试卷代号：1107 座位号■■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年春季学期“开放本科”期末考试 传感器与测试技术 试题 2014年7月 题 号 三 四 总 分 分 数 得分 评卷人 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Rm是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值，通常要求 Rm的恰当范围是( )以上。 A.70~100Mn B.60~100M C.50~100Mn 2.金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数()。 A.大 B.小 C.相等 3.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.静态 B.动态 C.鉴幅 D.鉴相 得分 评卷人 二、简答题（每小题5分，共20分） 4.静特性： 5.分辨力： 6.多普勒效应： 7.霍尔效应： 482
试卷代号 1 1 座位号 分，共 2分) 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 B. 60-100Mn 国家开放大学(中央广播电视大学 4年春季学期"开放本科"期末考试 传感器与测试技术试题 2014 年7 |题号 - |分数 I I I I I |得分|评卷人| I I I 1.应变片绝缘电阻 是指 片 的 引 间 的 Rm )以上。 A. 70-100Mn C. 50-100Mn 2. 灵敏 料本 )。 A. 大B. C. 3. 作用是读取磁栅上 按读取 方式 )磁头 和( )磁头。 A. 态B.动态 C. 幅D. |得分|评卷人| I I I 4. 特性 5. 6. 7. 482 二、简答题{每小题 5分，共 0分}
得 分 评卷人 三、问答题（每小题6分，共24分） 8.无失真检测的条件是什么？ 9.热电阻式传感器通常有哪些？ 10.磁电式传感器有何优点？ 11.声波形成干涉的条件是什么？ 得 分 评卷人 四、综合题（共44分） 12.简述传感器的选用原则及设计测试系统时应考虑的因素。(12分) 13.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) 图1 图2 14.以下是霍尔钳形电流表的工作原理图，请标出图中1、2、3处的名称，并简述霍尔钳形 电流表的工作原理。(16分) 霍尔钳形电流表的工作原理图 1 ；2- ;3 483
|得分|评卷人| I I I 三、问答题{每小题 8. 件是 9. 10. 式传感 1. 形成干 条件 |得分|评卷人| I I I 四、综合题{共 4 4 12. 选用原 统时 考虑 (12 13. 两种霍 源 驱 源 驱 动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。(1 +5V 1图 14. 是霍尔钳形 作原 请标 中1 、2 、3 的 名 电流表的工作原理。(1 " 3 霍尔钳形电流表的工作原理图 ;2- ;3 483
试卷代号：1107 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年春季学期“开放本科”期末考试 传感器与测试技术讠 试题答案及评分标准 (供参考) 2014年7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.B 3.A,B(顺序无关) 二、简答题（每小题5分，共20分） 4.静特性：指传感器在输人量的各个值处于稳定状态时的输出与输人关系，即当输人量 是常量或变化极慢时，输出与输人的关系。 5.分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。 6.多普勒效应：当声源和工件之间有相对运动时，反射回来的超声波的频率将与声源发 射超声被的频率有所不同，这种现象即为多普勒效应。 7.霍尔效应：金属或半导体薄片两端通以控制电流，在与薄片垂直方向上施加一定磁感 应强度的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势，该电动势的大小 与控制电流和磁感应强度成正比，这一现象称为霜尔效应。 三、问答题（每小题6分，共24分） ·8.无失真检测的条件是什么？ 答：无失真检测条件是：幅频特性应当是常数（即水平直线）；相频特性应该是线性关系。 9.热电阻式传感器有哪些类型？ 答：热电阻式传感器的类型包括铂热电阻、铜热电阻、铟电阻、锰电阻等。 10.磁电式传感器有何优点？ 答：磁电式传感器直接从被测试件吸收机械能并转换成电信号输出，输出功率大，性能稳 定，工作不需要电源，调理电路简单，灵敏度较高，一般不需要高增益放大器。 11.声波形成干涉条件是什么？ 答：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。 四、综合题（共44分）】 12.简述传感器的选用原则及设计测试系统时应考虑的因素。(12分) 答案要点： 传感器的选用原则： (1)仔细研究所测试的信号、分析测试环境和干扰因素、根据测试范围确定选用什么样的 传感器、确定测试方式、考虑传感器的体积在被测位置是否能安装下，传感器的来源、价格等因 素。(3分) 484
试卷代号 1 1 国家开放大学(中央广播电视大学 2 0 4年春季学期"开放本科"期未考试 传感器与测试技术试题答案及评分标准 (供参考) 2014 年7 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 2分} 1. C 2. B 3. A,B( 元关 二、简答题{每小题 5分，共 0分} 4. 传感器 输人 各个 稳定 态 时 输入关 即 当 是常量或变化极慢时，输出与输入的关系. 5. 传感器在规定 测输 化值 6. 声源 相 对运动 时 超声 波 射超声波的频率有所不同，这种现象即为多普勒效应。 7. 效应 或半导 薄片 在与 加 一定 应强度的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势，该电动势的大小 与控制电流和磁感应强度成正比，这一现象称为霍尔效应。 三、问答题{每小题 6分，共 4分) -8 失真检 件是 z无失真检测条件是 z幅频特性应当是常数(即水平直线) ;相频特性应该是线性关系。 9. 式传 答:热电阻式传感器的类型包括铀热电阻、铜热电阻、锢电阻、锺电阻等。 10. 式传 何优 z磁电式传感器直接从被测试件吸收机械能并转换成电信号输出，输出功率大，性能稳 定，工作不需要电源，调理电路简单，灵敏度较高，一般不需要高增益放大器。 1. 声波形 干涉 答: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。 四、综合题{共 4分} 12. 述传感器 及设计 (1 2分) 答案要点: 传感器的选用原则= (1)仔细研究所测试的信号、分析测试环境和干扰因素、根据测试范围确定选用什么样的 传感器、确定测试方式、考虑传感器的体棋在被测位置是否能安装下，传感器的来源、价格等因 素。 484
(2)传感器灵敏度、频率响应特性、稳定性、精度。(3分) 设计测试系统时应考虑的因素：灵敏度、精确度、响应特性、线性范围、稳定性、测量方式、 各环节之间的配合、并尽量兼顾体积小、重量轻、结构简单、易于维修、价格便宜、便于携带、通 用化和标准化等一系列因素。(6分，要求回答5个要点以上) 13.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： UH (1)恒流驱动(3分) (2)恒压驱动(3分) (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) 14.以下是霍尔钳形电流表的工作原理图，请标出图中1、2、3处的名称，并简述霍尔钳形 电流表的工作原理。(16分) 答案要点： (1)霍尔钳形电流表的 探头是用环形铁芯做集束 器，番尔器件放在空隙中间， 由安培定律可知，在载流导 体周围会产生一正比于该电 霍尔钳形电流表的工作原理图 流的磁场。(5分) 1一霜尔元件(2分)；2一环形铁心(2分)；3一导线(2分) (2)霍尔元件在磁场中产生的蛋尔电势：UH=KHIB。电流表中霍尔元件的灵敏度KH、 控制电流I为定值，霍尔元件输出的霍尔电势与磁场成正比，通过对磁场的测量可间接测得电 流的大小。(5分) 485
(2) 传感 频率 定性 精度 。(3 设计测试系统时应考虑的因素:灵敏度、精确度、响应特性、线性范围、稳定性、测量方式、 各环节之间的配合、并尽量兼顾体积小、重量轻、结构简单、易于维修、价格便宜、便于携带、通 用化和标准化等一系列因素。 6分，要求回答 5个要点以上〉 13. 下是两种霍 是恒 源 驱 个是 动电路?并简述这两种驱动电路的优缺点。(1 6分〉 答案要点: +5V 霍尔钳形电流表的工作原理图 3 2 (1)恒流驱动 3分) (2) 动(3 (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 线 性度 温度 种驱动方式 有优缺 据工 求确定驱动方式。 5分) 14. 是霍 工作原理 中1 、2 、3 述霍 电流表的工作原理。(1 6分) 答案要点 (1)霍尔钳形电流表的 探头是用环形铁芯做集束 器，霍尔器件放在空隙中间， 由安培定律可知，在载流导 体周围会产生一正比于该电 流的磁场。 5分) 件(2 分);2- 心(2 分);3 线(2 (2) 件在磁 产生 UH =KHIB 控制电流 I为定值，霍尔元件输出的霍尔电势与磁场成正比，通过对磁场的测量可间接测得电 流的大小。 5分) 485