1．测量系统的静态特性是输入量和输出量不随时间变化或变化缓慢时，输出与输入之间的
关系。
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,其电阻值随着所受机械变形
(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。3．测量误差按性质分为系统误差、随机误差和粗大误差。
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外光电效应；
在光照作用下，物体导电性能发生改变的现
象称为内光电效应。
5．现代测试系统基本型结构包括传感器、信号调理、数据采集、计算机及输出显示、打印等
环节。
6．请列举2个超声波传感器可以测量的物理量：厚度、无损探伤、计数、距离等
7．为利用电桥的和差特性，提高系统的灵敏度，应使相对桥臂上电阻应变极性相同，相邻桥
臂上电阻应变极性相反。
8．GPS卫星导航系统由3部分组成，分别是空间星座部分；地面支撑系统；用户设备；
9．线性度是指系统输入输出特性与拟合直线的不一致程度，也称非线性误差，常用的直线
拟合方法有理论拟合、最小二乘拟合；端点
连线拟合等。
10．常用的应变片有金属电阻应变片与半导体两大类，其中灵敏度较高的是半导体应变片，
线性度较好的是金属应变片。
11．为了加强居民小区的安全，可以在小区围墙上加装红外图像（红外摄像仪）传感器进行昼
夜监控。
三. 简答题（共35分，每题5分）
1.检测系统的基本任务是什么？
获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法与必需的信号分析及数据处理，获得与被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它信息处理装置、控制系统。
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？
根据电容式传感器的工作原理，可分为变间距式、变面积式和变介电常数式，利用极板间距和极板覆盖面积的变化，可以测量直线位移或角位移；通过弹性元件也可以测量力、压力、振动或加速度等；利用介电常数的变化还可以进行一些特殊量的测量，如液位、浓度、厚度、湿度等
3.为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的信号？
压电式传感器只有在负载阻抗无穷大、内部也无漏电时，受力后产生的电压（电荷）才能长期保存下来，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。这对于测量缓变信号极为不利，必将造成测量误差。（而在动态测量时，电荷量可以不断得到补充，）因此压电式传感器适于动态测量，而不能用来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。
霍尔式传感器转换效率较低，受温度影响大，但其结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范围（输出电势变化）大、无触点，使用寿命长、可靠性高、易微型化和集成电路化，因此在测量技术、自动控制、电磁测量、计算装置以及现代军事技术等领域中得到广泛应用。
应用：磁场强度传感器（高斯计）；电流、电压传感器；位移、压力、加速度传感器等。
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。
热电偶回路的热电势是两个接点温度的函数，为此，必须使冷端温度保持不变，其输出热电势才是热端温度的单值函数。在实际测量中，热电偶的两端距离很近，冷端温度易受测量对象和环境温度波动的影响，而难以保持恒定，从而引入测量误差。
补偿方法：0℃恒温法；补偿导线法；修正法；补偿电桥法等。
6.简述虚拟仪器原理、组成和特点。
虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板、其测试功能由软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的组成要素：计算机、应用软件、仪器硬件。
虚拟仪器特点：
仪器功能由软件决定；
仪器功能由用户来定义；
用户通过更改软件来提高仪器性能、构造新功能；
虚拟仪器技术更新周期比传统仪器短。
虚拟仪器灵活、开放，可以与计算机同步发展，可与网络及其他周边设备互联。
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。可以选用光电传感器、光纤传感器、超声波传感器等。8.请简述可见光、红外光、微波、超声波这几个概念的区别与联系？
要点：可见光、红外光、微波同属电磁波，波长不同，在真空中传播速度为光速，超声波属机械波，传播速度与介质有关，在真空中不能传播；都有折射与反射现象；
9.什么是光电池的频率特性？什么是光电池的光谱特性？
频率特性指入射光强按照一定频率变化时，光电池灵敏度变化情况；光谱特性指入射光频率（波长）变化时，光电池灵敏度变化情况；
10.检测技术是实现各种自动控制系统的前提与关键环节，请列举6种日常生活中的检测实例，并分别说明用什么传感器可以实现。
自动门、倒车雷达、数码相机、光控开关、声控开关、红外开关等；
计算题（共 20分）
1. 用悬臂梁测力，4片应变片的标称阻值为120欧姆，应变片灵敏度系数K=2，
（1）全桥测量如何贴片和组桥（用图说明）？
（2分）
（2）如果悬臂梁应变为0.01，电桥电压E=30伏，全桥输出电压U是多少？（3分）
（1）（2分）
（2）（3分）
20.01300.6
x
SR
R
U E E V R R
ε
?
===??=
2. 进行某次动态压力测量时，所采用的压电式力
传感器的灵敏度为
90.9nC/Mpa ，将它与增益为0.005V/nC 的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V 。试计
算这个测量系统的总灵敏度。又当压力变化为3.5Mpa 时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？（4分） 总灵
敏
度
：
90.9/*0.005/*20/9.09/S nC Mpa V nC mm V mm Mpa ==（2分）
偏移量：9.09/*3.531.815x mm V V mm ==（2分）
3. 某霍尔元件l*b*d=10*3.5*1mm 3
，沿l 方向通以
电流I=1.0mA 。在垂直于lb 方向施加均匀磁场B=0.3T ，传感器的灵敏度系数为22V/AT ，试求其输出霍尔电压。（2分)
（2分）
4. 现有0.5级0~300℃和1.0级0~100℃的两个温
度计，要测量80℃的温度，请问采用哪一个温度计好？为什么？（2分）
0.5级的温度计可能产生的最大绝对误差：300
×0.5% = 1.5℃
用它测量的相对误差为1.5/80=1.875% 1.0级的温度计可能产生的最大绝对误差：100×1.0% = 1℃
用它测量的相对误差为1/80=1.25%，因此选用后一个温度计测量，相对误差小。（2分）
5. 对某种样品进行8次检测采样，测得长度值为
X i ，如表1所示。在置信概率为0.99时，试
用格罗贝斯准则判断有无粗大误差。(),g n α数值表如表2所示。（7分）
表1：测量结果
表2：(),g n α数值表
第一步：平均值13.51（1分），标准差0.44（1
分），g (8, 0.01) = 2.22，12.5含粗大误差应剔除（2分）；
第二步：平均值13.66（1分），标准差0.18（1分），g (7, 0.01) = 2.10，无粗大误差数据。（1分）；
n
α
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0.01 1.16 1.49 1.75 1.91 2.10 2.22 2.32 2.41 2.48 2.55 2.61 0.05 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18 2.23 2.29 2.33
i /次 1 2 3 4 5 6 7 8 X i
13.6
13.8
13.8
13.4
12.5
13.9
13.5
13.6
7.图为一直流应变电桥，
4E V
=，
123350R R R ===Ω，
R 1R 2
R 4
R 3
u o
E
求： ①
1R 为应变片，其余为外接电阻，1R 增量为
1 3.5R ?=Ω时输出?o U =
1
142o E R U R R ?=+?
1
0.0154o E R U V R
?≈
=
②1R 、2R 是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出
?o U =
()
()()
121222o R R R U E
R R R R ?-?=+?+?
0o U V =
③1R 、2R 感受应变极性相反，输出?o
U =
()
()()
121222o R R R U E
R R R R ?+?=+?-?
()120.034o
R R U E V R
?+?≈=
④ 1R 、2R 、3R 、4R 都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出?o
U =
解：
()()()()
14231324142322o R R R R R R R R R U E
R R R R R R ?+?+?+?+??-??=+?-?-?+?
()14234o R R R R U E R
?+?+?+?=
1o R
U
E
R
?=
0.06o U V =
1.
什么是传感器，传感器有哪些部分组成？各部分有什么功能，可画图说明
2.
光电编码器一般有什么组成、绝对码光电编码器和增量码光电编码器有什么区别？ 由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械
传动等部分组成
绝对编码器（码盘式）把角位移直接转换成二进制编码，增量编码器（脉冲盘式）把角位移直接转换成为脉冲 3.
比较测量可分为哪几种类、是进行解释
将被测量与同类已知量进行比较从而得到被测量值的测量方法
4. 热电势分为哪几种，写出表达式
1.
自动检测计数是以自动检测系统中的信息提取，信息转换和信息处理的理论为主要内容的
一门应用技术学科。
2.温标可分为热力学温标，国际实用温标，摄氏
温标和华氏温标
3.测量方法按测量手段分为：直接测量，间接测
量，和比较测量。
4.引用误差又称满度误差，指被测点的绝对误
差和测量仪表量程之比
5.误差分为随机误差，系统误差，粗大误
差，计算所产生的误差称为粗大误差。
6.灵敏度表示传感器对被测量变化的反应能力。
是指传感器在稳态下输出变化和输入变化的
比
7.分辨率是指测量系统的能测量到最小变化的
能力，也就是能引起测量数据变化的最小值
8.标准大气压符号是：atm
https://www.doczj.com/doc/9a12266629.html,D是以电荷为信号，而不同与大多数器件的
是以电流或者电压为信号
10.物位是液位，料位、界位的总称
11.电容式压力及力传感器可分为离散变化型，面
积变化型和介质变化型
12.内光电效应又分为光电势效应和光电导率效
应
判断题
1.铂电阻温度计与伯劳-伯热电偶温度计相比，
后者测量温度高正
2.接触电势的大小和温度高低及电子迁移率有
关错
3.光电效应的频率特征与结面积成反比错
4.热敏电阻是利用某种半导体材料的电导率随
温度的变化而变化的性质制成的正
5.半导体的能带与绝缘体相似正
6.翻板式浮力检测仪表一般用于连续测量错
7.定点测量仪表一般称为物位开关正
8.霍尔电压的大小决定载流子的密度，它随在流
体的材料不同而不同错
9.金属的电导效应应优于半导体的光电导错
10.本征半导体的光电发射能力比非本征半导体
的发射能力强对
5.什么是传感器，传感器有哪些部分组成？各部
分有什么功能，可画图说明
6.光电编码器一般有什么组成、绝对码光电编码
器和增量码光电编码器有什么区别？
由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械传动等部分组成
绝对编码器（码盘式）把角位移直接转换成二
进制编码，增量编码器（脉冲盘式）把角位移
直接转换成为脉冲
7.比较测量可分为哪几种类、是进行解释
将被测量与同类已知量进行比较从而得
到被测量值的测量方法
8.热电势分为哪几种，写出表达式
设计分析题
1.有一直线光栅，每毫米刻度数为50.光栅与指
标光栅的夹角为1.8度，其分辨率是多少，莫
尔条文宽度是多少？
解：W=1mm/50=0.02mm=20nm
B=1.8*3.15/180=0.0314
I=20/0.0314=637um
8-4.比较金属应变片和半导体应变膜片在检测压力原理上的异同？相同点:均是在收到外力的情况下导致了阻值发生变化不同点：（1）金属应变片的金属电阻丝由于弹性形变的电阻率变化较小。可以忽略、而半导体应变膜片单位应变的阻值较大。（2）金属应变片的应变灵敏系数K大约为2，半导体的应变灵敏系数可高到120，半导体应变片反应灵敏、体积小（3）金属应变片在受压力是阻值变而半导体却有可能阻值增大。
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： 298-300=-2℃ 引用误差为 ?--04002 100%=-0.5%
1)薄膜温度传感器 在传感器结构改进方面,出现了薄膜温度传感器,它是随着薄膜技术的成熟而发展起来的新型微传感器,其敏感元件为微米级的薄膜,具有体积小、热扰动小、热动态响应时间短、灵敏度高、便于集成和安装的特点,并且具有耐磨、耐压、耐热冲击和抗剥离的优良性能,特别适合于微尺度或小空间温度测量、表面温度的测量等场合。近年来发展的陶瓷薄膜热电偶,可以测量更高的温度,克服了金属薄膜热电偶的一些催化效应和冶金效应等缺点,在高温表面温度测量领域应用更为广泛。 2)热电偶材料性能的提高 在热电偶丝材料方面,一些类型的热电偶性能得到了提高,并出现了一些新型热电偶类型。 (1)N型热电偶越来越受到重视。 与K型热电偶相比,N型热电偶的高温稳定性与使用寿命均明显提高。目前国外N 型热电偶得到了广泛的应用,而国内应用仍旧不是很普遍,但随着对加工产品质量控制要求的提高,N型热电偶使用将会越来越多。 (2)钨铼热电偶抗氧化技术得到了发展,拓宽了其应用领域。主要是采用热电偶丝材镀膜或采用高致密保护套管隔绝等技术,可以延长钨铼热电偶在氧化气氛下的使用时间,使之不局限在还原条件下使用,可在一定程度上取代铂铑等贵金属热电偶。 (3)一些非标准分度的金属、非金属热电偶正在研制并逐步得到应用。为了提高温度测量上限,一些非标准分度的铂铑、铱铑等贵金属热电偶已经在工程上得到应用。另外,一些非金属热电偶材料得到了人们的重视,其特点有:①热电动势和微分电势大;②熔点高,测温上限也高;③价格低;④选用合适的非金属材料,可制成抗氧化或抗碳化的热电偶,用于恶劣条件下温度的测量。其缺点是复现性和机械性能差。目前,取得进展的非金属热电偶有C-TiC (ZrB2、NbC、SiC)、SiC-SiC、ZrB2(NbC)-ZrC、MoSi2-WSi2以及B4C-C等。 3)温度传感器保护套管材料 保护套管材料在温度测量中对敏感元件起着保护作用,对其测量准确度和使用寿命有很大影响,可由金属、非金属或金属陶瓷等材料制成。近年来金属陶瓷保护套管材料性能得到了很大提高,如Al2O3基、MgO基、ZrO2基和碳化钛基等几种金属陶瓷,具有耐腐蚀、抗热冲击、耐高温性,可以在氧化、还原和中性气氛下使用,在冶金行业中可用于高温金属熔液温度的测量。 4)辐射测温技术
《传感器与检测技术》题库 一、名词解释 二、单项选择题 3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，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 4.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.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 5.用万用表交流电压档(频率上限仅为 5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压，发现示值还不到 2 V，该误差属于B 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8 V，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 7.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 8.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0. 5级，试求 该表可能出现的最大绝对误差为 A 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃ 9.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示值 为20 ℃时的示值相对误差为 B A.1℃ B.5％ C.1％ D.10％ 10.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示 值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。 A. 1℃ B.5％ C. 1％ D.10％ 11.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 250 V电压表，其精度应选 B 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 12.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 300 V，其精度应选 C 级。 A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 13.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于
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;
1．测量系统的静态特性是输入量和输出量不随时间变化或变化缓慢时，输出和输入之间的 关系。 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,其电阻值随着所受机械变形 (伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。3．测量误差按性质分为系统误差、随机误差和粗大误差。 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外光电效应； 在光照作用下，物体导电性能发生改变的现 象称为内光电效应。 5．现代测试系统基本型结构包括传感器、信号调理、数据采集、计算机及输出显示、打印等 环节。 6．请列举2个超声波传感器可以测量的物理量：厚度、无损探伤、计数、距离等 7．为利用电桥的和差特性，提高系统的灵敏度，应使相对桥臂上电阻应变极性相同，相邻桥 臂上电阻应变极性相反。 8．GPS卫星导航系统由3部分组成，分别是空间星座部分；地面支撑系统；用户设备； 9．线性度是指系统输入输出特性和拟合直线的不一致程度，也称非线性误差，常用的直线 拟合方法有理论拟合、最小二乘拟合；端点 连线拟合等。 10．常用的应变片有金属电阻应变片和半导体两大类，其中灵敏度较高的是半导体应变片， 线性度较好的是金属应变片。 11．为了加强居民小区的安全，可以在小区围墙上加装红外图像（红外摄像仪）传感器进行昼 夜监控。 三. 简答题（共35分，每题5分） 1.检测系统的基本任务是什么？ 获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法和必需的信号分析及数据处理，获得和被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它信息处理装置、控制系统。 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？ 根据电容式传感器的工作原理，可分为变间距式、变面积式和变介电常数式，利用极板间距和极板覆盖面积的变化，可以测量直线位移或角位移；通过弹性元件也可以测量力、压力、振动或加速度等；利用介电常数的变化还可以进行一些特殊量的测量，如液位、浓度、厚度、湿度等 3.为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的信号？ 压电式传感器只有在负载阻抗无穷大、内部也无漏电时，受力后产生的电压（电荷）才能长期保存下来，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。这对于测量缓变信号极为不利，必将造成测量误差。（而在动态测量时，电荷量可以不断得到补充，）因此压电式传感器适于动态测量，而不能用来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使用场合。 霍尔式传感器转换效率较低，受温度影响大，但其结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范围
第1章测试技术基础知识 1.4常用的测呈结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46 0试用3 种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于/分布的表达方式和基于不确怎度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 均值为 因为最大测量值为82.50,最小测量值为82.38,所以本次测量的最大误差为0.06.极限误差戈m取为最大误差的两倍，所以 忑=82.44 ±2x 0.06 = 82.44 ±0.12 2）基于/分布的表达方式可以表示为 一A = X ± S = 0.014 自由度“8-1 = 7,置信概率0 = 0.95,查表得f 分布值0 = 2.365,所以 x （） = 82.44 ± 2.365 x 0.014 = 82.44 ± 0.033 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 所以 X O =82.44±O.O14 解題思路：1）给岀公式；2）分别讣算公式里而的各分项的值；3）将值代入公式，算岀结 果。 第2章信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 含有正弦项的形式。 解^基波分量为 2JT T I 120JT . n ——cos —r + sin —r 10 4 30 4 所以：1)基频 co {} = - (rad / s) 4 2）信号的周期7 = —= 8（5） 5 — A — =X±(7x = X± 求: 曲)=4 + ￡( /I-1 2 K /? rm os —1 + 10 4 120”兀.fin ---- sin ——/) 30 4 （/的单位是秒） 1） ^（）： 2）信号的周期：3）信号的均值; 4）将傅立叶级数表示成只 y(r)h ?]= 《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: 检测方法：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态。 静态特性：灵敏度（S=dy/dx ）与分辨率、线性度、迟滞、测量范围与量程、精度等级。 动态特性：幅频特性、相频特性。 ???? ??? ???? 系统误差 绝对误差静态误差表示方法出现的规律随机误差被测量与时间的关系相对误差动态误差粗大误差 绝对误差：（指示值与被测量的真值之差） 相对误差：（绝对误差与被测量真值之差） 引用误差：（绝对误差与仪表量程L 的比值） 最大引用误差不能超过允许值的划分精度等级的尺度。 系统误差的大小表明测量结果的正确度，系统误差越小，测量结果的正确度越高。 随机误差的大小表明精密度，随机误差大，测量结果分散，精密度低（精确度）。 粗大误差（过失误差）主要是人为因素造成的。 电阻应变片的工作原理：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，其电阻也想应发生变化的物理现象，电阻应变效应。 ?? ?? ?? ?? ?? ??金属电阻应变片 体型电阻应变片半导体应变片（压阻效应）薄膜型扩散型 △R/R=K0?（K0金属电阻丝的应变灵敏度系数） 金属材料：几何尺寸的改变影响K 0值得大小 半导体材料：电阻率相对变化决定K 0值得大小 传感器的功能：检测，转换 电桥平衡条件：电桥相对臂的阻值乘积相等 铂电阻作为复现温标的基准器（铂易于提纯，化学性质稳定，电阻率较大，耐高温） 热敏电阻类型：正温度系数，负温度系数，临界热敏电阻 电容式传感器是把被测量转换为电容量变化的一种传感器C=?A/d 变面积式、变间隙式、变介电常数式， 自感式电感传感器：变面积型、变间隙型、螺管型 可见采用带相敏整流的交流电桥，输出信号既能反映位移的大小又能反映位移的方向 差动变压器形式：变隙型，螺线管型 Z 轴（光轴）X 轴（电轴）Y 轴（机械轴） 当沿着Z 轴方向受力时不产生压电效应 压电传感器可以等效为与电流源并联或与电压源串联 热电偶基本组成部分：热电极 热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律、标准电极定律、中间温度定律。 光电效应分类: 外光电效应（光电管，光电倍增管） 内光电效应（光敏电阻，光敏晶体管） 光生伏特效应（光电池） 光电传感器类型：模拟式光电传感器、脉冲式光电传感器。 光敏二极管在电路中常处于反向偏置状态 抑制形成干扰的"三要素" 消除或抑制干扰源； 阻断或减弱干扰的藕合通道或传输途径； 削弱接收电路对干扰的灵敏度。 硬件抗干扰措施：屏蔽技术、接地技术、浮空技术、隔离技术、滤波器等； 软件抗干扰措施：数字滤波、冗余技术等微机软件的抗干扰措施。 干扰的来源： 外部干扰:检测装置周围的电气设备、电磁场、电火花、电弧焊接、高频加热、晶闸管整流装置等强电系统的影响。雷电、大气电离、宇宙射线、太阳黑子活动以及其他电磁波干扰。 内部干扰:内部干扰是由装置内部的各种元器件引起的。 干扰形成条件：干扰源、对干扰敏感的接收电路、干扰源到接收电路之间的传输途径。 02044 ()4444RR R U R U U U K R R R R U R U U K UK R εεε ??????=== ? ?+??????????? === ? ????????? 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用？ 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 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。 1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。 答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。 2、检测仪表的常用技术性能有哪些？ 答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区 3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？ 答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差 系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。 随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。 疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。 4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？ 答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。 压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型 5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。 答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种 S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。 6*、热电偶使用中为何常用补偿导线？补偿导线选择有什么条件？ 答：使用补偿导线的作用，除了将热电偶的参考端从高温处移到环境温度相对稳定的地方外，同时能节约大量的价格较贵的金属和性能稳定的稀有金属，使用补偿导线也便于安装和线路铺设，用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替电极，可以减少热电偶回路电阻以便于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。 条件：○ 1补偿导线的热电特性要与热电偶相同或相近；②材料价格比相应热偶低，来源丰富。 使用补偿导线注意问题：1、补偿导线只能在规定温度范围内与热电偶的热电势相等或相近2、不同型号的热电偶有不同的补偿导线3、热电偶和补偿导线的接口处要保持同温度4、补偿导线有正、负级，需分别与热电偶正、负极相连 5、补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，当自由端的温度不等于0时，还需进行其他补偿和修正。 7*、热电偶冷端温度有哪些补偿方法？ 答：冷端温度补偿的方法有：1、补偿导线法；2、计算修正法；3、自由端恒温法；4、补偿电桥法；5、仪表零点调整法 8*、常用热电阻有哪些？写出各分度号。 答：常用的热电阻有：铂电阻（Pt10、Pt100），铜电阻（Cu50、Cu100） 9、热电偶测温系统组成中需要注意哪些问题？ 答：使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，二是、热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度呈线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。对于第一种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。对于第二种情况，温度变送器也必须要和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器，补偿器产生的电势连同热电偶一齐作为显示仪表的输入信号，由于热电势与温度之间是一个非线性关系，因此显示表的标尺上的温度刻度也是非线性的。 10 * 、写出节流式流量计的流量公式，并说明公式中各符号表示什么？ 流量方程：P A q v ?=102ραε P A q m ?=102ραε α：流量系数 ε：可膨胀系数 ρ：节流前密度 0A ：接流体开孔面 P ?：差压 ------单选 使用最小二乘法时,偏差的平方和最小意味着拟合直线与整个实验数据（）收藏 A. 偏离度大 B. 偏离度最小 C. 不相关 D. 以上3个都不对 回答错误!正确答案： B 相敏检波的特点是( ) 收藏 A. 能够知道被测信号的幅值和极性 B. 不知道被测信号的幅值,能够知道被测信号的极性 C. 能够知道被测信号的幅值,不知道被测信号的极性 D. 以上都不正确 回答错误!正确答案： A 单边谱的幅值谱图高度为双边谱的（）倍。 收藏 A. 1倍 B. 3倍 C. 2倍 D. 4倍 回答错误!正确答案： C 时域信号的时移,则其频谱变化为（）。 收藏 A. 压缩 B. 扩展 C. 不变 D. 相移 一选频装置,其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减（f2>f1）,在0～f1和f2～∞之间近于平直,这是（）滤波器 收藏 A. 带通 B. 带阻 C. 高通 D. 低通 回答错误!正确答案： B 周期信号各次谐波的频率只能是基波频率的（）倍。 收藏 A. 奇数 B. 偶数 C. 复数 D. 整数 回答错误!正确答案： D 在测量位移的传感器中,符合非接触测量,而且不受油污等介质影响的是( )传感器。 收藏 A. 电阻式 B. 电涡流式 C. 电容式 D. 压电式 回答错误!正确答案： B 差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的( )倍。 收藏 A. 3 B. 2 C. 1 D. 2.5 回答错误!正确答案： B 收藏 A. 反比 B. 平方 C. 非线性 D. 线性 回答错误!正确答案： D 各态历经随机过程必须是（）。 收藏 A. 连续的 B. 平稳随机过程 C. 非周期的 D. 周期的 回答错误!正确答案： B 下列对负载效应的表达错误的是（） 收藏 A. 测量环节作为被测量环节的负载,两环节将保持原来的传递函数 B. 测量环节作为被测量环节的负载,接到测试系统时,连接点的状态将发生改变 C. 负载效应指,测量环节与被测量环节相连时对测量结果的影响 D. 测量环节作为被测量环节的负载,整个测试系统传输特性将发生变化 回答错误!正确答案： A 压电传感器采用并联接法时,两晶片负极集中在( )上 收藏 A. 上极板 B. 下极板 C. 中间极板 D. 侧极板 回答错误!正确答案： C 一阶测试系统、二阶测试系统的瞬态响应之间最重要的差别是（） 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% 第1章软件测试概述 1、简述软件缺陷的含义。 答：软件缺陷是软件开发过程中潜在的缺陷，这些缺陷可能在软件运行后出现，因而使软件的性能和可靠性等方面与系统的设计需求不符。 2、说明软件缺陷、软件错误和软件失败的关系。 答：缺陷、缺点、偏差统称为缺陷，是软件故障的根源；错误、谬误、问题、异常、矛盾等统称为错误，软件错误出现的原因是软件缺陷所致；失败、事故、灾难统称失败，失败的直接原因是软件系统存在软件错误。 14、“软件测试是有风险的工作”，试解释这种说法的含义。 答：软件不测试，就会有风险；软件测试，同样也会有风险。因为，软件是个复杂的系统，其复杂性体现在软件实现的内容复杂性、开发过程的复杂性和组织工作的复杂性等方面。而软件测试的目的是为了发现故障，并加以排除。对一个复杂的软件系统来说，故障的排除往往可能又带来新的软件缺陷。所以，软件测试又会带来一定的风险。 第2章软件测试基础 2、条件覆盖是否高于判断覆盖的逻辑覆盖程度如果不是，请给出反例加以说明。 答：条件覆盖是高于判断覆盖的逻辑覆盖程度。 a 、用条件覆盖所设计的测试用例可使得程序中的每一个判断的每一个条件的可能 取值至少执行一次。 b、用判断覆盖所设计的测试用例可使被测程序中的每个判断的真分支和假分支至少经历 一次。 每个判断语句可能包含多个条件(比如，if (A>3&&B<7……)。条件覆盖针对判断语句的每一个条件的所有可能取值编写测试用例；判断覆盖只针对每一个判断语句整体的所有可能取值编写测试用例。所以，条件覆盖的逻辑覆盖程度高于判断覆盖。 4、已知某种计算机程序设计语言的标识符语法规则规定“标示符是由非数字开头的，有效 字符数为32个，最大字符数为128个的任意符号串”。试用等价类划分法设计测试用例。 仓库温湿度检测系统的设计 摘要：采用单片机对温度、湿度等环境参数进行监测是一个农业生产中经常遇到的监测问题，它不仅具有监测方便、操作简单等优点，而且可以在节约成本的同时大幅度的提高监测质量。本设计以单片机AT89S52为控制核心，采用独特的单总线数字式温度传感器DS18B20进行温度采集，采用湿敏电容HS1101对湿度参数进行采集，利用LCD液晶显示屏对于当前的温度值和湿度值进行实时的显示，直观的了解所测得的仓库的温湿度的参数值。另外，还具有报警装置，对超过温湿度上下限的情况进行报警。设计后的系统具有造价低廉、操作方便、测量准确、控制灵活、体积小等优点。 关键词：温度传感器湿度传感器单片机AT89S52 LCD显示 Abstract Single-chip temperature, humidity and other environmental parameters monitoring is a frequently encountered in agricultural production monitoring issues, it not only has to monitor, easy to operate, etc., and can save costs while greatly improving the quality of monitoring. The design of a microcontroller AT89S52 as the control core, using a unique single-bus digital temperature sensor DS18B20 temperature acquisition, using capacitive humidity HS1101 humidity parameters for the collection, use LCD display for the current temperature and humidity values in real time display, intuitive understanding of the measured temperature and humidity storage parameters. In addition, it also has an alarm system, upper and lower limits of temperature and humidity on over the case to the police. After designing a system with low cost, easy operation, accurate measurement, flexible control, small size, etc.. Keywords：Temperature sensor Humidity sensor MCU AT89S52 LCD display 1 前言 防潮、防腐、防霉是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作的可靠性。为了保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度和湿度的监测工作。但传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度和湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。 2 设计要求与设计方案的选择 2.1 系统的设计方案 本课题设计的是一个能够提供环境的温度、湿度并具有对温度、湿度超限报警功能的装 一. 判断题(本题共10分，对则打“√”，不对则打“×”) 1．任意两个变量x 和y 之间的真实关系均可用一元线性回归方程来描述。（ ） 2．相关函数和相关系数一样都可以用它们数值的大小来衡量两函数的相关程度。( ) 3．对多次测量的数据取算数平均值，就可以减少随机误差的影响。（ ） 4．对一个具有有限频谱（0~fc ）的连续信号采样，若满足 2fcTs ≥1,采样后得到的输出信号能 恢复为原来的信号。（ ）[Ts 为采样频率] 5．设某周期信号x(t)之单位为μ，则其均方根谱之单位为μ2 ，其功率谱之单位为μ。（ ） 6．测量系统的固有频率越高，其灵敏度也越高。（ ） 7．A/D 转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号。（ ） 8．接触式测温是基于热平衡原理进行的，非接触式测温是基于热辐射原理进行的（ ） 9．同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。（ ） 10．只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠。（ ） 二．选择题（共20分，每题2分） 1．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 2．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. 采样间隔太宽； c .记录时间太短； d. 采样间隔太窄 3．要测量x(t)=50Sin40πt+10Sin2000πt 的振动位移信号，为了尽量减少失真，应采用（ ） 的惯性加速度计。 a.f n =15Hz 、β=0.707; b. f n =1000Hz 、β=0.707 ; c. f n =50Hz 、β=0.04 ; d. f n =1000Hz 、β=0.04 4. 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 5．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 6．（ ）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 7．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) 8．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 9．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（ ） a.图解法； b.最小二乘法； c.分值法； d.端点连线法 10．半导体电阻应变片在测量某一构件应变时，其电阻的相对变化主要是由（ ）引起。 a.半导体电阻率的变化； b.半导体几何尺寸的变化； c.贴片位置的温度变化； d.供桥电源的变化 三．测量系统基本知识题（70分） 1．磁电式速度传感器中，速度线圈采取上下两绕组相串联的目的是什么 ？磁头件与被测物体固紧时有何要求？（6分） 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：《自动检测技术》试题
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