【201406】中南大学《测试技术》试题及参考答案

《测试技术》试题及参考答案

一、传感器的分类有哪些？（30分）

答：

1．按被测量分类：位移、力、温度、压力、流量、速度传感器等。

2．按工作原理分类：机械式、电气式、光学式、流体式等。

3．按信号变换特征分类：

物性型：依靠敏感元件本身的物理化学性质的变化实现信号变换。如水银温度计、压电式传感器等。

结构型：依靠传感器结构参量的变化实现信号转换。如电容式、电感式传感器等。

4．按能量变换关系分类：

能量转换型(无源型传感器)：直接由被测对象输入能量使其工作。如热电偶温度计、弹性压力计、压电式传感器等。能量转换型传感器存在负载效应。

能量控制型(有源型传感器)：由外部辅助能量使其工作，并由被测量控制外部供给能量的变化。如电桥式电阻应变计等。能量控制型传感器本身参数的改变（电阻、电容、电感）不起换能作用。

传感器的换能元件可能不止一个（如电容式压力传感器），甚至是一个小型装置（如力反馈式加速度计）。

5．按输出信号分类：模拟式、数字式。

二、直线位移型变阻器式传感器如图，其工作原理与特点是什么？（30分）

答：（1）

直线位移型变阻器式传感器的工作原理是：如图，当改变触点C的位置时，AC间电阻值：

R=k

x

1

传感器灵敏度：

k

：单位长度内的电阻值。

l

当导线均匀分布时，输出（电阻）与输入（位移）成线性关系。

（2）直线位移型变阻器式传感器的特点：

优点：结构简单，性能稳定，使用方便，输出信号大，受外界条件影响小。

缺点：分辨力低，一般小于20μm。因触点与绕线间存在摩擦，动态响应较差。噪声大。

三、弯曲与轴向拉伸组合载荷下,要求消除轴向拉伸的影响，专门测试弯

曲载荷，请布片接桥。（40分）

答：弯曲与轴向拉伸组合载荷下布片接桥如图所示，工作片在上、下表面粘贴，由加减特性可知，这样可以消除轴向拉伸的影响，专门测试弯曲载荷。其中全桥接法的输出是半桥接法的二倍。

弯曲与轴向拉伸组合载荷下布片接桥示例

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《测试技术》答卷

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