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第七章
1、光敏元件中( B )是直接输出电压的。
A.光敏电阻 B.光电池 C.光敏晶体管 D.光导纤维 2、光敏二极管的工作原理是基于外光电效应。 （╳） 3、试简述光栅传感器测位移的原理。
答：若将两块光栅(主光栅、指示光栅)叠合在一起，并且使它们的刻线之间成一个很小的角度θ，由于遮光效应，两块光栅的刻线相交处形成亮带，而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带，在与光栅刻线垂直的方向，将出现明暗相间的条纹，这些条纹就称为莫尔条纹。当指示光栅沿着主光栅刻线的垂直方向移动时，莫尔条纹将会沿着这两个光栅刻线夹角的平分线的平行方向移动，光栅每移动一个W，莫尔条纹也移动一个间距B。θ越小，B越大，θ当小于1°以后，可使B>>W，即莫尔现象具有使栅距放大的作用。因此，读出莫尔条纹的数目比读光栅刻线的数目要方便得多。通过光栅栅距的位移和莫尔条纹位移的对应关系，就可以容易地测量莫尔条纹移动数，获取小于光栅栅距的微小位移量。
4、光栅传感器中光栅栅距为W，莫尔条纹的间距B与两光栅线纹夹角θ之间的关系为 W=B/θ 。
5、下列传感器不属于发电型传感器的是( B )
A．光电池 B．电容传感器 C．热电偶传感器 D．压电传感器 6、下列光电元件中工作原理是基于光电导效应的是（ D ）
A．光电池 B．光敏二极管 C．光敏二极管 D．光敏电阻 7、通常用光栅传感器测量（A ）。
A．位移 B．浑浊度 C．加速度 D．温度 8、在智能洗衣机中常需要测量水的浑浊度，可选用（ C ） A．电容传感器 B．超声波传感器 C．光电传感器 D．霍尔传感器
9、莫尔条纹是怎样产生的？它具有哪些特性？
答：把光栅常数相等的主光栅和指示光栅刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者栅线之间保持很小夹角，在近似于垂直方向出现明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。 莫尔条纹具有如下重要特性：平均效应、放大作用、对应关系。
10、物体受到光照产生定向电动势的光电效应现象又被称为 光生伏特 效应，对应此工作原理的光电元件有 光电池 。
11、下面不属于莫尔条纹重要特性的是（ c ） A．平均效应 B．放大作用 C．温度补偿 D．对应关系 12、光敏二极管工作时，其上（ B ）
A．加正向电压 B．加反向电压
C．不需加电压 D．加正向、反向电压都可以
13、在精车床上使用刻线3600条/周的圆光栅作长度检测时，测量电路采用四倍频细分，其线位移检测分辨力为2.5μm，问该车床丝杠的螺距为多少？
解：机床丝杠旋转一周，圆光栅也旋转一周，水平位移为一个螺距。测量电路采用四倍频细分，即分辨力提高了4倍，又已知装置检测分辨力为2.5μm，故在未细分前一个莫尔条纹间距所对应的螺母水平位移应为 2.5μm×4＝10μm
又由于圆光栅旋转一周，水平位移为一个螺距，而莫尔条纹间距与圆光栅栅距之间严格的一一对应关系，因此螺距应为 3600×10μm =36mm
14、光栅传感器中，Moire条纹的特点： 平均效应 、放大效应、对应关系。
15、在下面的光电元件中，负载电阻一定时，短路电流与光照度成线性关系的是（ A ） A．光电池 B．光敏电阻 C．光敏二极管 D．光敏三极管 16、下面不属于莫尔条纹重要特性的是（ C ） A．误差平均效应 B．位移放大作用
C．有细分作用 D．光栅位移与莫尔条纹位移对应关系 17、下图为典型的伺服电机控制数控机床进给工作台实物图，丝杠螺母副将角位移量转变为线位移，利用十位绝对式码盘用于对电机角位移的测量，采用标准二进制输出（8421码制），问：
（1）该十位绝对式码盘分辨力为角度多少度？
（2）若螺距t=4mm，当码盘尚未转过一圈，且输出为1000000000B时，螺母移动了多少？ 解：(1)、码盘分辨力
360?360???n?10?0.3516?
22360? 9?（2）当码盘输出1000000000B时，转过角位移为?2＝180 210 此时螺母移动距离为4mm/周?0.5周＝2mm18、数字式位置传感器可以用于人体步行速度的测量。 （ × ）
19、有一直线光栅，每毫米刻线为100线，主光栅与指示光栅的夹角θ为1.8度，采用4细分技术，则栅距W、分辨力以及莫尔条纹宽度为各为多少？
答： W为0.01mm ；1/100=0.01mm 分辨力为W/4=2.5um；
莫尔条纹宽度L为0.32mm. L=W/(1.8*Pi/180)
20、图为光栅传感器辨向的工作原理和逻辑电路。在相隔B/4间距的位置上，放置两个光电元件1和2，（4是莫尔亮条纹，3为中间的暗条纹。）得到两个相位差π/2的电信号u1和u2（图中波形是消除直流分量后的交流分量），经过整形后得两个方波信号u1′和u2′。 试述光栅辨向原理。
u1u2 u3W124 34BHu?2W0WWx4 ?u142Y1BB? u1 u?u?22 AY2A
AA
答：从图中波形的对应关系可看出，当光栅沿A方向移动时，u1′经微 分电路后产生的脉冲, 正好发生在u2′的“1”电平时，从而经Y1输出一个计数脉冲；（2分）而u1′经反相并微分后产生的脉冲，则与u2′的“0”电平相遇，与门Y2被阻塞，无脉冲输出。 在光栅沿/A方向移动时，u1′的微分脉冲发生在u2′为“0”电平时，与门Y1无脉冲输出；而u1′的反相微分脉冲则发生在u2′ 的“1”电平时， 与门Y2输出一个计数脉冲, 则说明u2′的电平状态作为与门的控制信号，来控制在不同的移动方向时，u1′所产生的脉冲输出。 这样就可以根据运动方向正确地给出加计数脉冲或减计数脉冲， 再将其输入可逆计数器，实时显示出相对于某个参考点的位
21、光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=W/θ ，莫尔条纹的放大倍数K=1/θ 。 22、光栅传感器利用莫尔条纹来达到（ D ）。
A. 提高光栅的分辨力 B.辨向的目的 C. 细分的目的 D.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变
第八章
1、热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度 相同 ，则回路中总的热电动势 不变 ，这就是热电偶的中间导体定律。
2、现采用镍铬—镍硅热电偶测量炉温，已知热端温度t＝800℃，冷端温度tn＝50 ℃ ；为了进行炉温的调节及显示，须将热电偶产生的热电动势信号送至仪表室，而仪表室环境温度恒为t0＝20 ℃ 。试问：分别（1）若热电偶与仪表之间用补偿导线连接，（2）热电偶与仪表之间直接用铜导线连接，输入仪表的热电动势依次为多少？是基于热电偶的哪个定律来完成的计算？（由分度表已知：E(800,0)=33.277mV，E(50,0)=2.022mV，E(20,0)=0.798mV） 解：（1）补偿导线时：是基于中间温度定律，
E（800，20）＝33.277 - 0.798 ＝32.479mv （2）铜导线时：是基于中间导体定律， E（800，50）＝33.277- 2.022＝31.255mv
3、如果热电偶回路的两个热电极材料相同，则无论两接点的温度如何热电动势均为 0 4．下面热电偶的工作定律中，作为工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基础的定律是（ B ）
A．中间导体定律 B．中间温度定律 C．连接导体定律 D．标准电极定律
5、若热电偶的两电极材料相同, 且两端点温度T≠T0，则热电偶( B )。 A．仅接触电势为零 B．总的热电动势为零 C．仅单一导体的热电势为零 D．有电势输出
6、现采用镍铬—镍硅热电偶分度表，表中自由端温度t0＝0℃，试问： （1）根据分度表，可计算出E镍铬—镍硅(105℃,62℃)为多少mV ？
（2） 如果在测温现场需要对（1）中情况利用补偿导线实现冷端补偿，将补偿导线引入到0℃的恒温环境中，但工人粗心将两根补偿导线掉换错接，则引入的误差为多少mV ？ 解：1）根据中间温度定律
E镍铬—镍硅(105,62)＝E镍铬—镍硅(105,0)－E镍铬—镍硅(62,0)＝4.31－2.51=1.80 mV