试卷代号：1107 座位■ 中央广播电视大学2012一2013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 2013年1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横线上方。每空 3分，共12分) 1.为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括： 和桥路 补偿法等。 A.温度补偿法 B.双丝自补偿法 C.电流补偿法 D.电压补偿法 E.单丝自补偿法 2.固态压阻式传感器灵敏度高（比金属丝高50一80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.精确 B.静态 C.动态 D.随机 3.零位误差是评定差动变压器性能的重要指标之一，产生零位误差的原因主要有两个： 一是由于次级绕组两线圈电气参数和几何尺寸不对称，致使产生的感应电势幅值不等，相位不 同。这种情况下，不管怎样调整衔铁位置也不能使零位输出电压调到零；二是由于一。 A.电源幅值及频率的不稳定 B.温度变化引起线圈的铜电阻值的变化，从而引起激磁电流和输出电流的变化 C.骨架材料高频损耗小，温度膨胀系数小 D.磁性材料磁化曲线的非线性 540
试卷代号 1 1 座位号IT] 中央广播电视大学 2 0 2 0 3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 2013 年1 共12 一、选择题{选择正确的答案，将其对应的字母填入横线上方。每空 |题号 - 四l |分数 I I 二I I |得分|评卷人| I . I I 和桥路 B. D. 1.为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括: 补偿法等。 A.温度补偿法 C. E. 2. 式传感器灵敏度高 高50~80 ，尺寸小，横向效应也小，滞后和 蠕变都小，因此适用于 3测量。 A. 确B. C. 态D. 3. 差是 变压器性 重要 标之 生零位 主要有 一是由于次级绕组两线圈电气参数和几何尺寸不对称，致使产生的感应电势幅值不等，相位不 同。这种情况下，不管怎样调整衔铁位置也不能使零位输出电压调到零 z二是由于 A. 源幅 及频 稳定 B. 温度变化 圈 的 C. 材料 频损耗小 温度膨 D. 磁性材料 540
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.压阻效应： 7.标定： 得 分 评卷人 三、问答题（每小题6分，共24分） 8.传感器是由哪几部分组成？各有何功能？ 9.热电阻式传感器有哪些类型？ 10.什么叫涡流效应？ 11.声波形成干涉条件是什么？ 得 分 评卷人 四、综合题（共44分）】 12.影响测试系统正常工作的干扰有哪些？如何防护？(12分) 13.请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。(16分) 14.根据下图简述利用PSD进行三角法测距的原理。(16分) 图8-53PSD光学三角法测距系统 541
|得分|评卷人| I I I 4. 静特 5. 6. 压阻效 7. 得分|评卷人 二、简答题{每小题 5分，共 0分} 三、问答题(每小题 6分，共 4分} 8. 器是 组成 功能 9. 传感器 10. 效应 1. 波形 件是 得分|评卷人 四、综合题{共 4分) 12. 正常工 防护 (1 2分) 13. 元件 驱动 其优缺 (16 14. 根据 用PSD 进行 (16 D L1 I A b 5 3 PSD 光学三 法测 541
试卷代号：1107 中央广播电视大学2012一2013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) 2013年1月 一、选择题（每空3分，共12分） 1.BE(顺序无关) 2.C 3.D 二、简答题（每小题5分，共20分） 4.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人量的最小变化值。 6.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。 7.标定：在明确传感器的输出与输人关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。 三、问答题（每小题6分，共24分）】 8.传感器是由哪几部分组成？各有何功能？ 答：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。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。转换元件接受敏感元件的输出并把输人转换成电路 参量。转换电路把转换元件输出电路参数转换成电量输出。 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。 10.什么叫涡流效应？ 答：当一块金属导体放置在一变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中 旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。 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。 542
试卷代号 1 1 中央广播电视大学 2 0 3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) 2013 年1 一、选择题{每空 3分，共 2分} 1. BE( 无关 2. C 3. D 二、简答题{每小题 5分，共 0分} 4. 传感器 输入量 各个值处 稳定 输入 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 入量 6. 一块半 体某一轴 一定应力 时 一定 变外 的 电 率也要发生变化，这种现象称为半导体的压阻效应。 7. 传感 系 的前提 器具对传感器进行标度 三、问答题{每小题 6分，共 4分} 8. 传感 几部 功能 答:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。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。转换元件接受敏感元件的输出并把输入转换成电路 参量。转换电路把转换元件输出电路参数转换成电量输出。 9. 式传感器 些类 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. 答:当一块金属导体放置在一变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中 旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。 1. 波形 干涉条件是什 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。 542
四、综合题（共44分】 12.影响测试系统正常工作的干扰有哪些？如何防护？(12分) 答案要点： (1)机械干扰。采取减振措施，一般可设置减振弹簧或减振橡胶。(3分) (2)光干扰。将元件封闭在不透光的壳体内，注意对光的屏蔽。ˉ(3分) (3)温、湿度干扰。采用导热性良好的金属材料制成屏蔽罩将需要防护的装置屏蔽起来， 并使罩内温度分布均匀。对于高精度的计量测试工作，可安排在恒温室内进行，在测试的过程 中还可采用温度补偿的方法以减小环境温度变化对测试结果的影响。环境去湿或在设计测试 装置时采取防潮措施，如对电气元件和印刷电路板等浸渍防潮漆或用机硅橡胶或环氧树脂等 灌装。(3分) (4)电磁干扰。屏蔽、接地和滤波等。(3分) 13.请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。(16分) +5V UH (1)恒流驱动(4分) (2)恒压驱动(4分) 答案要点： (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。(4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。(4分) 543
四、综合题{共 4 4 12. 正常工 (1 2分) 答案要点: (1)机械干扰。采取减振措施，一般可设置减振弹簧或减振橡胶。 3分) (2) 光干扰 元件封 在不透光 意对 屏蔽 。"(3 (3) 干扰 用导 蔽罩将需要 防护 置屏 并使罩内温度分布均匀。对于高精度的计量测试工作，可安排在恒温室内进行，在测试的过程 中还可采用温度补偿的方法以减小环境温度变化对测试结果的影响。环境去湿或在设计测试 装置时采取防潮措施，如对电气元件和印刷电路板等浸渍防潮漆或用机硅橡胶或环氧树脂等 灌装。 3分〉 (4) 接地 。(3 13. 述其优 (16 +5V (1)恒流驱动 4分〉 (2) 动(4 答案要点: (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。 4分) (2) 度高 受温度影 求确定驱动方式。 4分) 543
14.简述利用PSD进行三角法测距的原理。(16分) 灯 图8-53PSD光学三角法测距系统 答案要点：(1)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L2聚 焦到一维PSD上，形成一个光点。(4分) (2)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。(4分) (3)若透镜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,则根据相似三角形的性质，可 得出待测距离D为： D=bf/x (8分) 544
14. 用PSD (16 RU \ \ F-- A D PSD 学三 答案要点:(1)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 2聚 焦到一维 D上，形成一个光点。 (2) 要测 出PSD 点位 。(4 (3) 若透镜 L1 与L2 离为 镜L2 到PSD 镜L2 距)为 ，聚焦在 D表面的光点距离透镜 2中心的距离为 ，则根据相似三角形的性质，可 得出待测距离 D为 D=bf/x (8 544