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自动检测技术复习题

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第一章 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。

答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分

别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。

下图给出了检测系统的组成框图。

检测系统的组成框图

传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的

部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,因为检

测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。

测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信

号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进

行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。

显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化

的过程。 2.某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时,位移测量仪的输出电压由3.5V 减至

2.5V ,求该仪器的灵敏度。

解:该仪器的灵敏度为

25.40.55

.35.2-=--=S mV/mm

3.某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:

铂电阻温度传感器: 0.45Ω/℃

电桥: 0.02V/Ω

放大器: 100(放大倍数)

笔式记录仪: 0.2cm/V

求:(1)测温系统的总灵敏度;

(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值。

解:

(1)测温系统的总灵敏度为

18.02.010002.045.0=???=S cm/℃

(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值为

22.2218.04

==t ℃ 4.有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的

温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?

解:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差

值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的

相对误差为2.4%。因此,应该选用1.5级的测温仪器。 5.什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?

答:系统误差是指在相同的条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变,或按照

一定的规律变化的误差。随机误差则是指在相同条件下,多次测量同一量时,其误差的大小和符号

以不可预见的方式变化的误差。正确度是指测量结果与理论真值的一致程度,它反映了系统误差的

大小,精密度是指测量结果的分散程度,它反映了随机误差的大小。

6. 某压力传感器的测量范围为0~10MPa ,校验该传感器时得到的最大绝对误差为±0.08MPa ,试确

定该传感器的精度等级。

解:该传感器的精度为:

由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表,而该传感器的精度又超过了0.5级仪表的允许误

差,所以,这只传感器的精度等级应定为1.0级。 根据仪表校验数据来确定仪表精度等级时,仪表的精度等级值应选不小于由校验结果所计算的

精度值

7. 某测温传感器的测量范围为0~1000℃,根据工艺要求,温度指示值的误差不允许超过±7℃,试

问应如何选择传感器的精度等级才能满足以上要求? 解:根据工艺要求,传感器的精度应满足: 此精度介于0.5级和1.0级之间,若选择精度等级为1.0级的传感器,其允许最大绝对误差为

±10℃,这就超过了工艺要求的允许误差,故应选择0.5级的精度才能满足工艺要求。

根据工艺要求来选择仪表精度等级时,仪表的精度等级值应不大于工艺要求所计算的精度值

填空

1.测量是借助 和 ,通过 和 ,取得被测对象的某个量的大小或符

号;或者取得 与 之间的关系。(专用技术;设备;实验;计算;一个变量;另一

变量)

3. 直接测量是从事先 上读出被测量的大小。间接测量是利用 与 之

间的函数关系,先测出 ,再通过相应的函数关系, 被测量的数值。(分度好的表盘;被

测量;某种中间量;中间量;计算出)

4. 直接测量方法中,又分 , 和 。(零位法;偏差法;微差法)

5. 零位法是指 与 在比较仪器中进行 ,让仪器指零机

构 ,从而确定被测量等于 。该方法精度 。(被测量;已知标准量;比较;

达到平衡(指零);已知标准量;较高)

6. 偏差法是指测量仪表用 相对于 ,直接指出被测量的大小。该法测量

精度一般不高。(指针、表盘上刻度线位移)

7. 微差法是 和 的组合。先将被测量与一个 进行 ,不足部分再用

测出。(零位法;偏差法;已知标准量;比较;偏差法)

8. 测量仪表指示值 程度的量称为精密度。测量仪表指示值有规律地 程度的量

称为准确度。(不一致;偏离真值)

%

8.0%1000

1008.0100max max ±=?-±=??=%量程δ%7.0%1000

10007%100max max ±=?-±=??=量程δ

9. 测量仪表的精确度简称 ,是 和 的总和,以测量误差的 来表示。

(精度;精密度;准确度;相对值) 10. 显示仪表能够监测到被测量 的能力称分辨力。(最小变化)

第二章

1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?

答:金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的,半导体材料的应变效应则主要取

决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。

2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?

答:它们的区别主要是直流电桥用直流电源,只适用于直流元件,交流电桥用交流电源,适用于所

有电路元件。 3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥

电压为4V ,并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时,试求单臂、双臂和全

桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。 解:单臂时40U K U ε=

,所以应变为1时660102410244--?=??==U K U ε/V ,应变为1000时应为330102410244--?=??==

U

K U ε/V ;双臂时20U K U ε=,所以应变为1时660104210242

--?=??==U

K U ε/V ,应变为1000时应为330104210242--?=??==U

K U ε/V ;全桥时U K U ε=0,所以应变为1时60108-?=U /V ,

应变为1000时应为30108-?=U /V 。从上面的计算可知:单臂时灵敏度最低,双臂时为其两倍,全

桥时最高,为单臂的四倍。

4.采用阻值R =120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片与阻值R =120Ω的固定电阻组成电桥,供

桥电压为10V 。当应变片应变为1000时,若要使输出电压大于10mV ,则可采用何种工作方式(设

输出阻抗为无穷大)?

解:由于不知是何种工作方式,可设为n ,故可得:

1010

10230 n n U K U -??==εmV

得n 要小于2,故应采用全桥工作方式。

5.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势E =3V ,R 3=R 4=100Ω,R 1和R 2为同型号的电阻应变片,

其电阻均为50Ω,灵敏度系数K =2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等

强度梁在受力后产生的应变为5 000,试求此时电桥输出端电压U 0。

R 2

题6图 解:此电桥为输出对称电桥,故152********=???==-U K U ε/mV

1. 电阻应变片有 、 、 和 等部分组成。其中 是应变片的

核心部分。(敏感栅;基片;覆盖层;引线;敏感栅)

2. 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。(敏感栅;金属;丝式;箔式;薄膜式)

3. 当前,制作丝式敏感栅最理想的材料是 ,它的主要优点是: ; ;

和 。(康铜;K 0大且恒定;ρ大,α小;工艺性好) 4. 由于 而引起导电材料 变化的现象,叫应变效应。(变形;电阻;)

5.应变片的初始电阻值R 0有 、 、 、 和 等类型,其中最常用的是 。(60Ω;120Ω;200Ω;350Ω;600Ω;1000Ω;120Ω)

6. 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)

7. 应变片线路补偿法最常用的是电桥补偿法,它是将 应变片和 应变片接到电桥

的 桥臂,利用它们对电桥输出电压 这一原理,而引起温度补偿作用。(工

作;补偿;相邻;不受温度影响)

8. 通常采用 或 作为电阻应变片桥路。该电路不仅没有 ,而

且 也比单臂应变电桥时高,同时还能起 作用。(差动半桥;差动全桥;

非线性误差;电桥灵敏度;温度补偿)

9. 应变式传感器是由 、 和 组成的装置。(弹性元件、电阻应变片、

附件)

10. 应变式传感器按用途的不同,可分为 、 、 传感器等等。(力、压力、

加速度)

第三章 1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施

并应注意什么问题?

答:如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。

当动极板移动△x 后,覆盖面积就发生变化,电容量也随之改变,其值为

C =εb (a -△x )/d =C 0-εb ·△x /d (1)

电容因位移而产生的变化量为

a x C x d

b C C C ?-=?-=-=?00ε

其灵敏度为 d b

x C

K ε-=??=

可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。

直线位移型电容式传感器

2.为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征?

答:下图为变间隙式电容传感器的原理图。图中1为固定极板,2为与被测对象相连的活动极板。

当活动极板因被测参数的改变而引起移动时,两极板间的距离d 发生变化,从而改变了两极板之间

的电容量C 。

设极板面积为A ,其静态电容量为d A

C ε=,当活动极板移动x 后,其电容量为

22011d x

d x

C x d A C -

+=-=ε (1) 当x <

1122≈-d x

则)1(0d x C C += (2)

由式(1)可以看出电容量C 与x 不是线性关系,只有当 x <

时还可以看出,要提高灵敏度,应减小起始间隙d 过小时。但当d 过小时,又容易引起击穿,同时

加工精度要求也高了。为此,一般是在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质来改善这种情况。

在实际应用中,为了提高灵敏度,减小非线性,可采用差动式结构。

1.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)

2.变间隙式店容传感器的初始间隙d 0越小,传感器的灵敏度K 0 、非线性误差0γ ,

以上说明,提高K 0与减小0γ 。在实际应用中,为使传感器具有足够大的K 0值,通常使 ,

如果还必须使0γ具有足够小的值,则还应满足 ,这就是它只能用于测量 的原理。

(越大;越大;相矛盾;d 0减小;0d d

?小,Δd 0小;微小线位移)

3.解决变间隙式电容传感器提高K 0与非线性误差0γ间的矛盾,可采用 电容传感器,

后者与前者相比,不仅灵敏度 ,而且非线性误差也 。但是,它还受电容极板间 的限制,为此,常采用 的变间隙式电容传感器。(差动式;提高一倍;降低;击穿电

压;部分固体介质)

4.变面积式电容传感器的电容增量C ?与动极板位移量X ?的关系为=?C

X ?,其灵敏度=??=X C

K 。因此,该传感器具有 输出特性,即具有测量线位移的 和

灵敏度K 为 等优点。(d b ε;d b ε;线性;范围大;稳定常数)

5. 极板长度、 极板间间隙、选介电常数 介质,都可以提高变面积式

电容式传感器的灵敏度。另外,采用 的变面积式电容传感器,也可以达到提高灵敏度的

目的。(增加;减小;高;齿形极板

第四章 1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么?

答:影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是:传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、

磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。

2.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响?它的主要优点是什么?

答:电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状,线圈的几何参数,激

励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏

度高、测量范围大、抗干忧能力强,特别是有非接触测量的优点,因此在工业生产和科学技术的各

个领域中得到了广泛的应用。

3.如图所示为一差动整流电路,试分析电路的工作原理。

答:这是简单的电压输出型,动铁芯移动时引起上下两个全波整流电路输出差动电压,中间可调整零位,输出电压与铁芯位移成正比。这种电路由二极管的非线性影响以及二极管正向饱和压降和反向漏电流的不利影响较大。

1.螺线管式差动变压器主要由、和三部分组成。(线圈组合;活动衔铁;导磁外壳)

2.螺线管式差动变压器的线圈绕组按排列方式的不同可分为、、、以及等类型,通常采用的是和。(一节式;二节式;三节式;四节式;五节式;二节式;三节式)

3.差动变压器在输出电压称为零点残余电压,其频谱主要包括和。该电压会造成传感器再零点附近的灵敏度、分辨率和测量误差。(基波;高次谐波;降低;变差;增大)

4.差动整流式差动变压器常用的,它是先把差动变压器两各次级线圈的分别整流,再将整流后的电流成通路差动输出。(测量电路;互感电势;串接)5.基于法拉第电磁感应现象,块状金属导体置于磁场中或在磁场中的作运动时,导体将产生呈的感应电流,此电流叫电涡流。(变化着;切割磁力线;涡旋状)6.电涡流式传感器测量系统由和两部分组成,两者利用来实现测试任务。(传感器;被测体;磁场耦合程度)

7.当利用电涡流式传感器测量位移时,只有在x/r as= 的范围内,才能得到较好的和较高的。(0.05-0.15;线性;灵敏度)

8.填写下表:

第五章

1.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?

答:因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量,可等效成一定的电容,如被测量为静态时,很难将电荷转换成一定的电压信号输出,故只能用于动态测量。

2.压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?

答:压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出,其核心是要解决微弱信号的转换与放大,得到足够强的输出信号。

3.一压电式传感器的灵敏度K1=10pC/MPa,连接灵敏度K2=0.008V/pC的电荷放大器,所用的笔式记录仪的灵敏度K3=25mm/V,当压力变化Δp=8MPa时,记录笔在记录纸上的偏移为多少? 解:记录笔在记录纸上的偏移为

S=10×0.008×25×8=16mm

1.石英晶体和压电陶瓷多晶体具有、效应,利用它们的效应制成了电势型传感器。(正;逆压电;正压电)

2.石英晶体的右旋直角坐标系统中,Z轴称,该方向上压电效应;X轴称,晶面上的压电效应;Y轴称,沿Y轴方向上的。(光轴(中性轴);没有;电轴;垂直于X轴;最显著;机械轴;受力面上不产生电荷)3.沿石英晶片X轴加力,在力作用的上,产生电荷,承纵向压电效应。石英晶体压电式传感器中主要用效应。它的特点是晶面上产生的与呈正比,而与和无关。(两晶面;异性;纵向压电;电荷密度;作用在晶面上压强;晶片厚度;面积)

4.若沿石英晶体Y轴方向加压力,在不出现电荷,电荷出现在上,只是相反,称横向压电效应。(受力的两个晶面上;沿X轴加压力的两个晶面;电荷符号)

5.压电陶瓷是一种人工制造的压电材料,它是由无数细微的单晶组成,他们都有自发形成的。压电陶瓷又叫。(多晶;单晶;极化方向;铁电体)6.极化处理前的压电陶瓷材料对外不显,各向,不具有。(极化方向;同性;压电特性)

7.极化处理后的压电陶瓷受到沿的作用力时,其随之改变,因而在的平面上将出现电荷量的。它的大小与压电陶瓷的和的大小成正比。(极化方向;剩余极化强度;垂直于极化方向;变化;压电系数;压力)

8.压电陶瓷的压电系数比石英晶体的。所以采用压电陶瓷制作的压电是传感器,其较高。但石英晶体的性是其他压电材料无法比的。(大得多;灵敏度;稳定)9.压电元件是一个电压很大的信号源,它可以等效一个和一个并联的等效电路。测量中要求与其它配接的放大器具有和。(电荷源;电容;高输入阻抗;低输出阻抗)

10.电荷放大器是一个,高放大倍数的,其输出电压与压电元件和有关。(电容负反馈;运算放大器;产生的电荷;反馈电容)

11.压电式传感器中,常把两片的压电片叠在一起,其并联法是两压电片的粘贴在一起,在两边电极,增加一倍,电容也增加一倍;其串联接法是两压电片的粘在一起,因而上、下两极板的电荷量与相同,总容量为一半,输出电压。(同型号;负极;正电极;电荷量;正极和负极;单片;单片时;增大一倍)

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)

第六章

1.光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪些?

答:光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等;基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等;基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。

2.常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何?

答:常用的半导体光电元件有光敏二极管、光敏三极管和光电池三种。

它们的电路符号如下图所示:

光敏二极管 光敏三极管 光电池

4.什么是光电元件的光谱特性?

答:光电元件的光谱特性是指入射光照度一定时,光电元件的相对灵敏度随光波波长的变化而变化,一种光电元件只对一定波长范围的人射光敏感,这就是光电元件的光谱特性。

5.光电传感器由哪些部分组成?被测量可以影响光电传感器的哪些部分?

是光源发出的光答:光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成,如图所示。图中Ф

1

是光电器件接受的光信号,被测量可以是x1或者x2,它们能够分别造成光源本身或光学信号,Ф

2

通路的变化,从而影响传感器输出的电信号I。

x 1

x 2x 3

6.模拟式光电传感器有哪几种常见形式?

答:模拟式光电传感器主要有四种。一是光源本身是被测物,它发出的光投射到光电元件上,光电

元件的输出反映了光源的某些物理参数,如图a 所示。这种型式的光电传感器可用于光电比色高温

计和照度计;二是恒定光源发射的光通量穿过被测物,其中一部分被吸收,剩余的部分投射到光电

元件上,吸收量取决于被测物的某些参数。如图b 所示。可用于测量透明度、混浊度;三是恒定光

源发射的光通量投射到被测物上,由被测物表面反射后再投射到光电元件上,如图c 所示。反射光

的强弱取决于被测物表面的性质和状态,因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等;四是从

恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡,使投射到光电元件上的光通量

减弱,光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。如图d 所示。这种传感器可用于工件尺寸测量、

振动测量等场合。

c)d)

a)被测量是光源 b )被测量吸收光通量 c )被测量是有反射能力的表面 d )被测量遮蔽光通量1-被测物 2-光电元件 3-

恒光源

a)

b)

7.光敏电阻有哪些重要特性,在工业应用中是如何发挥这些特性的?

答:光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。它的重要特性是在无光照

时阻值非常大,相当于断路,有光照时阻值变得很小,相当于通路。在工业应用中主要就是通过光

的变化来各种电路的控制。

1. 的半导体表面上或 半导体上, 的现象,称

为光生伏特效应。(镀有金属膜;相接触的两种不同类型;受光照射产生电动势)

2.光电池是基于 直接将 转换成 的一种有源器件。(光生伏特效应;光能;

电能) 3.硅光电池的光谱 比硒大。它的光照度与短路电流的关系呈 ,光照度与开路电压

的关系有 。使用硅光电池做测量变换元件时,最好使其工作在 。它在温

度特性是指 与 随 的特性。(光波长;线性;饱和期;接近短路工

作状态;短路电流; 开路电压;温度变化)

第七章

1.什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。

答:热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,回路中就会产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的,将热电偶的热端插入被测物,冷端接进仪表,就能测量温度。

2.试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。

答:当A和B两种不同材料的导体接触时,由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同),因此,电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A的自由电子密度大于导体B 的自由电子密度,则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。所以导体A失去电子带正电荷,导体B得到电子带负电荷,于是,在A、B两导体的接触界面上便形成一个由A到B的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反,它将引起反方向的电子转移,阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时,即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时,便处于一种动态平衡状态。在这种状态下,A 与B两导体的接触处就产生了电位差,称为接触电动势。对于导体A或B,将其两端分别置于不同的温度场t、t0中(t> t0)。在导体内部,热端的自由电子具有较大的动能,向冷端移动,从而使热端失去电子带正电荷,冷端得到电子带负电荷。这样,导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动,最后也达到了动态平衡状态。这样,导体两端便产生了电位差,我们将该电位差称为温差电动势。

3.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。

答:一是匀质导体定律:如果热电偶回路中的两个热电极材料相同,无论两接点的温度如何,热电动势为零。根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同,也可以检查热电极材料的均匀性。

二是中间导体定律:在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。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。

三是标准电极定律:如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势,则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。

四是中间温度定律:热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、t n 和t n、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。

4.已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t=800℃,冷端温度t0=25℃,求E(t,to)是多少毫伏?镍铬-镍硅热电偶分度表查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024 mV

解:由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024 mV,故可得E(800,25)=33.275-1.024=32.251mV

5.如图5.14所示之测温回路,热电偶的分度号为K,毫伏表的示值应为多少度?

答:毫伏表的示值应为(t1-t2-60)℃。

1.热电偶是用组成而成。当两个处于,回路中便产生。(两种不同半导体或金属;闭合电路;结点;不同温度时;热电动势)2.热电势的大小仅与的性质和有关。热电势由和温差电动势两部分组成。(导体材料;接触点温度;接触电动势)

3.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。(热电;热端(或工作端,测量端);冷端(或参考端,自由端)

4.接触电势是互相利用的两种金属中,由于不同,引起产生

的。的金属,因宏观上带正电;的金属,因宏观上带负电。(导体自由电子密度;自由电子扩散;电子浓度大;扩散失去电子;电子浓度小;得到电子)5.温差电势是由于金属引起而形成的。的一端为正极,的一端为负极。温差电势一般比接触电势小得多。(两端温度不同;热扩散;温度高;温度低)

6.由A、B导体组成的热电偶,当引入第三导体C时,只要,则C导体的接入对回路无影响,这就是中间导体定律。(中间导体的两端温度相同;总热电动势)7.如果导体C分别与热电偶两个热电极A、B组成热电偶,且保持三个热电偶分别相同时,则热电偶A、B的热电势,称为。导体C通常用制作。(两端温度;等于另外两个热电偶热电动势之差;标准电极定律;铂)8.标准化热电偶国家已定型批量生产,同一型号的具有良好的,有统一的,并有与之记录和显示仪表。(互换性;分度表;配套)

9.热电偶按本身结构形式划分有:热电偶、热电偶、热电偶。(普通;铠装;薄膜)

10.普通热电偶的热电极是金属丝,两热电极之间,为了防止有害介质侵蚀,工业上使用的热电偶一般都配有。(一端焊接在一起两根;用绝缘管绝缘;保护套管)

11.铠装热电偶是将、、组合在一起,经拉伸加工而成坚实的组合体,该元件做得、,易于适于狭小地点的温度测量。(热电极;绝缘材料;保护套管;很细;很长;弯曲)

12.薄膜热电偶是用真空蒸镀等工艺将材料沉积在绝缘基片上形成而成。它的测量端既又,适于微小面积上的温度测量。(热电极;薄膜;小;薄;微小面积上)

13.热电偶的冷端处理方法有:、法、法、法。(00恒温;计算修正;电桥补偿;冷端延长)

14.00C恒温法是将热电偶的埋入的保温瓶中。该法是一个较高的方法,但是只适用于。(冷端;00C冰水混合物;准确度;实验室)

15.计算修正法是热电偶的冷端温度保持在某一温度t

n

条件下,热端温度为t时,测得热电势

是,用先查出E(T

N

,0),则计算得E(t,00C)= 。再用

查得被测热端温度t值。(E(t,t

N );分度表;E(t

N

,0);E(t,t

n

)+E(t

n

,0);E(t,

0);分度表)

16.电桥补偿法是当热电偶冷端温度变化时,对热电偶回路提供一个,其大小与因引起的变化相等,而相反,达到自动补偿的目的,从而保证不变。电桥补偿法是利用电桥的输出电压,自动地补偿热电偶因变化而引起

的变化。(附加电动势;回路热电动势;冷端t

N 变化;方向;热电回路输出;不平衡;冷端温度t

N

热电动势)

17.冷端延长法是将用延长,将冷端引到、的地点去。当用于延长的电极的与原来电极在低温区段的时,就不会影响测量结果。当然,冷端延长法既不能使冷端温度,对热电偶回路内的热电势也。(热电极(昂贵的热电极);热电性能相近的导线(廉价的热电极);低温;变化小;热电特性;热电特性相同或相近;恒00C;不能起温度补偿)

1.金属导体和半导体有个显著差别在于金属的电阻率随而,而半导体的电阻率随而(少数除外)。(温度升高;增加;温度升高;减小)2.热敏电阻是利用半导体的随温度变化的特点制成的。(电阻值;幅度大)

3.半导体中导电的是,其数目比金属中自由电子数目,故其大。温度升高后,载流子数目的增加随温度以上升,半导体的电阻率也就随温度以下降。(载流子;少得多;电阻率;指数规律;指数规律)

4.热敏电阻的与的关系称热电特性,它近似符合规律。(阻值;温度;指数函数)

5.随着温度的升高,电阻率减小的电阻,称缓变型热敏电阻。由某些的混合物制成。(随温度升高;负温度系数;固体多晶半导体氧化物)6.电阻率随温度的升高而增加,但过某一温度后的电阻,称剧变型热敏电阻。该类电阻材料是,在室温下是半导体,所以又叫。(急剧增加;正温度系数;陶瓷;半导体陶瓷)

7.当温度接近某一数值时,电阻率产生的电阻,称热敏电阻,它是钒,钡,磷和硫化银系经烧结而成的。(突变下降;临界;混合氧化物;烧结体)8.利用热敏电阻测量,控温或温度补偿时,要小,使其工作在伏安特性曲线的区段,从而保证热敏电阻的阻值仅与有关。热敏电阻是一种敏感元件。(测量电流;线性;环境温度;热)

9.剧变型和临界型热敏电阻不能用于范围内的,但用于某一范围内的控制却是十分优良的。(宽;温度控制;窄;温度)

第八章

1.气敏元件属于以化学物质为检测参数的化学敏感元件。(成分)

2.气敏材料是,常温下是体。合成时,通过的偏移和杂质缺陷制成N型或P型半导体电阻。(金属氧化物;绝缘;化学计量比)

3.气敏电阻接触被测气体时,产生的引起半导体中多数载流子的变化,使气敏电阻发生变化,从而感知被测气体。(化学吸附;浓度;数值)

4.气敏电阻常温下吸附气体主要是。为了达到气敏电阻的,需要对元件本身加热到适当温度,所以气敏元件多数自备。(物理吸附;化学吸附;电阻加热器)

5.气敏电阻种类很多,按制造工艺上分,主要有,和。他们大多数工作在以上,少数工作在常温。(烧结型;薄膜型;厚膜型;200 ℃)6.烧结型气敏元件是将元件的和均埋在气敏材料中,经加压成型后低温而成。(电极;加热器;金属氧化物;烧结)

7.薄膜型气敏元件是在石英或陶瓷的上,采用真空镀膜或溅射方法制成薄膜而成。(基片;金属氧化物)

8.厚膜型气敏元件是将气敏材料与一定比例的硅凝胶混合成能够印刷用的,再把它用丝网印刷到已安放铂电极的氧化铝上,经干燥烧结而成。(厚膜胶;基片)9.用气敏电阻元件的基本测量电路中有两个电源,一个用于;另一个用于。(加热;测量)

第九章

1.湿敏电阻是一种随环境的变化而变化的元件。它由,电极和组成。(阻值;相对湿度;湿敏;感湿层;绝缘基片)

2.湿敏电阻的感湿层,在吸收了后引起了两极间的变化。这样就能直接将的变化转换成的变化。(环境中的水份;电阻;相对湿度;电阻值)3.氯化锂是一种类材料。将它涂在上,或用性合成树脂材料浸透氯化锂,就构成氯化锂湿敏电阻。(吸湿性盐;有机绝缘基片;多孔)

第十章

1.什么是霍尔效应?

答:在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向

上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应,是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的。产生的电

势差称为霍尔电压。

2.. 为什么霍尔元件一般采用N 型半导体材料?

答:因为在N 型半导体材料中,电子的迁移率比空穴的大,且μn >μp ,所以霍尔元件一般采用N 型

半导体材料。

3. 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系? 答:霍尔灵敏度与霍尔元件厚度成反比,nqd K H 1

4. 集成霍尔传感器有什么特点?

答:集成霍尔传感器的特点主要是取消了传感器和测量电路之间的界限,实现了材料、元件、电路

三位一体。集成霍尔传感器与分立相比,由于减少了焊点,因此显著地提高了可靠性。此外,它具

有体积小、重量轻、功耗低等优点。

5. 写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。

答:可以用霍尔传感器来检测的物理量有力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角

度、转速、磁场量等等。

1.当磁场中静止载流导体的 方向与 不一致时, 的平行于 和 方向上

的两个面上产生 的现象称为霍尔效应。它是导体中的 再磁场中受到 作用发生 的结果。(电流;磁场;栽流导体;电流;磁场;电动势;载流子;洛仑兹力;

横向漂移)

2.霍尔元件是 型半导体制成 形状的 敏元件。(N ;扁平长;磁)

3.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 。(均匀磁场;磁场;扁平面法线;激励

电流;磁感应强度;U H =K H BI )

4.霍尔元件的灵敏度表示在 和 下,产生 的大

小。它与半导体材料的 和霍尔片的 成反比。(单位激励电流;单位磁感应强度;霍尔

电势;电荷密度;d )

5.霍尔元件外部有两对电极。一对用来施加 ,叫 电极;另一对用来引

出霍尔电势,叫 电极。(激励电流;控制;霍尔电势;霍尔)

6.霍尔常数RH 的大小与导体的载流子密度成反比。金属因自由电子 而不宜

制作霍尔元件。霍尔电势与导体 成反比,因而霍尔元件制作成 状。(载流子密度;

密度大于半导体;厚度;薄片)

9.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;用激励电极 电阻,减少由 随温度变化引起的误差。(半

导体;变化;温度;恒流源;输入电阻;并联分流;灵敏系数)

12.两个P+和N+型半导体,中间用,一侧有的近本征半导体i区连接组成磁敏二极管。(不接触;低杂质高电阻;高复合区)

13.磁敏三极管有三个结(、、)。有发射区N+,集电区N+,和基区P+,中间用较长的半导体i区连接而成。在i区靠近发射结的侧面建立。(集电结;发射结;基极结;近本征;复合区r)

14.磁敏三极管中的结和结形成磁敏二极管。由于i区长,在横向电场作用下,发射极电流大部分形成电流,小部分形成电流。在正向或反向磁场作用下,引起集电极电流的增加或减少。用磁场的方向控制集电极电流的或,用磁场的控制集电极电流的变化量。(发射;基;基极;集电极;增加;减少;强弱)

15.磁敏三极管的灵敏度比二极管大倍到倍,其工作电压的范围也较宽。(几;十几)

第十一章

1.有一直线光栅,每毫米刻线数为100,主光栅与指示光栅的夹角θ=1.8?,则:分辨力(栅距W)=?莫尔条纹的宽度=?

分辨力? =栅距W =1mm/100=0.01mm=10μm

莫尔条纹的宽度L ≈W/θ= 0.01mm/(1.8? *3.14/180?)

= 0.01mm/0.0314 = 0.318mm

2.有一增量式光电编码器,其参数为1024p/r,在5s时间内测得65536个脉冲,则转速(r/min)为?

解:n = 60 ×65536 /(1024 ×5)r/min

= 768 r/min

光栅传感器的结构

光栅传感器的结构

莫尔条纹的性质

旋转角编码器的分类

感应同步器的种类

磁栅的工作原理和结构

磁头

第十二章

光纤传感器分类、数值孔径

第十三章静态标定和动态标定

第十四章检测信号放大器种类,要求

隔离放大器作用

模拟和数字滤波器滤波器种类

非线性校正方法

信号变换中统一标准信号

采用直流电流传送的优点

第十五章

自动化仪表的分类及组成

自动化仪表的硬件部分

自动化仪表的基本功能和特点

自动化仪表设计研制步骤

自动化仪表监控程序主要任务和监控主程序

干扰进入仪表的主要途径和分类

第十六章

虚拟仪器的构成、虚拟仪器软件

自动检测技术2012年考试复习题 答案

第一章 绪论 一、填空题: 1、传感器由 敏感元件 、 转换元件 、 转换电路 组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 变化量 与输入 变化量 的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度 越高 。 4、下面公式是计算传感器的 线性度 。 9)-(1 %100min max max L L ?-=y y Δγ 5、某位移传感器的输入变化量为5mm ,输出变化量为800mv ,其灵敏度为 0.16V/mm 。 6、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa ,已知绝对误差最大值DP max=4 KPa ,则该仪表的精度等级 1级 。 7、传感器能感知的输入量越小,说明 分辨率 越高。 二、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性 2、产生随机误差的原因是什么?如何减小随机误差对测量结果的影响? 答:是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。既不能用实验的方法消除,也不能修正。可以通过增加测量次数,利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理,服从正态分布 3、什么是系统误差?怎样减小系统误差? 答:分为恒值误差,例如刻度盘分度差错。变值误差,环境温度的影响、零点漂移等。系统误差有规律。可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正,也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。 4、如何判断系统中存在粗大误差。 答:粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的,粗大误差明显超过正常条件下的误差。 五、分析与计算题 1、有一温度计,它的测量范围为0—2000C ,精度为0.5级,求 1)该表可能出现的最大绝对误差。 2)当示值分别为200C 、1000C 的示值相对误差。 解:1)Δ=200×±0.5%=±10C 2)±1/20×100%=5% ±1/100×100%=1%

自动检测技术期末检测题及答案汇总

1-3 用测量范围为-50~+150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时,传感器测得示值为142kPa ,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解:绝对误差 2140142=-=?kPa 实际相对误差 %43.1%100140140142=?-=δ 标称相对误差 %41.1%100142140142=?-= δ 引用误差 %1%10050150140142=?---=)(γ 1-4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,其精度应选哪一级。若选用量程为500V 的电压表,其精度应选哪一级? 解:相对误差 δ=△x ×100% ∴0.6%=△240 ×100%,解得△=1.44V 当量程为250V 时,γ1 =△x 1 ×100%=1.44250 ×100%=0.576%,∴精度应该选0.5级。 当量程为500V 时,γ2 =△x 2 ×100%=1.44500 ×100%=0.288%,∴精度应该选0.2级。 1-6 什么是随机误差?随机误差产生的原因是什么?如何减小随机误差对测量结果的影响? 答:在同一测量条件下,多次测量同一被测量时,其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。 随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素(测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素),如电磁场的微变,零件的摩擦、间隙,热起伏,空气扰动,气压及湿度的变化,测量人员感觉器官的生理变化等,对测量值的综合影响所造成的。 对于测量列中的某一个测得值来说,随机误差的出现具有随机性,即误差的大小和符号是不能预知的,但当测量次数增大,随机误差又具有统计的规律性,测量次数越多,这种规律性表现得越明显。所以一般可以通过增加测量次数估计随机误差可能出现的大小,从而减少随机误差对测量结果的影响。 1-6 什么是系统误差?系统误差可分哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差? 答:(1)在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差称为系统误差。

自动检测技术题库

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;

测试技术复习习题

1、测试装置的动态特性可以用_____传递_____________函数、_______频率响应___________函数和 单位脉冲响应 __________________函数进行数学描述。 2、信号的时域描述,以____时间________为独立变量;而信号的频域描述,以____频率________为独立变量。 4、测试技术的基本任务是___________________获取有用的信息____________________________________。 5、如果一个信号的最高频率为60Hz ,为了防止在时域采样过程中出现混叠现象,采样频率应该大于___120________Hz 。 6、金属电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于:前者利用___导体形变______________引起的电阻变化,后者利用______半导体电阻率___________变化引起的电阻变化。 7、带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1,其带宽B =____fc2-fc1____________;若其带宽为1/3倍频程则fc2 =______2____________fc1。 8、调幅是指一个高频的正(余)弦信号与被测信号____相乘_____________,使高频信号的幅值随被测信号的_________相乘__________而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的________幅值_________ 。 9、相关滤波的工作原理是____同频相关不同频不行关/同频检测原理______________________________。 10、绘制周期信号)(t x 的单边频谱图,依据的数学表达式是_________________,而双边频 谱图的依据数学表达式是__________________________________。 11、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时,该系统能实现 不失真 测试。此时,系统的频率特性为=)(ωj H ______00t j e A ω-____________________________。 12、均方值2x ψ表示的是信号的强度,它与均值x μ、方差2x σ的关系是_____2x σ+__x μ2__________。 13、单位脉冲函数0()t t δ-与在0t 点连续的模拟信号()f t 的下列积分:dt t t t f )()(0-?∞ ∞-δ= ____1____________________。这性质称为_______积分筛选特性_________________。 14、某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ,输入信号2 sin )(t t x =,则输出信号)(t y 的频率为=ω__1/2__________,幅值=y ___2/1_________,相位=φ___ 45-_________。 15、满足测试装置不失真测试的频域条件是______A(W)=A0 _________________________ 和________61页________________。

自动检测技术试题一

自动检测技术试题一 一、填空(30分,每空1.5分) 1、传感器由、、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,当测量100℃时的示值相对误差为。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护,应选择型热敏电阻。 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 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、热电偶的冷端温度补偿常用的方法有法、法、 法和法。 12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。 二、选择题(20分,每题2分) 1、在以下几种传感器当中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 2、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 3、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应

4、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入,可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 6、当石英晶体受压时,电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 7、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 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、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。 A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器 10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。 A、计算修正法 B、仪表机械零点调整法 C、冰浴法 三、表述热电偶的中间温度定律,画出原理图并证明之(本题10分) 四、如图所示为一典型的电阻温度计测量电桥,其测温范围为0~100℃,R5为Rt 在0℃时的电阻值,R6为Rt在100℃时的电阻值,试分析它的测量过程。(本题10 分)

《自动检测技术》试题

《自动检测技术》试题1 一、填空(每空1分,共20分) 1、通常传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成,是能把外界非电量转换成电量的器件和装置。 2、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称应变效应;固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度K下降了,这种现象称为横向效应。 3、差动变压器式传感器理论上讲,衔铁位于中心位置时输出电压为零,而实际上差动变压器输出电压不为零,我们把这个不为零的电压称为零点残余电压;利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向(或正负)可采用相敏检波电路。 4、把一导体(或半导体)两端通以控制电流I,在垂直方向施加磁场B,在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势,这种现象称霍尔效应,这个电动势称为霍尔电势。外加磁场使半导体(导体)的电阻值随磁场变化的现象称磁阻效应。5、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象,同时在它的表面产生符号相反的电荷,当外力去掉后又恢复不带电的状态,这种现象称为正压电效应;在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称逆压电效应。 6、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应;入射光强改变物质导电率的现象称光电导效应;半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称光生伏特效应。 7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭合的电流,利用该原理制作的传感器称电涡流传感器;这种传感器只能测量金属物体。 8、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,如果两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称热电效应;若两金属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E =0。 二、选择(每空1分,共20分) 电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器湿敏传感器光电耦合器 压电传感器电容传感器热敏电阻CCD电荷耦合器压阻式传感器光纤传感器 磁电传感器光电二极管差动变压器热释电器件磁敏晶体管电涡流传感器 光电池超声波传感器热电偶红外传感器色敏传感器 正确选择以上传感器填入以下空内: 1、可以进行位移测量的传感器有:光纤传感器、差动变压器、电阻传感器。 2、可以完成温度测量的有:热电偶、热敏电阻、热释电 3、半导体式传感器是:磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器 4、光电传感器有:光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管 5、用于磁场测量的传感器: 霍尔器件、磁敏晶体管 6、进行振动(或加速度)测量的传感器:磁电传感器、压电传感器 7、利用物体反射进行非电量检测的传感器:超声波传感器、红外传感器 三、问答题(每题5分,共10分) 1、压力传感器测量砝码数据如下,试解释这是一种什么误差,产生这种误差的原因是什么。 N(g) 0 1.0 2 34 5 正行程(mv)0 1.5 2 2.5 3 3.5 反行程(mv)0 0.5 1 2 2.5 3.5 正确答案迟滞误差;静态误差;传感器本身材料的缺陷造成。 2、解释下列磁敏传感器: ①、磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同? 磁敏晶体管有放大作用; ②、磁敏晶体管与普通晶体管的不同之处是什么? 普通晶体管无磁灵敏度; ③、磁敏电阻与霍尔元件属同一类磁电转换元件,在本质上有什么不同? 磁敏电阻不能区别磁极性。 四、电路分析(每题5分,共20分) 1、下图左是电容式差压传感器,金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。下图右为二极管双T 型电路,电路中电容是左图中差动电容,UE电源是占空比为50%的方波。试分析:

《检测技术》期末复习题及答案

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 =。

2012年7月江苏省高等教育自学考试27984自动检测技术试题及答案

2012年7月江苏省高等教育自学考试27984自动检测技术 试题及答案 一、单项选择题(每小题1分,共20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 、压电式 D 、电感式 2、下列四个选项中,关于相对误差特征正确的是( B )。 A 大小与所取单位有关 B 量纲与被测量有关 C 不能反映误差的大小和方向 D 能反映测量工作的精细程度 3.可以认为是“负压”,所测的压力相当于真空度,此时绝对压力小于( D ) 。 A .51kPa B .61kPa C .81kPa D .l0lkPa 4.电子卡尺的分辨率可达0.01㎜,行程可达200㎜,它的内部所采用的电容传感器型式是(B )。 A .变极距式 B .变面积式 C .变介电常数式 5.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 )。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出___C___的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 7.机床床身探伤时,耦合剂应选__B____为宜。 A.自来水 B.机油 C.液体石蜡 D.化学浆糊 8.光栅传感器利用莫尔条纹来达到__A___。 A.提高光栅的分辨力 B.辩向的目的 C.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化 D.细分的目的 9.欲测量1Gs 左右的地磁场,应选择 C 传感器。 A .电感 B.磁致伸缩 C.磁阻 D.霍尔 10.测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20mV ,信噪比为-20dB ,则此时的干扰电压为_ C_。 A .10mV B .20mV C .100mV D .200mV 注 /20lg ()S N U S N dB U lg1=0 lg10=1 lg100=2 10.测得某检测仪表的输入信号中,干扰信号为200mV ,信噪比为-20dB ,则此时的有用信号为( D ) P258 A .1000mV B .200mV C .100mV D .20mV 信噪比为正,有用信号大于噪音;信噪比为负,有用信号小于噪音。 11.在房间中利用空气探头进行超声防盗时,超声波的频率多为_B _。 A. 20Hz~20kHz B. 35kHz~45kHz C. 0.5MHz~5MHz D. 100MHz~500MHz 12.正常人的体温为37℃,则对应的华氏温度为( D ). A .32F B .37F C .68.6F D .98.6F 13.金属或半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I 流过薄片时,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 .电涡流效应 C .霍尔效应 D .集肤效应 14.调频(FM )收音机未收到电台时,喇叭发出烦人的“流水”噪声,这是B 造成的。 A.附近存在电磁场干扰 B .固有噪声干扰 C.机械振动干扰 D .空气中的水蒸气流动干扰 16.基于光生伏特效应制成的光电元件是( D )。 A .光电管 B .光敏晶闸管 C .光电倍增管 D .光电池 P191 17.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出( C ) P100.2 A.人体靠近度 B.液体靠近度 C.黑色金属零件靠近度 D.塑料零件靠近度 18.单晶直探头发射超声波时,是利用压电晶片的( B )

自动检测技术及应用(选择题答案)

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。

测试技术复习题和答案

信号部分 1 试判断下述结论的正误。 ( 1 )凡频谱是离散的信号必然是周期信号。 ( 2 )任何周期信号都由频率不同,但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( 3 )周期信号的频谱是离散的,非周期信号的频谱也是离散的。 ( 4 )周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。 ( 5 )非周期性变化的信号就是随机信号。 ( 6 )非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( 7 )信号在时域上波形有所变化,必然引起频谱的相应变化。 ( 8 )各态历经随机过程是平稳随机过程。 ( 9 )平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计持征。( 10 )两个周期比不等于有理数的周期信号之和是周期信号。 ( 11 )所有随机信号都是非周期信号。 ( 12 )所有周期信号都是功率信号。 ( 13 )所有非周期信号都是能量信号。 ( 14 )模拟信号的幅值一定是连续的。 ( 15 )离散信号即就是数字信号。 2 对下述问题,选择正确答案填空。 ( 1 )描述周期信号的数学工具是( ) 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 拉氏变换 D. 傅氏变换 ( 2 )描述非周期信号的数学工具是( ) 。 A. 三角函数 B. 拉氏变换 C. 傅氏变换 D. 傅氏级数 ( 3 )时域信号持续时间压缩,则频域中低频成分( ) 。 A. 不变 B. 增加 C. 减少 D. 变化不定

( 4 )将时域信号进行时移,则频域信号将会( ) 。 A. 扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 ( 5 )概率密度函数在( )域、相关函数是在( )域、功率谱密度函数是在( )域上来描述的随机信号 A. 时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 3 指出题图 3 所示的信号时域波形时刻与时刻频谱(幅值谱)有无变化,并说明原因。 题 3 图题 6 图 4 判断下列序列是否是周期函数。如果是,确定其周期。 ( 1 );( 2 )。 5 有一组合信号,系由频率分别为 724Hz 、 44Hz 、 5005410Hz 及 600Hz 的相同正弦波叠加而成。求该信号的周期 T 。 6 求题 6 图所示,非对称周期方波信号的傅里叶级数,并绘出频谱图。 7 求题 7 图所示三角波信号的傅里叶级数,并绘出频谱图。 答案: 1. 判断题

现代测试技术复习试题

一、选择 1.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是( ) a.记录时间太长; b.采样时间间隔太宽; c.记录时间太短; d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是( ) a.用天平测量物体质量; b.用弹簧秤称物体重量; c.声级计测声强级; d.线圈靶测速 3.磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成,其作用主要为( ) a.提高传感器的灵敏度及改善线性; b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性; c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是( ) a.均方值; b.均值; c.均方差; d.概率密度函数 5.半导体应变片是根据( )原理工作的。 a.电阻应变效应; b.压电效应; c.热阻效应; d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于( ) a.压电测压传感器的力学系统的频率特性; b.压电晶体的电路特性; c.测量电路的时间常数; d.放大器的时间常数τ 7.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是( ) a.使得系统输出值稳定; b.使系统不共振; c.获得较好的幅频、相频特性; d.获得好的灵敏度 8.带通滤波器所起的作用是只允许( )通过。 a.低频信号; b.高频信号; c.某一频带的信号; d.所有频率分量信号 9.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于( ) a.加速度力学系统的频率特性; b. 压电晶体的电路特性; c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个( )函数 a.奇函数; b.偶函数; c.非奇非偶函数; d. 三角函数 11.在光作用下,使物体的内部产生定向电动势的现象,称( )效应。 a.内光电; b.外光电; c.热电; d.阻挡层光电 12.( )传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式; b.变间隙电容式; c.变阻器式; d. 电压式 13.半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式( )表示(已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述) a.α=dT R dR ;b. α=2T B ;c. α=2T A ;d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14.如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减,则说明该信号( ) a.均值不为0; b.含周期分量; c.是各态历经的 ; d.是各态不历经的 15.用方程法求解回归直线时,误差最小的方法是( )

《自动检测技术及应用》期终考试试卷 四卷

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

自动检测技术试卷

2010―2011学年度第二学期 期末考试《检测与转换技术》A卷 要求:此试卷为开卷考试,答题条理要清楚,内容要简洁,字迹要工整,否则即 1、利用本学期所学过的传感器知识,总结出检测与转换技术中关于加速度的测量 的方法,并简要说明每种方法的测量原理。 1、在公路运输中,货车超载、肇事逃逸等现象屡屡发生,给人们的安全带来了极 大的隐患。现通过测速传感器可以判断汽车是否超速或超重行驶,并可确定汽车的车型。具体实施方案是:将两根相距2米的高分子压电电缆平行埋设于柏油公路路面下约5厘米,当一辆肇事车辆以较快的车速冲过测速传感器时,两根PVDF压电电缆测速原理如下图所示。现假设测出某肇事汽车同一车轮通过A 和B电缆所花时间为2.8格,汽车的前后轮以此速度冲过同一电缆所花时间为 4.2格,请根据此,计算出汽车车速为多少?并说明判断出车型、及汽车是否超载的原理。20分 一、归纳总结题(10分) 二、计算分析题(25分) 三、说理分析题(25分)

1. 真空光电管结构如图,说明其工作原理?(10分) 2. 霍尔电流传感器结构如图,说明其工作原理。(15分) 1、在标准大气压下,水的冰点用摄氏温标表示为0℃,用华氏温标表示为32℉,水的沸点摄氏温标表示为100℃,用华氏温标表示为212℉,冰点与沸点之间前者分100等份,后者分180等份。这说明1℃=1.8℉,判断此等式是否正确,说明理由。 2、热电偶两导体电极材料不同,两结点温度不同,其热电动也可能为零。请你判断,并说明理由。 1、电子式温度控制仪面板上接线端子图如下,请设计一电路。用其控制某用电器温升。要求:感温元件用热电偶,当用电器温升达到设定值时(80℃),用电器电源(三相380V )自动断开。说明你设计电路的控制原理,并画出具体的接线图。(20分) 四、分析判断题(每题10分,共20 分) 五、设计说理题(20分)

自动检测技术复习题

自动检测技术复习题 1、检测系统由那几部分组成?说明各部分的作用。 答: 传感器:它的作用是感受指定被测参量的变化并按照一定规律转换成一个相应的便于传递的输出信号. 信号调理:作用是对传感器输出的微弱信号进行检波,转换,滤 波,放大,等,以方便检测系统后续处理或显示. 记录、显示:被测参量数值大小由光指示器或指针在标尺上的 相对位置来表示和记录的或以数字形式直接显示 和记录出被测参量数值的大小,主要作用是使人 们了解检测数值的大小或变化的过程。 2、什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?各有什么用途? 答:1. 测量结果与测量的真值之间的差异,称为测量误差。 2.⑴绝对误差:它反映测量值偏离真值的大小,: ⑵相对误差:它是绝对误差与测量值或多次测量的平均 值的比值, ⑶引用误差:仪表某一刻度点读数的绝对误差Δ比上仪 表量程上限,并用百分数表示。

⑷标称误差:标称误差=(最大的绝对误差)/量程 x 100% ⑸附加误差:计量器具在非标准条件下所增加的误差 3、测量误差按其出现的规律可分为几种? 答:可分为系统误差、疏忽误差、随机误差; 4、产生系统误差的常见原因有那些?常用的减少系统误差的方 法有那些? 答:产生系统误差的常见原因:由于测量设备、测量方法的不完善和测量条件的不稳定而引起的。 系统误差的消除方法: (1)对测量仪表进行校正在准确度要求较高的测量结果中,引入校正值进行修正。 (2)消除产生误差的根源即正确选择测量方法和测量仪器,尽量使测量仪表在规定的使用条件下工作,消除各种外界因素造成的影响。采用特殊的测量方法如正负误差补偿法、替代法等。例如,用电流表测量电流时,考虑到外磁场对读数的影响,可以把电流表转动180度,进行两次测量。在两次测量中,必然出现一次读数偏大,而另一次读数偏小,取两次读数的平均值作为测量结果,其正负误差抵消,可以有效地消除外磁场对测量的影响。 5、被测介质的实际温度为300℃,现用一台量程为0-400℃的仪表测量,示值为298℃,求得测量的绝对误差? 解:

《检测技术》期末复习题及答案

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度波动的补偿电桥,如图所示,试分析此电路的工作原理 答:补偿电桥法是一种利用电桥输出电压抵消热电偶冷端温度变化的温度补偿方法,图中补偿电桥与热电偶冷端处在相同的温度环境下,其中1R 、2R 、3 R 用电阻温度系数极 小的锰铜丝绕制,且阻值相等,即 3 21R R R ==; t R 用铜导线绕制,作补偿电阻(2分)。 使用时,用延伸导线将热电偶冷端延伸至补偿电桥处,使补偿电桥与热电偶冷端感受同一温度 n T 。选择 3 210R R R R t ===,使电桥处于平衡状态,电桥输出ab U 为零(2分);

自动化09级自动检测技术复习题00

1. 传感器标定时,标准器应有足够的精度,其允许的基本误差不应超过被校传感器允许基本误差的1/3~1/5,并具有计量部门周期检定的合格证书。X 2. 系统误差是有规律性的,因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正,也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。 3. 存在随机误差的测量结果中,虽然单个测量值误差的出现是随机的,既不能用实验的方法消除,也不能修正,但是就误差的整体而言,多数都服从正态分布规律。 3.传感器所能测量的最大被测量(输入量)的数值称为测量上限,最小被测量称为测量下限,上限与下限之间的区间,则称为测量范围。传感器所能测量的最大被测量(输入量)的数值称为测量上限,最小被测量称为测量下限,上限与下限之间的差值,则称为量程。检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换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。 4. 对于数字仪表而言,指示数字的最后一位数字所代表的值就是它的分辨力。当被测量的变化小于分辨力时,仪表的最后一位数字保持不变。 5. 为了减少读数误差。读数时要正视量具的读数装置,不要造成斜视误差。测量同一个点有2~3个接近的数值时,应取算术平均值作为测量结果。 6. 灵敏度是传感器在稳态下输入(出)增量与输出增量的比值。X 7. 莫尔条纹的作用是能连续实现变倍并在很大程度上消除由于刻线不均匀引起的误差。 8. 光电池是利用内光电效应制成的光电元器件。X 9. 一般可用霍尔传感器测量磁场强度、电流、角位移、功率、转速、开关信号等参数。 10. 原始的压电陶瓷是一个非压电体,不具有压电效应。为了使压电陶瓷具有压电效应,就必须进行极化处理。 11. 互感传感器本身就是变压器,有一次绕组和二次绕组。一次侧接入激励电源后,二次侧将因互感而产生电压输出。当绕组间互感随被测量变化时,输出电压将产生相应的变化。 12. 镍铬—考铜电偶的分度号为K。 13. 变面积式电容传感器的输出特性是非线性的,这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。 14. 压电效应即在电介质的极化方向施加交变电场,它会产生机械变形。当去掉外加电场,电介质变形随之消失的现象。 15. 常用的接近开关有电涡流式、电容式、磁性干簧开关、霍尔式、光电式、微波式、超声波式等。 16. 脉冲细分技术能在不增加脉冲细分技术能在不增加光栅刻线数及价格的情况下提高光栅的分辨力。20. 电涡流接近开关可以利用电涡流效应检测出塑料零件的靠近程度。 17. 10分度的游标卡尺的读数可精确到0. 1mm。20分度的游标卡尺的读数可精确到0. 05mm。50分度的 游标卡尺可精确到0.02mm。√ 18. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的大得多,所以采用石英晶一般体采用石英晶体制作标准力传感器。 19. 采用高分子压电薄膜振动感应片,可制成玻璃破碎报警装置。 20. 由于光纤传感器是利用光波传输信息,而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质,并且安全可靠,这使它可以方便有效地用于各种大型机电,石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。 21. 电位器式位移传感器结构简单、价格低廉,输出信号大,一般不需放大,动态响应好。 22. 传感型光纤式传感器利用外界因素改变光纤中光的特征参量,从而对外界因素进行计量和数据传输的,它具有传光、传感合一的特点,信息的获取和传输都在光纤之中。 23. 由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电绝缘),所以它可以在许多场合得到应用。 24. 磁尺是检测位移的基准尺,磁头用来读取磁尺上的记录信号。按读取方式不同,磁头分为动态磁头和

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