中央广播电视大学2007-2008学年度第二学期"开放本科"期末考试
传感器与测试技术 试题
2008年7月
一、简答题(每小题5分，共20分)
1．传感器：
2．静特性：
3．霍尔效应：
4．压电效应：
二、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号内，每空3 分，共12分)
5．在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( )。
A．声光效应 B．热释电效应
C. 光电导效应 D'光生伏特效应
6．应变片绝缘电阻R。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R。的范围是( )。
7．利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。利用 ( )可制成半导体光敏电阻。利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。
A．压电效应 B．外光电效应
C. 磁电效应 D．声光效应
E．光电导效应
三、问答题(每小题6分，共24分)
8．无失真检测的条件是什么?
9．什么叫金属应变片的横向效应?
10．磁电式传感器有何优点?
11．简述电容式传感器的工作原理。
四、简答题(16分)
12．请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。
五、简述题(16分)
13．常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点?
六、论述题(12分)
14．简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。
试卷代号：1107
中央广播电视大学2007-2008学年度第二学期"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)
2008年7月
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．霍尔效应：金属或半导体薄片两端通以控制电流I，在与薄片垂直方向上施加磁感应强度为月的磁场，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UH，UH的大小与控制电流I和磁感应强度月成正比，这一现象称为霍尔效应。
4．压电效应：某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫压电效应。
二、选择题(每空3分，共12分)
5．D 6．A 7．E，B
三、问答题(每小题6分，共24分)
8．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．沿应变片轴向的应变必然引起应变片电阻的相对变化，而沿垂直于应变片轴向的横向应变，也会引起其电阻的相对变化，这种现象称为横向效应。
lo．磁电式传感器直接从被测物体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。
11．两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：ε--极板间介质的介电常数， ．
S--极板的遮盖面积；
δ--极板间的距离。
当被测量的变化使式中的ε、S或δ任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化。
四、简答题(16分)
12．
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；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。
五、简述题(16分)
13．有共振法、穿透法和脉冲反射法。
共振法的特点是：
(1)可精确的测厚，特别适宜测量薄板及薄壁管；
(2)工件表面光洁度要求高，否则不能进行测量。
穿透法具有以下特点：
(1)探测灵敏度较低，不易发现小缺陷；
(2)根据能量的变化即可判断有无缺陷，但不能定位；
(3)适宜探测超声波衰减大的材料；
(4)可避免盲区，适宜探测薄板；
(5)指示简单，便于自动探伤
(6)对两探头的相对距离和位置要求较高。
脉冲反射法的特点是：
(1)探测灵敏度高；
(2)能准确地确定缺陷的位置和深度；
(3)可用不同波型探测，应用范围广。
六、论述题(12分)
14．传感器的选用原则和应考虑的因素：(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、考虑传感器的体积被测位置是否能安下，研究传感器的来源、价格等因素。(2)传感器灵敏度、频率响应特性、稳定性、精度。
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。
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