试卷代号：1107 座位号 中央广播电视大学2006一2007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 2007年1月 题 号 二 三 四 五 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、填空题（每空2分，共10分）】 1.机械干扰是指测试系统受到一定程度的振动或冲击时带来的干扰，对于这种干扰应采 取减振措施，一般可设置 或减振橡胶。 2.力传感器的测量范围为0~十10N,量程为10N,满量程输出为5V,正行程最大重复性 偏差为0.03V,反行程最大重复性偏差为0.026V,则其重复性误差为 3.光电式传感器是根据 的原理，将光信号转换成电信号的传感器。 4.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。 5.沿应变片轴向的应变ε，必然引起应变片电阻的相对变化，而垂直于应变片轴向的横向 应变ε，也会引起其电阻的相对变化，这种现象称为 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45分) 1.在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化叫漂移。 漂移常包括 漂移和 漂移。 A.零点 B.干扰 C.温度 D.噪声 E.时间 F.灵敏度 696
试卷代号:1107 座位号巨口 中央广播电视大学2006-2007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 2007年 1月 题 号 四 五 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、填空题(每空 2分，共 10分) 1，机械干扰是指测试系统受到一定程度的振动或冲击时带来的千扰，对于这种干扰应采 取减振措施，一般可设置 或减振橡胶。 2.力传感器的测量范围为 。一+10N，量程为 lON，满量程输出为 JV，正行程最大重复性 偏差为 0. 03V，反行程最大重复性偏差为 0. 026V ，则其重复性误差为 3.光电式传感器是根据 的原理，将光信号转换成电信号的传感器。 4.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。 5.沿应变片轴 向的应变 。、必然引起应变片电阻的相对变化，而垂直于应变片轴 向的横向 应变。，也会引起其电阻的相对变化，这种现象称为 得 分 评卷人 1.在一定时间间隔内 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 扭 分，共 45分 ) ，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化叫漂移。 漂移常包括_ 漂移和 A.零点 C.温度 E.时间 696 漂移 。 干扰 噪声 F.灵敏度
2.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 3.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 温度变 化会引起光敏元件的光电流及光谱特性等变化。 A.光谱特性 B.光照特性 C.频率特性 D.温度特性 4.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 5.传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传感 器. A.其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小。 B.其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近。 C.其输出量中与被测输人量无关的、不需要的变化小。 ).其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示。 6.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 7.传感器的动态标定主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，对一阶传 感器有 :对二阶传感器有 和固有频率。 A.上升时间 B.稳定时间 C.超调量 D.阻尼比 E.时间常数 697
2.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 3.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_____。温度变 叱会引起光敏元件的光电流及光谱特性等变化 。 A 光谱特性 B.光照特性 C.频率特性 I ).温度特性 4.为使探头有效地向工件发射和接收超声波，必须使探头和_1.._件探测而之间有良好的声 }},合·藕合方式叮分为直接接触法和_______法。 八.液 介 C 固介 气介 液浸 5.传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输人量的响应特性_动态特性好的传感 器 ， :1.其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小。 B.其输出F' }3i.,随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近 `.其输出F.3.中与被测输人量无关的、不需要的变化小 I}.其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示 6.超声波在固体中可穿透儿十米的长度，在液体、固体「}衰减_______，碰到杂质或分界 而就会有显著_________。 A.小 B，大 C.反射 D.折射 E.透射 7.传感器的动态标定主要是研究传感器的动态 响应 ，而与动态响应有关的参数 ，对一阶传 感器有_ __;对二阶传感器有_ 和固有频率。 A.上升时间 B.稳定时间 C.超调量 D.阻尼 比 E.时间常数 697
8.磁头的作用是读取磁栅上记录信号，按读取信号方式的不同，磁头可分为 磁头 和 磁头。 A.鉴幅 B.鉴相 C.静态 D.动态 9.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 10.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.静态 B.动态 C.精确 D.随机 11.螺管型电感传感器按照其工作原理应属于 传感器。 A.差动变压器式 B.互感式 C.自感式 D.涡流式 得分 评卷人 三、光电传感器的光谱特性和频率特性有何区别？选用光电元件时 考虑这两种特性有何意义？(15分) 得分 评卷人 四、如图所示是超声波液位计的原理图，简述其工作原理。(15分】 超声波探头 超声波液位计的原理图 698
8.磁头的作用是读取磁栅上记录信号，按读取信号方式的不同，磁头可分为 磁头 磁头。 A.鉴 幅 C.静态 9.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 C.必须对整个仪器重新标定 10.固态压阻式传感器灵敏度高， 测量 。 A.静态 C.精确 }3.鉴相 D.动态 必须对整个仪器重新调零 不必对整 个仪器重新调零 尺寸小 ，横 向效应也小 ，滞 后和蠕变都小 ，因此适用于 动态 随机 11.螺管型电感传感器按照其工作原理应属于 传感器。 差动变压器式 自感式 B.互感式 D.涡 流式 得 分 评 卷人 三、光电传感器的光谱特性和频率特性有何 区别?选用光电元件时 考虑这两种特性有何意义?(15分) 得 分 评卷人 四、如图所示是超声波液位计的原理图 ，简述其工作原理。(lJ分 ) 超声波探头 超声波液位计的原理图 698
得 分 评卷人 五、如图所示是PSD光学三角法测距系统的工作原理图，光源发出 的光经透镜L:聚焦后投向待测体的表面。反射光由透镜L2聚 焦到一维PSD上，形成一个光点。令透镜L1与L2间的中心距离为b,透镜L2到PSD表面 之间的距离（即透镜L?的焦距）为f,聚焦在PSD表面的光点距离透镜L?中心的距离为x, 求待测距离D的值。(15分) 灯 PSD光学三角法测距系统 699
得 分 评卷人 五、如图所示是 的光经透镜 PSD光学三角法测距系统的工作原理图，光源发出 L,聚焦后投向待测体的表面。反射光由透镜 LZ聚 焦到一维 PSI3上，形成一个光点。令透镜 L、与 L:间的中心距离为 b，透镜 Lz到 PSIU表面 之间的距离(即透镜 L}的焦距)为.f，聚焦在 PSD表面的光点距离透镜1,:中心的距离为 z' , 求待测距离 D的值。(15分 ) 'SD光学三角法测距系统 699
试卷代号：1107 中央广播电视大学2006一2007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)》 2007年1月 一、填空题（每空2分，共10分） 1.减震弹簧 2.0.6% 3.光电效应 4.电磁 5.横向灵敏度 二、选择题（每空3分，共45分） 1.A、F 2.B 3.D 4.D 5.5 6.A、C 7.E、D 8.C、D 9.C 10.B 11.C 三、光电传感器的光谱特性和频率特性有何区别？选用光电元件时考虑这两种特性有何意义？ (15分) 答：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(A),称为光谱特性。(4分) 光谱特性对选择光电器件和光源有重要意义，当光电器件的光谱特性与光源的光谱分布 协调一致时，光电传感器的性能较好，效率也高。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。(4分) 在相同的电压和相同辐值的光强度下，当人射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件 输出的光电流I和灵敏度S随调制频率f变化的关系I=f1(f)、S=f2(f)称为频率特性。 (4分) 选择光电器件时应选用响应频率高的元件，以保证测量时对传感器响应时间的要求。 (3分) 700
试卷代号:1107 中央广播电视大学2006-2007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) zoos年 1月 一、填空题(每空2分，共10分) 1.减震弹簧 2. 0. 6务 3.光电效应 4.电磁 J 横向灵敏度 二、选择题(每空 3分，共 4,>分) 1‘A,F 2.}3 3.D 4.D ci.f} 6, A,C 7. E,D 8. C,D 9. C; 10. I3 11. C; 三、光电传感器的光谱特性和频率特性有何区别?选用光电元件时考虑这两种特性有何意义? (15分 ) 答: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，当人射光功率不变 时，光电流随人射光波长变化而变化的关系7=f(}i),称为光谱特性 “分) 光谱特性对选择光电器件和光源有重要意义，当光电器件的光谱特性与光源的光谱分布 协调一致时，光电传感器的性能较好，效率也高。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。(4分) 在相同的电压和相同幅值的光强度下，当人射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件 输出的光电流I和灵敏度S随调制频率.f变化的关系I=.f}Cf>.S_.f}t.f)称为频率特性。 (4分) 选择光电器件时应选用响应频率高的元件，以保证测量时对传感器响应时间的要求。 (只分) 700
四、如图所示是超声波液位计的原理图，简述其工作原理。(15分) 答：如图所示是自发自收单换能器方式，换能器安装在最高液位之上的空气或气体中，超 声换能器发出的超声脉冲在气体中从换能器传至液面，反射后再从液面返回同一换能器而被 接收。如换能器至液面的垂直距离为L,从发到收经过的时间为，超声波在气体中的传播速 度为c,则 L=zc 五、如图所示是PSD光学三角法测距系统的工作原理图，光源发出的光经透镜L!聚焦后投 向待测体的表面。反射光由透镜L2聚焦到一维PSD上，形成一个光点。令透镜L,与L 间的中心距离为b,透镜L2到PSD表面之间的距离（即透镜L2的焦距）为f,聚焦在PSD 表面的光点距离透镜L2中心的距离为x,求待测距离D的值。(15分) 答：光源发出的光经透镜L1聚焦后投向待测体的表面。反射光由透镜L?聚焦到一维 PSD上，形成一个光点，若透镜L,与I2间的中心距离为b,透镜L?到PSD表面之间的距 离（即透镜L2的焦距）为f,聚焦在PSD表面的光点距离透镜L?中心的距离为x,则根据相 似三角形的性质，可得出待测距离D为： D=bf/x 只要测出PSD的光点位置坐标x的值，即可测出待测体的距离。 701
四、如图所示是超声波液位计的原理图，简述其工作原理。(1}分) 答 :如图所示是 自发 自收单换能器方式 ，换能器安装在最高液位之 上的空气或气体 中，超 声换能器发出的超声脉冲在气体中从换能器传至液面，反射后再从液面返回同一换能器而被 接收。如换能器至液面的垂直距离为 1_，从发到收经过的时间为 r，超声波在气体 中的传播速 度为 ‘一，则 五、如 图所示是 PSD光学三角法测距 系统的工作原理 图，光 源发 出的光经透镜 无:聚焦后投 向待测体的表面。反射光由透镜 I:聚焦到一维 PSD上，形成一个光点。令透镜 I.，与 1.} 间的中心距离为 b，透镜 Lp到 PSD表面之间的距离(即透镜 L:的焦距 )为 f}，聚焦在 P S I) 表面的光点距离透镜 L:中心的距离为 x，求待测距离 D的值。(15分 ) 答:光源发出的光经透镜 1-}聚焦后投向待测体的表面。反射光由透镜 I}聚焦到一维 PSD 上，形成一个光点 若透镜 1.,与 I.:间的中心距离为 b，透镜 I.:到 P.SD表面之间的距 离(即透镜 1.:的焦距)为 f}聚焦在 PS.表面的光点距离透镜 I.:中心的趾离为 一:，则根据相 似三角形的性质，可得出待测距离 D为 : D=bf/ x 只要测出 PSD的光点位置坐标 二的值 ，即可测出待测体的距离。 701
