试卷代号：1107 座位号■■ 中央广播电视大学2011-一2012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 2012年1月 题 号 二 三 总 分 分 数 得分 评卷人 一、简答题（每题6分，共24分）】 1.压阻效应： 2.莫尔条纹： 3.光栅： 4.测定频响函数的方法有哪几种？ 得 分 评卷人 二、选择题（每空3分，共30分） 1.固态压阻式传感器灵敏度高（比金属丝高50~80倍），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.电磁波 B.纵波 C.机械波 D.表面波 668
试卷代号 座位号仁口 B. D.随机 )的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。 中央广播电视大学 11 2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 2012 年1 |题号 - |分数 .. I I _I.. I 得分|评卷人 一、简答题(每题 6分，共 4分} 1.压阻效应 2. 3. 光栅 4. 法有哪 得分|评卷人 二、选择题{每空 3分，共 0分) 1.固态压阻式传感器灵敏度高(比金属丝高 8 0 ，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 c.精确 2. 超声 A. B.纵波 c.机械波 D. 668
3.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 B.其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小 C.其输出量中与被测输人量无关的不需要的变化小 D.其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示 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10°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，光电流随人射光波长变化而变化的关系I=f(入)，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.电参量式传感器包括电阻式、( )和( )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 669
3. 感器 特性 感器 随 时 输入 应特性 动 态 性好 感器( )。 A. 随时 量 随 变化 线一 或者相 近 B. 误差 量程 C. 输入量 不需 化小 D. 动态数学 数微分方程 4. 改变 感器 )。 A. 个仪器重新标定 B. 必须对整 C. 必须 仪器 标定 D.不必对整个仪器重新调零 5. 超声 达10 Hz) ，因而( ) ，绕射现象小，方向性好，能够成为射线而 定向传播。 A. 快B. 长短 c.波长长 .速度慢 6. 部产生一定 )。 A. 声光效应B. 效应 C. 效应 D. 7. 光敏元件 一定 射在光敏元件 是→ 色光 入射 时，光电流随人射光披长变化而变化的关系 (川，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. 性B. 特性 c.光谱特性 .伏安特性 8. 式传感器包 、 ( )和( )三种基本形式。 A. 式B. c.压磁式 .电容式 E. 感式 669
9.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 得 分 评卷人 三、综合题（共46分） 1.为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施？(10分) 2.如何用磁电式传感器测量位移和加速度？(12分) 3.什么是传感器？画出其组成框图并介绍各环节的功能。(12分) 4.图示是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。(12分) 交流 变压器 6V 输出 BYM型压力传感器结构图 1一弹簧管2一衔铁3、4-铁芯5、6-线圈7一调节螺钉 670
B. D. 9. 有效 件发射 须使探 工件 藕合，藕合方式可分为直接接触法和( )法。 A.液介 C. |得分|评卷人| I I I 三、综合题(共 1.为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施? (10 2. 式传感器 位移 (1 2分) 3. 传感器 其组成框 环节 功能 (12 4. 是BYM 型 结构原 管1 差动 感传感器 衔铁 2相连，街铁 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。(12分) 1 输出 BYM 管2 铁3、4 芯5、6 国7 螺钉 670
试卷代号：1107 中央广播电视大学2011一2012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) 2012年1月 一、简答题（每题6分，共24分）】 1,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。 2.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。莫尔 条纹是基于光的干涉效应产生的。 3.光栅：在玻璃尺或玻璃盘上类似于刻线标尺或度盘那样，进行长刻线（一般为 10一12mm)的密集刻划，得到黑白相间、间隔相同的细小条纹，没有刻划的白的地方透光，刻 划的发黑，不透光。这就是光栅。 4.测定频响函数的方法有哪几种？ 确定频响函数的方法是以标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。输入的 标准信号有正弦信号、脉冲信号和阶跃信号。 二、选择题（每空3分，共30分） 1.A 2.C 3.A 4.C 5.B 6.B 7.C 8.D、E(顺序无关)9.D 三、综合题（共46分） 1.为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施？(10分) 答案要点：粘贴到试件上的电阻应变片，除感受机械应变而产生电阻相对变化外，在环境 温度变化时，也会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，因此采用温度补偿措施。 2.如何用磁电式传感器测量位移和加速度？(12分) 答案要点：当传感器结构参数和磁场的磁感应强度确定后，磁电式传感器的感应电动势 671
试卷代号 1 1 中央广播电视大学 11 2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) 2012 年1 一、简答题{每题 6分，共 4分} 1.压阻效应 z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。 2. 条纹 块光 刻线 相 对重 在一 二者 线 有 的交角。，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。莫尔 条纹是基于光的干涉效应产生的。 3. 在 玻 璃 尺 或 玻 璃 盘 上 类 似 于 刻 线 标 盘 那 进 行 长 刻 线 10-12mm) 密集 隔 相 没有 地方透光 划的发黑，不透光。这就是光栅。 4. 方法有哪几种 确定频响函数的方法是以标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。输入的 标准信号有正弦信号、脉冲信号和阶跃信号。 二、选择题{每空 3分，共 0分) 3.D 、E( 9. D LA 6. B 2. C 7. C 3. A 4. C 5. B 三、综合题(共 6分) 1.为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施? (1 答案要点:粘贴到试件上的电阻应变片，除感受机械应变而产生电阻相对变化外，在环境 温度变化时，也会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，因此采用温度补偿措施。 2. 式传感 (1 2 答案要点:当传感器结构参数和磁场的磁感应强度确定后，磁电式传感器的感应电动势 671
与线圈相对磁场的运动速度y或⑦成正比，可用磁电式传感器测量线速度和角速度，对测得的 速度进行积分或微分就可求出位移和加速度。 3.什么是传感器？画出其组成框图并介绍各环节的功能。(12分) 答案要点：(1)传感器是一种以一定的精确度把被测量转换成与之有确定关系的、便于精 确处理的另外一种量的测量装置或系统。(4分) (2)传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。 被测量 敏感 转换 转换 电量 元件 元件 电路 传感器组成框图(5分) (3)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；转换元件把敏感 元件的输出量转换成电路参量（电阻、电容、电感）；转换电路将转换元件输出的电路参数转换 成电量输出。(3分) 4.图示是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。(12分) 答案要点：(1)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。(6分) (2)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， 传撼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分) 672
与线圈相对磁场的运动速度 ν或 φ成正比，可用磁电式传感器测量线速度和角速度，对测得的 速度进行积分或微分就可求出位移和加速度。 3. 组成框 并介 环节 (12 答案要点: (1)传感器是一种以一定的精确度把被测量转换成与之有确定关系的、便于精 确处理的另外一种量的测量装置或系统。 4分) (2) 器一般 敏感元 换元件 部分 传感器组成框图 5分) (3) 元件直接 受被 并输 被测量成 系 的 件把 元件的输出量转换成电路参量(电阻、电容、电感) ;转换电路将转换元件输出的电路参数转换 成电量输出。(3分) 4. 是BYM 型 构原 管1 感传 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。(1 2分) 答案要点:(1)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。 (2) 位移 大小 传感器 大小 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分) 672