电大试卷2014年1月1107《传感器与测试技术》

试卷代号：1107
座位号
中央广播电视大学2013— 2014学年度第一学期“开放本科”期末考试
传感器与测试技术试题
2014年1月
一、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号中。每空3 分，共12分)
1. 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. 基片与被测试件
C. 引线与被测试件
D. 敏感栅与被测试件
2. 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δ。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δ发生变化。这种结构可作为传感器用于( )。

A. 仅用于静态测量
B. 仅用于动态测量
C. 既不能用于静态测量，也不能用于动态测量
D. 静态测量和动态测量
3. 利用( )可制成半导体光敏电阻。利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。
A. 外光电效应
B. 压电效应
C. 磁电效应
D. 光电导效应
E. 声光效应
二、简答题(每小题5分，共20分)
4. 线性度：
5. 静特性：
6.压阻效应：
7.莫尔条纹：
三、问答题(每小题6分，共24分)
8. 传感器是由哪几部分组成?各有何功能?
9.金属应变片有哪些类型?
10.什么叫涡流效应?
11. 何为传感器的分辨力和阀值?
四、综合题(共44分)
12. 测试系统的组成框图如图所示，请将图中“传感器”后边两个框中的内容填写完整，并说明各组成部分的作用。(12分)

13. 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、分辨力强。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，M; 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；当 M₂ 每移动半个光波波长时，写出被测长度x 的公式。(16分)

14. 以下是两种霍尔元件的驱动电路，请指出哪个是恒流源驱动电路?哪个是恒压源驱动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。(16分)

试卷代号：1107
中央广播电视大学2013-2014 学年度第一学期“开放本科”期末考试
传感器与测试技术试题答案及评分标准
(供参考)
2014年1月
一、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号中。每空3分，共12分)
1.C 2.D 3.D,A
二、简答题(每小题5分，共20分)
4.线性度：实际测试获得静特性曲线后，采用直线拟合的办法来线性化，输出、输入的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差，就称为线性度(或非线性误差)。
5. 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。
6. 压阻效应：沿一块半导体某一轴向施加一定应力时，除了产生一定应变外，材料的电阻率也要发生变化，这种现象称为半导体的压阻效应。
7.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0,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。
三、问答题(每小题6分，共24分)
8.传感器是由哪几部分组成?各有何功能?
答：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量。转换元件接受敏感元件的输出并把输入转换成电路参量。转换电路把转换元件输出电路参数转换成电量输出。
9.金属应变片有哪些类型?
答：①电阻丝应变片；②金属箔式应变片。
10.什么叫涡流效应?
答：当一块金属导体放置在一变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。
11.何为传感器的分辨力和阀值?
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。
四、综合题(共44分)
12. 测试系统的组成框图如图所示，请将图中“传感器”后边两个框中的内容填写完整，并
说明各组成部分的作用。(12分)

答案要点：

(3分)
(1)传感器作为测试系统的第一环节，将被测量转化为人们所熟悉的各种信号，通常传感
器将被测量转换成电信号；(3分)
(2)信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工，如信号的放大、滤波、补偿、校正、模
数转换、数模转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、显示或记录；(3分)
(3)显示与记录部分将所测信号变为便于人们理解的形式，以供人们观测和分析。(3分)
13. 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、分辨力强。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，M: 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，当M₂ 每移动半个光波波长时，写出被测长度x 的公式。(16分)

答案要点：
(1)来自光源 S 的光经半反半透分光镜 B 后分成两路，一路由固定反射镜 M₁ 反射，另一
路经可动反射镜 M₂ 和 B 反射，在观察屏P 处相遇产生干涉。(9分)
(2)当M₂ 每移动半个光波波长时，干涉条纹亮暗变化一次，因此被测长度为 x=N。/2n
式中，x— 被测长度；
N— 干涉条纹亮暗变化次数；
λo— 真空中光波波长；
n— 空气折射率。 (7分)
14. 以下是两种霍尔元件的驱动电路，请指出哪个是恒流源驱动电路?哪个是恒压源驱
动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。(16分)
答案要点：

(1)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。(5分)
(2)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。(5分)