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）
8．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% 。
9．传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量转换成与之具有一定关系的电量。10．传感器一般由敏感元件和转换元件两部分组成。
11．某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为60 mv/mm 。
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 D 。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
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？
第二章电阻传感器
一、填空题
1．气泡式水平仪结构如下图所示，密封的玻璃内充入导电液体，中间保留一个小气泡。玻璃管两端各引出一根不锈电极。在玻璃管中间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。试填空。
1）当被测平面全完水平时，气泡应处于玻璃管的中间位置，左右两侧的不锈钢电极与公共电极之间的电阻R1、R2的阻值相同。如果希望此时电桥的输出电压U0=0，则R1、R2、R3、R4应满足R1 R3= R2 R4的条件。如果实际使用中，发现仍有微小的输出电压，则应调节RP1，使U0趋向于零。
2）当被测平面向左倾斜（左低右高）时，气泡漂向右边，R1变小，R2变大，电桥失去平衡，增大。
3）U i应采用交流电源（直流/交流），目的是防止产生极化电解。
2．下图是汽车进气管道中使用的热丝式气体流速（流量）仪的结构示意图。在通有干净且干燥气体、截面积为A的管道中部，安装有一根加热到200℃左右的细铂丝R1 ( R t1 )。另一根相同长度的细铂丝（R t2）安装在与管道相通、但不受气体流速影响的小室中，请分析填空。
1)当气体流速v＝0时，Rt1的温度与Rt2的温度相等，电桥处于平衡状态。当气体介质自身的温度发生波动时，Rt1与Rt2同时感受到此波动，电桥仍然处于平衡状态，所以设置Rt2是为了起到温度补偿的作用。
2)当气体介质流动时，将带走Rt1的热量，使Rt1的温度变低，电桥失去平衡，毫伏表的示值与气体流速的大小成一定的函数关系。图中的RP1 称为调零电位器，RP2称为调满偏电位器。
3)设管道的截面积A=0.01m2,气体流速v=2m/s，则通过该管道的气体的体积流量q V=Av=0.02 m3/s。
4)如果被测汽体含有水气，则测量得到的流量值将偏大（大/小），这是因为水汽的传热系数大，带走的热量多；如果Rt1、Rt2改用铜丝，会产生氧化问题。
3．下图为自动吸排油烟机原理框图，请分析填空。
1)图中气敏电阻是UL-281 类型，被测汽体浓度越高，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速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物，通常须将气敏电阻加热到200~300 ℃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降低(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的变化而变化。
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电弧。
6）由于即使在开启排气扇后器敏电阻的阻值也不能立即恢复正常，所以在声光报警电路，还应串接一只控制开关，以消除喇叭（喇叭/LED）继续烦人的报警。
4．热敏电阻按其温度系数可分为负温度系数热敏电阻（NTC）和正温度系数热敏电阻（PTC）两大类。
5．对于电阻应变片，最好和最常用的温度补偿方法是电桥补偿法，其中尤其以双臂工作（或称半桥差动）电桥补偿法最常见。
6．电阻应变片式压力传感器通常用测量电桥作为转换电路。
7．最常见的电阻应变片的基准电阻值为120Ω。
8．金属热电阻主要包括铂、铜和镍电阻等。半导体热敏电阻主要包括PTC、NTC 二种类型。
9．利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择突变型热敏电阻。
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．金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。
12．应变式传感器在外力作用下主要是电阻率发生变化，压阻式传感器在外力作用下主要是压阻系数发生变化，两者都引起电阻值发生变化。
13．对于电阻应变片，最常见的温度补偿方法是双臂半桥和全桥补偿法。
14．常用的电阻应变片分为两大类：金属应变片和半导体应变片。
15．半导体应变片是利用半导体材料压阻效应制成的一种纯电阻性元件。
二、选择题
1．在下图中，热电阻测量转换电路调试过程的步骤是 A 。若发现毫伏表的满度值大，应将RP2往 E 调。
A．先调节RP1，然后调节RP2B．先调节RP2，然后调节RP1
C．同时调节RP1、RP2D．上E．下F．左G．右
2．热电阻测量转换电路采用三线制是为了 D 。
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
3．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 。
A．金属丝式B．金属箔式C．电阻应变仪D．固态压阻式传感器
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C 测量转换电路。
A．单臂半桥B．双臂半桥C．四臂全桥
5．在使用测谎仪时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用 D 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
6．MQN气敏电阻可测量C 的TiO2气敏电阻可测量D 的浓度。
A．CO2 B．N2 C．气体打火机车间的有害气体D．锅炉烟道中剩余的氧气
7．制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属材料是 B ：
A．铜；B．铂；C．康铜；D．镍铬合金。
8．气敏传感器构成的换气扇自动控制电路。换气扇通电采用SCR器件进行控制。这是为了 B : A．使系统响应快B．避免产生电火花，提高安全性C．降低成本D．便于电路设计
9．气敏元件开机通电时的电阻很小，经过一定时间后，才能恢复到稳定状态；另一方面也需要加热器工作，以便烧掉油雾、尘埃。因此，气敏检测装置需开机预热 C 后，才可投入使用。
A．几小时B．几天C．几分钟D．几秒钟
三、计算题
1．有一金属热电阻，分度号为Pt100,与三固定电阻R2=R3=R4=100Ω组成平衡电桥，Ui=5V，求
（1）该电阻的材料；
（2）0℃的电阻值；
（3）计算t=40℃时电桥的开路输出电压Uo.(由分度表可知，40℃时Pt100的阻值为119.54Ω)
2．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1με和1000με时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
3．电阻应变片阻值为120Ω，灵敏系数K＝2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的112
μ=。求钢柱受10t拉力作用时，应变片的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘E N m
210
=?，0.3
贴、受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？
四、分析题
1．下图所示功率晶体管保护电路中，Rt使用的是PTC元件，试述其工作原理。
工作原理：GTR为被保护的功率晶体管，RL为负载电阻，Rt为PTC元件，该元
件随着温度升高电阻阻值增大。
当GTR功率晶体管正常工作时，Rt阻值适当，给晶体管提供一定工作电流。
当GTR功率晶体管随着功率增大而温度升高或出现负载短路而使GTR功率晶体
管电流过载温度迅速上升时，Rt阻值增大，Rt与RC组成的分压电路使RC分压减
小。
当温度上升过高其RC分压不足以使GTR导通时，GTR关闭，保护了功率晶体管。
2．下图所示为由热敏元件组成的一种新型热继电器，试分析如下几个问题：
1）该热敏元件应选用什么类型的热敏元件？
2）分析其工作原理，
3）BG的动作点应怎样调节？
第三章电感传感器
一、填空题
1．电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感系数或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。
2．自感式传感器主要有变面积式、变隙式和螺线管式三种类型。
3．差动变压器能将被测位移转换成传感器线圈的互感变化量，其次级为差动结构。
4．下图是差动变压器式振动幅度测试试传感器示意图。请分析其测量振幅的原理，并填空。
当振动体因振动而向左位移时，由于衔铁惯性较大，所以留在原来的位置，基本不动，所以相对于差动变压器线圈而言，相当于向右移动。N 1与N 21之间互感量M 1减小，所以21U ?变小。而N 1与N 22之间的互感量M 2增大，所以22U ?变大。02122U U U ???=-，其绝对值与振动的幅值（幅值x/速度v/加速度α）成正比，而相位与Ui 同相（同相/反相）。反之，当振动体向右位移时，衔铁向左位移，0U ?与i U ?反相。
5．生产布料的车间用下图来检测和控制布料卷取过程中的松紧程度。请分析填空。 当卷取辊转动太快时，布料的张力将增大（增大/减小）。导致张力辊向上（上/下）位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。N 21与N 1之间的互感量M 1增加（增加/减小），N 22与N 1的互感量M 2减小。因此21U ?增大（增大/减小），22U ?减小，经差动检波之后的U 0为负（负/正）值，去控制伺服电动机，使它的转速变慢（快/慢），从而使张力恒定。
二、选择题
1．希望线性范围为±1㎜，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。
A ．2㎜
B ．20㎜
C ．400㎜
D ．1㎜
2．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情况C 。
A ．加长线圈的长度从而增加线性范围
B ．将输出的交流信号转换成直流信号
C ．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
3. 用差动变压器测量较大的线位移时，若只要求测量位移的大小而不必辨明方向，最简单的信号处理方法是用 作为测量电路，若既要求测知位移大小，又要辨明方向，则一般采用 。（C ）
A ．整流电路 整流电路
B ．高频载波调制电路 差动整流电路;
C ．整流电路 相敏检波电路
D ．相敏检波电路 整流电路
4．在工厂生产过程中，远距离传送信号，现在通常选用具有 D 输出的标准变送器。
A ．0~2V
B ．1~5V
C ．0~10mA
D ．4~20mA
5．单线圈管式电感传感器广泛用于测量 C ：
A．大量程角位移B．小量程角位移C．大量程直线位移D．小量程直线位移
6．螺线管式差动变压器传感器的两个匝数相等的二次绕组，工作时是B：
A．同名端并联B．同名端接在一起反向串联C．异名端并联D．异名端接在一起串联。
三、综合题
有一台两线制压力变送器，量程范围为0~1MPa，对应的输出电流为4~20mA。求：
1）压力p与输出电流I的关系表达式。
2）画出压力与输出电流间的输入/输出特性曲线。
3）请将下图中的各元器件及仪表正确地连接起来。
第四章电涡流式传感器第五章电容式传感器
第六章压电式传感器
一、填空题
1．电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介电常数型三种。
2．电容式传感器采用电容作为传感元件，将不同的被测量变化转换为电容量的变化。
3．变间隙型电容传感器一般用来测量微小的线位移（0.01um至终点几um）；变面积型电容传感器一般用于测量较大的线移位或角位移；变介电常数型电容传感器一般用于测量固体或液体的物位以及各种介质湿度、密度的测定。4．为提高电容传感器的灵敏度，减小测量误差，其桥式测量电路一般采用差动接法。
5．电容式物位计利用被测物与空气介电常数的不同进行物位检测的，它能够把物位的变化转换成电容量的变
化。
6．压电式传感器利用压电效应工作，常用的前置放大器有电压放大器和电荷放大器。
7．若石英晶体片受X轴向压力时电荷的上表面为正，下表面为负，则当其受Y轴向拉力时的电荷为上正下负。8．压电式传感器最主要用途是用来测量机械振动和加速度
9．绝对压力以真空为参考点，而表压（或相对压力）以环境大气压为参考点。
10．常用压电材料分压电晶体和压电陶瓷、高分子压电材料三大类，其中应用最普遍的是压电陶瓷。
11．压电式压力传感器的转换电路中都有前置放大器，其作用是信号放大和阻抗变换。
12．电涡流测厚仪是基于电涡流效应制成的。
13．高频反射式涡流传感器的测量范围为平面线圈外径的1/3~1/5。
14．低频电涡流传感器的测试频率一般选1kHz。
15．用石英晶体制作的压电式传感器，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比。
二、选择题
1．在两片间隙为1㎜的两块平等极板的间隙中插入C ，可测得最大的电容量。
A．塑料薄膜B．干的纸C．湿的纸D．玻璃薄片
2．已知石英晶体压电元件当受到X轴向压力时，表面电荷极性为 C ；则当其受到Y轴向压力时表面电荷极性为A 。A．上“-”下“+” B．上下均为“+” C．上“+”下“-” D．上下均为“-”
3．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；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，可使输出电压达到上万伏，从而产生电火花。
A．串联B．并联C．既串联又并联
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．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．电容保持常数，电感为变量D．电容和电感均保持不变
6．自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是B 。
A．瞬时流量，单位为t/h B．累积流量，单位为t或m3
C．瞬时流量，单位为kg/s D．累积流量，单位为kg
7．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 。
A．压变效应B．电涡流效应C．压电效应D．逆压电效应
8．当石英晶体受压时，电荷产生在 B 。
A．与光轴垂直的z面上B．电轴垂直的x面上
C．与机械轴垂直的y面上D．所有的面（x、y、z）上
9．在实验室作检验标准用的压电仪表应采用D 压电材料；能制成薄腊，粘帖在一个微小探头上、用于测量人
的脉搏的压电材料应采用 C ；用在压电材料压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用B 。
A．PTC B．PZT C．PVDF D．SiO2
10．电涡流的特点可描述为A 。
A．高频趋肤、中频滞留、低频透射B．高频滞留、中频趋肤、低频透射
C．高频趋肤、中频透射、低频滞留D．高频透射、中频滞留、低频趋肤
11．欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为 D 。而用于测量小位移的螺线管式自感传感器以及差
动变压器线圈的激励源频率通常约为 B 。
A．50～100Hz B．1～10kHz C．10～50kHz D．100kHz～2MHz
12．电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出 C 的靠进程度。
A．人体B．液体C．黑色金属零件D．塑料零件
13．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
14．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。欲测量油管表面和细小裂纹，应选
择直径为B 左右的探头。
A．0.1mm B．5mm C．50mm D．500mm
15．电涡流探头的激励频率从100kHz提高到900kHz时，电涡流的渗透深度将 D 。
A．增加1倍B．增加2倍C．减少到原来的1/2 D．减少到原来的1/3
16．在电容传感器中，如果应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．电感为变量，电容保持不变；D．电容和电感均保持不变。
17．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
18．测量粗纤维纸浆的流量应选用 B 流量计。
A．容积式腰轮B．电磁式C．速度式叶轮D．振动式旋涡
19．电磁流量计是利用 C 原理制成的流量测量仪表。
A．振荡B．振幅C．电磁感应D．卡门涡街
三、计算题
1．压电示加速度传感器的电荷灵敏度是kg=12Pc/m·ｓ－２反馈电容Cf=1200PF，若被测加速度为a=450m/s2时，求电
荷放大器的输出电压。
2．某电涡流式转速传感器用于测量一个转轴的转速，在转轴所带的圆盘上沿圆周方向均布18个小槽，电涡流式转速传感器与18个小槽对应，如果电涡流式转速传感器的输出为uout=Um cos(2π×900t+π/5)时，求该转轴转速是每分钟多少转？
3．已知石英晶体加速度计灵敏度为5pC/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，被测构件达到最大振动加速度时输出电压幅值位2V，求该构件的最大振动加速度。
第七章超声波传感器第八章霍尔传感器
一、填空题
1．f> 20 kHz的声波称为超声波。
2．超声波检测是利用不同介质的不同声学特性对超声波传播的影响来探查物体和进行测量的技术。
3．超声波的波形种类包括纵波、横波和表面波三种。
4．超声波的传播速度取决于介质的弹性常数、密度和它所处的状态。
5．对霍尔式传感器进行温度补偿，最好的方法是采用恒流源供电。
6．霍尔元件采用恒流源激励是为了减少温漂。
7．霍尔电势U H正比于控制电流I和磁感应强度B。在实际应用中，总是希望获得较大得霍尔电势。增加控制电流虽然能提高霍尔电势输出，但控制电流大，元件的功耗大，从而导致元件的温漂增大，甚至可能烧毁元件。8．霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种传感器。
9．常见的霍尔传感器分霍尔开关集成传感器和霍尔线性集成传感器两种。
二、选择题
1． B 超声波能在固体、液体和气体中传播。
A．电磁波B．纵C．横D．表面
2．根据介质对超声波的吸收特性，同一频率的超声波在 D 中传播的距离最短。
A．水B．钢铁C．混凝土建筑物D．空气
3．可听声波的频率范围一般为 C 。
A．20Hz~~200Hz B．20Hz~~50Hz C．20Hz~~20kHz D．20Hz~~500Hz
4．超声波频率越高，A 。
A．波长越短，指向角越小，方向性越好B．波长越长，指向角越大，方向性越好
C．波长越短，指向角越大，方向性越好D．波长越短，指向角越小，方向性越差
5．超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速 A ，比在钢中的声速 B 。
A．大B．小C．相等
6．超声波从从有机玻璃垂直射到钢板中时， A 。
A．反射声压p r略小于入射声压p i，而透射声压p d大于入射声压p i
B．反射声压p r略小于入射声压p i，而透射声压p d比入射声压p i小得多
C．反射声压p r大于入射声压p i，而透射声压p d比入射声压p i小得多
D．透射能量大于入射能量
7．以下四种传感器中，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
8．公式E H = K H IBcosθ中的角θ是指 C 。
A．磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B．磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角
C．磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角
9．磁场垂直于霍尔薄片，磁感应强度为B，但磁场方向与原磁场强度相反（θ＝180°）时，霍尔电动势 A ，因此霍尔元件可用于测量交变磁场。
A．绝对值相同，符号相反B．绝对值相同，符号相同
C．绝对值相反，符号相同D．绝对值相反，符号相反
10．霍尔元件采用恒流源激励是为了 D 。
A．提高灵敏度B．减小磁感应强度C．减小不等位电势D减小温度误差
11．减小霍尔元件的输出不等电位电动势的办法时 C 。
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
12．将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的 C 。
A．应变效应B．电涡流效应C．压电效应D．逆压电效应
13．在测量中，一般线性霍尔IC 的磁感应强度不宜超过 B 为宜。
A．0T B．+ 0.10T C．+ 0.15T D．+ 100Gs
14．下图是霍而电流传感器的结构示意图，请分析填空。
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就越强，霍尔元件产生的霍尔电动势就越大。因此该霍尔式电流传感器的输出电压与被测导线中的电流成正比。
2）由于被测导线与铁心、铁心与霍尔元件之间是绝缘的，所以霍尔式电流传感器不但能传输电流信号，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）如果被测电流小于30A，该电流产生的磁场可能太小，可采取将被测导线缠绕几圈进行测量的措施，使穿过霍尔元件的磁场成倍地增加，以增加霍尔元件的输出电压。
三、计算题
有一个霍尔元件，其灵敏度KH 是1.2mV/mA·kGs,将它置于一个梯度为5kGs/mm的磁场中，额定控制电流
I是20mA，如果霍尔元件在平衡点附近作0.1mm的摆动，则输出电压范围是多少？
第九章热电偶传感器
一、选择题
1．允许直接将mV表接入热电偶测温回路主要是依据（B）定律。
A．均质导体B．中间导体C．中间温度D．标准电极
2．用热电势修正法（计算法之一）进行冷端温度补偿的理论依据是（C）定律。
A．均质导体B．中间导体C．中间温度D．标准电极
3．热电偶冷端温度补偿中的热电势修正法依据（C）定律。
A．均质导体B．中间导体C．中间温度D．标准电极
4．工业生产中最常用的热电偶分度号为（D）。
A．S B．B C．E D．K
5．正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度和热力学温度分别约为 C 。
A．32F，100K B．99F，236K C．99F，310K D．37F，310K
6．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
7．测量钢水的温度，最好选择 B 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
汽（200℃左右）的温度，且希望灵敏度高一些，应选择 E 热电偶。
A．R B．B C．S D．K E．E
8．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
9．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
10．在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要目的是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
11．适项选择、连接：
1）按测温范围及主要用途。
分度号为S的热电偶———— 0~1300℃，精密热电偶
分度号为K的热电偶————0~1200℃，工业上最常用的热电偶
NTC ————－100~300℃
AD590 ————－55~155℃
铂热电阻————标准热电阻
2）按测温范围或应用场合。
烤箱测温（≤600℃，有水份，中性）————镍铬—考铜热电偶（微型）（EA—2）
0℃~1300℃精密热电偶————铂铑—铂热电偶（S）
电冰箱冷藏室温度————AD590
电冰箱冷藏室温控开关————AD22105或双金属片温度计
电动机外壳温度————NTC
GTR元件过热保护温控开关————PTC
12．平行焊热电偶测金属壁温的理论依据是 D
A．中间温度定律B．均质导体定律
C．连接导体定律D．中间导体定律
13．下列标准化热电偶灵敏度最高的是 A
A．镍铬——铜镍热电偶B．铂铑10——铂热电偶
C．铜——铜镍热电偶D．铁——铜镍热电偶
14．中间导体定律：在热电偶中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则热电偶的总电动势不变。
15．已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是CU50 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是镍铬。16．对应于摄氏温度25℃的热力学温度（即绝对温度）为298.15 K。
17．热电偶中热电势的主体是接触电势。
18．AD590的电路图形符号是，电流灵敏度是 1 μA/℃。
19．热电偶的热电势大小与结点温度和材料有关，为了保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须保持冷端温度恒定。
20．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远离高温区。
21．热电势由两部分组成，一部分是两种导体的接触电势，另一部分是单一导体的温差电势。
二、计算题
1．用镍铬---镍硅（分度号为K）热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点温度。
解：从分度号为K的热电偶分度表查得，E（40℃，0℃）=1.611mV，而题中已知E（T，40℃）=29.188mV，根据中间温度定律，得：
E T=E（T，0℃）=E（T，40℃）+E（40℃，0℃）=29.188+1.611mV=30.799mV
从分度表查得：T≈740℃。
2．下图所示测温回路，热电偶分度号为K ，表计的示值应为多少度？
题4附图
解： 已知E T1=E （T 1，0）－E （T 0，0），E T2=E （T 2，0）－E （T 0，0）。整个回路中：
E =E T1－E T2=[E （T 1，0）－E （T 0，0）]－[ E （T 2，0）－ E （T 0，0）]= E （T 1，0）－ E （T 2，0）
查表得：
E （T 1，0）= E 400=16.40mV ， E （T 2，0）=E 300=12.21mV
所以
E =16.40-12.21=4.19mV
从而查知T =102℃。
3．如下图所示镍铬-镍硅热电偶，A’、B’为补偿导线，Cu 为铜导线，已知接线盒1的温度t1=40.0℃，冰水温度
t2=0.0℃，接线盒2的温度t3=20.0℃。
1）当U3=39.310mV 时，计算被测点温度t 。
2）如果A’、B’换成铜导线，此时U3=37.699mV ，再求t.
三、判断题
1．日常气象用温标为热力学温标。（×）
2．热力学温标就是国际温标。（×）
3．金属热电阻的电阻丝采用双绕法的目的是消除其电感效应。（√）
4．铜热电阻可用作标准热电阻。（×）
5．铜热电阻测温上限可达1000℃。（×）
6．金属热电阻测温是一般用电桥作为测量电路，并有三线制和四线制两种接法。（√）
7． 可用同一种均质导体作为热电偶的两个热电极。（×）
8．若热电偶两接点温度相等，则回路总热电势必为零。（√）
9．工业上使用最广泛的热电偶是Ｋ型热电偶。（√）
10．不同型号、不同材质的热电偶可以选用相同型号的补偿导线。（×）
11．可以利用不平衡电桥所产生的电动势补偿因冷端温度变化引起的热电势变化值。（√）
12．热电偶分度表中的热电势值，都是在冷端温度为25℃时给出的。（×）
13．补偿导线和热电偶两接点处温度必须相同。（√）
14．石英晶体的固有振荡频率随温度而变化，并且二者间存在良好的线性关系，其线性度可以做到比铂热电阻高10倍。（√）
15．膜热电阻是基于纯金属材料电阻率ρ随温度升高而增加的原理制成的新型热敏元件。
t 接线盒1接线盒2
冰瓶采用补偿导线的镍铬－镍硅热电偶测温示意图
（√）
16．所有电阻应变片都是利用与材料应变有关的泊松系数来作压力→电阻转换的。（×）
17．压电式传感器具有良好的高频响应性能。（√）
18．压电式传感器既可用于动态测量也可用于静态测量。（×）
19．电荷放大器灵敏度与电缆长度无关，而电压放大器灵敏度与电缆长度有关。（√）
20．变极距型电容传感器通常用于测量很大的线位移。（×）
21．变极距型电容传感器灵敏，且输出是本质线性的，因而测量范围大。（×）
22．霍尔元件灵敏度越大越好。（√）
23．若霍尔元件的磁场和电流同时改变方向，霍尔电势的极性将保持不变。（√）
24．与简单式（只有一对极板）的变极距型电容传感器相比，差动式结构的灵敏度提高一倍，而线性误差大为减少。（√）
25．凡是能够测量压力或压差的仪表，只要量程合适，皆可测量液位。（√）
26．电容式物位计核心部分一般是变极距型电容传感器。（×）
27．电容式物位计仅限于测量液体的液位。（×）
28．测量固体粉粒的堆积高度可选用电容式物位计。（√）
29．超声波频率越低，衰减就越快。（×）
30．超声波传感器中，无论是发射换能器还是接收换能器都是利用压电效应工作的。（×）
31．最常用的超声波传感器探头是压电式换能器。（√）
32．声源尺寸越小，其扩散角也越小。（×）
33．直探头可以发射和接受纵波。（√）
34．测量绝缘体的厚度可以使用电涡流式测厚仪。（×）
35．高频涡流具有趋肤效应。（√）
36．高频反射式涡流传感器的线圈装置仅仅是“实际传感器的一半”，而另一半是被测体。（√）
37．在电涡流式传感器的设计和使用中不必考虑被测物的性质和结构。（×）
38．变间隙式自感位移计的灵敏度是常数。（×）
39．差动变压器一次侧励磁电源的频率最高可在达0.1MHz。（×）
40．线圈骨架长度为75mm的差动变压器，当可动铁芯的正向行程达15mm时仍能保证测量结果准确无误。（×）
第十章光电传感器第十一章数字传感器
一、填空题
1．位移量可分为角位移和线位移两种。相应地，速度亦可分为角速度和线速度。
2．光栅传感器的光栅包括_主_光栅和指示光栅，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莫尔条纹节距。
3．光栅按其原理和用途不同，可分为物理光栅和计量光栅。
4．计量光栅中长用于测量长度，圆用于测量角度。
5．光栅传感器是由光源、光栅副和光敏元件所组成的。
6．在光栅传感器中，采用电子细分技术的目的是：提高测量精度
7．4位二进制码0101所对应的循环码是_0111_。
8．直射式光电式转速计通过调制盘可将被测转速的变化转换成光通量的变化，再通过_光电_元件将光通量的变化转换成电量的变化，从而测知转速。
9．光电管、光敏电阻和光电池分别是依据_外_光电效应、_内_光电效应和光生伏特效应制成的。
10．光敏电阻的亮电阻和暗电阻相差悬殊，同一光敏电阻元件的暗电阻通常是亮电阻的102_~_107倍。
11．在光线作用下能电子逸出表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍-增管等。
12．光敏晶闸管的特点：工作电压很高，有的可达数百伏，光电流比光敏三极管大得多，因此输出功率很大。13．磁栅位移传感器的磁头采用具有可饱和磁路段的静态磁头，起磁路开关的作用。
14．人体温度（36℃～37℃）发出的红外线波长为9 μm～10 μm。
二、判断题
1．光栅是一种光电式检测装置，它利用光学原理将机械位移变换成光学信息，并应用光电效应将其转换为电信号输出。（√）
2．光栅测量中，标尺光栅（即主光栅）与指示光栅应配套使用，它们的线纹密度必须相同。（√）
3．选用光栅尺时，其测量长度要略低于工作台最大行程。（×）
4．光栅的线纹相交在一个微小的夹角，由于档光效应或光的衍射，在与光栅线纹大致平行的方向上产生明暗相间的条纹，这就是“莫尔条纹”。（×）
5．利用莫尔条纹，光栅能把其栅距变换成放大了若干倍的莫尔条纹节距。（√）
6．莫尔条纹的移动与两光栅尺的相对移动有一定的对应关系，当两光栅尺每相对移动一个栅距时，莫尔条纹便相应地移动一个莫尔条纹节距。（√）
7．由于莫尔条纹由许多条线纹共同干涉形成的，所以它对光栅的栅距误差有平均作用，因而可以削除个别光栅栅距不均匀对测量所造成的影响。（√）
8．光电池是类似于普通干电池的恒压源。（×）
9．光敏电阻的亮电阻通常不超过1kΩ，而暗电阻总在MΩ欧级以上。（√）
10．二进制码和循环码都是有权码。（×）
11．直射型光电转速计的调制盘上孔数越多，测速精度就越高，可测转速量程下限就越小。（√）
12．循环码的特点是任何两个相邻码值只有一位不同。（√）
13．循环码盘比之二进制码盘，其优越性主要体现在可以消除非单值性测量误差。（√）
三、选择题
1．在数控机床的位置数字显示装置中，应用最普遍的是 A 。
A．感应同步器数显B．磁栅数显C．光栅数显D．光电码盘数显
2．使用光栅时，考虑到 C ，最好将尺体安装在机床的运动部件上，而读数头则安装在机床的固定部件上。
A．读数精度B．安装方便C．使用寿命D．热胀冷缩
3．交流测速发电机输出电压的频率与其转速 B 。
A．成正比B．无关C．成反比D．成正指数关系
4．光栅相邻两线纹之间的距离称为 A
A．栅距W B．栅线密度K C．光栅分辩率
5．已知光栅的栅线密度为100条/mm，若主光栅与指示光栅的相对倾角θ=0.1o，则莫尔条纹的节距B H为 A 。
A．5.73mm B．0.1mm C．10mm D．0.01mm
6．光电转速计属于 A 式转速计。
A．计数B．模拟C．同步D．偏差
7．下列电路图形符号中 B 表示光敏三极管。
8．一个直线光栅，每毫米刻度线为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为：A 。
A．5μm B．50μm C．4μm D．20μm
9．在光栅传感器中，采用电子细分技术的目的是： B 。
A．提高测量灵敏度B．提高测量精度C．提高测量速度D．提高测量可靠性
10．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 。
A．20dB B．1dB C．0 dB D．40dB
11．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
12．CCD 数码相机的像素越高，则 A 。
A．分辨率就越高存储器空间就越大B．分辨率就越低存储器空间就越大
C．分辨率就越低存储器空间就越大D．分辨率就越高存储器空间就越小
13．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
14．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B．下降C．不变
15．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于 B ：
A．外光电效应B．内光电效应C．光电发射D．光导效应
16．光敏电阻又称光导管，是一种均质半导体光电元件。它具有灵敏度高、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等特点。光敏电阻的工作原理是基于 C 。
A．外光电效应B．光生伏特效应C．内光电效应D．压电效应
17．光电管和光电倍增管的特性主要取决于A ：
A．阴极材料B．阳极材料C．纯金属阴极材料D．玻璃壳材料
18．发现某检测仪表机箱有麻电感，必须采取 B 措施。
A．装接地保护环B．将机箱接大地C．抗电磁措施
19．光栅中采用sin 和cos 两套光电元件是为了 B 。
A．提高信号幅度B．辩向C．抗干扰D．作三角函数运算。
20．欲测量-20+～80 ℃左右的温度，并输出数字信号，应选用 A 。
A．集成温度传感器B．热电偶C．热敏电阻D．铂热电阻
21．人造卫星的光电池板利用了 A 。
A．光电效应B．光化学效应C．光热效应D．感光效应
22．检测不同颜色的光，需要选用 C 的光电管。
A．同一型号，灵敏度不同B．额定电压不同C．光电阴极材料不同D．光谱特性不同
23．数字式位置传感器不能用于A 的测量。
A．机床刀具的位移B．机械手的旋转角度C．人体步行速度D．机床的位置控制
24．容栅传感器是根据电容的B 工作原理来工作的。
A．变极距式B．变面积式C．变介质式
25．热电偶中热电势由 C B 组成。
A．感应电动势B．温差电动势C．接触电动势D．切割电动势。
26．蓝光的波长比红光 B 。
A．长B．短C．大D．小
27．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 。
A．204800r/min B．60 * 204800 r/min C．（100/30 ）r/min D．200 r/min
四、计算
1．设光栅的栅距W=10μm，当主光栅与指示光栅自零位相对移动x时，测得光电元件输出压变化了9次，其中5次为高，4次为低，试估算x的值。
2．某二进制码盘自零位转过281.25度，对应输出的二进制数为110010B，不计转动方向，问该码盘的位数是多少？
3．有一增量式光电编码器，其参数为1024P/r，采用四细分技术，编码器与丝杠同轴连接，丝杠螺距t=2mm，当丝杠基准位置开始旋转，在0.5S时间里，光电编码器后续的细分电路共产生4*51456个脉冲。计算：
1）丝杠共转过多少圈又多少度？
2）丝杠的平均转速为多少？
3）螺母从基准位置移动了多少毫米？
4）螺母移动的平均速度为多少？
5）计算细分前、后的分辨力各为多少度？
4．某光栅传感器，刻线数为100线/mm，没细分时测得摩尔条纹数为800，试计算光栅位移是多少毫米？若经四
倍细分后，记数脉冲仍为800。则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？
五、分析题
1．某光电开关电路如图a所示，VD1输出特性如图所示，史密特型反相器CD40106的输出特性如图b所示，请分析填空。
1）当无光照时，VD1（导通/截止），IΦ为，U o为电平。设V1的U be= 0.7V，则I b 约为mA，设V1的β= 100，继电器K的线圈直流电阻为100Ω，则集电极饱和电流I cs为mA。
若K的额定工作电流为45mA，则K处于（吸合/释放）状态。
2）若光照增强，从图b可以看出，当Ui （大/小）于V时，史密特反相器翻转，U o跳变为电平，K 。设R L= 10kΩ，此时IΦ应（大/小）于mA。
3）若希望在光照度很小的情况下K动作，R L应（变大/变小）。调节R P能改变，此时应将R P往（上/下）调。
4）图中的R2起作用，VD2起保护作用，保护V1在K突然失电时不致被继电器线圈的反向感应电动势所击穿，因此VD2又称为二极管。
2．题图所示为自动夜灯控制电路，为何灯在白天不会被自动点亮？简要分析其工作原理。
答：该电路的工作原理是：当夜间有人走近时，热释电型红外线传感器I从X端输出一连串脉冲，使得电容器C2被连续不断地充电。当C2充电至一定电压时，晶体三极管BG饱和导通，NE555定时器的第2号引脚输入一个低电平，使得由555定时器构成的单稳态触发器被触发，3号引脚输出高电平，继电器J线圈得电、常开触点闭合，夜灯自动点亮。
灯在白天不会被点亮，这是因为：光敏电阻RL的亮电阻很小（<1kΩ），只要R4整定适当，就能够保证在白天RL <
传感器检测技术基础 一、填空题 1.开环测控系统通常由传感器、测量电路和输出单元等部分组成。 2.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。 3.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。 4.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。 5.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。 6.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） 7.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% 。 8.某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为 60 mv/mm 。 9.仪表的准确度等级是指仪表的最大绝对误差与仪表最大量限比值的百分数。最大引用误差愈小，仪表的基本误 差就越小，准确度越高。 10.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。 11．灵敏度是传感器在稳态下输出量增量⊿y 与引起输出量增量的相应输入量增量⊿x之比。 12．迟滞现象是指传感器在正向行程(输入量增大) 和反向行程(输入量减小)期间，输出—输入特性曲线不一致的程度。 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 D 。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．仪表偏离工作条件产生的误差称为 D 。 A基本误差； B相对误差；C偶然误差； D附加误差。 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。
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。
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;
《公路工程现场测试技术》复习题 一、填空题 1．工程质量等级评定按、、 和逐级进行。 2．分项工程质量检验内容包括基本要求、、和 等四个部分。 3．常见的平整度测试方法有、和三种， 相应的技术指标分别为、和。 4．分项工程实测项目评分值之和为100 分，对于和 须予扣分。 5．路面工程实测项目的质量标准按和 两档设定。 6．弯沉仪（贝克曼梁）有和两种规格，杠杆比为。 7、在室内加州承载比试验中，当采用贯入量为时的压力与标准压力之比作为材料的承载比，计算公式为： CBR= ；当采用贯入量为5mm时的承载比，计算公式为：CBR= 。 8、为使抽取的样本能成为批的可靠代表，常采用的抽样方法：、、 、。 9、砼测定强度的技术按其对砼结构的影响程度分为和，主要方法有、 和等。 10、采用钻芯法测定砼强度时，在一般情况下，芯样直径为粗集料的倍，在钢筋密集或因钻芯位置不 允许钻取较大芯样的特殊情况下，芯样直径可为粗集料的倍。 11、评定沥青路面水稳性通常采用的方法分为两大类：第一类是沥青与矿料的粘附性试验，测定方法 有、；第二类是沥青混合料的水稳性试验，测定方法有、以及。 12、路面各结构层厚度的检测方法与和有关，基层和砂石路面的厚度可用 测定，沥青面层及水泥砼面板的厚度应用测定。 13、通常路面的抗滑性被看作路面的表面特性，表面特性包括路表面和 ，影响抗滑性能的因素有、和。 14、钻孔灌注桩的检测主要包括三个方面：、和。 15．路基的压实度评定时，用反映总体压实水平，用 来限制局部隐患，并应按计算扣分值。 16．公路几何线形检验包括、和。 17.分项工程质量评分时，应考虑、、 和等四个方面。 18．沥青混凝土面层实测项目包括、、 、和厚度、中线平面偏位、纵断高程、宽度、横坡等九个项目。 19．常用平整度测试方法的技术指标分别是：3m 直尺法、连续式平整度仪法 、颠簸累积仪法。路面的横向平整度用表示。 20．沥青混凝土面层抗滑指标为或。 二、选择题
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:
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。
《传感器与检测技术》题库 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. 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。 3. 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 4. 变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图4所示。C 0=200pF ，传感器 的起始电容量C x0=20pF,定动极板距离d 0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(即K → ∞,Z i →∞),R f 极大,输入电压u 1=5sinωt V 。求当电容传感动极板上输入一位移量 △x =0.15mm 使d 0减小时,电路输出电压u 0为多少
i Ｃ 图4 运算放大器电路 解：由测量电路可得 ? ?sin 45 sin 5 15 .0 5.1 5.1 20 200 = ? - ? = ? - - = - =t u x d d C C u C C u i x i x /V 5.如图5所示正方形平板电容器,极板长度a =4cm,极板间距离δ=0.2mm. 若用此变面积型传感器测量位移x,试计算该传感器的灵敏度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,F/m 10 85 .812- ? = ε。 图5 所示正方形平板电容器 解：这是个变面积型电容传感器，共有4个小电容并联组成。 32 . 28 10 2 10 85 .8 10 16 4 4 3 12 4 2 = ? ? ? ? ? = = - - - δ εa C /pF x kx C x a a C x 8. 70 32 . 28 ) ( 4 0- = + = - = δ ε (x的单位为米) δ ε) 4 ax C C C x - = - = ? 8. 70 10 2 10 4 10 85 .8 4 4 3 2 12 0- = ? ? ? ? ? - = - = - = - - - δ εa x C C K x /pF
项目单元一传感器检测技术基础 一、填空题 1.开环测控系统通常由传感器、测量电路和输出单元等部分组成。 2.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。 3.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。 4.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。 5.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。 6.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） 7.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% 。 8.某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为60 mv/mm 。 9.仪表的准确度等级是指仪表的最大绝对误差与仪表最大量限比值的百分数。最大引用误差愈小， 仪表的基本误差就，准确度。 10.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的 能力。 11．灵敏度是传感器在稳态下输出量增量⊿y 与引起输出量增量的相应输入量增量⊿x之比。12．迟滞现象是指传感器在正向行程(输入量增大) 和反向行程(输入量减小)期间，输出—输入特性曲线不一致的程度。 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 D 。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
检测技术试题参考答案 一、填空题 1、传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成的器件或装置。 2、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的关系。 3、某一线性位移传感器，量程为0～100 cm，对应输出电压为0～300mV，最大输出偏差为3mV，则传感器的灵敏度为，非线性误差为 。 4、应变式传感器是利用金属的，将测量物体变形转换为电阻变化，通过测量电路（电桥）转换为输出电压的传感器。 5、电感式传感器按转换原理分为和自感两种。 6、电容式传感器分为变极距型、和三种。 7、霍尔传感器的零位误差主要由电动势和寄生直流电动势引起的。 8、热电偶的热电势由和组成。 9、激光器具有、和亮度高的优点。 10、CCD图像传感器的作用是将转换为。其中MOS 单元负责电荷的存储，MOS单元电荷在三相脉冲的作用下实现电荷的， 通过输出装置实现电荷的。 11、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。 12、传感器一般由、、三部分组成。 13、可以把压电元件等效为一个和一个电容器 14、电感式传感器按结构分为、和螺管式。 15、感应同步传感器是利用两个平面形绕组的互感随不同而变化的原理组成的可用来测量直线和或的位移。 16、电容传感器将被测非电量的变化转换为变化的传感器。 17、对于负特性湿敏半导体瓷，它的电阻率随湿度的增加而。 18、横向效应使电阻丝应变片的灵敏系数 19、热电偶工作原理是基于效应，其热电势包括电势 和电势。 20、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。光纤的数值孔径越大，表明光纤的集光本领越。 21、射线式传感器主要由和探测器组成，常用的探测器有、闪烁计数器和盖革计数管。 22、传感器的静态特性主要包括、、重复性、稳定性和静态误差。 23、传感器是一种以一定精确度把被测量转换成有确定关系、便于应用的某种物理量才测量装置。一般由、和转换电路组成。 24、半导体应变片工作原理是基于效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数______。 25、电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器，主要类型有：变极距型、______、_____ __。
二、选择题（110个） 1、工业检测仪表精度等级常以 D 作为判断仪表精度等级的尺度。 A. 引用误差 B.允许误差 C.相对误差 D.最大引用误差 2、检测系统的测量不确定度愈小，表明测量 C A.结果与真值愈接近 B.精度愈高 C.测量结果的离散程度越小 3、应变式压力测量中，为提高灵敏度，全桥测量电路要求 B A. 相邻桥臂的应变片同时受拉应力或压应力 B. 相对桥臂的应变片同时受拉应力或压应力 C. 无特定要求 4、光学高温计测得的亮度温度总比物体的实际温度 A A.低 B.高 C.相等 D.不定 5．在自感式电感传感器的测量电路中，采用相敏检波电路，输出信号(C) 6．A．仅反映位移的大小B．仅反映位移方向C．既反映位移的大小，又反映位移方向D．不反映位移的大小，也不反映位移方向
7．6．电涡流探头外壳用的制作材料是( B )、A．不锈钢 B．塑料 C．黄铜 D．玻璃 8．7．在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中(B） 9．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 10．8．将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的(C) A．应变效应B．电涡流效应C．压电效应D．逆压电效应 11．9．当石英晶体受压时，电荷产生在(B) A．与光轴垂直的面上B．与电轴垂直的面上C．与机械轴垂直的面上D．与电轴平行的面上 12．1O．超声波频率越高，(A) A．波长越短，指向角越小，方向性越好B．波长越长，指向角越大，方向性越好 13．C．波长越短，指向角越大，方向性越好D．波长越短，指向角越小，方向性越差 14．11．霍尔元件采用恒流源激励是为了(B)。A．提高灵敏度B．克服温漂 C．减少不等位电势D．克服零点漂移
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 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：
------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（）
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
《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、、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、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。 二、选择题（本题共30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、热电偶 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。 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 A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 C、减小非线性误差 D、提高电磁兼容性 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。 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。
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）