第第頁(yè)試卷3得分一、選擇題（每題2分，共10分，請(qǐng)將答案直接填寫在表1中）表1：題號(hào)12345答案1.磁敏式傳感器的命名依據(jù)是（）。A.結(jié)構(gòu)B.輸入量C.輸出量D.工作原理E.能量關(guān)系2.“光在真空中于1/299792458s內(nèi)行進(jìn)的距離”對(duì)應(yīng)（）。A.理論真值B.約定真值C.相對(duì)真值。3.在測(cè)量過(guò)程中，許多因素微小變化的綜合影響會(huì)造成一次測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差類型是（）。A.系統(tǒng)誤差B.粗大誤差C.隨機(jī)誤差4.可以在固體、液體、氣體三種介質(zhì)中傳播的波是（）。A.橫波B.縱波C.表面波D.板波5.分度號(hào)Cu50中數(shù)字“50”的含義是指當(dāng)環(huán)境溫度為（）左右時(shí)，銅熱電阻的電阻值。A.0°CB.25°CC.100°C得分二、判斷題（每題1分，共10分，請(qǐng)將“√”或“×”直接填寫在表2中）表2：題號(hào)12345答案題號(hào)678910答案1.可以借助變介電常數(shù)型的電容式傳感器實(shí)現(xiàn)水位的測(cè)量。2.在工業(yè)測(cè)溫系統(tǒng)中，金屬熱電阻通常采用兩線制接法。3.電阻應(yīng)變式傳感器的直流電橋測(cè)量轉(zhuǎn)換電路是利用直流電橋的平衡狀態(tài)，將電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化。4.檢定時(shí)間可以根據(jù)使用者的實(shí)際需要靈活安排。5.處于被測(cè)溫度場(chǎng)中的熱電偶的熱電極接觸點(diǎn)，被稱為熱端或自由端。6.絕對(duì)式光電編碼器的碼盤上的碼道條數(shù)就是其數(shù)字編碼的位數(shù)。7.電阻應(yīng)變片傳感器的直流雙臂電橋和全橋電路可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。8.收發(fā)一體型和收發(fā)分體型的超聲波傳感器存在檢測(cè)盲區(qū)的原因是相同的。9.通過(guò)全極霍爾開關(guān)不能辨別磁場(chǎng)的南極和北極。10.參考電極定律可以簡(jiǎn)化熱電偶的熱電極材料的匹配工作。得分三、填空題（每空1分，共10分）1.熱敏電阻測(cè)量溫度基于效應(yīng)。2.螺線管式差動(dòng)變壓器實(shí)質(zhì)是感式的電感傳感器。3.壓電元件可以等效為一個(gè)電荷源與一個(gè)電容器相聯(lián)的電荷發(fā)生器。4.光電管的工作原理為光電效應(yīng)。5.橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向。6.光電池的工作原理是。7.莫爾條紋形成實(shí)質(zhì)是光的現(xiàn)象。8.當(dāng)激勵(lì)電流不為零，磁場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)，霍爾傳感器的輸出端仍有電勢(shì)輸出，此電勢(shì)被稱為。9.CTR具有溫度系數(shù)。10壓電陶瓷揚(yáng)聲器（喇叭）的工作原理是壓電效應(yīng)。得分四、簡(jiǎn)答題（本題共20分）1.簡(jiǎn)述傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)重復(fù)性與遲滯特性的區(qū)別。（4分）2.簡(jiǎn)述功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器的區(qū)別。（4分）3.簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)和物理磁阻效應(yīng)的聯(lián)系與區(qū)別。（6分）4.簡(jiǎn)述莫爾條紋的類型劃分及其各個(gè)類型的構(gòu)成特點(diǎn)。（6分）得分五、綜合分析題（本題共50分）1.有一臺(tái)準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)電壓表，量程為10V，當(dāng)電壓測(cè)量值U為4V時(shí)，請(qǐng)求解本次測(cè)量值對(duì)應(yīng)的最大絕對(duì)誤差和最大測(cè)量值相對(duì)誤差。（10分）2.如圖1所示電路圖，已知，不受力時(shí)，四個(gè)電阻標(biāo)稱電阻均為。受到壓力作用時(shí)，R1、R2阻值變化量，求解輸出電壓值。（10分）圖13.已知單個(gè)線圈構(gòu)成的變氣隙式自感傳感器，激勵(lì)線圈匝數(shù)為2200匝，氣隙截面積為16mm2，氣隙厚度為0.8mm，空氣磁導(dǎo)率為，銜鐵的最大位移量為。求解線圈電感的最大變化量。（10分）4.請(qǐng)從本門課程學(xué)習(xí)的傳感器類型中列舉5種可以制作成接近開關(guān)的傳感器，請(qǐng)逐一簡(jiǎn)述這5種類型傳感器作為接近開關(guān)的檢測(cè)原理。（20分）【試卷3-答案】一、選擇題（每題2分，共10分，請(qǐng)將答案直接填寫在表1中）表1：題號(hào)12345答案DBCBA二、判斷題（每題1分，共10分，請(qǐng)將“√”或“×”直接填寫在表2中）表2：題號(hào)12345答案√××××題號(hào)678910答案√√×√√三、填空題（每空1分，共10分）1.熱電阻2.互3.并4.外5.垂直6.光生伏特效應(yīng)7.干涉8.不等位電勢(shì)9.負(fù)10.逆四、簡(jiǎn)答題（本題共20分）1.簡(jiǎn)述傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)重復(fù)性與遲滯特性的區(qū)別。（4分）答：（1）重復(fù)性指在相同的工作條件下，同一輸入量從同一方向進(jìn)行滿量程變化，多次趨近并到達(dá)同一校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)所測(cè)量的一組輸出量之間的分散程度。（2分）（2）遲滯特性指?jìng)鞲衅鲗?duì)應(yīng)同一輸入信號(hào)，正行程和反行程的輸入-輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。（2分）2.簡(jiǎn)述功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器的區(qū)別。（4分）答：功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器的區(qū)別是光纖實(shí)際發(fā)揮的作用不同：功能型光纖傳感器中的光纖，不僅用于傳輸光信號(hào)，還用于對(duì)光信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)制。（2分）非功能型光纖傳感器中的光纖，只用于傳輸光信號(hào)。（2分）3.簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)和物理磁阻效應(yīng)的聯(lián)系與區(qū)別。（6分）答：（1）聯(lián)系：（3分）霍爾效應(yīng)和物理磁阻效應(yīng)在原理上緊密關(guān)聯(lián)，磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料流過(guò)電流時(shí)，載流子會(huì)受到洛倫茲力作用，載流子會(huì)在垂直于電流流向的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，運(yùn)行軌跡延長(zhǎng)，導(dǎo)致電阻率升高，此現(xiàn)象為磁阻效應(yīng)。在垂直于電流方向的導(dǎo)體兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)，形成電勢(shì)差，這個(gè)現(xiàn)象是霍爾效應(yīng)。兩種效應(yīng)同時(shí)存在。（2）區(qū)別：（3分）當(dāng)外施磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，霍爾效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致輸出端霍爾電壓的變化；物理磁阻效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致金屬或半導(dǎo)體材料阻值的變化。4.簡(jiǎn)述莫爾條紋的類型劃分及其各個(gè)類型的構(gòu)成特點(diǎn)。（6分）答案：根據(jù)兩光柵的柵距是否相等和有無(wú)夾角，分為橫向莫爾條紋、縱向莫爾條紋、斜向莫爾條紋三種類型：（1）橫向莫爾條紋的形成條件（2分）兩塊光柵的柵距相等，成較小夾角疊加。（2）縱向莫爾條紋的形成條件（2分）兩塊光柵的柵距不相等，但數(shù)值接近，無(wú)夾角疊加。需要注意的是當(dāng)兩光柵的柵距相等，無(wú)夾角疊加，則會(huì)形成光閘莫爾條紋，屬于縱向莫爾條紋的特例。（3）斜向莫爾條紋的形成條件（2分）兩塊光柵柵距接近但不相等，成較小夾角疊加。綜合分析題（本題共50分）1.有一臺(tái)準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)電壓表，量程為10V，當(dāng)電壓測(cè)量值U為4V時(shí)，請(qǐng)求解本次測(cè)量值對(duì)應(yīng)的最大絕對(duì)誤差和最大測(cè)量值相對(duì)誤差。（10分）答：由題意已知：→；（2分）量程為；測(cè)量值（2分）則最大絕對(duì)誤差為：（3分）最大測(cè)量值相對(duì)誤差:（3分）2.如圖1所示電路圖，已知，不受力時(shí)，四個(gè)電阻標(biāo)稱電阻均為。受到壓力作用時(shí)，R1、R2阻值變化量，求解輸出電壓值。（10分）答：圖1直流雙臂電橋的輸出電壓求解式：（字母列式6分，代入數(shù)值求解4分）3.已知單個(gè)線圈構(gòu)成的變氣隙式自感傳感器，激勵(lì)線圈匝數(shù)為2200匝，氣隙截面積為16mm2，氣隙厚度為0.8mm，空氣磁導(dǎo)率為，銜鐵的最大位移量為。求解線圈電感的最大變化量。（10分）答：=1\*GB3①線圈的初始電感量求解式如下所列：（4分）=2\*GB3②當(dāng)銜鐵分別處于兩個(gè)限值位置時(shí)對(duì)應(yīng)的電感量。（a）當(dāng)銜鐵處于距離鐵心最近端的限值位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的電感量求解式如下所列：（2分）（b）當(dāng)銜鐵處于距離鐵心最遠(yuǎn)端的限值位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的電感量求解式如下所列：（2分）（c）電感的最大變化量求解式如下所列：（2分）4.請(qǐng)從本門課程學(xué)習(xí)的傳感器類型中列舉5種可以制作成接近開關(guān)的傳感器，請(qǐng)逐一簡(jiǎn)述這5種類型傳感器作為接近開關(guān)的檢測(cè)原理。（20分）（主觀題，答案不唯一）答案樣例：（1）變間隙型、變面積型、變介質(zhì)型電容式傳感器：當(dāng)被測(cè)量接近，電容式傳感器的電容量發(fā)生變化，可以檢測(cè)到被測(cè)量接近的狀態(tài)。（4分）（2）電渦流傳感器：主要用于檢測(cè)金屬物體的接近。當(dāng)金屬物體接近電渦流傳感器在激勵(lì)電流作用下產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)在金屬物體內(nèi)部感應(yīng)出電渦流，電渦流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，反過(guò)來(lái)影響電渦流傳感器產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致電渦流傳感器端的激勵(lì)線圈阻抗發(fā)生變化，從而檢測(cè)出金屬物體的接近狀態(tài)。（4分）（3）霍爾傳感器：可以用于