量结果与被测参量真值之间所存在的差值的绝对值； 是指测量的绝对误差与被测量真值的比值； 是指测量的绝对误差与仪表的满量程之比； 通常用来表征仪器本身。
5.光敏元件的两端加一定偏置电压后，在某种光源的特定照度下产生或增加的电流称为
6.当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),这种现象叫做
7.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 。这些条纹是基于光的. 效应产生的。
8.由于受到 的限制，绕线式电位计分辨力不高。
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26分)
1.固态压阻式传感器灵敏度高，尺寸小，横向效应也小，滞后和蠕变都小，因此适用于测量。
A. 动态
B. 静态
C. 精确
D. 随机
2.超声波是 的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。
A. 机械波
B. 电磁波
C. 纵波
D. 表面波
3.为使探头有效地向工件发射和接收超声波，必须使探头和工件探测面之间有良好的声耦合，耦合方式可分为直接接触法和 法。
A. 液介
B. 气介
C. 固介
D. 液浸
4.改变电感传感器的引线电缆后，
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
5.超声波的频率高(可达10⁹ Hz), 因而 ,绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向传播。
A. 速度快
B. 波长短
C. 波长长
D. 速度慢
6.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 。
A. 声光效应
B. 光生伏特效应
C. 光电导效应
D. 热释电效应
7.当光敏元件加一定电压时，如果照射在光敏元件上的是一单色光，当入射光功率不变 时，光电流随入射光波长变化而变化的关系 I=f(λ), 称 为 。在检测中，应选择最大灵敏度在需要测量的光谱范围内的光敏元件，才有可能获得最高灵敏度。
A. 温度特性
B. 光照特性
C. 光谱特性
D. 伏安特性
8. 涡流传感器可以实现非接触式测量，涡流传感器在金属导体上产生的涡流的渗透深度与传感器线圈的励磁电流的 有关。涡流传感器主要分为 和 两类。
A. 电压
B. 大小
C. 频率
D. 高频反射
E. 低频透射
F. 高频透射
G. 低频反射
9.电参量式传感器包括 三种基本形式。
A. 电阻式
B. 磁电式
C. 压磁式
D. 电容式
E.电感式
F. 光电式
三、问答题(44分)
1.简述电容式传感器的工作原理。根据其工作原理，电容式传感器可分为那几种类型?(10分)
2.两金属应变片R₁ 和R₂ 阻值均为120Ω,灵敏系数k=2; 两应变片一受拉，另一受压，应 变均为1000με。两者接入直流电桥组成半桥双臂工作电桥，电源电压U=5V。 求：(1)△R 和△ R/R;(2) 电桥的输出电压Uo 。(14 分)
3.如图所示结构可用于转速测量，由导磁材料制成的齿轮安装在被测转轴上，与转轴一起旋转。简述其工作原理。(10分)
转速传感器的结构
4.如图所示是带有等位环的平板电容器结构原理图，请介绍等位环的作用。(10分)
试卷代号：1107
中央广播电视大学2005—2006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
试题答案及评分标准
(供参考)
2006年7月
一 、填空题(每空2分，共30分)
1.导体的电阻率p 导体的导磁率μ 线圈和导体之间的距离x
2.960hPa～1060hPa (稍大于此范围也可) 100 hPa
3. 电阻率
4.绝对误差 相对误差 引用误差 引用误差 5.光电流
6.帕尔贴效应
7.莫尔条纹 干涉
8.电阻丝直径
二、选择题(每空2分，共26分)
1.A 2.A 3.D 4.C 5.B
6.B 7.C 8.C、D、E 9.A、D、E
三、问答题(44分)
1.简述电容式传感器的工作原理。根据其工作原理，电容式传感器可分为那几种类型?(10分)
答：两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为当被测量的变化使δ(电容极板间距)、S(电容极板有效面积)或e (电容极板间介质的介电 常数)任一参数发生变化时，电容量C 也就随之变化，这就是电容式传感器的工作原理。电容
式传感器有三种基本类型，即变极距(或称变间隙型)、变面积型和变介电常数型，
2.两金属应变片R₁ 和 R₂ 阻值均为120Ω,灵敏系数k=2; 两应变片一受拉，另一受压，应 变均为1000 μe 。 两者接人直流电桥组成半桥双臂工作电桥，电源电压U=5V 。 求：(1)△R 和△R/R;(2) 电桥的输出电压Uo 。(14 分)
答：灵敏系数k=△R/(Rs)=2
应变为1000 μe, 即ε=0.001
则△R/R=2e=0.002,△R=0.002R=0.002×120Ω=0.24Ω
电桥的输出电压Uo=U[(R₁+△R)/(R₁+△R+R₂- △R)]-U/2=0.005V
3.如图所示结构可用于转速测量，由导磁材料制成的齿轮安装在被测转轴上，与转轴一起旋转。简述其工作原理。(10分)
答：如图所示是一种开磁路变磁通式传感器的结构，齿轮安装在被测转轴上，与转轴一起 旋转。当齿轮转动时，每转过一个齿，磁路的磁阻就变化一次，因而磁通量也变化一次，线圈中 产生感应电动势，线圈中产生的感应电动势的变化频率等于齿轮的齿数和转速的乘积，由此可求得转轴的转速。
4.如图所示是带有等位环的平板电容器结构原理图，请介绍等位环的作用。(10分)
答：使电极2的边缘电力线平直，两电极间的电场基本均匀，消除和减小边缘效应，提高电容式传感器的灵敏度和线性度。
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