机械工程测试技术练习2参考答案(090425).doc

测试技术第2次测验
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一、画出微型探测开关（干簧管）的结构示意图，说明它的工作过程？
答：
1、

2、弹片触点的开启与闭合受控于外磁场的强弱变化和相对位置的改变，磁场的来源：1）永久磁铁 ；2）电磁铁。
当磁场强度较弱时（如磁铁向左右或下移动时），弹簧片磁化较弱，弹性预反力F弹 > 磁性吸力F磁，两弹簧片的触点开启。
当磁场增强（如磁铁向中心或上移动时），弹簧片被强行磁化，磁性吸力F磁> F弹 预反力，两簧片触点闭合。

二、填空
项目
金属电阻应变片
半导体应变片
工作原理
尺寸效应
压阻效应
灵敏度
灵敏度低，但线性度好，测量范围宽。
灵敏度高，但非线性（离散度大），测量范围窄。
主要缺点
横向效应大（机械滞后大）
环境影响大，灵敏度离散，非线性。

三、下图为变隙电感式压力传感器结构图，试分它的工作原理和特点。
答：
1、 工作原理：
当膜盒受液压P作用时，膜盒膨胀，带动衔铁向上移动，改变衔铁与铁芯之间的间隙δ（减小），由电感量L与间隙δ之间的关系：

可知，电感量L与间隙δ成反比；随着液压P增加，间隙δ减小，电感量L增大，因此可通过测量电感量L的大小，来确定液压P的大小。
2、 特点：
灵敏度高、但非线性严重；量程窄，适于较小位移的测量；衔铁自由行程小，制造装配困难。

四、YGJ系列油管现场无损检测装置利用漏磁场原理，由局部缺陷检测传感器和壁厚检测传感器，定量对油管表面及内部的裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷进行计算机化无损检测。它们既可用于室内油管的检测，又可在油管起下作业的同时进行现 场检测，并对有缺陷的油管自动声光报警，检测结果可显示，存储和打印，该装置中的探头可随油管全方位游动，保证了检测结果的准确可靠。
试分析裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷检测的工作原理和该方法的特点。

YGJ系列油管现场无损检测装置
答：
1、探头一般为霍尔元件，其漏磁检测工作原理图如下：

2、工作原理：
永久性磁铁使管道磁化，当管道有裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷时，在缺陷处出现漏磁现象，漏磁通的强度与缺陷的大小成比例；而漏磁通的强度可通过霍尔元件，利用霍尔效应，转换成一个脉动电压信号（霍尔电势VH =KH iⅹB ），此信号经放大，滤波等变换后进入计算机分析，即可识别出管道缺陷。

3、特点：
结构简单，体积小；频带宽，动态特性好；寿命长；易于实现自动化控制；适合于中小型管道。但检测的管壁不能太厚，干扰因素多，空间分辨力低；对平滑严重的缺陷的灵敏度低；材料杂质会出现虚假数据。

五、什么是压电效应？下图为压电式超声波测厚仪，试分析其工作原理和特点。

答：
1、压电材料在外力的作用下，产生机械变形的同时，在其表面上出现电荷，形成电场的现象。
2、工作原理示意图如下：

当给压电式超声波探头施加一定频率脉冲电压时，压电材料会发生电致伸缩效应（逆压电效应），产生超声波向被测工件中发射和传播；当超声波达到底面时会反射回来，并被超声波探头中的压电材料接收，利用压电效应将其转换成电压信号；发射信号和接收信号经放大、检波后由CPU接受，同时计算出超声波从发射到接收来回行程的时间t，再由“位移 = 速度ⅹ时间”的关系，可得到其厚度H = 1/2 Cⅹt。
3、特点：
灵敏度高；设备简单，成本低；对人身体无害；但空气衰减大，需很好地耦合。

六、下图为QRA2型标准紫外光电管探头，广泛应用于煤气(油)火焰和点火火花的监测，画出其工作原理示意图，说明它的工作原理？

答: 1、工作原理示意图：

2、当点火器点燃时，紫外线照射到光电管探头上，通过外光电效应转换成光电线，在电阻RL上产生一个输出电压UL，经放大电器放大后，接通控制煤气(油)的电磁阀，供应煤气(油)燃烧；光炉内熄灭时，无紫外线照射到光电管探头上，光电管断开，电阻RL上无电压UL输出，控制煤气(油)的电磁阀关闭，煤气(油)供应中断，避免炉内残留煤气(油)在再点火引起爆炸，达到保护作用。

七、下图为磁电式转速传感器，画出其工作原理示意图，说明它的工作原理和特点。

答：1、工作原理示意图：

2、当磁性材料制成的齿轮转动时，使上述磁路中的磁阻发生脉动变化，导致线圈中的磁通量也发生脉动变化，由电磁感应定律可知，在线圈中感应出一个个脉冲电压信号，由公式计算得所测量转速。