检测技术第10章练习答案

第10章电解与极化作用练习题二、单选题：1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系：(A)V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B)V(外)>φ(Cl-/Cl2)-φ(H+/H2) ；(C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D)V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。

2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，2Hη= 0，2Oη= 0.487V. 已知φ(O2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是：(A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ；(C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。

3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：(A) 1、4；(B) 1、3；(C) 2、3；(D) 2、4。

8．在极化曲线的测定中，参比电极的作用是：(A) 与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池；(B) 作为理想的极化电极；(C) 具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性；(D) 近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池 .10．分别用(1)铂黑电极，(2)光亮铂电极，(3)铁电极，(4)汞电极，电解硫酸溶液，若电极极片的大小和外加电压相同，则反应速度次序是：(A) (4) > (3) > (2) > (1) ；(B) (2) > (1) > (3) > (4) ；(C) (1) > (2) > (3) > (4) ；(D) (4) > (2) > (3) > (1) 。

12．当原电池放电，在外电路中有电流通过时，其电极电势的变化规律是：(A) 负极电势高于正极电势；(B) 阳极电势高于阴极电势；(C) 正极可逆电势比不可逆电势更正；(D) 阴极不可逆电势比可逆电势更正。

第10章辐射与波式传感器一、单项选择题1、下列对红外传感器的描述错误的是（）。

A. 红外辐射是一种人眼不可见的光线B. 红外线的波长范围大致在~1000μm之间C. 红外线是电磁波的一种形式，但不具备反射、折射特性D. 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。

2、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中正确的是（）A．参比气室内装被分析气体 B.参比气室中的气体不吸收红外线C．测量气室内装N2 D. 红外探测器工作在“大气窗口”之外3、红外辐射的物理本质是（）A．核辐射 B．微波辐射 C．热辐射 D．无线电波4、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中错误的是（）A．参比气室内可装N2 B.红外探测器工作在“大气窗口”之内C．测量气室内装被分析气体 D.参比气室中的气体要吸收红外线5、红外线是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。

它的波长范围大致在 ( )到1000μｍ的频谱范围之内。

、在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和（）。

这里所说的“远近”是相对红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。

A.微波区B.微红外区射线区 D.极远红外区7、红外辐射在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们是～μｍ、3～5μm和（）,统称它们为“大气窗口”。

～14μｍ～15μｍ～18μｍ～μｍ8、红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据。

其中响应波长范围（或称光谱响应），是表示探测器的（）相应率与入射的红外辐射波长之间的关系。

A.电流B.电压C.功率D.电阻9、光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下，产生（）。

使材料的电学性质发生变化。

通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。

光子效应所制成的红外探测器。

A.光子效应B.霍尔效应C.热电效应D.压电效应10、当红外辐射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（）。

探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头发射，另一个探头
接收)、聚焦探头(将声波聚焦为一细束)、水浸探头(可浸在液体中)以及其 它专用探头等。
几种典型超声波探头的结构示图
a）直探头 b）斜探头 c）双探头 d）水浸探头
１－压电晶片 ２－晶片座 ３－吸收块 ５－导线 ７－接线座 ９－接线点 ４－金属壳 ６－接线片 ８－绝缘柱 10－盖
（2）线源容器。线源容器常用金属材料制成。 （3）辐射器。辐射器包括防护器和控制器。 1）防护器的材料是使用吸收本领强的材料，防护器一般应具备以下条件： （a）安装时的屏蔽是可靠的，要保证使用者所受辐射量尽量减少，还
应有γ射线辐射的安全自动指示装置。大剂量的要进行遥控。
（b）能按需要发射一定宽度的锥形射线束。 （c）要方便可靠，易于携带或移动。
光观察设备加上电视摄影机和接收机组合而成。
（1）荧光电视
（2）图像增强电视
该法的优点是；可直接观察到物体内部静态或动态下的情况。缺点
是：不宜于形状复杂的工件，管电压目前只能在150kV以下使用。 （3）直接摄像电视。 二、射线探伤设备 1．X射线探伤机 Ｘ线探伤机是指以Ｘ射线管为射线源的探伤设备。
11－接地铜箔 12－接地铜环 13－隔声层 15－保护膜 14－延迟块 16－导电螺杆
2．接触法与液浸法 （1）接触法就是探头与试件表面之间经一薄层耦合剂直接接触，而 进行探伤的方法。 （2）液浸法就是将探头与试件全部浸于液体或探头与试件之间全部
（3）声波的衰减。声波在一种介质中传播时，它的振幅和强度将 按指数函数规律衰减，其衰减规律为：
式中，AX、IX为表面波在x处的振幅和强度；A 0、I 0为表面波在x＝0
处的振幅和强度；α为衰减系数，单位为cm 二、超声波探伤法

➢ 与光电器件的灵敏度和偏置条件有关。 ➢ 与疵病类型、疵病面积、照明系统射到被检表面的入射角和
光电器件的接收角度有关。 ➢ 与疵病和光斑的相对位置有关。
缺陷 与光 斑位 置关 系图
yb ab
xy ab
第10章 外观检测
二、光电变换器
➢ 与狭缝（光景杂光的影响，在光电器件前面加入光阑（狭缝），当调节狭缝 与光电器件的距离适当时，光电器件有最佳输出。
飞点扫描方式的原理图
问：多面体棱镜的方向？
一、外观检测的方式和 原理
照明系统将特定形式 的光点投射到多面体棱镜 上。当棱镜转动时，光点 沿被检产品表面的宽度方 向扫成一条线。
接收系统把光电器 件以矩阵形式排列。每个 器件只接收被检产品表面 一部分反射光。
飞点扫描的检选灵敏 度与光点的大小有关。光 点大灵敏度低，光点小灵 敏度高。
IS E(r1 r2 )SI A2
疵病信号的相对变化量为：
K IS (r1 r2 ) A2
I Lt
r1 A1
第10章 外观检测
二、光电变换器
光源供电电压与光通量的关系为： K – 比例常数；
KUm
U -光源供电电压； m -光源特性系数 。
当光源供电电压波动引起光通量的变化为：
d dU U
信号波形，信号经电子
学处理后，可得到形貌
测量结果。
探针轮廓仪
第10章 外观检测
光电法
（1）光通量法 根据反射光束和散射
光束的光通量不同来检测 表面粗糙度情况 （2）多光束干涉法
根据干涉条纹的幅度 和间距等来检测。 （3）激光外差法
利用衍射和散射的外 差可得到与粗糙度和间距 有关的信号。
四、表面粗糙度检测

[单选题（江南博哥）]1.如果已知变异系数为10%，平均值为540.0，则标准偏差为（）。

A.54B.5400C.539.9D.540.1参考答案：A参考解析：变异系数等于标准差/平均值。

[单选题]2.关于t分布，下面哪一种说法是正确的（）。

A.t分布与梯形分布特征相似B.t分布与标准正态分布图特征相同C.标准正态分布是t分布的特殊形式D.t分布与均匀分布图形相同参考答案：C参考解析：由图10-3可以看出来。

[单选题]3.数理统计工作中，（）是一种逐步深入研究和讨论质量问题的图示方法。

A.调查表B.分层法C.因果图D.排列图参考答案：C参考解析：因果图又称“特性要因图”，也有人根据其图形如鱼骨状或树枝状，称其为“鱼骨图”或“树枝图”。

这是一种逐步深入研究和讨论质量问题的图示方法。

[单选题]4.大量经验表明，许多连续型随机变量的分布服从（）。

A.正态分布B.均匀分布C.二项分布D.泊松分布参考答案：A参考解析：但当进行很多次重复测定时，就会发现，误差偶然（随机误差、不定误差）具有统计规律性，即服从于正态分布。

[单选题]5.数理统计工作中，（）可以看出质量数据的分布和估算工序不合格品率。

A.因果图B.排列图C.直方图D.控制图参考答案：C参考解析：直方图是通过对数据的加工处理，从而分析和掌握质量数据的分布和估算工序不合格品率的一种方法。

[单选题]6.（）是衡量样本数据离散程度的指标。

A.标准偏差B.变异系数C.中位数D.极差参考答案：A参考解析：特征量的不同特性。

[单选题]7.若两个事件A、B是独立事件，则（）。

A.P（A+B）=P（A）+（B）B.P（AB）=P（A）P（B）C.P（A-B）=P（A）-P（B）D.P（A）+P（B）1参考答案：B参考解析：对于两个独立事件A与B之和的概率（同时发生的概率），等于A、B单独发生的概率的乘积，即：P（AB）=P（A）·P（B）[单选题]8.（）是指只要满足具体计量的技术要求，无论利用任何方法和器具、在任何地点、时间及使用条件下，任何计量者对同一量的计算结果之间的符合程度。

8题：(略)。
11题：参考例题1-4。
9题：1、系统；2、系统；3、系统；4、系统；5、系统+随机； 6、系统；7、随机；8、系统；9、系统+随机；10、随机。
10题：1、系统误差； 2、随机误差； 3、粗大误差。
偏差特别大 弹着点接近正态分布 弹着点均偏向右上侧 10题：下图是射击弹着点示意图，请你分别说出图a、b、c各是什么原因造成的，应如何克服？
判定数字仪表位数的两条原则
能显示0~9所有数字的“位”是“整位”；
分数位的判定：在最大显示值中，以最高位所能显示的数值作为分子，用满量程的最高位作为分母。 例如:当某一数字表最大显示值为±1999（不考虑小数点），满量程计数值为±2000时，则它共有3个整位。最高位只能显示1，满量程最高位为2，所以它是3½位表。
8.汽车、自行车速度及里程的测量
出租车计价器外形 电动助动车仪表盘外形 工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例…… 与车轮联动 可参考汽车速度的测量原理
观察自行车的结构可知，车速及公里数与车轮的直径及转速成正比，因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设车轮的直径为D(m)，则周长l =πD，车轮转动的圈数即为自行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N，则累计路程L=N l =NπD ；若每分钟转动的圈数为n(n=N/t圈/分钟)则车速v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。
7题: (课堂讲解)。
8题：1、 可知：P=160mW；输出电压增加。 2、 0～24V 3、 4、 可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
10题：(略)。
4题：1、查表知：α=0.00385。 2、Rt=100(1+0.00385×50)=119.25Ω。 3、查表知：Rt(50)=119.40Ω。 4、∆R=0.15 Ω；(0.15/119.40)×100%=0.126%。

[单选题]1.样本量是指样本（江南博哥）中所包含（）的数目。

A.总体B.子总体C.子样D.抽样单元参考答案：D参考解析：《应用统计》GB/T 3358.2第1.2款，样本量是指样本中所包含抽样单元的数目。

[单选题]2.某电影院有20排座位，每排15个座位，选取每排座位号10的观众组成样本。

请问该抽样方法属于（）。

A.简单随机抽样B.散料抽样C.系统抽样D.分层抽样参考答案：C参考解析：系统抽样是将总体N分成均衡的若干部分，然后按照一定规则，从每一部分抽取一个个体组成样本n的方法。

[单选题]3.能被单独描述和考虑的一个事物称为（）。

A.个体B.总体C.样本D.批参考答案：A参考解析：《应用统计》GB/T 3358.2第1.2款，能被单独描述和考虑的一个事物称为个体（单位产品）。

[单选题]4.随机变量X的取值布满区间或整个实数轴，则X称为（）随机变量。

A.连续型B.离散型C.间歇型D.均匀型参考答案：A参考解析：连续型随机变量是指随机变量的取值布满区间或整个实数轴。

[单选题]5.集样是指从批中按（）抽取的两个或以上份样的集合。

A.常规抽样B.实验抽样C.交叉抽样D.重复抽样参考答案：B参考解析：根据《应用统计》GB/T 3358.2第5.3款，集样是指从批中按实验抽样抽取的两个或以上份样的集合。

[单选题]6.在给定类（组）中特定事件发生的次数或观测值的个数称为（）。

A.频数B.频率C.概率D.分布参考答案：A参考解析：根据《一般统计术语与用于概率的术语》GB/ T3358.1第1.59款，频数是指在给定类（组）中特定事件发生的次数或观测值的个数。

[单选题]7.均匀分布的概率密度函数为（）。

（A≤x≤B）A.B.C.D.参考答案：A参考解析：《一般统计术语与用于概率的术语》GB/T 3358.1第2.60款，均匀分布的概率密度函数f（x）＝，（A≤x≤B）。

[单选题]8.直方图的正常形态为（）。

A.中间高、两边低、左右对称B.中间低、两边高、左右对称C.中间高、两边低、左右不对称D.中间低、两边高、左右不对称参考答案：A参考解析：直方图的正常形态为：中间高、两边低、左右对称。

2-3什么是直流电桥？若按不同的桥臂工作方式分类，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？
答：直流电桥是测量小电阻的一种电路，分为单臂电桥、半桥和全桥。半桥输出电压为单臂电桥的2倍，全桥输出电压为半桥的2倍。
2-4拟在等截面的悬臂梁上粘贴4个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：
①4个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？
4.4根据螺管型差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。
答：差动变压器的结构如图所示，主要由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。
差动变压器传感器中的两个次级线圈反相串联，并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，当衔铁位于中心位置时，两个次级线圈感应电压大小相等、方向相反，差动输出电压为零，但实际情况是差动变压器输出电压往往并不等于零。差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，它的存在使传感器的输出特性不经过零点，造成实际特性与理论特性不完全一致，使传感器的灵敏度降低，分辨率变差和测量误差增大。
解：
3-7简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。
答：电容测厚传感器是用来对金属带材在轧制过程中厚度的检测，其工作原理是在被测带材的上下两侧各置放一块面积相等，与带材距离相等的极板，这样极板与带材就构成了两个电容器C1、C2。把两块极板用导线连接起来成为一个极，而带材就是电容的另一个极，其总电容为C1+C2，如果带材的厚度发生变化，将引起电容量的变化，用交流电桥将电容的变化测出来，经过放大即可由电表指示测量结果。
4.5概述差动变压器的应用范围，并说明用差动变压器式传感器检测振动的基本原理。
答：差动变压器式传感器可以直接用于位移测量，也可以测量与位移有关的任何机械量，如振动、加速度、应变、比重、张力和厚度等。

第一部分思考题与习题答案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 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）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。

传感器与检测技术（第二版）参考答案第1章 检测技术基本知识1.1单项选择:1.B2.D3. A4.B1.2见P1；1.3见P1-P3；1.4见P3-P4；1.5 见P5；1.6 （1）1℃（2）5﹪，1﹪ ；1.7 0.5级、0.2级、0.2级；1.8 选1.0级的表好。

0.5级表相对误差为25/70=3.57﹪, 1.0级表相对误差为1/70=1.43﹪；1.9见P10-P11；1.10见P11- P12；1.11 见P13-P14第2章 电阻式传感器及应用2.1 填空1.气体接触，电阻值变化；2.烧结型、厚膜型；3.加热器，加速气体氧化还原反应；4.吸湿性盐类潮解，发生变化2.2 单项选择1.B 2. C 3 B 4.B 5.B 6. A2.3 P17；2.4 P17；2.5P24；2.6 P24；2.7 P24-P25；2.8 P25；2.9 P26；2.10 P30-312.11 应变片阻值较小；2.12P28，注意应变片应变极性，保证其工作在差动方式；2.16 Uo=4m V ；2.17 P34；2.18 P34；2.19 (1) 桥式测温电路，结构简单。

（2）指示仪表 内阻大些好。

（3）RB:电桥平衡调零电阻。

2.20 2.21 线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好；传感器的延迟时间越短越好；传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。

2.23 P44；2.33 P45第3章 电容式传感器及应用3.1 P53-P56；3.2 变面积传感器输出特性是线性的。

3.3 P58-P59；3.4 P59-P613.5 当环境相对湿度变化时，亲水性高分子介质介电常数发生改变，引起电容器电容值的变化。

属于变介电常数式。

3.6 参考变面积差动电容传感器工作原理。

参考电容式接近开关原理。

3.8 （1）变介电常数式；（2）参P62 电容油料表原理第4章 电感式传感器及应用4.1 单项选择1.B；2.A4.2 P65；4.3 P68；4.4 螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器的自由行程大。

《检测技术》部分习题答案第2章2-1 二阶系统的频率特性受阻尼比ξ的影响较大。

分析表明，ξ越小，系统对输入扰动容易发生超调和振荡，对使用不利。

在ξ=0.6-0.7时，系统在宽广的频率范围内由于幅频特性和相频特性而引起的失真小，系统可以获得较为合适的综合特性。

比如二阶系统在单位阶跃激励下时，如果阻尼比ξ选择在0.6-0.7范围内，则最大超调量不超过10%，且当误差允许在(5-2)%时趋于“稳态”的调整时间也最短。

2-2 频率特性是指测试系统反映出来的输出与输入幅值之比和两者之相位差是输入频率的函数的这样一个特性。

当测试系统的输入为正弦信号时，将该信号的输出与输入之比定义为频响函数。

工作频带是指测试装置的适用频率范围，在该频率范围内，仪器装置的测试结果均能保证达到其它相关的性能指针。

2-3 不失真测试要求测试系统的输出波形和输入波形精确相一致，只是幅值相对增大和时间相对延迟。

而实际的测试系统很难做到无限频带上完全符合不失真测试的条件，即使测取一个理想的三角波，在某一频段范围内，也难以完全理想地实现不失真测试。

三角波呈周期性变化，其测试装置的非线性度必然引起波形的畸变，导致输出失真。

由此只能努力使波形失真限制在一个允许的误差范围内，即做到工程意义上的不失真测量。

2-4 系统的总灵敏度为：90×0.005×20=9mm/Mpa 偏移量为：9×3.5=31.5mm2-5 由 ，得用该装置测量频率为50Hz 的正弦信号时， ，即幅值误差为1.3%相角差为：2-6()[]()()t10t 1000/t 2e 39.0t 40cos 05.0t 40sin 01.0t 4cos 34.0t 4sin 86.0e 39.096.75t 40sin 048.080.21t 4sin 93.0sin et sin )(1A )t (y ---+-+-=+-+-=-++=ϕϕωωττk ()()()()ωτϕωϕωωωωarctan a e t sin a 1)t (y s a s 1s Y 22at 2222-=++++=++=-注：设输入t Asin )t (x ω=2-7 由得输入信号的频率范围是：2-8 环节一的灵敏度为： 1.5/5=0.3 环节二的灵敏度为： 41故串联后的灵敏度为：0.3×41=12.32-9 由测量频率为400Hz 变化的力参量时 : 若装置的阻尼比为0.7，则:2-10第5章5-1 单侧厚度测量利用X射线在被测物体表面反射的强度与被测件的材料有关，且随被测件厚度的增大而增大的原理。

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二、第二章的提问及回课程组答
问：有一额定荷重为20′103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V，桥路电压Ｕi为12V，求：
1）在额定荷重时的输出电压Uom；
2）当承载为5′103N时的输出电压Uo为请选择ABCD；
2."三位半"数字显示的分辨力主要看最后一位的数值。
最大显示1999,分辨力就是1
最大显示199.9,分辨力就是0.1
最大显示19.99,分辨力就是0.01
是这样的。
3.(1)P11页,算一算:最大绝对误差是7.5V,但是假设读数是230V时,为什么绝对误差是10V？
我没看明白，
(2)P20,第一章习题的3,4题,要计算示值相对误差,需要知道绝对误差和示值,在不知道真实值时是求不出绝对误差的,…………
例如上述3，1/2的数字电压表的满量程为19.99V时，分辨力是0.01V，对吧！
那么“将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率”，0.01V/19.99V×100%≈0.05%。
光盘中提到：“仪表的最大显示值的倒数就是仪表的分辨率”，最大显示值为19.99V。
它的倒数是1/1999也约等于0.05%。意思一样的吧。要注意去掉小数点才会一样。
请梁老师说明下这两个题目的不同谢谢
课程组答：1最大误差超过（6÷800）×100%=0.75%，选的是1.0级
2计算出满度相对误差为1.25%，选国家标准的时候，1.25级达不到了所以选1.0级的的不同
1.我们使用的教材是<自动检测与转换技术>第三版,
普通中等职业教育电气规划类教材
机械工业出版社

图10-13 零位温漂特性
13
第10章 智能传感技术
(2)灵敏度温度漂移的补偿
对于压阻式压力传感器，当输入压力保持不变的情况下，
其输出值U(T)将随温度的升高而下降，如图10-14所示。图中 温度T>T1，其输出U(T)<U(T1)。如果T1是传感器校准标定时 的时工的作输温入度(P)，—而输实出际(U工)特作性温进度行却刻是度T>转T换1，求若取仍被按测工输作入温量度压T 力的数值是P′，而真正的被测输入量是P，将会产生很大的 测量误差，其原因就是输入量P为常量时，传感器的工作温 度B点T升降高至，A点T>，T1输传出感电器压的减输少出量由ΔUU(T为1)降至U(T)，即工作点由
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第10章 智能传感技术
1.自补偿 温度是传感器系统最主要的干扰量。在典型的传感 器系统中主要采用结构对称来消除其影响；在智能传感 器的初级形式中主要采用以硬件电路实现的“拼凑”补 偿技术，但补偿效果不能满足实际测量的要求。在传感 器与微处理器/微计算机相结合的智能传感器系统中， 可采用监测补偿法，它是通过对干扰量的监测由软件来 实现补偿的。如压阻式传感器的零点及灵敏度温漂的补 偿。
图10-5 传统仪器仪表中的硬件非线性校正原理
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第10章 智能传感技术
图10-6 智能仪器的非线性校正技术
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第10章 智能传感技术
(二)自校零与自校准技术
ห้องสมุดไป่ตู้
假设一传感器系统经标定实验得到的静态输出(Y)与 输入(X)特性如下：
式中
Y=a0+a1X
(10-11)
a0—零位值，即当输入X=0时之输出值；
ΔU=U(T1)-U(T)
故
U(T1)=U(T)+ΔU

答： ，C与h成线性关系，采用调频式、运算放大器式和环形二极管充放电法皆可。
3-4有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器，如图3-5所示，其中a=8mm，b=12mm，两极板间距离为1mm。一块板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数=1F/m，真空时的介电常数0= 8.854×10-12F/m）。
4.4根据螺管型差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。
答：差动变压器的结构如图所示，主要由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。
差动变压器传感器中的两个次级线圈反相串联，并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，当衔铁位于中心位置时，两个次级线圈感应电压大小相等、方向相反，差动输出电压为零，但实际情况是差动变压器输出电压往往并不等于零。差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，它的存在使传感器的输出特性不经过零点，造成实际特性与理论特性不完全一致，使传感器的灵敏度降低，分辨率变差和测量误差增大。
第一章思考题和习题参考答案
1—1什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的相互作用及相互关系如何？
答：传感器是把被测量转换成电化学量的装置，传感器由敏感元件和转换元件组成，其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，需要信号调理与转换电路进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
2-7在题2-6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数g= 1110−6/℃，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数= 1510−6/℃，线膨涨系数s= 14.910−6/℃。当传感器的环境温度从10℃变化到50℃时，所引起的附加电阻相对变化量(R/R)t为多少?折合成附加应变t为多少?

第一章测试1【多选题】(20分)相对误差的几种表现形式（）A.引用相对误差B.实际相对误差C.示值相对误差D.开真值相对误差2【多选题】(20分)传感器的组成包括一下哪些部分（）A.转换元件B.转换电路C.敏感元件D.被测量3【多选题】(20分)系统误差的常用判断方法（）A.残差观察B.理论计算C.残差校验D.实验对比4【多选题】(20分)传感器的静态性能指标（）A.灵敏度B.温度漂移C.线性度D.重复性5【多选题】(20分)传感器频率响应指标有（）A.截止频率B.固有频率C.通频带D.时间常数第二章测试1【单选题】(20分)按照输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种（）A.计数型B.开关型C.代码型D.模拟型2【单选题】(20分)描述金属电阻应变片工作原理的是（）A.dR/R=dL/L-dS/SB.dR/R=dL/LC.dR/R=Kε3【单选题】(20分)在电子秤中常使用（）式力传感器。

A.电阻应变B.自感C.光纤4【单选题】(20分)直流电桥平衡时，电桥相对两臂电阻值的乘积（）。

A.不等B.相等C.为零5【单选题】(20分)利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片B.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联第三章测试1【单选题】(20分)单线圈螺线管式自感传感器广泛用于测量（）A.小量程角位移B.小量程直线位移C.大量程角位移D.大量程直线位移2【单选题】(20分)利用差动变压器式位移传感器进行测量时，为了辨别输入位移的方向，测量电路中必须有（）A.滤波环节B.整流环节C.放大环节D.相敏检波环节3【单选题】(20分)下列传感器不适合于静态位移测量的是（）A.压阻式位移传感器B.压电式位移传感器C.涡流式位移传感器D.电感式位移传感器4【单选题】(20分)变隙式差动变压器零点残余电压产生的主要原因是（)A.两次级线圈的电气参数和几何尺寸不对称B.活动衔铁的初始位置不合适C.磁性材料饱和5【单选题】(20分)用电容式传感器测量液位时，应该选用（）A.变隙式B.变介电常数C.变面积第四章测试1【单选题】(20分)光电管和光电倍增管是利用（）制成的光电器件。

第10章大数据应用习题10.1 选择题1、目前典型的脑电信号的分类方式不包括（ B ）。

A. 按频率分类B. 按信号长度分类C. 按Gibbs分类D．按图形分类2、以下的（ D ）不属于心电信号的波段。

A. P频段B. QT间期C. U频段D. SG频段3、盲源信号分离所使用技术一般不包括（ C ）。

A．ICA B．FastICA C．SVM D．以上都是4、轨迹大数据的主要特征不包括以下的（ A ）。

A. 非平稳性B. 4V特征C. 异频采样性D. 本身质量偏低5、轨迹数据预处理中，为了避免误差距离太大，需要进行以（ B ）操作。

A．停留点检测B．轨迹滤噪C．轨迹压缩D．地图匹配6、解决路径规划问题的算法中，（ C ）一般是求得问题的次优解或以一定的概率求其最优解。

A．滤波算法B．回归算法C．启发式算法D．精确算法7、自然语言处理中（ A ）用于判断一个词语序列是否构成一句话概率。

A．语言模型B．词袋模型C．词频-逆向文档频率D．词嵌入8、典型智能问答系统包括（ D ）。

A．基于结构化数据的智能问答系统B．基于自由文本的智能问答系统C．基于常见问题集的智能问答系统D．以上全是9、图像大数据处理系统中的（ D ）主要对图片中的目标进行定位，并输出具体类别。

A．目标跟踪B．图像分割C．视频处理D．目标检测10、基于深度学习的目标检测方法中的（ B ）检测低速度快，但检测精度低。

A．阶段分割法B．单阶段方法C．视频阶段处理D．双阶段方法11、短文本分类方法中的（ B ）不依赖于特定场景，适应性较好。

A．基于特征扩展的方法B．基于深度学习的方法C．朴素贝叶斯方法D．小波包变换方法12、轨迹大数据的挖掘主要包含四种不同类别，其中（ A ）依靠一种或多种因素的组合来进行轨迹大数据挖掘。

A．伴随模式B．轨迹聚类C．序列模式D．周期模式13、为了克服独热编码缺陷，（ C ）通常将词语转化成为一个分布式表示的定长连续稠密向量。

第一章习题答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。

敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。

2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。

（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。

如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。

②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。

它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。

系统功能最大程度地用软件实现。

（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。

（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。

3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。

衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。

1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。