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)；
当冷端温度升高时，补偿电阻
c
R 阻值增加，电桥失去平衡，输出电压
ab
U 增
大，而热电偶的输出AB E 则因冷端温度升高而减小，若能保证电桥输出的增加等于热电偶输出的减小，则线路总输出就不随着冷端温度的变化而变化，达到冷端温度补偿的目的(3分)。
当使补偿电桥满足以下条件：
ab n AB U T T E U +=），（0）（），（0,T T E T T E n AB n AB +=)
,(0T T E AB =（2分）
只要T 不变，尽管
n
T 波动，驱动电压
U 不会改变。这种补偿电桥通常称为
冷端温度补偿器。目前国内有标准的冷端温度补偿器供应（1分）。 6、测得某检测装置的一组输入输出数据如下： 试用最小二乘法拟合直线，求
其线性度和灵敏度
解： b kx y += 代入数据求得68.0=k 25.0=b 所以 25.068.0+=x y
拟合直线灵敏度68.0=k ,线性度±7%。
7、霍尔元件采用分流电阻法的温度补偿电路，如图所示。试详细推导和分析分流电阻法。
答：在图中所示的温度补偿电路中，设初始温度为0T 、霍尔元件输入电阻为
0i R 、灵敏度系数0H K 、控制电流为20I 、分流电阻为0R ，根据分流的概念得
当温度升到T 时，电路中各参数变为
式中，δ为霍尔元件输入电阻温度系数；β为分流电阻温度系数。则
虽然温度升高T ∆，为使霍尔电势不变，补偿电路必须满足升温前、后的霍尔电势不变，即
将0(1)H H T K K α=+∆、0
2000S i R I I R R =+、0200(1)(1)(1)
S
S i i R R I I I R R R T T T R ββδ∆∆∆+==++++代入上式得
经整理，忽略2T αβ∆高次项得
当霍尔元件选定后，它的输入电阻0i R 和温度系数β及霍尔元件电势温度α可以从元件参数表中查到（0i R 可以测量出来），用上式即可计算出分流电阻0R 及所需的分流电阻温度系数β值。
8、采用四片相同的金属丝应变片（K=2），将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上。力F ＝1000kg 。圆柱断面半径r=1cm ，E=2×107N/cm 2,μ=0.3。求： （1）画出应变片在圆柱上贴粘位置和相应测量桥路原理图； （2）各应变片的应变?的值，电阻相对变化量； （3）若U=6V ，桥路输出电压U 0；
（4）此种测量方式能否补偿环境温度的影响，说明理由。 可以补偿环境温度变化的影响因素，因为四个相同电阻应变片在同样的环境条件下，感受温度变化产生电阻相对变化量相同，在全桥电路中不影响输出电压值，即： 9、一台变间隙式平板电容传感器，其极板直径D=8mm ，极板间初始间距d 0=1mm.，
极板间介质为空气，其介电常数ε0=8.85×10-12
F/m 。试求： （1）初始电容C 0；
（2）当传感器工作时，间隙减小?d=10μm ，则其电容量变化?C ；
（3）如果测量电路的灵敏K u =100mV/pF ，则在?d=±1μm 时的输出电压U 0。 .
10、热电阻测量电路采用三线连接法，测温电桥电路如图所示。 （1）试说明电路工作原理；
（2）已知R t 是P t 100铂电阻，且其测量温度为t=50℃，试计算出R t 的值和R a 的值；
（3）电路中已知R 1、R 2、R 3和E ，试计算电桥的输出电压V AB 。
（其中（R 1=10K Ω，R 2=5K Ω，R 3=10K Ω，E=5V ，A=3.940×10-3/℃，B ＝-5.802×10-7/℃，C=-4.274×10-12/℃）
（1） 如图，G 为检流计，热电阻R T 通过电阻为r2,rg,r3三根导线与电桥连接，
r1和r2分别接在相邻的两桥臂内，当温度变化时，只要它们的长度和电阻温度素数相等，它们的电阻变化就不会影响电桥的状态。 （2） Rt=R 0(1+At+Bt 2)，R2R3=R1Ra=R1(Ra+Rt)
11、一个量程为10kN 的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm ，内径18mm ，在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Ω，灵敏度为2.0，波松比为0.3，材料弹性模量E=2.1×1011Pa 。要求：
（1）绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；
（2）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；
（3）当桥路的供电电压为10V 时，计算传感器的输出电压。
解：（1）如图所示
（2）2262()59.6610()S R r m π-=-=⨯
12、压电式加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器又与一函数记录仪连接，已知传感器的电荷灵敏度K q =100PC/g ，电荷放大器的反馈电容为C f ＝0.001uF ，被测加速度a=0.5g ，求：
（1）电荷放大器的输出电压V 0=？电荷放大器的灵敏度K u =？
（2）如果函数记录仪的灵敏度K v =20mm/mv ，求记录仪在纸上移动的距离y=? （3）画出系统框图，求其总灵敏度K 0=? Ku=U0/Q
13、如图所示，试证明热电偶的标准电极定律
14、热电阻测温电桥的三线接法，如图所示。试分析电路的工作原理。 16、某种压电材料的压电特性可以用它的压电常数矩阵表示如下： 试分析压电常数矩阵的物理意义。 压电常数d ij 的物理意义
在“短路条件”下，单位应力所产生的电荷密度。
“短路条件”是指压电元件的表面电荷从一开始发生就被引开，因而在晶体变形上不存在“二次效应”的理想条件。压电常数d 有时也称为压电应变常数。 17、额定载荷为8t 的圆柱形电阻应变传感器，其展开图如图所示。未受载荷时四片应变片阻值均为120Ω，允许功耗208.35mW,传感器电压灵敏度kU=0.008V/V ，应变片灵敏度系数k=2。 （1）、画出桥路接线图； （2）、求桥路供桥电压； （3）、荷载4t 和8t 时，桥路输出电压分别是多少？ （4）、荷载4t 时，R1~R4的阻值分别是多少？
18、已知某霍尔元件的尺寸为长L=10mm ，宽b=3.5mm ，厚d=1mm 。沿长度L 方向通以电流I=1.0mA ，在垂直于b ×d 两个方向上加均匀磁场B=0.3T ，输出霍尔电势U H =6.55mV 。求该霍尔元件的灵敏度系数K H 和载流子浓度n 。已知电子电量q=-1.6×1019C 。
（1）由B I K U H H ⨯⨯=，可得： （2）由d
q n K H ⨯⨯-
=1
，可得：
19、推导变气隙单极式自感式传感器的灵敏度及差动自感式传感器的灵敏度表达式，并说明两者的关系。 解：
（1）单极式自感式传感器的灵敏度为：
假设初始电感为：0
020l 2S W L μ=
当气隙变化为：l l l 01∆+=时，电感为：)
l l (2S W L 00
021∆μ+=
电感的变化量为：0
00020002000201l l
11l l
l 2S W l 2S W )l l (2S W L L L ∆∆μμ∆μ∆+
⨯
⨯-=-+=-=
灵敏度为：⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--==........l l l l 1l L l L S 2
0000
∆∆∆∆ （2）差动式自感式传感器的灵敏度为：
当气隙变化时，l l l 01∆+=，l l l 01∆-=，电感变化为：)l l (2S W L 00
021∆μ+=，
)
l l (2S W L 00
022∆μ-=
电感的变化量为：0
000200020002011l l
11l l
l 2S W l 2S W )l l (2S W L L L ∆∆μμ∆μ∆+
⨯
⨯-=-+=-=
电感总变化量为：12L L L +=∆
灵敏度为：⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--==........l l l l 1l L 2l L
S 2
0000∆∆∆∆ 两者的关系是：差动是单极的2倍。
20、如图所示为气隙型电感传感器，衔铁断面积S=4×4mm 2，气隙总长度为l δ=0.8mm ，衔铁最大位移?l δ=±0.08mm ，激励线圈匝数N=2500匝，，真空磁导率?0
＝4?×10-7H/m ，导线直径d=0.06mm ，电阻率?＝1.75×10－6
Ω.cm 。当激励电源频率f=4000Hz 时，要求计算： （1）线圈电感值；
（2）电感量的最大变化值；
（3）当线圈外断面积为11×11mm 2时，其电阻值； （4）线圈的品质因数；
（5）当线圈存在200pF 发布电容与之并联后其等效电感值变化多大。 解：
（1）线圈电感值为： （2）电感量的最大变化值
最大电感量为：mH 65L L L 12=-=∆
（3）当线圈外断面积为11×11mm 2时，其电阻值； （4）线圈的品质因数
（5）当线圈存在200pF 发布电容与之并联后其等效电感值变化多大
21、已经测得某热敏电阻在T 1＝320℃时电阻值R 1＝965×103?；在T 2＝400℃时电阻值R 2＝364.6×103?。 求：
（1）热敏电阻的静态模型—电阻与温度的关系；
（2）当测得该热敏电阻RT ＝500×103?，预估对应的温度T 。 答案：
（1）热敏电阻的静态模型—电阻与温度的关系为： 根据已知条件，该热敏电阻是负温度系数热敏电阻。其温度和阻值之间的关系为： 若已知两个电阻值R 1和R 2，以及相应的温度值T 1和T 2，便可求出A 、B 两个常数。 解方程可得：
（2）当测得该热敏电阻RT ＝500×103?，预估对应的温度T 。 根据电阻和温度的关系： 可得：
22、简述差动变压器的零点残余电压及其产生原因。 答：一、零残电压包括基波和谐波分量：
① 基波分量是由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同而形成的。
② 谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起，产生高次谐波，不能相互抵消。 措施：①从设计和工艺上改进结构和电气参数的对称性。②选用合适的测量电路。 ③ 采用补偿电路。
23、分析下图所示的带有相敏整流的电桥电路的工作原理，其中电桥的两臂Z 1和Z 2为差动自感传感器的两个线圈的阻抗，另两臂为R 1和R 2（R 1=R 2）。
当衔铁处于中间位置时，则Z1=Z2=Z ，电桥处于平衡状态，输出电压U0=0； 当衔铁上移，使上线圈阻抗增大，Z1=Z+ΔZ ，而下线圈阻抗减少Z2=Z-ΔZ 。 如果输入交流电压为正半周，即A 点电压为正，B 点电压为负，则二极管VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，这样，在A →E →C →B 支路中，C 点电位由于Z1的增大而比平衡时C 点的电位降低；在A →F →D →B 支路中，D 点电位由于Z2的降低而比平衡时D 点的电位增加，所以D 点电位高于C 点电位，此时直流电压表正向偏转。
如果输入交流电压为负半周，即A 点电压为负，B 点电压为正，则二极管VD2、VD3导通，VD1、VD4截止，这样，在B →C →F →A 支路中，C 点的电位。由于Z2的减小而比平衡时降低，而在B →D →E →A 支路中，D 点的电位由于Z1的增加比平衡时的电位增加。所以仍然是D 点电位高于C 点电位，直流电压表正向偏转。这就是说只要衔铁上移，不论输入电压是正半周还是负半周，电压表总是正向偏转，即输出电压总为正。
24、一应变片的电阻R=120?，K=2.05，用作应变为?=800?m/m 的传感元件。 （1）求?R 和?R/R 的值。
（2）若电源电压U i =3V ，求单臂电桥的非平衡输出电压。 解：
（1）?R 和?R/R 的值 根据
ε∆K R
R
=，可得：
36
1064.1m
10m
80005.2K R
R
-⨯=⨯
==μμε∆
根据单臂电桥的非平衡输出电压为：
mV 23.131064.14
1U R R 41U 3i 0=⨯⨯⨯=⨯⨯=-∆
25、在四臂电桥中，R 1为工作应变片，由于应变而产生的相对电阻变化为?R 1，R 2，R 3，R 4为固定电阻，电桥输出电压为U 0，工作电源电压为U ，并设R L =∞。（1）试推导单臂直流电桥的的输出电压U 0、灵敏度k u 和非线性误差?表达式？（2）如果采用半桥差动电路，试推导直流电桥的输出电压U 0、灵敏度k u 和非线性误差?表达式？
26、差动式电容传感器的脉宽调制电路如图所示，图中C x1，C x2为差动式电容传感器，固定电阻R 1=R 2，A 1，A 2为比较器，VD 1，VD 2为两只性能完全相同的二极管，简述其电路工作原理。
27、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R 是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR 表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去了平衡，这时，就用桥路输出电
压U cd 表示应变片应变后的电阻值的变化量。试证明：R
R
E U cd ∆⋅-=2
28、变极距型电容传感器如图所示，假设极板间只有一种介质时， 对于单极式电容表达式为：C=?S/d ，其中初始电容值为：C 0=?S/d 0；已知：...
x x x 1x
11
...x x x 1x 113232++++=-+-+-=+；试证明： （1）变极距式电容传感器的灵敏度为：
（2）如果采用一组差分式电容传感器，则其灵敏度为：
29、如图为一直流应变电桥，图中Ui ＝4V ，R1=R2=R3=R4=R0=120?，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为?R1=1.2?时，电桥输出电压U0是多少？
（2）R1、R2都是应变片，且应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻时，电桥输出电压U0是多少？
（3）如果R1、R2都是应变片，且应变的极性相反时，且|?R1|=|?R2|=1.2?，电桥输出电压U0是多少？ 30、霍尔传感器是基于某些半导体材料的霍尔效应原理制成的，半导体薄片的两端通以电流I ，在垂直方向施加磁感应强度B ，在半导体两侧会产生电动势U H ，这一现象称为霍尔效应如图所示。试证明：U H =k H ×I ×B ，式中k H 为霍尔元件的灵敏度。
31、利用运算放大器进行非线性校正的电路如图所示，热电阻R t 是反馈电阻，运放同相端由限流电阻R 2 和锗二极管2AP 构成输入电路，其中R t 为Pt100，Pt100铂电阻与温度关系可视为线性R t =R 0(1+?t)，?=0.00394?/℃。锗二极管正向压降为V IN =0.3V ，R 1=33?，R 2=10k ?，求：
（1）温度是-50℃、0℃、100℃和300℃时的输出电压； （2）并画出输出电压和温度的关系曲线。
模拟试卷一： 一、名词解释： 1、引用误差 2、动态误差 3、精确度 4、分辨率 5、迟滞 二、简答题： 1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？ 2、原来测量水的差压式流量计、现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确？为什么？ 3、应该怎样远距离传输模拟电压信号而又不损失精度？ 三、计算题： 1、按公式2 V r h π=求圆柱体体积，若已知r 约为2cm ，h 约为20 cm ，要使体积的相对误差等于1%，试问r 和h 的测量误差应为多少？ 2、对某量进行10次测量，测得数据为14.7，15.0，15.2，14.8，15.5，14.6，14.9，14.8，15.1，15.0，试判断该测量列中是否存在系统误差。 3、用镍铬一镍硅热电偶测量炉温，如果热电偶在工作时的冷端温度为30ºC ，测得的热电势指示值为33.34mV ，求被测炉温的实际值? 模拟试卷一答案： 一、名词解释： 1、引用误差：绝对误差与测量仪表的量程之比，用百分数表示 2、动态误差：在被测量随时间变化很快的过程中测量所产生的附加误差。 3、精确度：它是准确度与精密度两者的总和，即测量仪表给出接近于被测量真值的能力，准确度高和精密度高是精确度高的必要条件。 4、分辨率：仪表能够检测到被测量最小变化的本领。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半；数字式仪表的分辨率为最后一位的一个字。 5、迟滞：迟滞特性表明仪表在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间输入——输出曲线不重合的程度。 二、简答题 1、误差按其出现规律可分为几种，它们与准确度和精密度有什么关系？ 答：误差按出现规律可分为三种，即系统误差、随机误差和粗大误差。
传感器与检测技术期末考试题与答案 第一章传感器基础 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，分离完成信息猎取、转换、显示和处理等功能。固然其中还包括电源和传输通道等不行缺少的部分。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，明显，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，检测系统猎取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，由于检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消退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。按照需要测量电路还能举行阻抗匹配、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. 传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附
录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面挨次地加注大写字母A、B、C 等，（其 中I 、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3. 测量稳压电源输出电压随负载变化的状况时，应该采纳何种测量办法? 如何举行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的状况时，最好采纳微差式测量。此时输出电压认可表示为U0， U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。假如采纳偏差法测量，仪表必需有较大量程以满足U0 的要求，因此对△ U，这个小量造成的U0 的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高敏捷度电压表——毫伏表和电位差计，R r 和E 分离表示稳压电源的内阻和电动势，凡表 示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调节R1使电位差计工作电流I1 为标准值。 然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调节RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开头后，只需增强或减小负载电阻R L 的值，负载变动所引起的稳压电源 输出电压U0 的极小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。按照U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以精确地
检测技术 第一章 1.为什么测量结果都带有误差？研究测量误差有和意义？ 答：①一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学实验的过程中。任何测量结果与被测物理量的真值之间都存在误差。②任何一个描述和表征测量结果的数据，若不知其可信程度，则该数据是无价值和无意义的。通过研究误差的来源，性质，和传递规律，掌握如何消除减小固定和估计误差对测量结果的影响买得到可靠的真实反映事物本质的结果，这就是误差理论研究的目的。 2．简述直接测量法，间接测量法，组合测量法的区别。 答：①直接测量：按预先已标定的测量仪器对某一未知量进行测量，测量结果可以直接从实验数据获得的方法称为直接测量。 ②间接测量：通过与被测量有确切函数关系的量（一个或几个）的直接测量结果，运用函数解析式，函数曲线或表格求出该被测量值的方法，称为间接测量。 ③联立测量又称组合测量。在测量中使各个未知量以不同的组合形式出现（或改变测量条件来获得不同的组合），根据直接测量和间接测量所得到的数据，经过联立方程而求解出未知量的数值，此方法称为联立测量。 3.能够区分系统误差，随即误差，粗大误差。（能够区分） 答：①系统误差是指在一定条件下，其数值遵循某一确切函数规律的误差。 ②随机误差：在极力消除或改正一切明显的系统误差的因素之后，相同条件下多次重复测量同一物理量时，测量结果仍出现一些时大时小，杂乱变化的误差，这种随机性的无规律变化归因于随机误差。 ③粗大误差：是指明显与事实不符，无规律的误差。 6．已知某仪表的最大读数误差为5℃，其测量范围为0~1000℃，试问该仪表的精确度等级是多少？ 解：△X＝5，Xm=1000 r=△X ÷Xm ＝5÷1000×100%=0.5% 仪表精度等级为0.5级 8.某设备的温度在500℃左右，现有两支温度计，一支测量范围为0~600℃，精度为2.5级，另一支为0~1200℃，精度为1.5级，问，选用哪一支温度计比较合适？为什么？ 解：△X1=±600×2.5%=±15℃△X2=±1200×1.5%=±18℃X1=±15÷500×100%=±3% X2=±18÷50×100%=±3.6% 选第一支。相对误差小 9.有三台测温仪表，量程均为0~600℃，精度等级分别为2.5、2.0和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪一台仪器合理？ 解：△X1=±600×2.5%=±15℃△X2=±600×2.0%=±12℃△X3=±600×1.5%=±9℃X1=±15÷500×100%=±3% X2=±12÷500×100%=±2.4% X3=±9÷500×100%=±1.8% 可供选择为第二台和第三台，因第二台经济合理，所以选择第二台，即等级精度为2.0的 第二章 1.何谓传感器？它由哪几部分组成？ 答：①传感器是一种能把特定的被测非电量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。②它一般由敏感元件、转换原件和变换电路三部分组成。2.什么是传感器的静态特征？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？
光电检测技术期末考试题库试卷四参考答案 一单项选择题（每小题2分,共40分） 1．PN结光生伏特效应( A ). A. 空穴集中的P区结表面； B . 空穴集中的N区； C. 空穴集中的P区外表面； D. 空穴集中的N区外表面. 2．基尔霍夫定律为（ D ）。 A. σT 4 B. σT2 C. Tλm＝B D. α(λ,T)= ε(λ,T) 3．辐射量是光度度量的（ D ）倍． A.683 B. V（λ） C.683V（λ） D . 1/683 V（λ） 4. 太阳光经过大气，其中100nm～200nm的光被（ A ）吸收. A．氧分子B．臭氧C．二氧化碳D．氮原子 5．下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（ A ）．A．白炽灯B．钠灯C．高压汞灯D．汞氙灯 6. 氙灯是一种( A ). A.气体光源 B. 热光源 C. 冷光源 D. 激光光源 7. 充气白炽灯主要充入（ B ）. A. 氢气 B. 氯化碘 C. 氖气 D. 氪气 8．某一干涉测振仪的最高频率为20 MHz，选用探测器的时间常数应小于多少？( A ).
A. 8×10-9s B. 6×10-8s C. 3×10-7s D. 4×10-5s 9．光电池电流滞后于光照，属于光电池的( A )特性： A. 频率; B. 伏安; C. 光谱; D. 温度． 10．发光二极管的工作条件是( B ). A．加热 B. 加正向偏置 C. 加反向偏置D. 加光照 11．EBCCD表示的是（ C ）CCD． A. 增强型; B. 时间延迟型; C. 电子轰击模式; D. 红外． 12. Ag－O－Cs 材料，主要用于( A )变像管光阴极． A. 红外 B. 紫外 C. 可见 D. X射线 13. 辐通量相同时，光通量较大的光的波长是（ A ）nm． A.555 B.590 C.620 D.780 14. ZnS的发光是( D ) : A. 自发辐射 B.受激辐射 C. 热辐射 D.电致发光 15．半导体中受主能级的位置位于（ A ）. A. 禁带低 B. 禁带顶 C. 导带顶 D. 价带低 16．下面哪个不属于摄像管的功能( D ). A. 光电变换 B. 电荷积累 C. 扫描输出 D. 信号变换17．波长为40μm的波属于（ B ）． A. 中红外线 B. 太赫兹波 C. 可见光 D. 无线电波
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
传感器与自动检测技术 一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成. 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应. 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化. 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、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. 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来,需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。 15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量. 16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2倍。 17、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、 结构简单、适应性强。 18、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。 。19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器. 20、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化，并通过测量电路进一步转换为电量的变化，进而实现对非电量的测量。 21、电感式传感器可以把输入的物理量转换为线圈的自感系数或线圈的互感系数的变化,并通过测量电路进一步转换为电量的变化,进而实现对非电量的测量。 22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤. 23、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤. 24、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。
自动检测技术期末复习题 一、判断题 1.在实际测量中，只要采用高准确度仪表，测量结果与被测量的真值之间就不会存在偏差。2 2.在相同的测量条件下，对同一被测量进行多次测量时，显著偏离测量结果的误差，称为随机误差。2 3相对误差是指被测量的绝双对误差与其真值的比植百分比，可表示为1 4.灵敏度表示弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小2 5,电容式传感器的测量电路有二极管式、三极管式、晶闸管式、MOS管式四种2 6.弹簧管把被测力转换为管端部的位移，其灵敏度取决于材料的弹性模量和他的几何尺寸1 7.电阻应变式传感器是根据电磁原理，通过电磁敏感元件将机械结构的转变为立转换为电压的元件2 8.热电偶回路的四个定律包括均质导体定律、中间导体定律。中间温度定律和标准电极定律1 9.压电式传感器是以某些晶体受力后在其内部产生电磁效应为原理的。2 10.容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展起来的一中心型传感器1 11.红外传感器是利用物体产生热电势的特性来实现自动检测的传感器2 12.共模干扰又称横向干扰、异相干扰等，它是指检测装置两个输入端对地共有的干扰电压2 13. 共模干找又称横向干扰、异相干扰等，它是指检测装置两个输入周对地共有的干扰电压2 14.当检测装置的信号测量电路及信号源在两端接地时，很容易形成环路电流，引起干扰，这时就需要采用隔离的方法。1 15.检测装置的内部干扰是由其内部的各种电子元器件引起的，包括固定干扰和过渡干扰1 16.感应同步器是一种根据电磁感应原理，利用两个平面型电路绕组，其互感随位置而变化的原理工作的位移传感器1 17.激光传感器可将输入他的一定形式的能量（光能热能等）转换成一定波长的光形式发射出来。1 18.为了实现信号的远距离传送，经常将电压信号转换成5～10mA或0～20mA，的流量信号，以减少干扰的影响和长线电压传输的信号损失。2 19.电磁耦合又称为容性耦合，当两个电路之间有互感存在时，一个电路的电流变化，就会通过磁交链影响到另一个路2 20.气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的PN结发生变化这一机理来进行检测的2 21.理论和实践均已证明，断开热电偶的任何一个极，用第三种导体引入测量仪表，其总电动势是不变的1 22.在两个电路间加入隔离变压器以切断地回路，可实现前后电路的隔离，两个电路接地点就不会产生共模干扰。1 23.检测装置的内部干扰是由其内部的各种电子元器件引起的，包括固定干扰和过液干扰。1 24.光敏三极管在低照度入射光下工作时，或者希望得到较大的输出功率时，可以配以电容滤波器。2 填空题 1.坏值剔除后，正确的测量结果中不包含粗大误差，此时，要分析处理的误差只有＿系统＿误差和随机误差 两种 2.导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也应发生变化的物理现象称为＿电阻应变＿效 应 3.单体硅材料在受力作用后，其电阻率随作用力而变化，这种物理现象称为＿压阻＿效应 4.典型的差动式电容压力传感器是由金属活动膜片与电镀有金属膜的玻璃圆片固定电极＿＿组成 5.压电式传感器在受外力作用时，在两个电极表面将要聚集电荷，且＿电荷量＿相等极性相反 6.光电元件是光电传感器中最重要的部件，常见的有＿真空管电元件＿和半导体光电元件两大类 7.计量光栅指的是测量＿位移＿的光栅，多用于直线位移和角位移的测量 8.光电效应分为三类，第二类是内光电效应，相应的器件有光敏电阻和＿光敏晶体管＿ 9.电阻应变片接入电桥电路通常有这种接法，如果电桥两个臂接入应变片称为＿双臂＿工作电桥 10.电阻应变片接入电桥电路通常有这种接法，如果四个臂都接入应变片称为＿全桥形式＿ 11.电容式传感器可分为三种类型，变面积式、变间隙式、＿变介电常数＿式 12.常见干扰耦合方式主要有＿静电＿耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合
电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考传感器与检测技术复习题 基础知识自测题 第一章传感器的通常特性 1.传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。 2.传感器的基本特性通常用其特性和特性去叙述。当传感器转换的被测量处在动态时，测出的输入一输出关系称作特性。 3.传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器 的特性，其主要技术指标有：、、和等。 4.传感器实际曲线与理论直线之间的称作传感器的非线性误差，其中的与输入满度值 之比称作传感器的。 5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，变化量与化量的比值。对传感器来说，其灵 敏度是常数。 6.传感器的动态特性就是指传感器测量时，其输入对输出的特性。 7.传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。 8.只体会由敏感元件输入的，并且与成确认关系的另一种非电量，然后输入电量的元件，称作元件。 第二章电阻式传感器 1.电阻应变片就是将被测试件上的转换成的传感元件。 2.电阻应变片由、、和等部分 共同组成。 3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量 的大小。 4.金属电阻应变片脆弱栅的形式和材料很多，其中形式以式用的最少，材料 Infreville的最为广为。5.电阻应变片的工作原理就是依据快速反应效应创建与变形之间的量值关系而工作的。6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致，且受到一维形变时，应变 片灵敏系数k就是应变片的与试件主应力的之比。 7.电阻应变片中，电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象，称为应变片的横向效应。
《传感检测技术》期末考试试卷（A卷） 题号12345678910总分得分 1.传感器的静态特性参数主要有哪些？详细解释其中的一种参数。（8'） 2．指出图示光栅测量系统各部分的名称。采用200线／mm的光栅测量位移时，分辨力是多少？增加4倍频技术后分辨力为多少？（10'） 3.用K型热电偶测量某炉温，已知室温为20℃，高精度毫伏表测得电压值为32.068mv，请回答：（共18'） （1）什么是热电效应？ （2）热电偶由哪些主要部件构成？ （3）热电偶温度补偿的意义和方法。 （4）用计算法求炉温 4．超声波测距仪测量时显示：由发出超声波至收到回波所用时间为100毫秒，假定波速为340米/秒，求被测距离。当回波时间25毫秒时，被测距离又是多少？（8'） 5．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。（6'） 6．机器人传感器有哪些类型？各类型传感器分别可以是什么器件？（10'）
7．写出你认为霍尔传感器能检测的物理量。（8'） 8．填表说明材料分拣实验台中的传感器名称及作用。（12'） 符号名称作用 SBW1 SFW3 SC SN SA SB 9．生产线上的接近开关一般有几种？电感接近开关的特性是什么？请按图完成接线（电源下方为负载）。（8'）
10．举出四种常用的半导体光电元件，说明它们的基本特性。（12'） A 卷参考答案 1．线性度；灵敏度：传感器输出量增量y ∆与被测量增量x ∆的比值即输入特性曲线的斜率；分辨力；迟滞。（各2分） 2．1、2为光源，3为主光栅，4为指示光栅，5为光敏元件（4分）。分辨力是0.005mm 。增加细分时0.00125mm 。 （6分） 3．（1）热电效应，两种不同导体构成闭合回路，当两接点温度不同时，回路中将产生电动势。—5分 （2）热电极、保护套管、接线盒。—3分 （3）冰浴法、计算法、仪表调整法、电桥法。—5分 （4）查表得E （20，0）=0.798mV 计算: E(t,0)=E(t,20)+E(20,0)=(32.068+0.798)mV =32.866mV ，再反查分度表可得被测温度为790℃ ——5分 4．S = 100×10-3×340/2 = 17m ，（4分） 回波为25ms 时， 距离为S = 25×10-3×340/2 = 4.25m ， （4分） 5．根据定义S=x y ∆∆（2分）， S =（2.5-3）V/(5.0-4.5)mm = -1 V/mm.（4分） 6．视觉传感器；听觉传感器；接触觉传感器；压觉传感器；力觉传感器；接近觉传感器等。（5分）光电器件、压电器件、力敏传感器等。（5分） 7．磁场、压力、位移、接近、电流、角度、转速、液位等。（各1分）
学期《传感器与检测技术》试卷(A) 一判断对错(每题2分，共30分) 1. ()数据采集卡的主要功能是将模拟量信号和计算机的数字量信号进行相互转换。 2. ( ) RS232是一种标准化的并行口。 3. ()虚拟仪器一般采用专门化的处理机进行后续电路处理。 4. ()在1000度以上的高温下，应该选用热电阻进行温度测量。 5. ()压力检测一般检测的固体所受压力。 6. ()电阻应变片中，电阻丝的材料一般选用蓝宝石。 7. ()激光位移传感器的检测主要反映在图像传感器中。 8. ()电容式位移传感器的主要特点是稳定程度高。 9. ()频率超过20KHZ的声波称为超声波。 10. () 光栅位移传感器主要由标尺光栅，指示光栅、光路系统和磁敏元件组成。 11. () 磁栅尺的转换原理与摄像机的原理基本相同。 12. () 位移检测分为线位移和角位移两种。 13. () 光电二极管具有双向导通性质。 14. () 温度传感器的量程范围为100°C，若相对百分误差为0.5%，最大误差不超过 0.5C。 15. () 信号的时域描述和频域描述可以通过傅里叶变换相互转换。 二单项选择(每题2分，共20分) 1. () 一般情况下，采用频率域进行信号描述的合适场合是:
对声音进行分析B,对温度进行分析 180度 270度 ()如右图所示为光栅尺内部结构示意，动尺与定尺栅线应韦 A, 超过9。度的角度 B,很小的角度 C,超过180度的角度 D,完全平行 6. ()如右图所示激光位移传感器测量厚度差，采用图示的传感， 测量姿态原因为： C,对压力进行分析 D,对位移进行分析 2. ()采用光电耦合器件进行信号传输的优点是： A, 增加信号的敏感性 B, 转换电压信号为电流信号 C, 避免强电电路对一般弱电信号的干扰作用 D, 使得电路复杂，没有什么优越性 3. ()测量电路所需要的电流是2A,电压是12V,则需要开关电源的功率是: A, 48W B, 100W C, 24W D, 50W 4. ()右图所示为感应同步器原理，滑尺的两个感应线圈相位差应该是： [mniuinmui b 1/4T T <- I 凹凹
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；
传感器与检测技术期末考试复习题库 一.单选题（共68题） 1、按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（） A、光电式传感器 B、电容式传感器 C、压电式传感器 D、磁电式传感器 正确答案： A 2、测量范围大的电容式位移传感器的类型为（） A、变极板面积型 B、变极距型 C、变介质型 D、容栅型 正确答案： D 3、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。 A、传递函数 B、互相关函数 C、互谱密度函数 D、相干函数 正确答案： D 4、对于输出信号变化范围一定的检测装置，其灵敏度越高，量程。 A、越大； B、越小； C、不变。 正确答案： B 5、用三台压力计分别对某个压力为120KPa的容器压力进行等精度测量，三台压力计测量所得数据如下，其中准确度最高的是 C A、120.91，120.92，120.88，120.89，120.90，120.90 B、120.61，120.42，119.63，119.40，120.18，119.98、
C、120.01，120.02，119.98，119.99，120.02，119.95、 正确答案： C 6、采用对称测量法测量，可以减小或消除（）的影响 A、随机误差 B、恒值系统误差 C、线性变化系统误差 正确答案： C 7、 在同一测量条件下，对同一被测量作多次重复测量，每次测量所得的测得值都不一致，由此产生的误差是。 A、随机误差； B、系统误差； C、粗大误差。 正确答案： A 8、用三台压力计分别对某个压力为120KPa的容器压力进行等精度测量，三台压力计测量所得数据如下，其中精密度最高的是（） A、120.91，120.92，120.88，120.89，120.90，120.90 B、120.61，120.42，119.63，119.40，120.18，119.9、 C、120.01，120.02，119.98，119.99，120.02，119.95、 正确答案： A 9、一阶系统的动态特性参数是。 A、固有频率 B、阻尼比 C、时间常数 D、灵敏度 正确答案： C 10、影响压电式加速度传感器低频响应能力的是 A、电缆的安装与固定方式 B、电缆的长度
《汽车检测与诊断技术》期末试卷A 题号一二三四五总分 得分 评阅人 一、填空题（每题 2 分，共 20 分） 1.评价发动机气缸密封性的指标有：、进气管真空度和曲轴箱窜气量等。 曲轴箱窜气量检测时，通常将机油尺口和曲轴箱通风进出口堵死，将作为检测口。 2.传统汽油机点火系的主要诊断参数有、、断电器触点闭 合角、点火高压值和最大电压值。 3.化油器是用来将与混合而获得可燃混合气的装置，可以配置适当 浓度和一定数量的可燃混合气来满足发动机各种工况的需求。 4.凡是电压、电流以及能够转变为电信号的其它非电量，如、、温度、 流量等都可以通过示波器观测和测量。 5.点火示波器可用、、多缸平列波、多缸并列波等波 形显示多缸发动机的点火过程。 6．发动机密封性的检查方法主要有：、、气缸漏气量的检测、进气管真空度的检测。 7．汽车侧滑试验台可分析和的匹配状况。 8．制动性能好坏是安全行车最重要的因素之一，汽车制动系具 有、、安全驻车三大功能。
9．车轮定位主要、、主销后倾角和主销内倾角等四个主要参数。 10．在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值，与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比，对前轴不应大于，对后轴（及其它轴）在轴制动力不小于该轴轴荷的 60% 时不应大于24% ；当后轴（及其它轴）制动力小于该轴轴荷的 60% 时，在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的。 二、选择题（每题 1 分，共 15 分） 1.发动机动力平衡检测，逐缸断火发动机的转速下降值其最高和最低下降值之差不大于平均下降值的（）。 A．20% B．25% C．30% 2.大修竣工的汽油发动机气缸压力与各缸平均压力的差不超过（） A．6% B．8% C．10% 3.发动机启动系检测项目有( ) A．启动电流 B．启动电阻 C．启动电压 D．启动时间 4、曲轴箱窜气量是在发动机（）处进行测量的。 A．火花塞 B．曲轴箱通风口 C．润滑油尺口 D．排气门 5、用缸压法检测某缸的点火提前角时，需要同时测量（）。 A．最大压缩压力点 B．供油时刻 C．排气行程时活塞的上止点 D．火花塞点火时刻 6、国家标准GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》规定，最高设计车速不小于100km/h 的机动车，方向盘的最大自由转动量不允许大于（）。 A．20° B．30° C．15° 7、汽车诊断参数中，（）属于工作过程参数。
《传感检测技术》期末考试试卷（A卷） 一、填空（15′） 1.传感器通常由＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿和辅助电源等组成。 2.利用热敏电阻对电机进行过热保护，应选择＿＿＿＿型热敏电阻。 3.镍铬-镍硅热电偶的输出端子的正极是＿＿＿＿。 4.电阻应变片是基于导体或半导体的＿＿＿＿效应工作的。 5.传感器的灵敏度是指稳态下，＿＿＿＿与＿＿＿＿的比值。 6.测量误差按性质和产生原因，分为、和疏 失误差三类。 7.传感器网络的基本要素是＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。 8.无线传感器节点的基本功能是＿＿＿＿、＿＿＿＿、控制和通信。 二、选择（5′） 1. 电子吸收光子的能量变为能导电的自由电子，引起物体电阻率变化的现象称为（）效应。 A光电导B霍尔C光生伏特D热释电 2.以下几种传感器中属于自发电型（有源）传感器的是（）。 A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式 3. 应变电桥电路中，差动（四臂）全桥工作状态的灵敏度是双臂电桥的二
倍，是单臂电桥的（ ）倍。 A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 4. 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 5. 热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要目的是( )。 A 、补偿冷端热电势的损失 B 、起冷端温度补偿作用 C 、将热电偶冷端延长以远离高温区 D 、提高灵敏度 6. 一个2 13位的数字面板表，其测量上限是( ) mV 。 A 、1.999 B 、19.99 C 、199.9 D 、1999 三、 判断（ 5′） 1. 传感器的作用是将非电量转换成电学量。（ ） 2．可以通过系统校正来减小或消除随机误差。（ ） 3. 超声波接收探头是利用压电晶体的压电效应工作的。（ ） 4. 把光纤作为敏感元件的传感器称为结构型光纤。（ ） 5. 电容式液位计检测液位变化相当于传感器电极间介电常数变化。（ ） 四、 简答（ 共20′）（必要时可画图） 1. 什么是系统误差？测量时如何减小系统误差？ 2. 弹性敏感元件在传感器中起什么作用？ 3. 说明热电偶的测温原理。 4. 简述差压节流式流量计的测量原理。 5. 什么是霍尔效应。 6. 数显仪表一般由哪几部分组成？有哪几种构成方法？ 五、 计算（ 共35′） 1. 某毫伏表给定精度为 2.0级（2%F·S ），满度值为50mV ，零位值为10mV ，
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
《自动检测技术》期末考试试卷附答案 一、单选题（每题4分，共40分） 1. 某台测温仪表的测温范围是200～600℃，而该仪表的最大绝对误差为±3℃，该仪表的精度等级是（）。 A．0.5级B．0.75级C．0.8级D．1.0级 2.构成一个传感受器必不可少的部分是( )。 A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器 3. 湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了( )。 A. 提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 D. 节约用电 4.（）电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。 A. 变面积式 B. 变极距式 C. 变介电常数 D. 变面积式和变介电常数 5. 利用涡流传感器测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz，则该齿轮的转速n等于（） r/min。 A. 400 B. 3600 C. 24000 D. 60 6. 天平属于( )检测方法。 A．偏差法B．微差法C．零位法D．平衡法 7. 霍尔元件（）霍尔传感器的灵敏度越高。 A. 越厚 B. 越薄 C. 没有关系 D. 越大 8. 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( )，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 9. 绝对误差Δ与被测量的真值Ax之比是（）误差。 A. 实际相对误差B．示值相对误差C．引用相对误差D．系统相对误差 10. 可听声波的频率范围一般为( )。 A．20Hz~200Hz B．20Hz~50Hz C．20Hz~20kHz D．20Hz~500Hz 二、填空题（每空2分，共40分） 1、金属热电阻的阻值随温度的升高而，为；半导体热电阻按其阻值与温度之间的变化关系可分为和两大类。 2、导体或半导体材料在的作用下，会产生，其也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。应变片传感器由和两部分组成。 3、电桥按读数方法可分为两种，仅适合测量静态参数，而对静、动态参数都可测量；双臂电桥比单臂电桥提高一倍，而且还具有作用。 4、电容式传感器的测量转换电路种类很多，常用有、、 、。
基础知识自测题 第一章传感器的一般特性 1.传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。 2.传感器的基本特性通常用其特性和特性来描述。当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出一输入关系称为特性。 3.传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的特性，其主要技术指标有：、、和等。 4.传感器实际曲线与理论直线之间的称为传感器的非线性误差，其中的与输出满度值之比称为传感器的。 5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，变化量与化量的比值。对传感器来说，其灵敏度是常数。 6.传感器的动态特性是指传感器测量时，其输出对输入的特性。 7.传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。 8.只感受由敏感元件输出的，并且与成确定关系的另一种非电量，然后输出电量的元件，称为元件。 第二章电阻式传感器 1.电阻应变片是将被测试件上的转换成的传感元件。 2.电阻应变片由、、和等部分组成。 3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量的大小。 4.金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其中形式以式用的最多，材料以用的最广泛。 5.电阻应变片的工作原理就是依据应变效应建立与变形之间的量值关系而工作的。 6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致，且受一维应力时，应变片灵敏系数K是应变片的与试件主应力的之比。 7.电阻应变片中，电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象，称为应变片的横向效应。 8.电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上，那么补偿应变片不。 9.用弹性元件和及一些附件可以组成应变式传感器. 10.应变式传感器按用途划分有：应变式传感器、应变式传感器、应变式传感器等。 11.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以，同时还能起到的作用。 12.电阻应变片的配用测量电路大都采用交流不平衡电桥，其目的是配接和克服的影响。 13.应变片在未使用粘贴前，在室温下测得的静态电阻，叫应变片的。 14.影响金属导电材料应变灵敏系数K。的主要因素是（）。 A.导电材料电阻率的变化 B.导电材料几何尺寸的变化 C.导电材料物理性质的变化 D.导电材料化学性质的变化 15.应变片的主要参数有（）。 A.初始电阻值 B.额定电压 C.允许工作电流 D.额定功率 E.几何尺寸 16.产生应变片温度误差的主要原因有（）。 A.电阻丝有温度系数 B.试件与电阻丝的线膨胀系数相同 C.电阻丝承受应力方向不同 D.电阻丝与试件材料不同 17.电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。 A.差动电桥补偿法 B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C.补偿线圈补偿法 D.恒流源温度补偿电路法 18.电阻应变片的配用测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用（）。 A.直流平衡电桥 B.直流不平衡电桥 C.交流平衡电桥 D.交流不平衡电桥