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；
14．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频率响应 D 线性度
15．热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响，采用（）引线方式测量精度最高。
A两线制B三线制
C 四线制D五线制
二、多项选择题
1. 通常传感器由下列哪些部分组成（ABC ）
A敏感元件B转换元件
C基本转换电路D放大电路
2. 属于传感器静态态特性指标的有（ABCD ）
A．迟滞B．线性度
C．灵敏度D．漂移
3.提高传感器性能的技术途径有（ABCD）
A采用闭环技术 B 采用线性化技术
C 采用补偿和校正技术
D 采用差动技术
4.根据获得测量值的方法来分，测量可分为以下几种（BCD）
A 偏差式测量
B 直接测量
C 间接测量
D 组合测量
5.根据测量方式来分，测量可分为以下几种（ACD）
A偏差式测量B组合测量
C零位式测量D微差式测量
6.按照检测的原理来分类，检测可分为（ABCD ）
A 物理检测
B 化学检测
C 光学检测
D 生物检测
7.测量误差的表示方法有（ABC）
A 绝对误差
B 相对误差
C 引用误差
D 随机误差
8.按照测量误差出现的规律，误差可分为（ABC）
A 系统误差B随机误差
C粗大误差D相对误差
9.根据滤波器的选频作用，滤波器可分为（ABCD）
A 低通滤波器
B 高通滤波器
C 带通滤波器
D 带阻滤波器
10. 可以进行振动测量的传感器有（ABC ）
A电阻应变片 B 电容传感器
C 差动变压器； D光电传感器
11.可以完成磁场测量的传感器有（ABCD）
A 磁敏电阻 B磁敏晶体管
C 霍尔元件
D 磁敏二极管
12.基于感抗变化进行测量的传感器有（ABD）
A 电涡流传感器 B感应同步器C容栅 D 差动变压器
13.基于光电效应进行测量的传感器有（ABCD）
A 光电晶体管 B光电二极管
C 光电池 D光电阻
14.用于温度测量的传感器有（ABCD）
A Pt100
B K型热电偶
C DS18B20
D 热敏电阻
15.可以利用物体反射进行检测的传感器（AB）
A 电涡流传感器 B超声波传感器
C 容栅
D 光码盘
三、名词解释
1、检测：
2、智能传感器：
四、问答题
1、光敏三极管的工作原理是什么，怎样确定一个光敏三极管是否正常？
2、目前，测温传感器有哪几种(至少给出3种温度传感器)？简要阐述测温原理。
3、区分测量、计量，测试、检测是4个密切相关的技术术语。
4、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
五、计算题
1、图示为热电阻桥式测温电路，测温范围为0℃～200℃，其中
R t=10(1+0.02t)kΩ为感温热电阻，Rs为常值电阻，R0=10kΩ，E为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。问：
(1)如果0℃时电路输出电压为零，常值电阻Rs取多少？
(2)采用上述常值电阻值，如果该测温电路的平均灵敏度达到15mV/℃，其工作电压E应取多少？
2、图示为电阻网络D/A转换电路。
（1）写出电流i 与电压VREF的关系式。
（2）若VREF=10V，输入信号D3D2D1D0=1000，试计算输出电压V0=？
3、一台精度等级为0.5级、量程范围600~1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？
六、检测系统设计题
1、利用霍尔传感器设计一个电动机转速检测系统，并推导输出信号与转速的关系。
2、利用DS18B20设计一个三点温度检测系统，要求外接电源工作方式，绘制测量系统的电路图。DS18B20的默认测量精度是0.5℃，如果要求温度检测的精度提高，简要阐述如何实现？
七、分析理解题
上图是电阻应变片测量振动的电路框图，电桥采用交流供电，应变信号为一正弦变化的信号频率为20Hz，振荡频率4KHz。请画出差动放大器、相敏检波器、低通滤波器的输出波形示意图。
复习题参考答案
一、单项选择题
1-5：ABCAC 6-10：BDBAD 11-15：CABCC
二、多项选择题
1.ABC
2.ABCD
3.ABCD
4.BCD
5.ACD
6.ABCD
7.ABC 8.ABC 9.ABCD 10.ABC 11.ABCD 12.ABD
13.ABCD 14.ABCD 15.AB
三、名词解释
1、检测：检测(Detection)就是对系统中各被测对象的信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物理效应，将物质世界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。能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。
2、智能传感器：所谓智能传感器，就是一种带有微处理器的，兼有信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。即智能传感器就是将传统的传感器和微处理器及相关电路组成一体化的结构。
四、问答题
1、光敏三极管的工作原理是什么，怎样确定一个光敏三极管是否正常？
工作原理：光敏三极管有NPN和PNP型两种，是一种相当于在基极和集电极之间接有光电二极管的普通晶体三极管，外形与光电二极管相似。光敏三极管工作原理与光敏二极管很相似。光敏三极管具有两个PN结。当光照射在基极-集电结上时，就会在集电结附近产生光生电子-空穴对，从而形成基极光电流。集电极电流是基极光电流的β倍。这一过程与普通三极管放大基极电流的作用很相似。所以光敏三极管放大了基极光电流，它的灵敏度比光敏二极管高出许多。
检测光敏三极管是否正常：首先将万用表置R×lk挡，其次用黑布遮住光敏三极管的窗口，测量两管脚间的正、反向电阻，均为无限大时，则为光敏三极管。置光敏三极管于光源近处，测量两管脚间的正、反向电阻为几千欧到几十千欧，则说明是好的光敏三极管。万用表指针向右偏转越大说明其灵敏度越高。
2、目前，测温传感器有哪几种？简要阐述测温原理。
答：常见测温传感器有热电阻、热电偶、AD590、液体温度计和DS18B20等。热电阻分金属热电阻和半导体热敏电阻，其测温原理是温度变化改变热电阻的电导率，从而引起电阻变化；
热电偶是利用热电效应工作，温度变化在接点处产生热电势；
AD590是利用PN结电流随温度变化，温度每升高1℃，电流升高1u A，从而实现测温；
液体温度计利用液体热胀冷缩的原理测温；
DS18B20是智能温度传感器，具有单总线、可变分辨率的特点，利用晶体固有振动频率随温度改变而测温。
3、解：测量是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。
测试是具有实验性质的测量，或者可以理解为测量和实验的综合。
计量是实现测量单位统一和量值准确可靠。唯有计量部门从事的测量才被称作"计量"。
检测(Detection)就是对系统中各被测对象的信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物理效应，将物质世界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。能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。
4、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
五、计算题
1、解：（1）在t ＝0℃时，系统输出为0，说明系统此时处于平衡状态，那么由平衡电桥知：
Rs=Rt=10(1+0.02t)=10千欧姆（其中t ＝0）
（2）由题知道：
U MN ＝E ×（Rt －Rs ）/4
系统灵敏度为15mv/℃，则说明系统温度每变化1℃，系统输出15mv 。那么： E ＝4 U MN /（Rt －Rs ）＝4×15/(10(1+0.02*1)-10)=3000mv=3V
2、解
321003210432100321043210304
(2222)2
(2222)2(2)D D D D =100010V =-2=-5v 2REF REF V D D D D V i D D D D R R
-=??+?+?+?-∴==??+?+?+??（1）V V 当时，
3、 解：根据精度定义表达式A=△A/YFS ×100%，并由题意已知：A=0.5%，YFS=（1200—600）℃，
得最大允许绝对误差△A=A*YFS=0.5%×（1200—600）=3℃
此温度传感器最大允许绝对误差为3℃。检验某点的最大绝对误差为4℃，大于3℃，故此传感器不合格。
六、检测系统设计题
解：利用霍尔效应表达式：UH ＝KHIB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N 次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。
电动机与磁钢同轴连接，行程旋转磁场，假设圆盘一周磁钢为n 个，这电机每转动一周，霍尔传感器产生n 个高电平，假设频率计读数位f ，则转速可以计算为：
60V f
n
2、解：采用外接电源模式，DS18B20和单片机口线单独供电，三点温度检测系统如下图所示：
频率计
为了提高精度，有两种方法：
（1）可以采取直接读取DS18B20内部暂存寄存器的方法，将DS18B20的测温分辨率提高到0.1℃～0.01℃。
T实际=(T整数－0.25℃)+(M每度－M剩余)/M每度
（2）设置高速暂存器的配置寄存器，使得R1和R0设置位00、01、10、11可以使精度从0.5、0.25、0.125、0.0625变换。
七、分析理解题
20HZ
相敏检波器：
低通滤波器：