機械工程測試技術課后習題及答案

機械I:程測試技術求硒習圓券答

教材：機械工程測試技術基礎，熊詩波黃長藝主編，機械工業(yè)第一版社，2022年9月第3版第二次印刷。

緒論

0-1表達我國法定計量單位的基本內(nèi)容。

解答：教材P4~5,二、法定計量單位。

0-2如何保證量值的正確和一致

解答：(參照教材P4~6,二、法定計量單位~五、量值的傳達和計量用具檢定)

1、對計量單位做出嚴格的定義；

2、有保留、對現(xiàn)和傳達單位的一整套制度和設施：

3、一定保留有基準計量用具，包含國家基準、副基準、工作基準等。

3、一定按檢定規(guī)程對計量用具實行檢定或者校準，將國家級準所復現(xiàn)的計量單位量值經(jīng)過各級計算

標準傳達到工作計量用具。

0-3何謂測量偏差往常測量偏差是如何分類表示的

解答：(教材P8~10,八、測量偏差)

0-4請將以下諸測量結果中的絕對偏差改寫為相對偏差。

①土口V

②土g

③士g/cm

①7.810-6/1.01825447.6601682/10

6e

②0.00003/25.048941.197655/106

③0.026/5.4824.743%。

0-5何謂測量不確立度國際計量局于1980年提出的建議《實驗不確立度的規(guī)定建議書INC-1(1980)》

的重點是什么

解答:

(1)測量不確立度是表征被測量值的真值在所處量值范圍的一個估計，亦即因為測量偏差的存在而對

被測量值不可以必然的程度。

(2)重點:賜教材P11。

0-6為何采用電表時，不只要考慮它的正確度，并且要考慮它的量程為何是用電表時應盡可能地

在電表量程上限的三分之二以上使用用量程為150V的級電壓表和量程為30V的級電壓表分別測量25V電

壓，請問哪一個測量正確度高

解答：

(1)因為多半的電工儀表、熱工儀表和部份無線電測量儀器是按引用偏差分級的(比如，精度等級為

級的電表，其引用偏差為％),而

引用偏差=絕對偏差/引用值

此中的引用值普通是儀表的滿度值(或者量程)，所以用電表測量的結果的絕對偏差大小與量程有關。量程

越

大，惹起的絕對偏差越大，所以在采用電表時，不只要考慮它的正確度，并且要考慮它的量程。

(2)從(1)中可知，電表測量所帶來的絕對偏差=精度等級X量程Z100,即電表所帶來的絕對偏差是必然的，

這樣，當被測量值越大，測量結果的相對偏差就越小，測量正確度就越高，所以用電表時應盡可能

地在電表量程上限的三分之二以上使用。

⑶150V的級電壓表所帶來的絕對偏差=X150/100=：30V的級電壓表所帶來的絕對偏差=x30/100=?

所以30V的級電壓表測量精度高。

0-7如何表達測量結果對某量進行8次測量，測得值分別為:求其測量結果.

解答：

(1)測量結果=樣本均勻值土不確立度

或者一？一_S

Xx0一x而

8

Xi

0.014268

所以測量結果=+

0-8用米尺逐段測量一段10m的距離，設測量1m距離的標準差為。如何表示此項間接測量的函數(shù)式

求測此10m距離的標準差。

解答：(1)L

⑵%0.6mm

0-9直圓柱體的直徑及高的相對標準差均為％，求其體枳的相對標準差為多少

解答：設直徑的均勻值為d,高的均勻值為斤，體積的均勻值為V,則

第一章信號的分類與描繪

1-1求周期方波（L4）的傅里葉數(shù)（復指數(shù)函數(shù)形式）,劃出|C1-3和（pn-3,并與表

1-1比。

解答：在一個周期的表達式

A(bt0)

x(t)2T

A(0t_.)

2

分區(qū)取(-172,T/2)

l

cn—卦x(t)em°’出JAemodt+_L身Aejnodt

91To1T0o

=j_(cosn-1)(n=0,1,2,3,L)

n

所以復指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉數(shù)

A1

x(t)。例/j——(1COSn)ejnotfn=o,1,2,3,Lo

n0

CA

一(1cosn)

n(n=0,1,2,3,L)

_____A

q%—(1cosn)

n0n0,2,4,6,L

1,3,5,L

C

(Parctan」開n1,3,5,L

c

11nR2

0n0,2,4,6,L

沒有偶次波。其以下所示。

iqi

2A/TT2A/TT

n/

2A/3n2u)3(A)5co

2A/3TT200

2A/5I3

MI-TT

-5u)-33。o)3u)5w°U)

000/2

幅頻圖相頻圖

周期方波復指數(shù)函數(shù)形式頻譜圖

1-2求正弦信號x（t）x°sin3t的絕對均值均方根值

Xg

1xsincotdt

10T4X0

T_r一

解答：P_Txti

|oVF0oTw

UTT0Teon

0

x

g晨(t)dt71COS23to

nnsT2sin2u)tdtdt

2

00

1-3求指數(shù)函數(shù)x（t）Aeat（ao.t0）的頻譜。

解答:

2f\

Al/J

x(f)x(t)ej2ftjtAe制ej2ftdtA2

0a2X

0(aj2f)aj2I

k

|X⑴Ja2(2f)2

ImX(f)2f

(f)arctan-----------------arctan----

ReX(f)a

l()l<P(

Xf

f)

n/2

1-4求符號函數(shù)（見圖1-25a）和單位階躍函數(shù)（見圖1-25b）的頻譜。

sgn(t)u(t)

11

0t0

1

a）符號函數(shù)b）階躍函數(shù)

圖1-25題14圖

a）符號函數(shù)的頻譜

10

x(t)sgn(t)

10

t=o處可不予定義,或者規(guī)定sgn（O）=O。

該信號不知足絕對可積條件，不可以直接求解，但傅里葉變換存在。

能夠借助于雙邊指數(shù)衰減信號與符號函數(shù)相乘，這樣便知足傅里葉變換的條件。先求此乘積信號X?⑴

的頻譜，而后取極限得出符號函數(shù)X。）的頻譜。

xjt)eatsgn(t)e

al0

Kt0

x(t)sgn(t)limx1(t)

a0

o

⑴ej2ftdteedteedti24\2

%⑴alj2fla.j2n

0a(2f)

1

X(f)Fsgn(t)limX[(f)

a0

1

X(f)

f0

⑴2

f0

2

b)階躍函數(shù)頻譜

1t0

u(t)

0t0

在跳變點t=0處函數(shù)值不決義，或者規(guī)定u(0)=1/2o

階躍信號不知足絕對可積條件，但卻存在傅里葉變換。因為不知足絕對可積條件,不可以直接求其傅里

葉變換，可采用以下方法求解。

解法1：利用符號函數(shù)

11

叩)——sgn(t)

22

1111111

U(f)Fu(t)F_—Fsgn(t)-⑴一j—(f)J—

2222f2

|J(f)|」I2(f)—1

結果表示，單位階躍信號u(t)的頻潛在f=0處存在一個沖激分量，這是因為u(t)含有直流分量，在

料想之中。同時，因為u(t)不是純直流信號，在t=0處有跳變，所以在頻譜中還包含其余頻次分量。

解法2：利用沖激函數(shù)

1t時

u(t)t()d

0t0

依據(jù)傅里葉變換的積分特征

1f

U(f)F()d()1(0)⑴1

j2r22

1-5求被截斷的余弦函數(shù)COSUJot（見圖1-26）的傅里葉變換。

X(t)8s30tqiT

0NT

解：x(t)w(t)cos(2fot)

w(t)為矩形脈沖信號

W(f)2Tsinc(2Tf)

2f

cos(2f01)Leiotej2卬

所以2

X(t)lw(t)ej2foij2H

22

依據(jù)頻移特征和疊加性得：

11

X(f)W(ffo)-w(ffo)

22

Tsinc[2T(ff0)]Tsinc[2T(ff0)]

可見被截斷余弦函數(shù)的頻譜等于將矩形脈沖的頻

同時譜線高度減小一半。

譜一分為二，各向擺布挪動f0也說明，單調(diào)頻次的簡諧信號因為截斷導致頻譜變

得無窮寬。

X(f)

被截斷的余弦函數(shù)頻譜

指數(shù)衰減信號

解答:

f

sin(ot)_j_ejG???

2j

e

所以x(t)at1ejteiot

---------0

2j

單邊指數(shù)衰減信號X1⑴eat(a0,t0)的頻譜密度函數(shù)為

⑴x(t)iejtdteatejtdt____1__ad___

°aja22

依據(jù)頻移特衽和疊加性得：

1))

X()_XUo)X[(0)JL_O______aK_________

2j2ja2(0)2a2(0)2

COSo0m

系中，函數(shù)f(t)叫做調(diào)制信號，余弦振蕩COS叫做載波。試求調(diào)幅信號f(t)COS30t的傅里葉變換,

表示畫出調(diào)幅信號及其頻譜。又問：3防3m時將會浮現(xiàn)什么狀況

圖1-27題1-7圖

解：x(t)f(t)cos(ot)

F()F[f(t)]

1

cos(0。_ej『ejj

2

所以X(t)Jf⑴ejotIf(t)elot

22

依據(jù)頻移特平和疊加性j：1)

X(f)_F(0_F(°

22

可見調(diào)幅信號的頻譜等于將調(diào)制信號的頻譜一分為二，各向擺布挪動載頻30,同時譜線高度減小一

半。

矩形調(diào)幅信號頻譜

若33將發(fā)生混疊。

0m

1-8求正弦信號x(t)Xosin(wt<p)的均值px:、均方值和概率密度函數(shù)p(X)°

解答：

lim2Tx(t)dt_Toxsin(wt(p)dt2n

oT

⑴Px0,式中o一—正弦信號周期

TToTooU)

12122x21C0S2(3t9x2

2

的一

01.1s-T..12

*TO-------Bt-4?

ToTT22

TUo0o0

(3)在一個周期內(nèi)

Lotit22t

T

P[xx(t)xx]limTy-xe-2-4-

TT%T°

..P[xx(t)xx]2t2dt1

P(x)lim------------------lim-----

T°dx

xoXX0T0XX2

正弦信號

第二章測試裝置的基本特征

2-1進行某動向壓力測量時，所采用的壓電式力傳感器的敏捷度為MPa,將它與增益為nC的電荷放

大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀的敏捷度為20mm/V。試計算這個測量系

統(tǒng)的息敏捷度。當壓力變化為時，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少

解：若不考慮負載效應，則各裝置串聯(lián)后總的敏捷度等于各裝置敏捷度相乘，即

s=(nC/MPa)(V/nC)20(mm/V)=MPa0

偏移量：y=S==(,

2-2用一個時間常數(shù)為的一階裝置去測量周期分別為1s、2s和5s的正弦信號，問穩(wěn)態(tài)響應幅值偏差

將是多少

1

解：設一階系統(tǒng)H(S)------,HI

S1

|A()H(f.T是輸入的止弦信號的周期

(產(chǎn)

稔態(tài)響應相對幅值偏差IA1100%,將已知周期代入得

58.6%T1s

32.7%T2s

8.5%T5s

2-3求周期信號()=+(100-45)經(jīng)過傳達函數(shù)為()=1/+1)的裝置后獲得的穩(wěn)態(tài)響應。

XttHs

解：H()——j——,A()[,()arctan(0.005)

V1(0.005)2

1j0.005

該裝置是?線性定常系統(tǒng)，設穩(wěn)態(tài)響應為y(t),依據(jù)線性定常系統(tǒng)的頻次保持性、比率性和疊加性

獲得

y(t)=ycos(10t+)+ycos(100t-45+

01102

此中y0[A(10)XQI/1二0.50.499,(10)arctan(0.00510)2.86

V1(0.00510)2

1

y02A(100)x020.20.179.2(100)arctan(0.005100)26.57

1(0.005100)2

所以穩(wěn)態(tài)響應為y(t)0.499cos(10t2.86)0.179cos(100t71.57)

2-4氣象氣球攜帶一種時間常數(shù)為15s的一階溫度計，以5m/s的上漲速度經(jīng)過大氣層。設溫度按每

高升30m降落C的規(guī)律而變化，氣球?qū)囟群透叨鹊臄?shù)據(jù)用無線電送回地面。在3000m地方記錄的溫度為

-rc0試問實質(zhì)浮現(xiàn)-ic的真切高度是多少

解：該溫度計為一階系統(tǒng)，其傳達函數(shù)設為H(s)1。溫度隨高度線性變化，對溫度計來說相

15s1

當于輸入了一個斜坡信號，而這樣的一階系統(tǒng)對斜坡信號的卷態(tài)響應滯后時間為時間常數(shù)=15s,假如不

計無線電波傳遞時間，則溫度計的輸出其實是15s從前的溫度，所以實質(zhì)浮現(xiàn)?的真切高度是

HZ=H-V=3000-515=2925m

2-5想用一個一階系統(tǒng)做100Hz正弦信號的測量，如要求限制振幅偏差在5%之內(nèi)，那末時間常數(shù)應

取多少若用該系統(tǒng)測量50Hz正弦信號，問此時的振幅偏差和相角差是多少

解：設該一階系統(tǒng)的頻響函數(shù)為

H(是時間常數(shù)

1

則A()1

1()2

1

桎態(tài)響應相對幅值偏差A()1103%1100%

1(2孑

令W5%,f=100Hz,解得W523S6

假如f=50Hz，則

11

相對幅值偏差:1100%1100%1.3%

1(2*1(252310050)2

相角差:0arctan(2f)arctan(252310650)9.33

2-6試說明二階裝置阻尼比多采用~的原由。

解答：從不失真條件出發(fā)剖析。在擺布時,幅頻特征近似常數(shù)的頻次范圍最寬，而相頻特征曲線最

挨近直線。

2-7將信號cost輸入一個傳達函數(shù)為()=M+1)的一階裝置后，試求其包含瞬態(tài)過程在內(nèi)的

輸出y(t)的表達式。

s

解答：令x(t)=COSt,則x⑸，所以

522

Y(s)H(s)X(s)1s

S1S22

利用部份分式法可獲得

Y(s)111111

1()21s2(1j)sj2(1j)sj

利用逆拉伊拉斯變換荻得

y(t)L1[Y(S)]---------/--------------]—?,---------]——ejt

1()2(1j)2(1j)

1」i,j(ejte)

eeteit

1(?2[1()2]

16

costsintt/

1()2

——「"Ecos(tarctan)3

1()2Y

2-8求頻次響應函數(shù)為3155072/(1+)(1577536+1760j的穩(wěn)態(tài)響-2)的系統(tǒng)對正弦輸入X(t)=10sin

應的均值顯示。

解：該系統(tǒng)能夠當做是一個一?階線性定常系統(tǒng)和一個二階線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)，串聯(lián)后仍舊為線性定

常系統(tǒng)。依據(jù)線性定常系統(tǒng)的頻次保持性可知，當輸入為正弦信號時，其穩(wěn)態(tài)響應仍舊為同頻次的正弦信

號，而正弦信號的均勻值為0,所以穩(wěn)態(tài)響應的均值顯示為0o

2-9試求傳達函數(shù)分別為+和412/(s2+ns+n2)的兩環(huán)節(jié)串聯(lián)后溝成的系統(tǒng)的總敏捷度(不

考慮負載效應)。

愀K

H1(S)153]，即靜態(tài)敏捷度K=3

3.5s0.57s17s1

H2(S)41n222K2tl22，即靜態(tài)敏捷度K=41

~7S1.4nS~~2

因為二者串聯(lián)無負載效應，所以

息靜態(tài)敏捷度K=KK=341=123

2-10設某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)辦理。已知傳感器的固有頻次為800Hz,阻尼比=，問使用

該傳感器作頻次為400Hz的正弦力測試時，其幅值比A()和相角差()各為多少若該裝置的阻尼比改

為=，問A()和()又將如何變化

輝：設H()二,則

2

2—

A()()arctan------------n-_,即

A(f)arctan

2f

將

fn=800Hz,f=400Hz，代入上邊的式子獲得

A(400),(400)

假如=，則(400)(400)-

A

2-11對一個可視為二階系統(tǒng)的裝置輸入一單位階躍函數(shù)后,測得其響應的第一個超調(diào)量峰值為，振蕩

周期為。設己知該裝置的靜態(tài)增益為3,求該裝置的傳達函數(shù)和該裝置在無阻尼固有頻次處的版次響應。

11

解:0.215

[F)1________

ln(1.5/3)

因為,所以

=21rad/s

1

1.024rad/s

Vl0.2152

3n23.15

所以H(s)

S220X4s1.05

nn2

33.15

H()n2

22

j21.G52j0.44

A()

2

2

10.44_

2

()arctan

1

當=仲

3

A(n)6.82

10.44

(n)90

第三章常用傳感器與敏感元件

3-1在機械式傳感器中，影響線性度的主要要素是什么可舉例說明。

解答：生要要素是彈性敏感元件的端變、彈性后效等。

3-2試舉出你所熟習的五種機械式傳感器，并說明它們的變換原理。

解答：氣壓表、彈簧秤、雙金屬片溫度傳感器、液體溫度傳感器、毛發(fā)濕度計等。

3-3電阻絲應變片與半導體應變片在工作原理上有何差別各有何優(yōu)弊端應如何針對詳細狀況來采用

解答：電阻絲應變片主要利用形變效應，而半導體應變片主要利用壓阻效應。

電阻絲應變片主要長處是性能穩(wěn)固，現(xiàn)行較好；主要弊端是敏捷度低，橫向效應大。

半導體應變片主要長處是敏捷度高、機械滯后小、橫向效應?。褐饕锥耸菧囟确€(wěn)固性差、敏捷度失

散度大、非線性大。

梟用時要依據(jù)測量精度要求、現(xiàn)場條件、敏捷度要求等來選擇。

3-4有電阻應變片（見圖3-84）,其敏捷度S=2,R=120。設工作時其應變成1000，問R—設

將此應變片接成以下圖的電路，試求：1）無應變時電流表示值：2）有應變時電流表示值：3）電流表

指示值相對變化量：4）試剖析這個變量可否從表中讀出

圖3-84題3-4圖

解：依據(jù)應變效應表達式/=得

R\g

R=SR=21000106120=

1）I=R=120==

1

2）12=（R+R）=（120+=

3）100%=%

4）電流變化量太小，很難從電流表中讀出。假如采用高敏捷度小量程的微安表，則量程不夠，沒法

測量的電流：假如采用毫安表，沒法分辨的電流變化。普通需要電橋來測量，將無應變時的靈位電流均衡

掉，只取有應變時的細小輸出量，并可依據(jù)需要采用放大器放大。

3-5也感傳感器（自感型）的敏捷度與哪些要素有關要提升敏捷度可采用哪些舉措采用這些舉措會帶來什

么樣結果

解答：以氣隙變化式為例進行剖析。

A

dLN2。0

s----

d

又因為線圈阻抗Z,L,所以敏捷度又可寫成

-A

dZN2。。

$—

d22

史上式可見，敏捷度與磁路橫截面積A.線圈匝數(shù)N、電源嵬頻達、鐵芯磁導率，。，氣隙等有關。

假如加大磁路橫裁面積A、線圈匝數(shù)N、°電源角頻次、鐵或磁導率減吝嗇隙。，都可提升敏捷

00

度。

加大磁路橫截面積A。、線圈匝數(shù)N會增大傳感器尺寸，分量增添，并影響到動向特征；減吝嗇隙會

增大非線性。

3-6電容式、電感式、電阻應變式傳感器的測星電路rr何異同舉例說明。

解答：電容式傳感器的測量電路

諧振式調(diào)幅電路

調(diào)幅電路

電橋電路

直放式

調(diào)頻電路

外差式

運竟放大器電路

二極管T型網(wǎng)絡

差動脈寬調(diào)制電路

極化電路等

芻感型變磁阻式電感傳感器的測量電路:

諧振式調(diào)幅電路

惠斯登電橋

調(diào)幅電路變壓器電橋

電橋電路

緊耦合電感臂電橋

帶相敏檢波的電橋等

調(diào)頻電路

調(diào)相電路等

電阻應變式傳感器的測量電路：電橋電路（直流電橋和溝通電橋）。

同樣點：都可使用電橋電路，都可輸出調(diào)幅波。電容、電感式傳感器都可使用調(diào)幅電路、調(diào)頻電路等。

不一樣點：電阻應變式傳感器能夠使用直流電橋電路，而電容式、電感式則不可以。此外電容式、電感式

傳感器測量電路種類眾多。

3-7一個電容測微儀，其傳感器的圓形極板半徑r=4mm,工作初始空隙=，問：1）工作時，假如傳感

器與工件的空隙變化量=1m時，電容變化量是多少2）假如測量電路的敏捷度『100mV/pF,讀

數(shù)儀表的敏捷度S『5格/mV,在=1m時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格

解：1）

AA

8.8510121(4103)2(1106)

(0.3103)2

4.941015F4.94103pF

2）B=S,S2C=1005（103）格

答：

3-8把一個變阻器式傳感器按圖3-85接線。它的輸人量是什么輸出量是什么在什么樣條件下它的輸出量

與輸人量之間有較好的線性關系

u

解答：輸入量是電刷相對電阻元件的位移X,輸出量為電刷到端點電阻R.假如接入分壓式測量電路，則

輸出量能夠以為是電壓u0?

X

H

x——Rpk|Xx,輸出電阻與輸入位移成線性關系。

xp

u0______

?*（131KpX

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由上式可見，惟獨當RJR0時，才有U02L

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于變阻器式傳感器的電阻R,惟獨這樣才干使輸出電壓和輸入位移有較好的線性關系。

3-9試按接觸式與非接觸式劃分傳感器，列出它們的名稱、變換原理，用在哪處

解答：接觸式：變阻器式、電阻應變式、電感式（渦流式除外）、電容式、磁電式、壓電式、熱電式、廣線式、

熱敏電阻、氣敏、濕敏等傳感器。

手接觸式：渦電流式、光電式、熱釋電式、霍爾式、固態(tài)圖象傳感器等。

能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸測量的是：電容式、光纖式等傳感器。

3-10欲測量液體壓力，擬采用電容式、電感式、電阻應變式和壓電式傳感器，請繪出可行方案原理圖，

并作比較。

3-11一壓電式壓力傳感器的敏捷度S=90pC/MPa,把它和一臺敏捷度調(diào)到pC的電荷放大器連結，放大器

的輸出又接到一敏捷度已調(diào)到20mm/V的光芒示波器上記錄，試繪出這個測試系統(tǒng)的框圖，并計算其總的敏

捷度。

解：框圖以下

各裝置串聯(lián)，假如忽視負載效應，則總敏捷度S等丁各裝置敏捷度相乘，即

S=x/P=9020=9mm/MPa。

3-12光電傳感器包含哪兒種種類各有何特色用光電式傳感器能夠測量哪些物理量

解答：包含利用外光電效應工作的光電傳感器、利用內(nèi)光電效應工作的光電傳感器、利用光生伏殊效應工

作的光電傳感器三種。

外光電效應（亦稱光電子發(fā)射效應）一光芒照射物體，使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象，包含光電管和

光電倍增管。

內(nèi)光電效應（亦稱光導效應）一物體遇到光芒照射時，物體的電子吸收光能是其導電性增添，電阻率

降落的現(xiàn)象，有光敏電阻和由其制成的光導管，

光生伏殊效應一光芒使物體產(chǎn)生必然方向的電動勢。

如遙控器，自動門（熱釋電紅外探測器），光電鼠標器，照像機自動測光計，光度計，光電耦合器，光電

開關（計數(shù)、地點、行程開關等），濁度檢洌，火災報警，光電閱讀器（如紙帶閱讀機、條形碼讀出器、考卷

自動評閱機等），光纖通訊，光纖傳感，CCD,色差，顏色標志，防盜報警，電視機中亮度自動調(diào)

節(jié)，路燈、航標燈控制，光控燈座，音樂石英鐘控制（夜晚不奏樂），紅外遙感、干手器、沖水機等。

在CCD圖象傳感器、紅外成像儀、光纖傳感器、激光傳感器等中都獲得了寬泛應用。

3-13何謂霍爾效應其物理實質(zhì)是什么用霍爾元件可測哪些物理量請舉出三個例子說明。

解答：

霍爾（Hall）效應：金屬或者半導體薄片置于磁場中，當有電流流過薄片刻，則在垂直于電流和磁

場方向的雙側(cè)面大將產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，產(chǎn)生的電位差稱為霍爾「Il勢”

霍爾效應產(chǎn)生的機理（物理實質(zhì)）：在磁場中運動的電荷遇到磁場力FL（稱為洛侖茲力）作用，而向垂直

于磁場和運動方向的方向挪動，在雙側(cè)面產(chǎn)生正、負電荷積累。

應用舉例：電流的測量，位移測量，磁感覺強度測量，力測量；計數(shù)裝置，轉(zhuǎn)速測量（如計程表等），流量測量,

地點檢測與控制，電子點火器，制做霍爾機電一無刷機電等。

3-14試說明壓電式加快度計、超聲換能器、聲發(fā)射傳感器之間的異同點。

解答：同樣點：都是利用資料的壓電效應（正壓電效應或者逆壓電效應）。

不一樣點：壓電式加快度計利用正壓電效應，經(jīng)過慣性質(zhì)量快將振動加快度變換成力作用于壓電元件，

產(chǎn)生電荷。

超聲波換能器用于電能和機械能的相百變換c利用F、逆壓電效應C利用逆壓電效應可用干沖洗、焊

接等。

聲發(fā)射傳感器是鑒于晶體組件的壓電效應，將聲發(fā)射波所惹起的被檢件表面振動變換成電壓信號的換能

設施，全部又常被人們稱為聲發(fā)射換能器興許聲發(fā)射探頭。

資料構造受外力或者內(nèi)力作用產(chǎn)生位錯-滑移-微裂紋形成-裂紋擴展-斷裂，以彈性波的形式開釋出應變能

的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。

聲發(fā)射傳感器不一樣于加快度傳感器，它受應力波作用時髡壓電晶片自己的諧振變形把被檢試件表面振

動物理量轉(zhuǎn)變成電量輸出。

3-15有一批渦輪機葉片，需要檢測能否有裂紋，請舉出兩種以上方法，并說明所用傳感器的工作原理。

渦電流傳感耀，紅外輻射溫度測量，聲發(fā)射傳感器（壓電式）等。

3-16說明用光纖傳感器測量壓力和位移的工作原理，指出其不一樣點。

解答：

微彎測壓力原理：力微彎板光纖變形光纖傳達的光強變化。

微彎測位移原理：位移微彎板光纖變形光纖傳達的光強變化。

不一樣點：壓力需要彈性敏感元件變換成位移。

3-17說明紅外遙感器的檢測原理。為何在空間技術中有寬泛應用舉出實例說明。

解答：紅外遙感就是遠距離檢測被測目標的紅外輻射能量?？臻g技術中利用飛船、航天飛機、衛(wèi)星等攜帶

的紅外遙感儀器能夠?qū)崿F(xiàn)好多對地、對空觀察任務。如觀察星系，利用衛(wèi)星遙測技術研究地殼斷層擴散、商討地震

先兆，衛(wèi)星大海觀察等。

3-18試說明固態(tài)圖象傳感器（CCD器件）的成像原理，如何實現(xiàn)光信息的變換、儲存和傳輸過程，在工程

測試中有何應用

CCD固態(tài)圖象傳感器的成像原理：MOS光敏元件或者光敏二極管等將光信息變奧成電荷儲存在CCDMOS

的

電容中，而后再控制信號的控制下將MOS電容中的光生電荷轉(zhuǎn)移出