传够器与测试技术性届试题样例 说明：以下是一套完整的往届期末考试试卷，并附参考答案，以供同学们期末考试复习 参考：实际考试时，试卷的题目、思型、分值及各种思型所古比例都会有一定差别，但题目 的范围、类型及难易程度均与木样卷近似， (考试时间：1.5小时) 一、简答题（每小题5分，共20分） 1.传感器： 2.静特性： 3,超声波的波型有几种？是根据什么米分类的？ 4.简述电容式传感器的工作原理。 二，选择题（每空3分，共27分） 1.码盘式传够墨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 2,当超声波在一种介质中传播到界面成遇到另一种介规，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.兰闻波c.驻波d.波型转换 3改变电感传感器的引线电规后， a,不必对整个仪器重新标定 b,必须对整个仪器重新测零 ©.必须对整个仅器重新标定 4,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。精度的选择f,结构的选择 5,应变片绝肇电阻是番己桔贴的应变片的之间的电阻值：
传感器与测试技术往届试题样例 说明：以下是一套完整的往届期末考试试卷，并附参考答案，以供同学们期末考试复习 参考。实际考试时，试卷的题目、题型、分值及各种题型所占比例都会有一定差别，但题目 的范围、类型及难易程度均与本样卷近似。 （考试时间：1.5 小时） 一、简答题（每小题 5 分，共 20 分） 1．传感器： 2．静特性： 3．超声波的波型有几种？是根据什么来分类的？ 4．简述电容式传感器的工作原理。 二、选择题（每空 3 分，共 27 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 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
,覆盖片与核测试件b。明线与被测试件C,基片与被测试件d,敏感桶与被测试件 6.在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过议到自由状态，引起物体电阻率的 变化，这种现象移为 a,磁电效应b.声光效应©.光生伏特效应d.光电导效 7.如图所示的结构由线圈、铁芯、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的。在铁芯与 衡铁之间有一个空气感，空气隙厚度为不。传感器的话动部分与衔铁相连。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，快空气隙5发生变化。这种结构 可作为传感器用于」 线面 八国铁 结构际理示漂园 a,静老测量b,动老测量C,静老测量和动态测量 d。既不能用于静态测量，也不能用于动态测量 三，缘合题（共53分） 。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沙原理，测量精度高、 分辩力高。如图所示是迈克尔逊双光束干涉系统，图中5是光源，B是分光镜。M1是固定反 射镜，2是可动反射镜，P是观察屏处，试介绍其工作冢理。(15分)
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、衔铁三部分组成的。线圈套在铁芯上的，在铁芯与 衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为 。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 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 三、综合题（共 53 分） 1．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。（15 分）
麦克尔进干涉系统原理图 2.画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。(10分) 3,粘贴到试作上的电阻应变片，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。(13分) 4,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为玻确盘，2为能 金层，3为金属粮片，介绍其工作原理。(15分) d 电横月件 制 电容式差压传感器纺构及其转换电骚 传够器与测试技术参考答案
2．画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（10 分） 3．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。（13 分） 4．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，介绍其工作原理。（15 分） 传感器与测试技术参考答案
一，简答题（每小题5分，共0分》 1,传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便 于精确处理和应用的另一种量的测量装置成系统。 2.静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入 量是常量减变化极慢时，输出与输入的关系。 3.超声波的波型有几种？是根据什么米分类的 超声波的波型有纵波、横波、表面液《亦称瑞利波)，兰姆波。 依据超声场中质点的根动与声能量传播方向之间的关系来分。 4,简述电容式传感器的工作原理。 C.E.8 两平行极版组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为♂ 式中：￡一一极板间介质的介电常数。 8。一版酸的遮盖面积： 6。、一极板同的距离。 当被测量的变化使式中的°、8或5任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化 二，选择题〔每空3分，共27分) 1.8:c2.d3.c4.c:d5.b6.d7.c 三，然合题（共53分） 1,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。如图所示是亚克尔逊双充束干涉系统，图中S是光潭，B是分光镜，1是固定反 射镜，2是可动反射镜，P是观察屏处，试介邱其工作原理。(15分) 容案要点： 米自光薄S的光经半反半透分光镜B后分成两路，一路由图定反射镜]反射，另一路 经可动反射镜2和B反射，在观察屏P处相遇产生干涉：当迎每移动半个亮波波长时，干 涉条较亮暗变化一次。因此被测长度为票=W况，/2州
一、简答题（每小题 5 分，共 20 分） 1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便 于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。 2．静特性：指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入 量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。 3．超声波的波型有几种？是根据什么来分类的？ 超声波的波型有纵波、横波、表面波（亦称瑞利波）、兰姆波。 依据超声场中质点的振动与声能量传播方向之间的关系来分。 4．简述电容式传感器的工作原理。 两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 式中: ——极板间介质的介电常数， ——极板的遮盖面积； ——极板间的距离。 当被测量的变化使式中的 、 或 任一参数发生变化时，电容量 C 也就随之变化。 二、选择题（每空 3 分，共 27 分） 1．a；c2．d3. c4．c；d 5．b6．d7. c 三、综合题（共 53 分） 1．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。（15 分） 答案要点： 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 M1 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
式中，一鼓测长度 N一干涉条纹亮暗变化次数： 一真空中光波被长 一空气折射率。 2.画出测试系统的组成柜图，并说明各组成部分的作用。(10分) 容案要点： 被测量 现测 传感器 信号变换 显示、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无的各种信号，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、补怪、校正，模数转换、数核转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、最示 暖记录：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。 3,粘贴到试件上的电阳应变片，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因。(13分》 容案要点： ①环境温度变化时，由于敏感材料的电阻温度系数的存在，引起应变片电阳相对变 化 ②环境温度变化时，敏感骨材料和试件材料的膨张系数不同，应变片产生用加的拉长 (或压缩)，引起电阳的相对变化。 1.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为馈 金层，3为金属膜片，介相其工作原理。(15分) 答案要点： 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皱以 金作为电容传感器的两个州定电极。夹在两凹属盘中的膜片则为传感卷的可动电极。当两边 压力相等时，膜片处在中间位置与左、右因定电极间更相等，转换电路输出0=0：当P1 >P2(或2>P1)时，膜片弯向右侧（或左侧），CdbCdb),0输出与|P1-21 成比例的信号。 中央电大工学院“传5器与测试技术”误程组2009年12月22日
式中，x—被测长度； N—干涉条纹亮暗变化次数； —真空中光波波长； n—空气折射率。 2．画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作用。（10 分） 答案要点： 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。 3．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。（13 分） 答案要点： 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。 4．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，介绍其工作原理。（15 分） 答案要点： 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 U0＝0；当 P1 ＞P2(或 P2＞P1)时，膜片弯向右侧(或左侧)，Cdb＜Cab(或 Cab＞Cdb)，U0 输出与｜P1-P2｜ 成比例的信号。 中央电大工学院“传感器与测试技术”课程组 2009 年 12 月 22 日
