试卷代号：1107 座位号 中央广播电视大学2006一2007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 2007年7月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、填空题（每空2分，共8分）】 1.光敏元件在无光照时，两端加电压后产生的电流称为 2.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 3,用于检测的超声波换能器有 磁致伸缩型、电磁型、有振板型、弹性表 面波型等。 4.由不同波源发出的频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的两个波在空间 相遇时，某些点振动始终加强，某些点振动始终减弱或消失，这种现象称为 现象。 得分 评卷人 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3 分，共36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、 和 三种。 A.光电式 B.磁电式 C.电磁式 D.感应同步器 675
试卷代号:1107 座位号[工口 中央广播电视大学2006-2007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 2007年 7月 题 号 四 五 六 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、填空题(每空2分，共 8分) 1.光敏元件在无光照时，两端加电压后产生的电流称为 2.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 3.用于检测的超声波换能器有 、磁致伸缩型 、电磁型、有振板型、弹性表 面波型等。 4.由不同波源发出的频率相同、振动方 向相同、相位相 同或相位差恒定 的两个波在空间 相遇时，某些点振动始终加强，某些点振动始终减弱或消失 ，这种现象称为 现象 。 得 分 评 卷人 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 3 分 ，共 36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 、 和 三种。 光电式 电磁 式 B.磁电式 D.感应同步器 675
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 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， 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、 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 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。 线圈套在铁芯上，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙， 线艺 空气隙厚度为6。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8发生变化。这种结构可作为传感 器用于 A.静态测量 、衔铁 B.动态测量 传感器结构原理图 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 676
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 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，_ 。 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 、 、 等 。 测量范围的选择 阻值的选择 电源的选择 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 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 。 线圈套在铁芯上，在铁芯与衔铁之间有一个空气隙， 空气隙厚度为8。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 8发生变化。这种结构可作为传感 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，也不能用于动态测量 676 线圈 I 铁芯 衔铁 传感器结构原理图
8.环境温度变化后，光敏元件的光学性质也将随之改变，这种现象称为 A.光谱特性 B.光照特性 C.频率特性 D.温度特性 9.超声波在固体中可穿透几十米的长度，在液体、固体中衰减 ,碰到杂质或分界 面就会有显著 A.小 B.大 C.反射 D.折射 E.透射 得 分 评卷人 三、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。(14分) M 麦克尔逊干涉系统原理图 得分 评卷人 四、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。(14分】 得 分 评卷人 五、粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变 化，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的 原因。(14分) 677
8.环境温度变化后，光敏元件的光学性质也将随之改变，这种现象称为_ 。 A.光谱特性 B.光照特性 C.频率特性 D.温度特性 9.超声波在固体中可穿透几十米的长度，在液体、固体中衰减_ ，碰到杂质或分界 面就会有显著_ 。 A.小 B.大 C.反射 D.折射 E.透射 得 分 评卷人 统 ，图中 S是光源 ，B 三、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 是分光镜 ，从 是 固定反射镜 ，Mz是可动反射镜 ，P是观察屏处，试 介绍 其工作原理。(14分) 麦克尔逊干涉系统原理图 得 分 评卷人 四、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。(14分) 得 分 评卷人 五 、粘贴 到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变 化 ，产生虚假应变，这种现象称为温度效应，简述产生这种现象的 原因。(14分) 677
得 分 评卷人 六、如图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路，图中1 为玻璃盘，2为镀金层，3为金属膜片，试介绍其工作原理。(14 分) aobodo 电极引线 (a) (b) 电容式差压传感器结构及其转换电路 678
得 分 评卷人 六 、如图所示是 电容式差压传感器结构示意图及其转换电路 ，图中 1 为玻璃盘，2为镀金层，3为金属膜片，试介绍其工作原理。(14 分) P,一 一 只 a 电极 ia 引 ) 线 }4. (b d ) c},ZbU'} 电容式差压传感器结构及其转换电路 678
试卷代号：1107 中央广播电视大学2006一2007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) 2007年7月 一、填空题（每空2分，共8分） 1.暗电流 2.帕尔贴效应 3.压电型 4.干涉 二、选择题（每空3分，共36分） 1.A、C 2.D 3.C4.C、D5.B6.D7.C8.D9.A、C 三、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，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。(14分) 答：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M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。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一被测长度； N一干涉条纹亮暗变化次数； 入。一真空中光波波长； 一空气折射率。 679
试卷代号:1107 中央广播电视大学2006-2007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) 200 年 7月 一、填空题(每空 2分，共 8分) 1.暗 电流 2，帕尔贴效应 3.压 电型 4.干涉 二、选择题 (每空 3分 ，共 36分 ) 1.A,C 2.D 3.C 4.C,D 5. I3 6.D 7.C 8.D 9.A,C 三、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 ，M，是 固定 反射 镜 ，从 是可动反射镜 ，P是观察屏处 ，试介绍其工作原理。(14分 ) 答: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 M:反射，另一 路经可动反射镜 MZ和 B反射，在观察屏 尸处相遇产生干涉。当 MZ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}a/2n 式中，x一被测长度; N一干涉条纹亮暗变化次数; 久。一真空中光波波长; n一空气折射率 。 679
四、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。(14分) 答： 被测量 观测 传感器 信号变换 城示、记录 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：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；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。 五、粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现 象称为温度效应，简述产生这种现象的原因。(14分) 答：①环境温度变化时，由于敏感栅材料的电阻温度系数的存在，引起应变片电阻相对变 化： ②环境温度变化时，敏感栅材料和试件材料的膨张系数不同，应变片产生附加的拉长（或 压缩)，引起电阻的相对变化。 六、如图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路，图中1为玻璃盘，2为镀金层，3 为金属膜片，试介绍其工作原理。(14分) 答：电容式差压传感器由两个玻璃圆盘和一个金属膜片组成。两玻璃圆盘上的凹面上各 镀以金作为电容传感器的两个固定电极，夹在两凹圆盘中的膜片则为传感器的可动电极。当 两边压力相等时，膜片处在中间位置，与左、右固定电极间距相等，转换电路输出U。=0;当P1 >P2(或P2>P)时，膜片弯向右侧（或左侧），C<Cb(或Cab<C),U。输出与|P1一P2I成 比例的信号。 680
四、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。(14分) 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;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;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。 五、粘贴到试件上的电阻应变片，环境温度变化会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现 象称为温度效应 ，简述产生这种现象的原因。(14分) 答 :①环境温度变化时 ，由于敏感栅材料的电阻温度系数的存在 ，引起应变片电阻相对变 化; ②环境温度变化时，敏感栅材料和试件材料的膨胀系数不同，应变片产生附加的拉长(或 压缩)，引起电阻的相对变化 。 六、如图所示是电容式差压传感器结构示意图及其转换电路，图中 1为玻璃盘 ，2为镀金层，3 为金属膜片，试介绍其工作原理。(14分 ) 答:电容式差压传感器由两个玻璃圆盘和一个金属膜片组成。两玻璃圆盘上的凹面上各 镀以金作为电容传感器的两个固定电极，夹在两凹圆盘中的膜片则为传感器的可动电极。当 两边压力相等时，膜片处在中间位置，与左、右固定电极间距相等，转换电路输出Uo =0;当P, } Pz(或 Pz}PI)时，膜片弯向右侧(或左侧)，Gdb C Cab(或 Cab } Cdb } + U。输出与{P1 - Pz}成 比例的信号。 680