模拟试卷一： 一、名词解释：
1、引用误差
2、动态误差
3、精确度
4、分辨率
5、迟滞 二、简答题：
1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？
2、原来测量水的差压式流量计、现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确？为什么？
3、应该怎样远距离传输模拟电压信号而又不损失精度？ 三、计算题：
1、按公式2
V r h π=求圆柱体体积，若已知r 约为2cm ，h 约为20 cm ，要使体积的相对误差等于1%，试问r 和h 的测量误差应为多少？
2、对某量进行10次测量，测得数据为14.7，15.0，15.2，14.8，15.5，14.6，14.9，14.8，15.1，15.0，试判断该测量列中是否存在系统误差。
3、用镍铬一镍硅热电偶测量炉温，如果热电偶在工作时的冷端温度为30ºC ，测得的热电势指示值为33.34mV ，求被测炉温的实际值?
模拟试卷一答案： 一、名词解释：
1、引用误差：绝对误差与测量仪表的量程之比，用百分数表示
2、动态误差：在被测量随时间变化很快的过程中测量所产生的附加误差。
3、精确度：它是准确度与精密度两者的总和，即测量仪表给出接近于被测量真值的能力，准确度高和精密度高是精确度高的必要条件。
4、分辨率：仪表能够检测到被测量最小变化的本领。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半；数字式仪表的分辨率为最后一位的一个字。
5、迟滞：迟滞特性表明仪表在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间输入——输出曲线不重合的程度。 二、简答题
1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？ 答：误差按出现规律可分为三种，即系统误差、随机误差和粗大误差。
（1）系统误差是指误差变化规律服从某一确定规律的误差。系统误差反映测量结果的准确度。系统误差越大，准确度越低，系统误差越小，准确度越高，
（2）随机误差是指服从大数统计规律的误差。随机误差表现了测量结果的分散性，通常用精密度表征随机误差的大小。随机误差越大，精密度越低，随机误差越小，精密度越高，即表明测量的重复性越好。
（3）粗大误差是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，从性质上来看，粗差并不是单独的类别，它本身既可能具有系统误差的性质，也可能具有随机误差的性质，只不过在一定测量条件下其绝对值特别大而已。
2、原来测量水的差压式流量计、现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确？为什么？
答：不正确。
因为压差P ∆与流体流量V q 的关系ρ
αε
P
d
q V ∆=2412中包含密度ρ一项。 3、应该怎样远距离传输模拟电压信号而又不损失精度？
答：将模拟电压信号转换成标准电流信号（4~20mA ），进行远距离传输，然后再将电流信号转换成模拟电压信号。将模拟电压信号转换成频率信号，进行远距离传输，然后再将频率信号转换成模拟电压信号。
三、计算题：
1、按公式2
V r h π=求圆柱体体积，若已知r 约为2cm ，h 约为20 cm ，要使体积的相对误差等于1%，试问r 和h 的测量误差应为多少？
解：2
V r h π=
ln ln 22h r V r h r h V V
r h r h
θθγθθγγ∂∂=
+=+=+∂∂ 取 1
22
r h V γγγ==
则 0.25r γ= 0.5h γ=
2、对某量进行10次测量，测得数据为14.7，15.0，15.2，14.8，15.5，14.6，14.9，14.8，15.1，15.0，试判断该测量列中是否存在系统误差。
解：测量数据及计算结果如下表所示。
用马利科夫准则判断，因n 为偶数，取52
10
==
k ，求M 510
1
6
0.8i i i M v v v =-=>>∑∑
所以测量中必然有累进性系统误差存在。
用阿卑—赫梅特准则判断，得
9
1
1
0.3056i i A v v
+=
=∑
再用表中的数据求出均方根误差的平方值
210
2
1
0.6240
0.069319i i v n σ===≈-∑
20.0760.208≈=
显然
21σ->n A
故测量列中又含有周期性系统误差。
3、用镍铬一镍硅热电偶测量炉温，如果热电偶在工作时的冷端温度为30ºC ，测得的热电势指示值为33.34mV ，求被测炉温的实际值?
解：已知：30H t C =︒，(,30)33.34AB E t mV =
查镍铬一镍硅热电偶分度表可知：(30,0) 1.203AB E mV =
故得：()()()(),0,3030,033.34 1.20334.543AB AB AB E t E t E mV =+=+= 再一次查分度表：(830,0)34.502AB E mV =，(840,0)34.909AB E mV = 被测炉温的实际值：()34.54334.502
8301083134.90934.502
t C -=+
⨯=︒-。
模拟试卷二： 一、名词解释：
1、容许误差
2、附加误差
3、、精密度
4、灵敏限
5、重复性 二、简答题：
1、常用的减少系统误差的方法有哪些？
2、试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同。
3、仪表放大器与一般放大器相比，具有哪些优点？应用在哪些场合？ 三、计算题：
1、已测定两个电阻：()110.00.1R =±Ω，21500.1%R =Ω±，试求两个电阻串联及并联时的总电阻及其相对误差。
2、对某量进行15 次测量，测得数据为28.53，28.52，28.50，28.52，28.53，28.53，28.50，28.49，28.49，28.51，28.53，28.52，28.49，28.40，28.50 ，若这些测得值已消除系统误差，试判断该测量列中是否含有粗大误差的测量值。
3、用分度号为50Cu 的铜热电阻测温，测得71.02t R =Ω，若3
4.2810C α-=⨯︒，求
此时的被测温度。
模拟试卷二答案：
一、名词解释：
1、容许误差：测量仪器在使用条件下可能产生的最大误差范围，它是衡量仪器的重要指标，测量仪器的准确度、稳定度等指标皆可用容许误差来表征。
2、附加误差：当使用条件偏离规定的标准条件时，除基本误差外还会产生的误差，
3、、精密度：对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下，由同一测量者，用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的不一致程度，不一致程度愈小，说明测量仪表越精密，精密度反映测量结果中随机误差的影响程度。
4、灵敏限：当仪表的输入量相当缓慢地从零开始逐渐增加，仪表的示值发生可察觉的极微小变化，此时对应的输入量的最小变化值称为灵敏限，它的单位与被测量单位相同。
5、重复性：表示仪表在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所有特性曲线不一致的程度。特性曲线一致，重复性好，误差也小。 二、简答题：
1、常用的减少系统误差的方法有哪些？
解： 引入修正值法、零位式测量法、替换法（替代法、代替法）和对照法（交换法）。 2、试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同。
答：（1）同样温度之下，热电阻输出信号较大，易于测量。以0～100ºC 为例，如用K 热电偶，输出为4.095mV ；用S 热电偶更小，只有0.643mV 。但用铂热电阻，如0ºC 时为100Ω，则100ºC 时为139.1Ω，电阻增加量为39.1Ω；如用铜热电阻，电阻增加量可达42.8Ω。测量毫伏级的电动势，显然不如测几十欧的电阻增量容易。
（2）热电阻对温度的响应是阻值的增量，必须借助桥式电路或其它措施。将起始阻值减掉才能得到反映被测温度的电阻增量。通常起始阻值是对应于0t C =︒时的阻值0R 。热电偶对温度的响应是全部热电动势，对参比温度00t C =︒而言不需要减起始值，因为起始值为零。
（3）热电阻的测量必须借助外加电源，测量时，将电流加入热电阻，通过测量电阻两端的电压，推导出电阻值。热电偶只要热端、冷端温度不等，就会产生电动势，它是不需电源的发电式传感器。
（4）热电阻感温部分的尺寸较大，通常约几十毫米长，它测出的是该空间的平均温度。热电偶的热端是很小的焊点，它测出的是该点的温度。
（5）同类材料制成的热电阻不如热电偶测温上限高。由于热电阻必须用细导线绕在绝缘支架上构成，支架材质在高温下的物性限制了测温范围。例如铂组成的热电偶可测1600℃，而铂热电阻却只能工作在1000ºC 以下（通常只到650ºC ）。但在低温领域热电阻可用到－250ºC 。热电偶一般用在0ºC 以上。
3、仪表放大器与一般放大器相比，具有哪些优点？应用在哪些场合？
答：仪表放大器与一般的通用放大器相比具有以下优点：（1）输入阻抗高；（2）抗共模干扰能力强（即共模抑制比大）；（3）失调电压与失调电压漂移低、噪声低、闭环增益稳定性好；（4）增益可变，既可由内部预置，也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻设置。
主要应用于对电桥的输出电压和传感器检测的电压（幅值较小，共模电压较大）信号的放大上。
三、计算题：
1、已测定两个电阻：()110.00.1R =±Ω，21500.1%R =Ω±，试求两个电阻串联及并联时的总电阻及其相对误差。
解：串联：1210.0150160.0R R R =+=+=Ω
0.11500.1%0.25θ=+⨯=Ω
0.25
100%0.156%160
γ=
⨯= 并联：121210.0150
9.37510.0150
R R R R R ⋅⨯=
==Ω++
()()
2221121222121212R R R R R R R R
R R R R R R θθθθθ∂∂=+=+∂∂++ ()
()
2
2
2
2
15010.00.11500.1%0.088510.015010.0150=
⨯+
⨯⨯=++
0.0885
100%0.944%9.375
γ=
⨯=
2、对某量进行15 次测量，测得数据为28.53，28.52，28.50，28.52，28.53，28.53，28.50，28.49，28.49，28.51，28.53，28.52，28.49，28.40，28.50 ，若这些测得值已消除系统误差，试判断该测量列中是否含有粗大误差的测量值。
解：测量数据及计算结果如下表所示。
215
2
10.014284
ˆ0.0010201
14i i v n σ===≈-∑ ˆ0.032σ
= 在置信概率为0.99时，可用格罗布斯准则判断有无粗大误差。
因为15n =，01.099.01=-=α，查表可得 ()()00,15,0.01 2.70g n g α==
所以()0ˆ, 2.700.0320.0864g n ασ
=⨯= 又因为 ()140max
ˆ0.104,i
v v g n ασ
==> 故第14个测量数据为粗大误差。
应当指出，粗大误差的剔除是一个反复的过程，即当剔除一个粗差后，应重新计算平均值和标准差，再进行检验。反复进行，直到粗差被全部剔除为止。
3、用分度号为50Cu 的铜热电阻测温，测得71.02t R =Ω，若3
4.2810C α-=⨯︒，求
此时的被测温度。
解：由 ()01t R R t α=+
得 ()0
371.02
11
5098.224.2810
t
R R t C α
---===︒⨯
模拟试卷三： 一、名词解释：
1、相对误差
2、静态误差
3、准确度
4、灵敏度
5、线性度 二、简答题：
1、请指出下列误差属于哪类误差（系统误差、随机误差、粗大误差） （1）用一块普通万用表测量同一电压，重复测量15次后所得结果的误差。 （2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。
（3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。 2、中间导体定律和标准电极定律的实用价值是什么？ 3、在不平衡电桥设计时要注意哪些问题？ 三、计算题：
1、测量某电路的电流22.5I mA =，电压12.6U V =，测量的标准差分别为
0.5I mA σ=，0.1U V σ=，求所耗功率P UI =及其标准差P σ。
2、欲用电子计数器测量2000x f Hz =的频率，采用测频（选用闸门时间1s ）和测周期（选用100s μ时标信号）两种方法，试计算由1N ∆=±误差而引起的测频误差。
3、用节流装置测量流量，配接一差压变送器，设其测量范围为0～10000Pa ，对应输出信号为4～20mA ，相应的流量为0～320m 3/h 。求输出信号为16mA 时，差压是多少？相应的流量是多少？
模拟试卷三答案： 一、名词解释：
1、相对误差：绝对误差与真值的比值，通常用百分数表示。
2、静态误差：测量过程中，被测量随时间变化缓慢或基本不变时的测量误差。
3、准确度：说明仪表的指示值有规律地偏离被测量真值的程度，准确度反映了测量结果中系统误差的影响程度。
4、灵敏度：它表征仪表在稳态下输出增量对输入增量的比值。它是静态特性曲线上相应点的斜率。
5、线性度：仪表的静态输入——输出校准（标定）曲线与其理论拟合直线之间的偏差。 二、简答题：
1、请指出下列误差属于哪类误差（系统误差、随机误差、粗大误差） （1）用一块普通万用表测量同一电压，重复测量15次后所得结果的误差。 （2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。
（3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。 答：（1）随机误差 （2）粗大误差 （3）系统误差 2、中间导体定律和标准电极定律的实用价值是什么？ 答：
（1）中间导体定律
由导体A 、B 组成的热电偶，当引入第三导体C 时，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体后回路总电动势不变。根据中间导体定律，我们可以在回路中引入各种仪表和连接导线，只要保证两结点温度一致，就可以对热电动势进行测量，而不影响热电偶的输出。
（2）标准电极定律
如果两种导体A 、B 分别与第三种导体C 组成热电偶产生的热电动势已知，则由这两
个导体A 、B 组成热电偶产生的热电动势可由下式计算：
),(),(),(000T T E T T E T T E BC AC AB -= (6.6)
这里采用的电极称为标准热电极，在实际应用中，一般标准热电极材料为纯铂。这是因为铂易得纯态，物理化学性质稳定，熔点较高。由于采用了标准电极，大大方便了热电偶的选配工作，只要知道了一些材料与标准热电极相配的热电动势，就可以用上述定律求出任何两种材料配成热电偶的热电动势。
3、在不平衡电桥设计时要注意哪些问题？
答：（1）在工作点处将电桥调平。（2）提高电桥的灵敏度，一种方法是提高供桥电源电压，但供桥电压过高，会使工作电桥电阻发热。另一种方法是使四臂电桥电阻相等。（3）在单臂电桥和双臂电桥（同相电桥）中，会产生非线性误差。
三、计算题：
1、测量某电路的电流22.5I mA =，电压12.6U V =，测量的标准差分别为
0.5I mA σ=，0.1U V σ=，求所耗功率P UI =及其标准差P σ。
解：12.622.50.2835P UI V mA W ==⨯=
P σ==
6.69mW =
=
2、欲用电子计数器测量2000x f Hz =的频率，采用测频（选用闸门时间1s ）和测周期（选用100s μ时标信号）两种方法，试计算由1N ∆=±误差而引起的测频误差。
解：采用测频法：411
51020001
f x d f T γ-=±
=±=±⨯⋅⨯ 采用测周期法：60
010********.2T x x
T T f T γ-=±
=±⋅=±⨯⨯=± 3、用节流装置测量流量，配接一差压变送器，设其测量范围为0～10000Pa ，对应输出信号为4～20mA ，相应的流量为0～320m 3/h 。求输出信号为16mA
时，差压是多少？相应的流量是多少？
解：体积流量与差压的关系为 V q =
差压与输出电流的关系为 12P k I k ∆=⋅+
由测量范围0～10000Pa ，对应输出电流4～20mA 可得 1212041000020k k k k =+⎧⎨=+⎩ 则12
6252500k k =⎧⎨=-⎩ 所以 6252500P I ∆=-
由测量范围0～10000Pa ，对应流量0～320m 3/h 可得
3.2k === 所以
V q = 输出信号16I mA = 差压()6251625007500P Pa ∆=⨯-= 流量
3277V q m ==
第十章光电传感器思考题与习题答案 1.单项选择题 1）晒太阳取暖利用了____C____；人造卫星的光电池板利用了____A____；植物的生长利用了____B____。 A．光电效应B．光化学效应C．光热效应D．感光效应 2）蓝光的波长比红光____B____，相同光子数目的蓝光能量比红光____C____。 A．长B．短C．大D．小 3）光敏二极管属于____B____，光电池属于____C____。 A．外光电效应B．内光电效应C．光生伏特效应D．光热效应 4）光敏二极管在测光电路中应处于____B____偏置状态，而光电池通常处于____C____偏置状态。 A．正向B．反向C．零 5）光纤通讯中，与出射光纤耦合的光电元件应选用____C____。 A．光敏电阻B．PIN光敏二极管C．APD光敏二极管D．光敏三极管 6）温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流____A____。 A．增加B．减小C．不变 7）普通型硅光电池的峰值波长为____C____，落在____E____区域。 A．0.8m B．8mm C．0.8μｍD．0.8nｍ D．可见光E．近红外光F．紫外光G.远红外光 8）欲精密测量光的照度，光电池应配接____D____。 A．电压放大器B．A/D转换器C．电荷放大器D．I/U转换器 9）欲利用光电池为手机充电，需将数片光电池____B____起来，以提高输出电压，再将几组光电池____A____起来，以提高输出电流。 A．并联B.串联 C.短路 D.开路 10）欲利用光电池在灯光（约200lx）下驱动液晶计算器（1.5V）工作，设每片光电池的有载输出电压约为0.4V，则必须将___C___片光电池串联起来才能正常工作。 A．2片 B.3片 C.4片 D.20片 11）光导纤维是利用光的____D____原理来远距离传输信号的。 A．光的偏振 B.光的干涉 C.光的散射 D.光的全反射 12）光纤通信应采用____D____作为光纤的光源；光纤水位计可以采用____B____作为光纤的光源较为经济。 A．白炽灯 B. LED C. LCD D. ILD 13）要测量高压变压器的三相绝缘子是否过热，应选用____C____；要监视银行大厅的人流，应选用____B____。 A．热敏电阻B．数码摄像机C．红外热像仪D．热电偶 14）CCD数码相机的像素越高，分辨率就越____A____，每张照片占据的存储器空间就越____C____。 A．高 B. 低 C. 大 D. 小 1
模拟试卷一： 一、名词解释： 1、引用误差 2、动态误差 3、精确度 4、分辨率 5、迟滞 二、简答题： 1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？ 2、原来测量水的差压式流量计、现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确？为什么？ 3、应该怎样远距离传输模拟电压信号而又不损失精度？ 三、计算题： 1、按公式2 V r h π=求圆柱体体积，若已知r 约为2cm ，h 约为20 cm ，要使体积的相对误差等于1%，试问r 和h 的测量误差应为多少？ 2、对某量进行10次测量，测得数据为14.7，15.0，15.2，14.8，15.5，14.6，14.9，14.8，15.1，15.0，试判断该测量列中是否存在系统误差。 3、用镍铬一镍硅热电偶测量炉温，如果热电偶在工作时的冷端温度为30ºC ，测得的热电势指示值为33.34mV ，求被测炉温的实际值? 模拟试卷一答案： 一、名词解释： 1、引用误差：绝对误差与测量仪表的量程之比，用百分数表示 2、动态误差：在被测量随时间变化很快的过程中测量所产生的附加误差。 3、精确度：它是准确度与精密度两者的总和，即测量仪表给出接近于被测量真值的能力，准确度高和精密度高是精确度高的必要条件。 4、分辨率：仪表能够检测到被测量最小变化的本领。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半；数字式仪表的分辨率为最后一位的一个字。 5、迟滞：迟滞特性表明仪表在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间输入——输出曲线不重合的程度。 二、简答题 1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？ 答：误差按出现规律可分为三种，即系统误差、随机误差和粗大误差。
检测技术复习题 （课程代码392220） 一、单项选择题 1.按误差出现的规律分，下列误差不属于系统误差的是（） A电子电路的噪声干扰产生的误差； B仪表本身材料，零件工艺上的缺陷； C测量者不良读数习惯引起的误差； D测试工作中使用仪表的方法不正确； 2．下列传感器可以测量温度的是（） A 应变片 B AD590 C 氯化锂 D CCD传感器 3. 下列传感器不可以测量振动的是（） A 应变片 B电容传感器 C SHT11 D 压电传感器 4．下列测量最准确的是（） A 65.98±0.02mm B 0.488±0.004mm C 0.0098±0.0012mm D 1.98±0.04mm 5．下列哪些指标不属于传感器的静态指标（） A 精度 B灵敏度 C阻尼比 D 线性度 6．莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是（） A 调制 B 放大 C 细分 D 降噪 7．电涡流式传感器利用涡流效应将检测量的变化转换成线圈的（）
A 电阻变化 B 电容变化 C 涡流变化 D 电感变化 8．变压器隔离电路中赖以传递信号的途径是（） A.光电耦合 B.磁通耦合 C.漏电耦合 D.电容耦合 9．光照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫（） A 内光电效应 B 外光电现象 C 热电效应 D 光生伏特效应 10．下列不具有压电特性的材料是（） A 石英 B 钛酸钡 C PVC薄膜 D 霍尔片 11．一般意义上的传感器包含了敏感元件和（）两个组成部分。 A放大电路 B 数据采集电路 C 转换电路D滤波电路 12．DS18B20默认的温度分辨率是（） A 0.5℃ B 0.25℃ C 0.125℃ D 0.0625℃ 13．两片压电元件串联与单片相比，下列说法正确的是（）A串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同； B串联时输出电压增加一倍，电荷量与单片时相同； C 串联时电荷量时增加一倍，电容量不变； D串联时电荷量增加一倍，电容量为单片的一半；
检测技术 第一章 1.为什么测量结果都带有误差？研究测量误差有和意义？ 答：①一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学实验的过程中。任何测量结果与被测物理量的真值之间都存在误差。②任何一个描述和表征测量结果的数据，若不知其可信程度，则该数据是无价值和无意义的。通过研究误差的来源，性质，和传递规律，掌握如何消除减小固定和估计误差对测量结果的影响买得到可靠的真实反映事物本质的结果，这就是误差理论研究的目的。 2．简述直接测量法，间接测量法，组合测量法的区别。 答：①直接测量：按预先已标定的测量仪器对某一未知量进行测量，测量结果可以直接从实验数据获得的方法称为直接测量。 ②间接测量：通过与被测量有确切函数关系的量（一个或几个）的直接测量结果，运用函数解析式，函数曲线或表格求出该被测量值的方法，称为间接测量。 ③联立测量又称组合测量。在测量中使各个未知量以不同的组合形式出现（或改变测量条件来获得不同的组合），根据直接测量和间接测量所得到的数据，经过联立方程而求解出未知量的数值，此方法称为联立测量。 3.能够区分系统误差，随即误差，粗大误差。（能够区分） 答：①系统误差是指在一定条件下，其数值遵循某一确切函数规律的误差。 ②随机误差：在极力消除或改正一切明显的系统误差的因素之后，相同条件下多次重复测量同一物理量时，测量结果仍出现一些时大时小，杂乱变化的误差，这种随机性的无规律变化归因于随机误差。 ③粗大误差：是指明显与事实不符，无规律的误差。 6．已知某仪表的最大读数误差为5℃，其测量范围为0~1000℃，试问该仪表的精确度等级是多少？ 解：△X＝5，Xm=1000 r=△X ÷Xm ＝5÷1000×100%=0.5% 仪表精度等级为0.5级 8.某设备的温度在500℃左右，现有两支温度计，一支测量范围为0~600℃，精度为2.5级，另一支为0~1200℃，精度为1.5级，问，选用哪一支温度计比较合适？为什么？ 解：△X1=±600×2.5%=±15℃△X2=±1200×1.5%=±18℃X1=±15÷500×100%=±3% X2=±18÷50×100%=±3.6% 选第一支。相对误差小 9.有三台测温仪表，量程均为0~600℃，精度等级分别为2.5、2.0和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪一台仪器合理？ 解：△X1=±600×2.5%=±15℃△X2=±600×2.0%=±12℃△X3=±600×1.5%=±9℃X1=±15÷500×100%=±3% X2=±12÷500×100%=±2.4% X3=±9÷500×100%=±1.8% 可供选择为第二台和第三台，因第二台经济合理，所以选择第二台，即等级精度为2.0的 第二章 1.何谓传感器？它由哪几部分组成？ 答：①传感器是一种能把特定的被测非电量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。②它一般由敏感元件、转换原件和变换电路三部分组成。2.什么是传感器的静态特征？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？
第一章检测技术的基本概念思考题与习题答案 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%，该压力表的准确度等级应定为____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.准确度等级 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.提高准确度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性 3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，准确度为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，其准确度应选B级。若选用量程为300V，其准确度应选____C____级，若选用量程为500V的电压表，其准确度应选____C____级。 A. 0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0
一、填空题 1.检测：在各类生产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象 的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。 2.测量结果＝测量数值.测量单位 3.请将下面的测量的基本要素图填写相应的基本要素 4.自感式电感传感器常见的形式有、、。 5.电容器的容量受三个因素影响，即、 和。 6.热电偶测温条件：只有当热电偶的，且的 温度也时，才会产生电势，热电偶才能进行温度测量。 7.热电偶回路的热电动势只与组成热电偶的及有 关；与热电偶的、、无关。 8.电容传感器采用差动形式时，可以使 __ ___提高近一倍，也可使 也得到改善。使得外界的影响诸如、、等基本能相互抵消。 9.正常人的体温为37°C，则此时的华氏温度约为，热力学温度约为_ ___。 10.对金属物体而言，大可不必使用易受干扰的接近开关，而选择 ___ __ 接近开关。因此只有在测量含水绝缘介质时才选择接近开关。 11.应变片可分为及两大类。 12.灵敏度的定义：。 13.分辨率的定义：。 14.线性度的定义：。 15.误差的定义：。
16.绝对误差的定义：。 17.相对误差的定义：。 18.重复性的定义：。 19.回程误差的定义：。 20.精度等级高低仅说明该检测仪表的引用误差最大值的大小，它决不意味着该仪 表某次实际测量中出现的具体误差值是多少。 21.检测仪表产生的测量误差不仅与所选仪表精度等级G有关，而且与所选仪表的 量程有关。通常量程L和测量值X相差愈小，测量准确度较高。实际工作中一般把被测量指示范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上，以确保测量误差较小 22.容许误差是指检测仪器在规定使用条件下可能产生的最大误差范围。检测仪器 的准确度、稳定度等指标都可用容许误差来表征。 23.测量误差按表示方法分类分为____________和____ ____ _。 24.角编码器的基本类型和。 25.误差主要来源有____________________ 26.直流电桥只能测量__________，交流电桥能测量________ 27.变面积型可以分为哪两种类型 28.角编码器的基本类型 29.角编码的能在那些应用地方 30.绝对式编码器的分类 31.电感式接近开关只能检测（）材料，因而不能应用于（）材料的检测。电容式 接近开关不但能检测（）物体，还能应用于（）物体的检测？ 32.常用热电式传感器的类型 33.角编码器除了能直接测量角位移或间接测量直线位移外，还可用于数字测速、 工位编码、伺服电机控制等。 34.角编码器市场份额较高的企业包括德国海德汉 Heidenhain、日本多摩川 TAMAGAWA、日本内密控 Nemicon 35.目前绝对值编码器的价格大约是增量型编码器的4倍以上，国内市场上70%的 应用是价格相对经济的增量型编码器，主要应用在如包装、纺织、电梯等行业中仅要求测量转速及对绝对位置测量要求不高的机器设备上。而在高精度机械设备或钢铁、港口及起重等重工业行业，由于对测量的精度要求相对较高，更多情况会使用绝对值编码器。在这些重工业行业应用中，由于工况比较恶劣，所以对编码器的抗冲击和振动等指标要求较高。 36.增量型编码器： 单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。
精品文档 . 一、 填空题， 1、测量误差按误差的性质分类有__粗大误差___、___系统误差___、___随机误差___。 2、热电阻是将温度变化转换为_电阻值___的变化的传感器。 3、光电效应按其原理可分为__外光电效应__、_内光电效应___和___光生伏特效应_。 4、光电二极管是基于半导体的___内光电效应________原理。 5、霍尔元件，磁敏电阻是利用_____电流磁效应__的传感器。 6、金属应变片有____丝式_、__箔式__、___薄膜式______。 7、超声波传感器按其工作原理分为____有源方式____和______无源方式_____。 8、热电偶的形式有___金属套管热电偶_____、和_____铠装热电偶__绝缘物封装热电偶。 9超声波是指____20Hz~20KHz_____频率范围以外的声音。 10、霍尔元件的驱动方式有_恒压驱动_和恒流驱动两种方式。 11、湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量，常用__绝对温度__和___相对温度_来表示。 12、根据测量的具体手段分类有___偏位式____、___零位式___、__微差式测量___。 13、光电传感器就是基于_____光电效应__,将光信号转换为电信号的一种传感器。 14光电二极管在接入电路时要_反向连接。 15、磁敏传感器是将磁学物理量转换成___电信号__ 的传感器。 16、电容式传感器按原理分为___变面积式__、_变模距式______和__变介电常数式_。 17、_传感元件__是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被探测量转换成适与传输或测量的电信号部分。 18、热电偶的结构有___普通型热电偶___、___铠装型热电偶___和__薄膜型热电偶_。 19、超声波的种类有____纵波___、__横波_____、和_表面波。 20、电感式传感器分为______自感式___、_互感式__。 22、测量误差的表示方法______绝对误差__、和 __相对误差_。 23、传感器通常由__敏感元件___、___传感元件____、和___测量转换电路____。 24、热电偶的热电势有____接触式热电势____和_____温差热电势___两部分组成。 25、____参考电极定律___简化了热电偶的选配工作。 28、电涡流传感器是利用了_导体的涡流效应_。 29、霍尔元件的驱动方式有______恒压驱动___和恒流驱动两种方式。 30、传感器的输出信号有3种方式即__数字开关量_、____数字脉冲数列、和___模拟信号__ 。 31、某个测温仪表测量范围是0~800℃，发现最大绝对误差为6℃，此仪表等级为___ 1.0 级 32、MQN 型气敏电阻传感器主要测量__还原性气体。 二、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 请选择_C_级，C. 1 .0 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 请选择B 。B. 示值相对误差 3、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了 请选择 B 。 B. 防止产生极化、电解作用 4、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 请选择 C 测量转换电路。C. 四臂全桥 5、希望线性范围为 ± 1mm ，应选择线圈骨架长度为__B_ 左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。 B. 20mm 6、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___D___。 D. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 7、欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为___D__ 。D. 100kHz~2MHz 8、 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出__ 的靠近程度。 C. 黑色金属零件 9、在两片间隙为1mm 的两块平行极板的间隙中插入__可测得最大的电容量。C. 湿的纸 10、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的B__。B. 压电效应 11、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量_C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量 12、人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传播，则沿传播方向的空气分子____D_。 D. 在原来的平衡位置前后振动而产生纵波 13、一束频率为 1MHz 的超声波（纵波）在钢板中传播时，它的波长约为__C_。C. 5.9mm 14、属于四端元件的__A___。 A. 霍尔元件 15、OC 门的基极输入为低电平、其集电极不接上拉电阻时，集电极的输出为_D. 高阻态 16、___A___的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端和冷端的温差 17、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__。 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 18、光纤通讯中，与出射光纤耦合的光电元件应选用_C__。 C ． APD 光敏二极管 19、温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流___A_。 A ．上升 20、绝对式位置传感器输出的信号是__D 。 Ｄ．二进制格雷码 21、有一只 1024 p / r 增量式角编码器，在零位脉冲之后，光敏元件连续输出 10241 个脉冲。则该编码器的转轴从零位开始转过了 Ａ．10 又 1/1024 圈 22、测得某检测仪表的输入信号中，有用信号为 20 mV ，干扰电压亦为 20mV ，则此时的信噪比为____C__。 C ． 0 dB 23、调频收音机未收到电台时，喇叭发出烦人的“流水”噪声，这是。B ．固有噪声干扰 24、光耦合器是将 请选择__A_-信号转换为____信号再转换为 ___信号的耦合器光件。 A ．光→电压→光 二 1、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。 C.1.5 倍 2、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__。D. 提高可靠性 3、当天气变化时，有时会发现在地下设施中工作的仪器内部印制板漏电增大，机箱上有小水珠出现，磁粉式记录磁带结露等，影响了仪器的正常工作。该水珠的来源是__C__。C. 空气的绝对湿度基本不变，但气温下降，室内的空气相对湿度接近饱和，当接触到温度比大气更低的仪器外壳时，空气的相对湿度达到饱和状态，而凝结成水滴 4、MQN 气敏电阻可测量_____A_____的浓度。A. CO 5、欲测量极微小的位移，应选择_A__自感传感器。A. 变隙式 6、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了__B___。 B. 提高灵敏度，减小温漂 7、欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为__D_ 左右的电涡流探头。 D. 500mm 8、用图 5-12b 的方法测量齿数 Z =60 的齿轮的转速，测得 f =400Hz ，则该齿轮的转速 n 等于 _A___r/min 。 A. 400 9、在电容传感器中，若采用调频法测量转换，则电路中_B. 电容是变量，电感保持不变 10、电子卡尺的分辨率可达 0.01mm ，行程可达 200mm ，它的内部所采用的电容传感器型式是___B__ 。 B. 变面积式 11、蜂鸣器中发出“嘀…”声的压电片发声原理是利用压电材料的 _D_。D. 逆压电效应 12、动态力传感器中，两片压电片多采用__B___接法，可增大输出电荷量. B. 并联 13、超声波频率越高__A_。 A. 波长越短，指向角越小，方向性越好 14、超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速__A 。A. 大 15、公式 E H = K H IB cos q 中的角q 是指 _C_。C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角 16、霍尔元件采用恒流源激励是为了__B____ 。 B. 克服温漂 17、测量 CPU 散热片的温度应选用_C_ 型的热电偶。C.薄膜 18、在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用__C___。 C. 冰浴法 19、光敏二极管属于___C____。 C ．光生伏特效应 20、欲精密测量光的照度，光电池应配接_____A_____ 。 A. 电压放大器 21、21、有一只 2048 p / r 增量式角编码器，光敏元件在 30 秒内连续输出了 204800 个脉冲。则该编码器转轴的转速为_______D__。 D ．200 r/min 22、某直线光栅每毫米刻线数为50，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为_C_。C 4 m m 23、考核计算机的电磁兼容是否达标是指 ______C_____。 C ．两者必须同时具备 24、发现某检测仪表机箱有麻电感，必须采取____A___措施。A ．接地保护环 三 1、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___ 。 D. 动态误差 2、电子秤中所使用的应变片应选择_________B_____应变片。B. 金属箔式 3、某车间用来测量直径范围为 10mm ± 1mm 轴的直径误差，应选择线性范围为 _B___ 的电感传感器为宜。 B. 3mm 4、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 __C__级的压力表。 C. 1 .0 5、5、希望远距离传送信号，应选用具有 ___D______输出的标准变送器。 D.4~20mA 6、电涡流探头的外壳用 _B___ 制作较为恰当。 B. 塑料 7、TiO2气敏电阻可测_____D________的浓度。 D. 锅炉烟道中剩余的氧气 8、能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用_C_.C .PVDF 9、自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是_B__ 。 B. 累积流量，单位为 t 或 m3 10、对处于钢板深部的缺陷宜采用 _B______探伤。 B. 超声波 11、 在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用_A_ 接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。 A. 串联 12、超声波从水（密度小的介质），以 45 ° 倾斜角入射到钢（密度大的介质）中时，折射角____A__于入射角。 A. 大于 13、欲测量 1000 ℃ 左右的温度，应选用 _B_。 B. 热电偶 14、多将开关型霍尔 IC 制作成具有史密特特性是为了 _C___ 。 C. 抗机械振动干扰 15、测量钢水的温度，最好选择_______A____热电偶。 A. R 16、光敏二极管在测光电路中应处于_B_ 偏置状态。B ．反向 17、 __C___的数值越大，热电偶的输出热电势就 越大。 C. 热端和冷端的温差 18、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 __C___ 。 C. 使用电桥调零电位器 19、欲利用光电池为手机充电，需将数片光电池____B____ 起来。B . 串联 20、光栅传感器利用莫尔条纹来达到 ___A___ 。 Ａ．提高光栅的分辨力 21、减小放大器的输入电阻时，放大器受到的 。A ．热干扰减小，电磁干扰也减小 22、发现某检测缓变信号的仪表输入端存在50Hz 差模干扰，应采取 _C_ 。C ．在输入端 23、不能直接用于直线位移测量的传感器是 _D_。D 、角编码器 24、要测量高压变压器的三相绝缘子是否过热，应选用____D____。 D.红外热像仪 三、名词解释 1、传感器：是将能感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换电路组成。 2、热电效应：两种不同材料的导体A 和B 组合在一起形成一个闭合回路。若两个结点的温度不同，则回路中将产生一个电动势称为热电势，热电势的大小与两导体的性质和结点温度有关，这种效应就是热电效应。 3、压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。反之，在电介质极 化方向上施加交变的电场，它会产生机械变形，当 去掉外加电场，电介质变形随之消失，这种现象称 为逆压电效应。 4、霍尔效应:如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加 一个电压(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的 方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向 垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个 电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效 应。 5、光电效应:由于光线的照射，引起材料内部的载 流子密度和迁移率改变，从而导致材料电导率变化 的现象 6、检测：检测是利用各种物理、化学效应，选择 合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面 的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定 量结果的过程。 7、热释电效应：某些晶体受光线照射时使温度上 升，从而在晶体的特定方向上，由于自发极化随温 度变化而引起表面电荷的变化，这种现象称为热释 电效应。 8、光致发光效应＊比基础光吸收端波长短的光照 射到半导体上，被半导体所吸收，刉在导体中激励 价电子带的电子，这种激励的电子与价电子带的空 穴复合，辐射出与禁带宽度相对应波长的光，这种 现象称为光致发光效应。 9、测量：是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 四、简答题 1、热电偶的几个基本定律？（5分） （１）均质导体定律：由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面和长度如何，都不能产生电动势．即相同的材料不能组成热电偶回路（1分） （２）中间导体定律：在电极Ａ和Ｂ材料组成的热电偶回路中接入第三种导体Ｃ，只要Ｃ两端的温度 相同，则此导体的接入不会影响原来的电动势．（2 分） （３）中间温度定律：只要是均质导体，则回路的 总电动势只与两个接点的温度有关而与热电极的 中间温度无关．（3分） （４）参考电极定律： A 和B 为热电极,C 为参考 电极,也称为标准电极,在相同的结点温度(T,T0),时, 由A 和B 两种热电极配对后的热电势可以按下式 计算 2、简答我们学了哪几种类型的传感器？并举出一 个例子。 答：（1）、温度传感器，如热电偶等（2）、光电传 感器，光电二极管等（3）、磁敏传感器，霍尔元件 等（4）、湿度传感器，干湿球式湿度传感器等（5）、 气敏传感器，半导体方式（6）、力敏传感器，半导 体应变片（7）、超声波传感器，超声波流量计等（8）、 光纤传感器，光纤温度传感器等 3、应变片粘贴时应注意哪些问题？答：1应变片的检查和筛选2时间贴片处表面的处理3底层处理4贴片与固化5黏贴质量的检查 五、分析题 1. 下图1自动吸排油烟机原理框图，请分析填空。（6分） 1）图1的气敏电阻是_煤气__类型，被测气体浓度越高，其电阻值就越___小__。 2）气敏电阻必须使用加热电源的原因是__加快化学反应速度__，通常须将气敏电阻加热到_200_℃左右。因此使用电池为电源、作长期监测仪表使用时，电池的消耗较__大___(大/小）。 3）当气温升高后，气敏电阻的灵敏度将__升高______(升高/降低），所以必须设置温度补偿电路，使电路的输出不随气温变化而变化。 4）比较器的参考电压U R 越小，检测装置的灵敏度就越____高_____。若希望灵敏度不要太高，可将RP 往_______右____ (左/右）调节。 5）该自动吸排油烟机使用无触点的晶闸管而不用继电器来控制排气扇的原因是防止_火花。 6）由于即使在开启排气扇后气敏电阻的阻值也不能立即恢复正常，所以在声光报警电路中，还应串接一只控制开关，以消除___led______(扬声器/LED ）继续烦人的报警。 2、感应式接近开关原理图如图请分析该原理图并填空 1）地电位的人体与金属板构成空间分布电容Cx ，Cx 与微调电容C0从高频等效电路来看，两者之间构成_并联_____联。V1、L1、C0、Cx 等元件构成了___lc 振荡_________电路，f=_____，f 略高于f0。当人手未靠近金属板时，Cx 最___小____（大/小），检测系统处于待命状态。 2）当人手靠近金属板时，金属板对地分布电容Cx 变_____大__，因此高频变压器T 的二次侧的输出频率f 变_____抵_____（高/低）。 3）从图可以看出，当f 低于f0时，U01___小____于UR ，A2的输出U02将变为___低__电平，因此VL_____暗___（亮/暗）。 三端稳压器7805的输出为___+4_____伏，由于运放饱和时的最大输出电压约比电源低1V 左右，所以A2的输出电压约为_____+5___伏，中间继电器KA 变为____吸合______状态（吸合/释放）。 4）图中的运放未接反馈电阻，所以IC2在此电路中起___比较________器作用；V2起______电流驱动____（电压放大/电流驱动）作用；基极电阻R5起_____限流____作用；VD1起______续流___作用，防止当V2突然截止时，产生过电压而使______V2_____击穿。 5）通过以上分析可知，该接近开关主要用于检测____人体靠近_________，它的最大优点是______ ___非接触_____。可以将它应用到________以及__等场所。 3、图 3 是霍尔式电流传感器的结构示意图，请分析填空。 （6分） 1）夹持在铁心中的导线电流越大，根据右手定律，产生的磁感应强度B 就越_____大___，紧夹在铁心缺口(在钳形表内部，图中未画出）中的霍尔元件产生的霍尔电动势也就越_____大___，因此该霍尔电流传感器的输出电压与被测导线中的电流成_____正比______关系。 2）由于被测导线与铁心、铁心与霍尔元件之间是绝缘的，所以霍尔电流传感器不但能传输和转换被测电流信号，而且还能起到_______隔离___作用，使后续电路不受强电的影响(例如击穿、麻电等）。 3）由于霍尔元件能响应静态磁场，所以霍尔交直流钳形表与交流电流互感器相比，关键的不同之处是__能测量直流电流和直流电压___。 4）如果该电流传感器的额定电流为1000A ，精度等级为1.0级，最小测量值为90A(否则无法保证测量准确度），当被测电流约为30A 时，该电流产生的磁场可能太小，可采取_____将一侧导线在铁心
现代检测技术试卷及答案 一. 填空（填在试卷上，共25分，每空1分） 1.测量系统的静态特性是。 2.电阻应变效应是指金属导体在外力作用下发生机械变形时，的现象。 3.测量误差按性质分为误差、误差和误差。 4.在光照作用下，物体内电子逸出物体表面，在回路中形成光电流的现象称为 效应；在光照作用下，物体导电性能发生改变的现象称为效应。 5.在图像处理中有两种常见的颜色模型，分别是和。 6.现代测试系统基本型结构包括、、数据采集、及 输出显示、打印等环节。 7.常用的位移传感器有和。 8.一阶系统的动态参数是，二阶系统的动态参数是和。 9.光栅的位移放大作用可以用栅距W、主光栅和指示光栅夹角θ以及莫尔条纹间距B表示为。 10.在工程应用中，常用检测淹没在随机噪声中的周期信号，用检测两个信号在时移中的相关性。 11.请列举2个超声波传感器可以测量的物理量：。 12.面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成关系，但与极板变化型相比，灵敏度较低，适用于测量。 13.为利用电桥的和差特性，提高系统的灵敏度，应使相邻桥臂上电阻应变极性，相对桥臂上电阻应变极性。 二. 选择题（共10分，每题1分） 1.准周期信号的频谱是（）。 A.离散的 B.连续的 C.不确定的 2.概率密度函数是（）域上来描述随机信号的。 A.时间 B.空间 C.幅值 D.频率 3.减小随机误差影响的主要办法是（）。 A.采取恒温 B.改换测量仪器 C.增加测量次数
4.电涡流传感器是利用（）材料的电涡流效应工作的。 A.金属导体 B.半导体 C.非金属材料 5.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称之为（）效应。 A.压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电 6.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（）。 A.电压放大器 B.电荷放大器 C.相敏检波器 7.下列传感器中，能量转换型传感器是（）和（）。 A.光电式 B.应变片 C.电容式 D.压电式 8.（）材料适合于作霍尔元件。 A.金属 B.半导体 C.绝缘体 9.测量熔化的铁水的温度可以使用（）。 A.水银温度计 B.热电偶 C.光高温计 10.在热电偶工作回路中可以接入测量仪表是遵循（）。 A.均质回路定律 B.中间导体定律 C.中间温度定律 D.标准电极定律 三. 简答题（共35分，每题5分） 1.检测系统的基本任务是什么？ 2.根据电容传感器的工作原理说明它的分类以及能够测量哪些物理参量？ 3.为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的信号？ 4.简述霍尔传感器的特点及可能的应用场合。 5.为什么要对热电偶冷端温度进行补偿？简述热电偶冷端温度补偿的各种方 法。 6.简述虚拟仪器原理、组成和特点。 7.某饮料生产厂要改进设备，在生产线上加装产品自动计数装置（产品以500 毫升塑料瓶装橙汁为例），请问可以选用何种传感器？并说明工作原理。 四. 画图分析题（直接答在试卷上，共10分） 1. （1）请在图4-1和图4-2中画出下面这个LabVIEW程序输出的波形。其中输 入信号为正弦信号，频率为5Hz，采样频率为100Hz，采样点数为40，信号
第一篇检测技术基础 1．若某电压测量已排除系统误差、疏失误差的影响，测量结果为：5.10V、5.09 V、4.98 V、4.99 V、5.03 V、5.01 V、4.92 V、5.01 V、4.97 V，求该电压值。 2．用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤______伏。 答案：0.25 3．用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为______伏。 答案： 1.41 4．采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，发现读数相同，则该表为____检波方式，读数____。 答案：峰值 3.53V 5．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为20000 转/ 分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为20002 转/ 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝______ ，实际相对误差＝______ 。 答案： 2 转/ 分钟，0.01 ％。 6．某待测电流约为100mA。现有两个电流表，分别是甲表：0.5 级、量程为0~400mA；乙表 1.5 级，量程为0~100mA。则用表测量误差较小。 答案：乙表。 7．下列各项中不属于国际单位制基本单位的是______ 。 A、坎德拉（cd ）B 、开尔文（K ）C 、摩尔（mol ）D 、千米（km ） 答案：D 8．测量两个电压，分别得到它的测量值V1x＝1020V，V2x＝11V，它们的实际值分别为V1a＝1000V，V2a＝10V，求测量的绝对误差和相对误差。 答案： 9．相对误差定义为________ 与________ 的比值，通常用百分数表示。 答案：绝对误差真值 10．随机误差的大小，可以用测量值的________ 来衡量，其值越小，测量值越集中，测量的________ 越高。
检测技术—复习 1、石英晶体为例简述压电效应产生的原理 答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。 石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 2、如图所示变压器式传感器差分整流电路全波电压输出原理图，试分析其工作原理。 答：假设某瞬间载波为正半周，此时差动变压器两次级线圈的相位关系为a 正b 负、c 正d 负，则由上线圈供电的电流路径为a →1→2→9→11→4→3→b ，电容C 1两端的电压为U 24。同理，电容C 2两端的电压为U 68。差动变压器的输出电压为上述两电压的代数和。即 U 2= U 24-U 68 同理，当某瞬间为负半周时，即两次级线圈的相位关系为a 负b 正、c 负d 正，按上述类似的分析，可得差动变压器输出电压U 2的表达式仍为上式。 当衔铁在零位时，因为U 24=U 68，所以U 2=0；当衔铁在零位以上时，因为U 24> U 68，有U 2>0; 当衔铁在零位以下时，因为U 24< U 68，有U 2<0; 3、证明①（线性）电位器式传感器由于测量电路中负载电阻R L 带来的负载误差 ％％＝10011 1100U U U 0L 0L ⨯⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡+-⨯-=r)-mr(1δ，假设max x R R r =；L max R R m =。 4、试证明热电偶的中间导体定律 答：要证明本定律，只要证明E ABC （T,T 0）=E AB (T,T 0); 式一 所以有： 回路总电势为E ABC (T,T 0)=f AB (T)+f BC (T 0)+f CA (T 0) 式二 当T=T 0，总电势为零，故有E ABC (T,T 0)=f AB (T 0)+f AB (T 0)+f CA (T 0) 即f BC (T 0)+f CA (T 0)=- f AB (T ，T 0) 式三 式三代入式二得 E ABC (T,T 0)=f AB (T)- f AB (T 0)= E AB (T,T 0); 所以式一得证， 5、由热电偶工作原理可知，热电偶输出热电势和工作端与冷端的温差有关，在 实际的测量过程中，要对热电偶冷端温度进行处理，经常使用能自动补偿冷端温
自动检测技术第三章复习题（附答案） 第三章压力及力检测 一、选择题 1、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C） 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（D） 在电子打火机和煤气灶点火装置中，利用的是压电材料的（C） A.应变效应 B.电涡流效应 C.压电效应 D.逆压电效应 2、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（C）。 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 3、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（ C ）测量转换电路。 A．单臂半桥 B．双臂半桥 C．四臂全桥 4、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、压电式 D、电感式 5、属于四端元件的是( C )。 A、应变片 B、压电晶片 C、霍尔元件 D、热敏电阻
6、半导体薄片置于磁场中，当有电流流过是，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为（C）。 A、压电效应 B、压磁效应 C、霍尔效应 D、电涡流效应 二、填空题 1、由于而引起导电材料变化的现象，叫应变效应。（变形电阻） 2、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。 3、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的 2 倍。 4、在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。 5、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。 6、电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。 7、霍尔电势与半导体薄片的厚度成反比。 8、在压电晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在X面 9、霍尔元件采用恒流源激励是克服温漂 10、电阻应变片的温度补偿方法通常有和两大类。（线路补偿法应 变片自补偿法） 11、按工作原理的不同，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。（变间隙式变面积式变介电常数式微小位移角位移或较大的线位移物位） 12、压电式传感器不能测量被测量，更不能测量。目前多用于和动态的力或压力的测量。（频率太低的静态量加速度） 13、霍尔元件是材料制成的，因而其有关量和参数都随温度的变化而，使霍尔式传感器有误差。减少该误差的措施有用供电，减少由于随温度变化引起的误差。 (半导体变化温度恒流源输入电阻 )