第十一章数字式位置传感器
本章学习几种常用数字式位置传感器的结构、原理，如角编码器、光栅传感器、磁栅传感器、容栅传感器等，并讨论他们在直线位移和角位移测量、控制中的应用。
第一节 位置测量的方式
一、直接测量和间接测量
位置传感器有直线式和旋转式两大类。若位置传感器所测量的对象就是被测量本身，即用直线式传感器测直线位移，用旋转式传感器测角位移，则该测量方式为直接测量。例如直接用于直线位移测量的直线光栅和长磁栅等；直接用于角度测量的角编码器、圆光栅、圆磁栅等。
若旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间值，再由它推算出与之关联的移动部件的直线位移，则该测量方式为间接测量。
1.直接测量
回转工作台
旋转运动θ
利用角位移传感器直接测量工作台的角位移
直接利用数字式直线位移传感器测量直线机床的位移量
工作台运动方向 直接测量
的误差
较小
光栅
工作台 丝杠
x
θ
2015/12/6 Sunday5
《自动检测技术及应用》期终考试试卷 一卷 班级 姓名 学号 教师 、一个完整的检测系统或检测装置通常由 传感器 、 测量电路、 输出单元和 显示装置等部分组成。 2、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于 被测电压1.5倍的电压表。 3、导体或半导体材料在 外界力的作用下，会产生机械变形 ，其 电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。应变片传感器由测量电路和电阻应变片两部分组成。 4、电桥按读数方法可分为两种，平衡电桥仅适合测量静态参数，而不平衡电桥对静、动态参数都可测量；双臂电桥 灵敏度比单臂电桥提高一倍，而且还具有 温度误差补偿作用。 5、金属热电阻的阻值随温度的升高而 增加 ，为 正温度系数；半导体热电阻按其阻值与温度之间的变化关系可分为负温度系数热敏电阻和 正温度系数热敏电阻两大类。 6、电感式传感器利用 电磁感应原理，将被测的非电量转换成 电磁线圈的自感 量 或互感量变化的一种装置。在实际工作中常采用差动式电感式传感器，既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误差。电感式传感器测量转换电路有： 调幅电路、调频电路和 调相电路等。 6、电容式传感器的测量转换电路种类很多，常用的有电桥电路、调频电路、运算放大器式电路、二极管T 型网络。 7、热电偶定律包括中间导体定律、 中间温度定律和 参考电极定律，它们对热电偶的实际应用十分重要。 8、物体受到光照以后，物体内部的原子释放出电子，这些电子仍留在物体内部，使物体的 电阻率发生变化 或产生 光电动势的现象称为 内光电效应。 9、霍尔元件一般采用 N 型半导体材料制成，霍尔电动势的大小正比于输入电流I 和 磁感应强度B ，霍尔元件的零位误差主要是不等位电动势。 二、选择题（每空2分，共20分）
《自动检测技术》复习题 ．．．．．．．．．．． 一、填空题： 1.自动检测系统分为开环系统和闭环系统，气象观测系统属于开环系统，炉温自动系统属于闭环系统。 2.有人把计算机比喻为一个人的大脑，传感器则是人的感官。 3.对仪表读数不需经过任何运算就能直接得到测量的结果，就叫直接测量。对被测物理量必须经过方程组才能得到最后结果，就叫间接测量。 4.传感器命名：由主题词加四级修饰语构成，第一级修饰语是指被测量；第三级修饰语是指特征描述；第四级修饰语是指主要技术指标。 5.1994年12月1日国家批准实施的GB/T14479-93《传感器图用图形符号》已与国际接轨。按照它的规定，传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成，其中要素正方形表示转换元件。等边三角形表示敏感元件。 6.我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差γm分级的；按大小依次分成,,,,,。例如某电表S=即表明它的准确度等级为3级，也就是它的满度误差不超过±%，即|γm|≤，或习惯上写成γm=±。为了减小测量中的示值，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般以示值不小于满度值的2/3为宜。
7.某级电流表，满度值A=100μA，求测量值分别为x1=100μA时的示值相对误差为±1%。x2=80μA时的示值相对误差为±%；x3=20μA时的示值相对误差为±0,5%。 9.家用电器的温度检测中，空调器属于湿度传感器，电冰箱属于温度传感器。 10.热敏电阻按其性能分为正温度系数（PTC），负温度系数（NTC），临界温度系数（CTC）三种，电机的过热保护属PTC保护，晶体管保护属NTC保护。 11.电容式传感器有三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。 13.0.5级电工仪表的引用误差的最大值不超过±%.。 14.标称值为102μf，容许误差为±5%的电容，其实际值范围是测量100℃的温度用级温度计可能产生的绝对误差+，示值相对误差 16.由温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17.热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18.辐射测温方法分辐射法、和。 19.电容式传感器的基本类型有3种。 20.在流量检测中，先测出流体和流速，再乘以管道截面，即可得出流量的方法称为速度法。
第九章思考题与习题答案 1．单项选择题 1）两端密闭的弹簧管（又称波登管，见图1-5）中的气体温度升高后，气体对容器内壁的压强随之增大，弹簧管的截面趋向于圆形，截面的短轴力图伸长，长轴缩短。截面形状的改变导致弹簧管趋向伸直，一直到与压力的作用相平衡为止使弹簧管撑直，从而可用于测量温度。从微观上分析，弹簧管内部压强随温度增大的原因是____A___。 A. 气体分子的无规则运动加剧，撞击容器内壁的能量增大； B. 气体分子的直径增大； C. 气体分子之间的排斥力增大 2）正常人的体温为37C，则此时的华氏温度约为___C___，热力学温度约为______。 A. 32F，100K B. 99F，236K C .99F，310K D. 37F，310K 3）__C___的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 4）测量钢水的温度，最好选择___A___热电偶；测量钢退火炉的温度，最好选择___D___热电偶；测量汽轮机高压蒸气（200C左右）的温度，且希望灵敏度高一些，选择___E___热电偶为宜。 A. R B. B C. S D. K E .E 5）测量CPU散热片的温度应选用___C___型的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用___A___型的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用___B___型的热电偶。 A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 6）镍铬-镍硅热电偶的分度号为___D___，铂铑13 -铂热电偶的分度号是___A___，铂铑30 - 铂铑6热电偶的分度号是__B____。 A. R B. B C. S D. K E. E 7）在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 ___C___。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 8）在图9-9中，热电偶新的冷端在___C___。 A. 温度为t处 B. 温度为t n处 C. 温度为 t0处 D. 毫伏表接线端子上
检测技术知识点总结 一、填空、选择 1、检测包括定性检查和定量测量两个方面。 2、检测系统的原理：被检测量----》传感器------》信号处理电路----》输出执行 3、测量的表现方式有数字、图像、指针标记三个方式 4、测量方法有零位法、偏差法和微差法 5、真值包括理论真值（三角形内角和180度）、约定真值（π 3.14）和相对真值（℃273K） 6、误差的表达方式有绝对误差、相对误差和引用误差 7、误差分类为系统误差（装置误差）、随机误差（偶然误差；多次测量，剔除错误数据） 和粗大误差（过失误差；改正方法：当发现粗大误差时，应予以剔除） 8、传感器是一种把非电输入信号转换成电信号输出的设备或装置。 9、传感器的组成有敏感元件、转换元件和转换电路 10、弹性敏感元件的基本特性有：刚度（k=dF/dX刚度越大越不易变形）、灵敏度（刚性的倒数）、弹性滞后、弹性后效 P25★2）电阻式传感器：（电阻应变片式传感器、电位器式传感器、测温热电阻式传感器；热敏电阻式、湿敏电阻式、气敏电阻式传感器） Def：将被测电量（如温度、湿度、位移、应变等）的变化转换成导电材料的电阻变化的装置，称为电阻式传感器 11、电阻应变片式传感器（电阻应变片、测量电路）的结构：引出线、覆盖层、基片、敏感栅和粘结剂 电阻应变片式传感器：电阻应变片是一种将被测量件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件；测量电路进一步将该电阻阻值的变化再转换成电流或电压的变化，以便显示或记录被测的非电量的大小。 12.电阻应变片的工作原理：电阻应变效应 电阻应变效应：导电材料的电阻和它的电阻率、几何尺寸（长度与截面积）有关，在外力作用下发生机械变形，引起该导电材料的电阻值发生变化 13．电位器式传感器：一种将机械位移（线位移或角位移）转换为与其成一定函数关系的电阻或电压的机电传感元器件 14.电位器由电阻（电阻元件通常有绕线电阻、薄膜电阻、导电塑料等）和电刷等元器件组成 15.电位器优点：结构简单、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数 缺点：要求输入能量大，电刷与电阻元件之间容易磨损 16.热电阻材料由电阻体（温度测量敏感元件——感温元件）、引出线、绝缘套管和接线盒等部件组成，电阻体是热电阻的主要部件 热敏电阻式传感器 17.热敏电阻是利用电阻值随温度变化的特点制成的一种热敏元件 18、温度系数可分为负温度系数热敏电阻为NTC（电阻的变化趋势与温度的变化趋势相反）和正温度系数热敏电阻PTC（电阻的变化趋势与温度的变化趋势相同）。 19.热敏电阻优点：尺寸小、响应速度快、灵敏度高 20.差动电感传感器的优点（1）差动式比单线圈式的电感传感器的灵敏度提高一倍；（2）差动式的线性度明显的得到改善（3）由外界的影响，差动式也基本上可以相互抵消，衔铁承
第一章检测技术的基础知识 一、填空题 1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器 3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。 A．5.0级B．2.5级C．2.0级D．1.5级 4．有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。今欲测250℃的温度，选用量程为 C 的最为合理。A．0～1000℃B．300～500℃C．0～300℃D．0～500℃ 5．某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克 力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是Ｂ。 A．绝对误差B．示值相对误差C．满度相对误差D．精度等级 6．在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为 欲测量的Ｃ左右为宜。 A．3倍B．10倍C．1.5倍D．0.75倍 7．用万用表交流电压档（频率上限为5kHz）测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到2V，该误差属 于 B 。用该表主流电压档测量5号电池电压，发现每次示值均为1.8V,该误差属于 A 。 A．系统误差B．粗大误差C．随机误差D．动态误差 8．重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了Ｄ。 A．提高精度B．加速其衰老C．测试其各项性能指标D．提高可靠性能 9．电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 B 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于C 测量。 A．偏位式B．零位式C．微差式 三、计算题 1．有一温度计，它的测量范围为0~200℃，精度为0.5级，求： 1）该仪表可能出现的最大绝对误差。 2）当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。 2．已知待测拉力约为70N左右。现有两只仪表，一只为0.5级,测量范围为0~500N；另一只为1.0级，测量范围 为0~100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？ 3．有一台测量压力的仪表，测量范围为（0~10）Mpa,压力与仪表输出电压之间的关系为U0=a0+a1p+a2p2,式中a0=1V， a1=0.6V/ Mpa，a2=-0.02V/Mpa2 求: 1)该仪表的输出特性方程; 2)该仪表的灵敏度表达式;
现代化检测技术的应用与发展 The application and development of modern testing technology 【摘要】 自动检测技术是现代化领域中发展前景十分广阔的一门新兴技术，是将生产、科研、生活等方面的相关信息通过选择合适的检测方法与装置进行检查测量，以发现事物的规律性。随着社会经济的发展，自动检测技术不断进步，在机械制造、化工、电力、汽车、航空航天以及军事等领域有着不可或缺的作用，是自动化技术的四个支柱之一。 【关键词】自动检测传感器数据处理信号转换 【正文】 一、关于自动检测技术的基础知识 自动检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。其任务是寻找与自然信息具有对应关系的各种表现形式的信号，以及寻求最佳的采集、转换、处理、传输、存储、显示等方法和相应的设备。 信息采集是指从自然界诸多被检查与测量的量中提取所需要的信息。 信息转换是指将所提取出的有用信息向电量、幅值、功率等形式转换。 信息处理的任务是根据输出环节的需要，将转换后的电信号进行数字运算（求均值、极值等）以及模拟量、数字量转换等处理。 信息传输的任务是在排除干扰的的情况下经济地、准确无误地吧信息进行传输。 二、自动检测技术的核心—自动检测系统 自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称，其原理图如下所示： 图1.自动检测系统框图 自动系统一般由传感器、信号处理器、显示器、数据处理装置和执行机构等五部分构成。下面介绍每个部分的功能： ①传感器：传感器（sensor）是指一个能将被测的非电量转换成电量的敏感元 件，是连接北侧对象和检测系统的接口。通过它人们可以利用计算机实现自
xx机电职业技术学院－学年第学期 《自动检测技术及应用》期终考试试卷四卷 班级姓名学号教师 题号一二三四五六七八得分 得分 得分评卷人复核人一、填空题（每空1.5 分，共48分） 1、显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。 2、仪表准确度等级是由中的基本误差决定的，而是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 3、按材料不同，电阻应变片可分为和半导体应变片两大类。前者 的敏感栅有、和三种类型。 4、物质的随变化而变化的物理现象，称为热电阻效应。根据这一 效应制成的传感器叫传感器。 5、按工作原来的不同，电容式传感器可分为、、和 三种类型。第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。 6、热电偶有两个极。测温时，置于被测温度场中的接点称，置 于恒定温度场中的接点称。
7、光电倍增管倍增系数大约为数量级，故光电倍增管的极高。随着的升高，倍增系数也增加。 8、当霍尔元件处于中，且方向与霍尔元件方向一致时，霍尔电势与和乘积成正比。其数学式为。 9、光栅传感器的光栅包括和，其中后者须置于 上，其目的是当两光栅相对平移为一个栅距Ｗ时，莫尔条纹将垂直位移一个节距。 得分评卷人复核人二、选择题（每空1.5 分，共16.5分） 1、某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是( )。 A．绝对误差 B．示值相对误差 C．满度相对误差 D．精度等级 2、电阻应变片的核心部分是( ) A.敏感栅 B.基片 C.覆盖层 D.引线 3、.测量转换电路中采用相敏检波电路，主要是为了( )。 A.减少零点残余电压 B.反映位移的大小和方向 C.温度误差补偿 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中( )。 A．电容和电感均为变量 B．电容是变量，电感保持不变 C．电容保持常数，电感为变量 D．电容和电感均保持不变 5、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 6、光敏三极管受光照控制的PN 结果是( ) A.集电结和发射结 B.集电结 C.发射结 D. 集电结或发射结
安徽机电职业技术学院－学年第学期《自动检测技术及应用》期终考试试卷五卷 班级姓名学号教师 一、填空题（每空 1.5 分，共42分） 1、误差产生的原因和类型很多，根据造成误差的不同原因，有不同的分类方法， 按照性质可分为系统误差、粗大误差、随机误差三种。 2、微差法是零位发和偏差发的组合。先将被测量与一个已知标准量进行对比，不足部分再用偏差法测出。 3、应变片丝式敏感栅的材料是金属。为确保应变片的性能，对此类材料的 主要要求是：应变灵敏系数高，且为常数；电阻率大；电阻温度系数小。 4、目前我国生产两种初始电阻值分别为R 0= 100 欧姆与R = 50欧姆的铜热电 阻，它们对应的分度号分别为 Cu100 与 Cu50 。 5、被测体的电阻率ρ越大，相对导磁率μ越小，传感器线圈的激磁频率越小，则电涡流的轴向贯穿深度越大。 6、当吧两种材料的金属组成回路，并且两端的温度不同时，回路中将会产生 一定的电动势并产生电流，这种现象称为热电效应。 热电动势是由接触电动势和温差电动势组成。
7、由A、B导体组成的热电偶，当引入第三导体C时，只要 c两端的温度相同，则C导体的接入对回路总热电动势无影响，这就是中间导体定律。 8、压电式传感器不能测量频率太低被测量，更不能测量静态量。目前多用于加速度和动态的力或压力的测量。 二、选择题（每空 1.5 分，共18分） 1、在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（ C ）左右为宜。 A．3倍 B．10倍 C．1.5倍 D．0.75倍 2、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求： 1）该表可能出现的最大绝对误差为（ A ）。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2）当示值为20℃时的示值相对误差为（B ），100℃时的示值相对误差为（ C ）。 A. 1℃ B. 5％ C. 1％ D. 10％ 3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了（ B ）。 A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 D. 节约用电 4、（ C ）的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。 A．热端直径 B．热端和冷端的温度 C．热端和冷端的温差 D．热电极的电导率 5、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ B ）。 A. 加长线圈的长度从而增加线性范围 B. 提高灵敏度，减小温漂 C. 降低成本 D. 增加线圈对衔铁的吸引力 6、电涡流探头的外壳用（ B ）制作较为恰当。 A．不锈钢 B．塑料 C．黄铜 D．玻璃 7、利用湿敏传感器可以测量（B ）。 A. 空气的绝对湿度 B. 空气的相对湿度 C. 空气的温度 D. 纸张的含水量 8、霍尔元件采用恒流源激励是为了（ D ）。
一、填空（本题共39分，每空1.5分） 1、 传感器由 敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。 2、 在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 左右为宜。 3、 有一温度计，它的量程范围为0s 200C ，精度等级为0.5级。该表可能出现 的最大误差为土 1C,当测量100C 时的示值相对误差为土 1% 4、 利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 NTC 突变型热敏电阻。 5、 在压电晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在X 面 6霍尔元件采用恒流源激励是为了减小温漂。 7、 用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于偏位式测量。 8、 已知某铜热电阻在0C 时的阻值为50 Q,则其分度号是CU50对于镍铬-镍 硅热电偶其正极是镍铬。 9、 压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电 元件并联起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。 10、 热电阻主要是利用电阻随温度升高而增大这一特性来测量温度的。 11、 自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有屏蔽，浮置，接地，滤波，光电 隔离等。 12、 金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、 电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是 干扰源，干扰途径，敏感接收 器。 14、 在动圈式表头中的动圈回路中串入由 NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是 为了温度补偿。 二、选择题（本题共30分，每题2分） 1、 在以下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。 A 、电容式 B 、电阻式 C 、热电偶 D 、电感式 2、 _D_的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A 、热端直径 B 、热电极的电导率 C 、热端和冷端的温度 D 、热端和冷端的温差 3、 在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 __B ___ 。 A 、电容和电感均为变量 B 、电容是变量，电感保持不变 C 、电感是变量，电容保持不变 D 、电容和电感均保持不变 4、 在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用 了 _B —测量方法。 A 、微差式 B 、零位式 C 、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 B A 、提高测量灵敏度 B C 、减小非线性误差 D 6汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 A 、实心轴 B 、弹簧管 C 、悬臂梁 D 、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C A 、补偿热电偶冷端热电势的损失 B 、起冷端温度补偿作用 C 、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D 、提高灵敏度 8、考核计算机的电磁兼容是否达标是指__C ____ 。 A 、 计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 B 、 该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰 1. 5倍 、减小引线电阻的影响 、提高电磁兼容性 A 。
《自动检测技术》课程期末考试试题A 一、填空（本题共39分，每空1.5分） 1、传感器由 敏感元件 、 传感元件 、 测量转换电路 三部分组成。 2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5 倍左右为宜。 3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为 +-1 ℃ ，当测量100℃ 时的示值相对误差为 +-1% 。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 NTC突变型 型热敏电阻。 X面 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了 。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于 测量。 8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 。 9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件 起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。 10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 这一特性来测量温度的。 11、自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有 、 、 、 、 等。 12、金属电阻的 是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是 、 、 。 14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是为了 。 1、在以二、选择题（本题共30分，每题2分） 下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 2、 D 的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热电极的电导率 C、热端和冷端的温度 D、热端和冷端的温差 3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 B 。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 4、在仿式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 型机床当中利用电感 B 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 B A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 兼容性 6、C、减小非线性误差 D、提高电磁汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 A 。 A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C 。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 D、提高灵敏度 8、考核C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 计算机的电磁兼容是否达标是指 C 。 A、计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 规定数值的电磁干扰 B、该计算机不产生超出 C、两者必须同时具备
《自动检测技术及应用》 填空选择 1．电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于★★测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于★★测量。 2．采购员分别在三家商店购买100kg大米，100kg苹果，1kg巧克力，发现均少0.5kg。但采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中产生的心里作用的主要因素是★★。3．在选购线性仪表时，选购仪表的量程应为欲测量的★左右为宜。 4．用万用表交流电压档（频率上限为5khz）测量100khz、10v左右的高频电压，发现示值不到2v，该误差属于★★。用该表的直流电压挡测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.7v，该误差属于★★。 5．电子秤用的应变片为★★。为提高集成度，测量气体压力应选择★★。一次性，几百个应力实验点应选择★★应变片。 6．应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择★★测量转换电路。7．欲测量微小的位移，应选择★★自感传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1um左右，应选择★★自感传感器。 8．希望线性范围为±1mm，应选择绕组骨架长度为★★左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。 9．螺线管式自感传感器采用差动结构式为了★★。 10.自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了★★。 11.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出★★的靠近程度。 11.5电涡头探头的外壳用★★制作较为恰当。 12.欲探埋藏地下的金子。应选择直径为★★探头。 13.在两片间隙为1mm的两块平行板的间隙中插入相等厚度的★★，可测得最大电容。 14.在电容传感器中，若采用条频法测量转换电路，则电路中？ A电容和电感均为变量B 电容是变量，电感保持不变。 15轿车的保护气囊可用★★来控制。 16将超声波转换成电信号是利用压电材料的★★。蜂鸣器中发出“滴滴”是利用压电材料的★★。 17.使用压电陶瓷制作的力活着压力传感器可测量★★。 18.动态里传感器中，两片压电片多采用★★接法。在电子打火机采用★★接法。 19.人讲话时，声音从口腔沿水平反向向前方传播，则沿传播方向的空气分子★★。 20.超声波频率越高，波长越★。指向角越★。方向性越★。 21.单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的★★，而接收超声波时是利用压电晶片的★★。发射在★,接收在★。 22.金属探伤时，超声波频率为★★。超声防盗的频率为★★。 23.传感器的组成：敏感元件感元件测转换电路。 24传感器的定义：传感器是一种检测装置，能感受规定的被测量，并能将检测的信息，按一定规律变换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足需求。 25.传感器的基本特性：灵敏度分辨力（一般认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力）非线性度迟滞误差稳定性 26.应变片的工作原理：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象被称为应变效应。 27.△R/R=Kεx k=电阻应变片的灵敏度。 28.应变片可分为金属应变片和半导体应变片。
检测评估与运用技术基础知识试题及答案 一、单选题 汽车转向盘自动回正力矩主要来自： A ．主销内倾角 ( 正确答案 ) B ．主销后倾角 C ．车轮前束值 D ．车轮外倾角 在对发动机电控系统检测时，如果没有特殊说明，测试电脑及传感器应该用： A ．指针式万用表 B ．高阻抗数字式万用表 ( 正确答案 ) C ．普通试灯 D ．试电笔 为便于换挡，减少驾驶员劳动强度，现代变速器都装有： A ．倒挡锁 B ．同步器 ( 正确答案 ) C ．互锁装置 D ．分动器 正扭曲活塞环正确的安装方法是： A ．外切口向上、内切口向下
B ．外切口向上、内切口向上 C ．外切口向下、内切口向上 ( 正确答案 ) D ．外切口向下、内切口向下 在起动发动机时，发现发动机运转缓慢且无法起动，最可能的原因是： A ．起动机无电源 B ．蓄电池亏电 ( 正确答案 ) C ．起动机小齿轮打滑 D ．电磁开关故障 下列关于离合器的描述错误的是： A ．离合器安装在曲轴飞轮与变速器之间 B ．离合器可防止传动系过载 C ．离合器踏板应设置自由行程 D ．离合器是各型汽车的标准配置 ( 正确答案 ) ABS 系统供电电路中的稳压二极管所起的作用是： A ．调节电磁阀电压 B ．减少耗电量 C ．放大制动信号 D ．保护 ABS-ECU ( 正确答案 ) 克服汽车空气阻力所消耗的功率与车速的： A ．二次方成正比 ( 正确答案 ) B ．二次方成反比
C ．三次方成正比 D ．三次方成反比 以下有关曲轴位置传感器的说法中，不正确的是： A ．曲轴位置传感器有磁脉冲、霍尔式、光电式三种 B ．曲轴位置传感器可以检测发动机转速 C ．曲轴位置传感器可以检测曲轴转角位置 D ．曲轴位置传感器均安装在分电器内 ( 正确答案 ) 曲轴修理加工工艺中不可能包括： A ．磨削加工 B ．渗氮处理 C ．淬火处理 D ．镀铬处理 ( 正确答案 ) 导致发动机机油变质的主要原因是： A ．燃烧废气进入油底壳 ( 正确答案 ) B ．发动机温度过高 C ．发动机怠速过高 D ． EGR 阀故障 在碰撞事故中，车身焊点将撞击力传递给整车构件。因此在整车结构中车身焊点是： A ．刚性连接点 ( 正确答案 ) B ．柔性连接点 C ．非连接点
自动检测技术及应用——梁森 选择题答案 1.单项选择题 1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为__C__级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买__B__级的压力表。A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是__B__。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级 3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的__C__左右为宜。A.3倍 B.10倍 C.1.5倍 D.0.75倍 4）用万用表交流电压档（频率上限仅为5kHz）测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于__D__。用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于 A 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了__D__。 A.提高精度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性
2.各举出两个非电量电测的例子来说明 1）静态测量； 2）动态测量； 3）直接测量； 4）间接测量； 5）接触式测量； 6）非接触式测量； 7）在线测量； 8）离线测量。 3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为__A__。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2）当示值为20℃时的示值相对误差为__B__，100℃时的示值相对误差为__C__。 A. 1℃ B. 5％ C. 1％ D. 10％ 4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选__B__级。若选用量程为300V，其精度应选__C__级，若选用量程为500V的电压表，其精度应选__C__级。 A. 0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 第二章思考题与习题答案 1. 单项选择题 1）电子秤中所使用的应变片应选择__B__应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择___D___；一次性、几百个应力试验测点应选择___A___应变片。
6. 我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差Ym分级的；按大 小依次分成0.1,020.5,1.0,1.5,2.5例如某电表S=0.5即表明它的准确度等级为3级，也就是它的满度误差不超过士0.5%，即| 丫m0縞，或习惯上写成丫m士0.5。为了减小测量中的示值，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般以示值不小于满度值的2/3为宜。 7. 某1.0级电流表，满度值A=100^A,求测量值分别为x1 = 100^A时的示值相对误差为士％。x2=80^A时的示值相对误差为±1.25%; x3=20 时的示值相对误差为±0,5%。 9. 家用电器的温度检测中，空调器属于湿度传感器，电冰箱属于温度传感器。 10. 热敏电阻按其性能分为正温度系数（PTC），负温度系数 （NTC），临界温度系数（CTC）三种，电机的过热保护属PTC保 护，晶体管保护属NTC保护。 11. 电容式传感器有三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。 13.0.5级电工仪表的引用误差的最大值不超过±）.5%.。 14. 标称值为102"容许误差为±5%的电容，其实际值范围是96.9- 107.1uf 15. 测量100C的温度用0.1级温度计可能产生的绝对误差+-0.1，示值相
对误差0.1 16. 由温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17. 热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18. 辐射测温方法分辐射法、和。 19. 电容式传感器的基本类型有3种。 20. 在流量检测中，先测出流体和流速，再乘以管道截面，即可得出流 量的方法称为速度法。 21检测技术是一门应用学科，涉及到数学、物理学、生物学、材料 学、机械学、电子学、信息学和计算机学等很多学科。 22.目前传感器主要有四种分类方式：即根据工作原理分、输入和输出量分、转换原理分和使用分。 26. 圆感应同步器又称旋转式感应同步器，其转子相当于直线感应同步器的定尺。 28.传感器的代号依次为主称、被测量，转换原理，序号。代号为CWY —— YB —20表示应变式位移传感器。，例如一个传感器的型号为：CWY ――YB ―― 20,则CWY表示主称（传感器）被测量YB表示转换原理，20表示序号。 二、判断题） （A ）1.机械秤与电子秤都与地球的引力有关。 （b ）2.电涡流传感器是基于电涡流效应原理制成的传感器。 （A ）3.光电码盘式传感器是用光电方法把被测线位移转换成以数字代码形式表示的电信号的转换器件。 （B ）4.光电管和光电倍增管是利用内光电效应制成的。 （A ）5.光敏电阻的主要参数有暗电流、亮电流、光电流。 （A ） 6.光电耦合器实际是一个电量转换器。 （A ）7.成分检测的方法主要有化学式、物理式、电解式等。 （A ）8.房间湿度控制可采用温度传感器控制。 （B ）9.数码照相机与普通照相机的成像原理一样。 （B ）10.平衡电路又称对称电路，作用是使电路所检测到的噪声 大小相等，方向相反，在负载上自行抵消。 （A ）12.流量是指单位时间内流过管道某一截面流体的体积或质 量，前者称为体积流量，后者称为质量流量。
自动检测技术的应用与发展 摘要 在当今经济全球化高速发展的时代，随着工业自动化技术的迅猛发展，自动检测技术被广泛地应用在工业自动化、化工、军事、航天、通讯、医疗、电子等行业，是自动化科学技术的一个格外重要的分支科学。众所周知，自动检测技术是在仪器仪表的使用、研制、生产的基础上发展起来的一门综合性技术。 自动检测系统广泛应用于各类产品的设计、生产、使用、维护等各个阶段，对提高产品性能及生产率、降低生产成本及整个生产周期成本起着重要作用。本文首先介绍自动检测系统的概念，其次通过自动检测系统的各个组成部分，详述系统的工作原理，介绍了自动检测系统组建的概念、结构以及在组建中所使用的关键技术。以此为铺垫，进而深入探讨自动检测技术在各领域间的应用与推广。 关键词：自动检测系统应用发展 第一章自动检测系统的概念与组成 自动检测技术是一种尽量减少所需人工的检测技术，是一种依赖仪器仪表，涉及物理学、电子学等多种学科的综合性技术。与传统检测技术相比，这一技术可以减少人们对检测结果有意或无意的干扰，减轻人员的工作压力，从而保证了被检测对象的可靠性，因此自动检测技术已经成为社会发展不可或缺的重要部分。自动检测技术主要有
两项职责，一方面，通过自动检测技术可以直接得出被检测对象的数值及其变化趋势等内容；另一方面，将自动检测技术直接测得的被检测对象的信息纳入考虑范围，从而制定相关决策。检测和检验是制造过程中最基本的活动之一。通过检测和检验活动提供产品及其制造过程的质量信息，按照这些信息对产品的制造过程进行修正，使废次品与反修品率降至最低，保证产品质量形成过程的稳定性及产出产品的一致性。 传统的检测和检验主要依赖人，并且主要靠手工的方式来完成。传统的检验和检测是在加工制造过程之后进行，一旦检出废次品，其损失已发生。基于人工检测的信息，经常包含人的误差影响，按这样的信息控制制造过程，不仅要在过程后才可以实施，而且也会引入误差。自动检测是以多种先进的传感技术为基础的，且易于同计算机系统结合，在合适的软件支持下，自动地完成数据采集、处理、特征提取和识别，以及多种分析与计算。而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。 1.1检测与检验的概念 检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动，检测有3个目标： ①实际测定产品的规定质量我及其指标的量值。 ②根据测得值的偏离状况，判定产品的质量水平，确定废次品。 ③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规
《自动检测技术及应用》期末试卷(A) 一、选择题（不定项选择题，每空2分，共30分） 尽量使选购的仪表量程为欲测量的（ ）左右为宜。 A ．3倍 B.1.5倍 C.10 倍 D.0.75倍 2. 在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（ ）传感器来检测。 A ．应变片 B. 热敏电阻 C. 气敏电阻 D. 湿敏电阻 3. 以下传感器中属于非接触测量的是（ ）。 A ．电位器传感器、电涡流传感器 B. 电容传感器、压电传感器 C. 霍尔传感器、光电传感器 D. 霍尔传感器、电位器传感器 4. 自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是（ ）。 A ．瞬时流量，单位为t/h B. 累积流量，单位为t 或3m C. 瞬时流量，单位为kg/s D. 累积流量，单位为kg 5. 将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（ ）；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（ ）。 A ．应变效应 B. 电涡流效应 C. 压电效应 D. 逆压电效应 6. 使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（ ）。 A ．人的体重 B. 车刀的压紧力 C ．车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力 7. （ ）的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。 A ．热端直径 B. 热端和冷端的温度 . 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 8. 在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（ ）。 A ．补偿热电偶冷端热电动势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 9. 在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用（ ），可减小测量误差。
绪论 1、自动检测系统原理图 系统框图：用于表示一个系统各部分和各环节之间的关系，用来描述系统的输入输出、中间处理等基本功能和执行逻辑过程的概念模式。 自动检测系统的组成：传感器、信号调理电路、显示器，数据处理装置、执行机构组成。（这里会出填空题） 2、传感器：只一个能将被测的非电量变换成电量的器件。 3、自动磨削测控系统 原理说明：传感器快速检测出工件的直径参数，计算机一方面对直径 参数做一系列的运算、比较、判断等操作，然后将有关参数送到显示器显示出来，另一方面发出控制信号，控制研磨盘的径向位移，指导工件加工到规定要求为止。 第一章检测技术的基本概念
1、测量：借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。 2、测量方法的分类：静态测量、动态测量 直接测量、间接测量 接触式测量、非接触式测量 偏位式测量，零位式测量，微差式测量 3、测量误差的表示方法：绝对误差和相对误差（示值相对误差、引用误差） 4、测量误差的分类：粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差、动态误差。 5、传感器的组成：由敏感元件、传感元件、测量转换电路组成、 6、测量转换电路的作用：将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。 7、传感器的静态特征： 灵敏度：指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比。 分辨力：指传感器能检测出被测信号的最小变化量。 非线性度：线性度又称非线性误差，指传感器实际特性曲线与拟 合直线之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输 出之百分比。 迟滞误差：传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。 稳定性、电磁兼容性、可靠性 第二章电阻传感器 1、应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形、其电阻值也将随着发生变化。 2、压阻效应：单晶硅材料在受到应力作用后，电阻率发生明显变化。 3、投入式液位计的工作原理：压阻式压力传感器安装在不锈钢壳体内，，并用不锈钢支架固定放置在液体底部。传感器的高压侧的进气孔与液体相通，可读出安装高度处的表压力。传感器的低压侧进气孔通过一根很长的橡胶管与大气相通，传感器的信号线、电源线也通过该接口与外界的仪表接口连接。 4、压阻式压力传感器可用来测量进气压力、燃油压力、润滑油压力、刹车用的制动液压等。 第三章电感传感器 1、自感式传感器常见的形式有变隙式电感传感器、变截面角位移式和螺线管式、差动电感传感器。 2、采用差动式传感器的优点：可以提高传感器的灵敏度，减小测量误差。 3、检波：能将交流输入转换成直流输出的转换，多用于描述信号电压的转换。 4、相敏检波电路不但可以反映位移的大小，还能反映位移的方向。