试卷代号：1107 座位号■■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“开放本科”期末考试 传感器与测试技术 试题 2016年1月 题 号 二 三 四 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、单项选择题（每小题4分，共40分） 1.电阻应变片的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 2.电容式传感器是将被测量的变化转换成( )变化的一种传感器。 A.电容量 B.电感量 C.介电常数 3.利用( )可制成半导体光敏电阻。 A.压电效应 B.光电效应 C.磁电效应 4.以下不属于压电式传感器的特点的是( )。 A.体积小 B.结构简单 C.灵敏度低 5.下列属于磁电式传感器非线性误差产生原因的是( )。 A.温度变化对传感器产生的影响 B.传感器线圈电流产生的磁通对工作磁通产生影响 C.传感器的补偿线圈产生的磁通对工作磁通产生影响 393
试卷代号 ~1107 座位号仁口 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年秋季学期"开放本科"期末考试 传感器与测试技术试题 2016 E 四仄丁| 一、单项选择题(每小题 分，共 40 分) 1.电阻应变片的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 2. 电容式传感器是将被测量的变化转换成变化的一种传感器。 A. 电容量 B. 电感量 c.介电常数 3. 利用( )可制成半导体光敏电阻。 A. 压电效应 B.光电效应 c.磁电效应 4. 以下不属于压电式传感器的特点的是( )。 A. 体积小 B.结构简单 c.灵敏度低 5. 下列属于磁电式传感器非线性误差产生原因的是( )。 A. 温度变化对传感器产生的影响 B. 传感器线圈电流产生的磁通对工作磁通产生影响 c. 传感器的补偿线圈产生的磁通对工作磁通产生影响 393
6.以下()是由一列MOS光敏元和一列移位寄存器并行构成的。 A.线阵CCD图像传感器 B.面阵CCD图像传感器 C.有源CMOS图像传感器 7.在工业放射性同位素自动检测仪表中广泛采用的核辐射传感器为()。 A.电感式传感器 B.磁电式传感器 C.电离室 8.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是()。 A.转速 B.温度 C.加速度 9.以下( )不属于虚拟仪器技术所具有的特点。 A.集成性强 B.扩展性强 C.开发时间长 10.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.机械波 C.表面波 得分 评卷人 二、填空题（每空2分，共10分） 11.红外辐射按照波长不同，可以分为 、中红外区和近红外区。 12.虚拟仪器技术的三大组成部分包括：灵活高效的 、模块化I/()硬件和用于集 成的软硬件平台。 13.电容式传感器是将非电量的变化转换为电容 的变化来实现对物理量的测 量。 14.按磁场方式分类，磁电感应式传感器可分为 式和恒磁通式两大类。 15.超声波在固体和液体中衰减较 ,因此穿透能力强是超声波所具有的主要特 点之一。 394
6. 以下(是由一列 MOS 光敏元和一列移位寄存器并行构成的。 A. 线阵 CCD 图像传感器 c.有源 CMOS 图像传感器 B. 面阵 CCD 图像传感器 7. 在工业放射性同位素自动检测仪表中广泛采用的核辐射传感器为。 A. 电感式传感器 c.电离室 B. 磁电式传感器 8. 适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是)。 A. 转速 c.加速度 B.温度 9. 以下( )不属于虚拟仪器技术所具有的特点。 A. 集成性强 c.开发时间长 B.扩展性强 10. 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. 机械波 c.表面波 二、填空题(每空 分，共 10 分) 1.红外辐射按照波长不间，可以分为 、中红外区和近红外区。 12. 虚拟仪器技术的三大组成部分包括:灵活高效的 成的软硬件平台。 、中莫块化 1/0 硬件和用于集 13. 电容式传感器是将非电量的变化转换为电容 的变化来实现对物理量的测 量。 14. 按磁场方式分类，磁电感应式传感器可分为 式和恒磁通式两大类。 15. 超声波在固体和掖体中衰减较 点之一。 ，因此穿透能力强是超声波所具有的主要特 394
得分 评卷人 三、论述及分析题（每小题20分，共40分） 16.图1为热释电红外传感器的结构图，给出图中A、B、C三处分别代表的器件名称，并 简述热释电红外传感器的工作原理。(20分) 的口 外 支承环 电路元件 引脚 图1热释电红外传感器结构图 17.电桥是传感器的常用转换电路，请指出下图中哪个是直流电桥的电路图？哪个是交 流电桥的电路图，并列出各自的平衡条件。(20分) b R a R 图2 图3 得分 评卷人 四、计算题(10分) 18.用K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，测得的热电势为29.188mV,求被测 温度T。 [由K型热电偶分度表已知U(30,0)=1.203mV,U(40,0)=1.611mV,U(560,0)= 23.198mV,U(610,0)=25.327mV,U(740,0)=30.799mV,U(800,0)=33.277mV,]. 395
|得分|评卷人| | 三、论述及分析题{每小题 20 分，共 40 分} 16. 为热释电红外传感器的结构图，给出图中 三处分别代表的器件名称，并 简述热释电红外传感器的工作原理。 (20 分) 窗口 支承环 B 电路元件 热释电红外传感器结构图 17. 电桥是传感器的常用转换电路，请指出下图中哪个是直流电桥的电路图?哪个是交 流电桥的电路图，并列出各自的平衡条件。 (20 分) b a a d Ux Ux 四、计算题 (10 分) 18. 型热电偶测量温度，已知冷端温度为 40"C ，测得的热电势为 29.188mV ，求被测 温度 [由 型热电偶分度表已知 U(30 O) = 1. 203mV , UC40 , O) = 1. 611mV , UC560 , O) = 23. 198mV UC610 0) 25. 327mV ,UC740 ,O) =30. 799mV ,UC800 ,0) =33. 277mV 395
试卷代号：1107 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“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) 2016年1月 一、单项选择题（每小题4分，共40分） 1.C 2.A 3.B 4.C 5.B 6.A 7.C 8.B 9.C 10.B 二、填空题（每空2分，共10分） 11.远红外区 12.软件 13.电压 14.变磁通 15.弱 三、论述及分析题（每小题20分，共40分）（判分标准：只要答出要点即可酌情得分） 16.图1为热释电红外传感器的结构图，给出图中A、B、C三处分别代表的器件名称，并 简述热释电红外传感器的工作原理。(20分) 留口 外壳 支承环 电略元件 引脚 图1热释电红外传感器结构图 答：八.热电元件 3分 B.FET管 3分 C.滤光片 3分 要点1：当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高，使其极化 强度降低； 2分 要点2：表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则 396
试卷代号 :1107 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年秋季学期"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) 一、单项选择题(每小题 分，共 40 分) 1. C 2. A 6. A 7. C 二、填空题{每空 分，共 10 分} 1.远红外区 12. 软件 13. 电压 14. 变磁通 15. 3. B 8. B 4. C 9. C 5. B 10. B 2016 三、论述及分析题(每小题 20 分，共 40 分) (判分标准:只要答出要点即可酌情得分) 16. 为热释电红外传感器的结构图，给出图中 三处分别代表的器件名称，并 简述热释电红外传感器的工作原理。 (20 分) 窗口 c 外壳 支承环 B 电路元件 引脚 热释电红外传感器结构图 答:八.热电元件 B. FET c.滤光片 要点 :当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高，使其极化 强度降低 要点 :表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则 396
负载电阻上便产生一个电信号输出： 3分 要点3：输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出人射的红外辐射的强 弱。 2分 要点4：如果对红外辐射进行调制，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度 变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。 4分 17.电桥是传感器的常用转换电路，请指出下图中哪个是直流电桥的电路图？哪个是交 流电桥的电路图，并列出各自的平衡条件。(20分) 图2 图3 答案要点：(1)图2是直流电桥，图3是交流电桥。 (6分) (2)直流电桥的平衡条件是：RR=R2R (5分) (3)交流电桥的平衡条件是： [ZZ=Z:Z (4分) p1+p=p2十P4 (5分) 注：也可表达为 ZZ3=Z:Z ze zseis =zzev ze 四、计算题(10分) 18.用K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，测得的热电势为29.188mV,求被测 温度T。 [由K型热电偶分度表已知U(30,0)=1.203mV,U(40,0)=1.611mV,U(560,0)= 23.198mV,U(610,0)=25.327mV,U(740,0)=30.799mV,U(800,0)=33.277mV,]. 答：由题中已知：U(T,40)=29.188mV 1分 查K型分度表可知：U(40,0)=1.611mV 2分 故： U(T,0)=29.188+1.611=30.799mV 5分 由题目已知条件可得：T=740℃。 2分 因此被测温度为740℃。 397
负载电阻上便产生一个电信号输出 要点 3. 输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出人射的红外辐射的强 弱。 要点 4: 如果对红外辐射进行调制，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度 变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。 17. 电桥是传感器的常用转换电路，请指出下图中哪个是直流电桥的电路图?哪个是交 流电桥的电路图，并列出各自的平衡条件。 (20 分) a d U x 答案要点:(1)图 是直流电桥，图 是交流电桥。 (2) 直流电桥的平衡条件是 :RIR3 =R2R4 (3) 交流电桥的平衡条件是: 注:也可表达为 ZI Z3=Z2 Z4 {M=m ({J =({J ({J Zl ef<P l Z3 Z2 eJP, Z4 eJ <P 1 四、计算题(1 分) b a (6 分) (5 分) (4 分) (5 分) 18. 型热电偶测量温度，已知冷端温度为 40"C ，测得的热电势为 29.188mV ，求被测 温度 [由 型热电偶分度表己知 (30 , 0) = 1. 203m V , U (40 , 0) = 1. 611 m V , U C 560 , 0) = 23. 198m V ,UC610 ,0) =25. 327mV ,UC740 0) 30. 799mV ,U(800 ,0)=33. 277mV ，丁。 答:由题中己知 :U(T 40)=29.188mV 型分度表可知 :U(40 0) = 1. 611m V U(T 0)=29.188 十1. 611=30. 799mV 由题目已知条件可得 :T=740"C 因此被测温度为 740.C 397