特性好的传感器，B。
A．其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小
B．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 C．其输出量中与被测输入量无关的变化小
D．其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示
3．当声波传播至两介质的分界面时，一部分能量返回原介质，称为反射波；另一部分能量透过介质面，到另一介质内继续传播，称为 C 。 A．驻波 B．兰姆波 C．折射波 D．波型转换
4．为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括：_A__C_和F A．双丝自补偿法 B．温度补偿法 C．单丝自补偿法 D．电流补偿法 E．电压补偿法 F．桥路补偿法
5．超声波的频率高(可达109 Hz)，因而_____B____，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．在相同的电压和相同幅值的光强度下，当入射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件输出的光电流I和灵敏度S随调制频率f变化的关系：I=f1(f)、、s=f2(f)称为__A__。
A.频率特性 B．光照特性 C．光谱特性 D．伏安特性
7．粘贴应变片做好准备工作后要进行的工作是：_A___。 A．涂胶—一贴片—一复查—一接线—一防护 B．涂胶—一接线—一复查—-贴片—-防护 C．涂胶—一防护—一贴片—一复查—一接线 D．涂胶—一接线—一贴片—-复查—-防护
8．当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为—B—。
A.温度特性 B．光照特性 C．光谱特性 D．伏安特性
9．压电材料开始 压电特性时的温度叫__D__。 A．压电系数 B．弹性系数
C．机电耦合系数 D．居里点
三、问答题（48分）
1．为什么用应变片测量时必须采用温度补偿措施？（8分）
答：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 ？（8分） 答：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e与线圈相对磁场的运动速度v或ω成正比，可通过磁电式传感器感应电动势e求得线速度和角速度，再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。（10分） 答：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。
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参数转换成电量输出。
传感器组成框图
4．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。(lO分) 答：
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。
5．画出直流电桥和交流电桥原理图，并分别写出电桥平衡条件。(12分)
答：直流电桥的平衡条件是：R1R3 =R2R4
试卷代号：1107
中央广播电视大学2004-2005学年度第一学期“开放本科”期末考试 机械专业 传感器与测试技术试题 一、填空题（每空2分，共26分） 2005年1月
1．光照射在物体上可以看成一连串具有一定能量的光子轰击这些物体，一个光子的能量只能给一个电子，因此电子增加的能量为hv。电子获得能量后释放出来，参加导电。这种物体吸收光的能量后产生电效应的现象叫做光电效应 。
2．为了使光电器件能很好工作，需要选择合适的光源。常用的光源有：发光二极管、钨丝灯泡、电弧灯和石英灯、激光等。 3．边缘效应不仅使电容传感器的___灵敏度_______降低，而且产生非线性，因此应尽量消除或减小边缘效应。
4．测试系统在通常情况下受到的干扰有机械干扰、光干扰、温度干扰、湿度干扰和电磁干扰。
5．屏蔽是常用的抗干扰技术，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和____电磁_____屏蔽。
6．差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比，线性__好_____ 、灵敏度提高__一倍、测量精度高。 7．差动变压器是互感式电感传感器，它可以将被测量的变化转换为___互感系数_____变化。
8．从原理上看，容栅传感器是一种变____面积___型电容传感器，容栅传感器分为长容栅和圆容栅，用于测量线位移和线速度。
9．磁栅式传感器由__磁栅、磁头_和检测电路组成，其中__磁栅__是检测位置的基准尺。
二、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处（每空2 分，共28分）
1．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__。 A．小 B．大 C．相等
2．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、 A 和__C__三种。 A.光电式 B．磁电式
C．电磁式 D．感应同步器
3．在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫__A__。 A.外光电效应 B．压电效应 C．磁电效应 D．声光效应
4．当光栅付中任一光栅沿垂直于刻线方向移动时，莫尔条纹就会沿近似__B__ 的方向运动。当光栅改变运动方向时，莫尔条纹也随之改变运动方向，两者具有相对应的关系。
A.平行于光栅移动 B．垂直于光栅移动
C．与光栅移动方向成45。角 D．与光栅移动方向成135。角 5．应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、 C 和 D 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
6．应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的__B__之间的电阻值。 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
7．当声波传播至两介质的分界面，一部分能量返回原介质，称为反射波;另一部分能量透过介质面，到另一介质内继续传播，称为__C__。 A.驻波 B．兰姆波
C．折射波 D．波型转换
8．设在S有一静止声源，发出一频率为fs的超声波，在介质中的传播速度为C，波长为A。那么当接收点O与发射点S和介质都处于静止状态时，接收点收到的频率将_A_ ；如果接收点以速度V0与声波传播方向同向运动，接收点所收到的频率__B__；如果接收点以速度V0与声波传播方向逆向运动，接收点所收到的频率_C__。 A．=fs B． C．>fs D．与fs无关， 9．为了满足测试的需要，应对传感器的灵敏度、线性度、信噪比、滞后、漂移、___A_、___E__和负载效应等技术性能提出基本要求。 A.重复性 B．体积 C．温度性能 D．抗震性 E．动态性能 F．质量 三、问答题（46分） 1．电容传感器分为变间距型、变面积型和变介电常数型三种形式，比较这三种传感器测位移时的量程、灵敏度、线性度。（5分） 答：变间距型电容传感器的量程小，灵敏度高，输入被测量与输出电容之间的关系为非线性：变面积型和变介电常数型量程大，灵敏度低，传感器的输入被 测量与输出电容之间的关系为线性。 2．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，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，如图所示。试介绍霍尔钳形电流表的工作原理。（10分） 答：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，霍尔元件在磁场中产生的霍尔电势：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。 3．什么是传感器的动特性？（5分） 答：传感器的动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 4．何为传感器的分辨力和阀值？（6分） 答：分辨力是指传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化值。阈值 是能使传感器的输出产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨力。 5．如图所示是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。 答：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。衔铁位移的大小决定传感器输出信号的大小，衔铁移动的
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