《测试与传感技术》复习指导与综合练习答案

第一章单元测试1、单选题：传感器主要完成两个方面的功能：检测和（）选项：A:感知B:测量C:转换D:信号调节答案: 【转换】2、单选题：下列哪个不是传感技术的发展趋势（）选项：A:分立化B:多功能化C:数字化D:网络化答案: 【分立化】3、单选题：物联网的普遍应用可以体现出传感器发展趋势的哪一种？（）选项：A:新材料和微型化B:网络化和数字化C:数字化和微型化D:网络化和分立化答案: 【网络化和数字化】4、单选题：下列测试对象属于非电参量的是（）选项：A:电压B:速度C:电阻D:功率答案: 【速度】5、单选题：关于传感器的发展，下列说法不正确的是（）选项：A:新材料有利于传感器小型化B:新材料、新工艺使得传感器技术越来越成熟C:现代传感器朝着光机电一体化的方向发展D:金属材料、半导体材料、光纤材料、纳米材料都是传统传感器材料答案: 【金属材料、半导体材料、光纤材料、纳米材料都是传统传感器材料】6、单选题：关于物联网，下列说法不正确的是（）选项：A:要能发送和接收数据B:物联网就是物物相连的互联网C:在世界网络中有可被识别的多个编号D:遵循物联网的通信协议答案: 【在世界网络中有可被识别的多个编号】7、单选题：信号检测系统就是将传感器接收信号通过（）、放大、解调、A/D转换得到所希望的输出信号，这是基本检测系统中共同使用的技术选项：A:整流B:检测C:滤波D:信号转换答案: 【信号转换】8、单选题：下列哪一类传感器不是按传感器的功能分类的（）选项：A:智能传感器B:多功能传感器C:单功能传感器D:复合型传感器答案: 【复合型传感器】9、多选题：传感技术的作用主要体现在( )选项：A:传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分B:传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用C:传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步D:传感技术是产品检验和质量控制的重要手段答案: 【传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分;传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用;传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步;传感技术是产品检验和质量控制的重要手段】传感技术的研究内容主要包括：( )选项：A:信息获取B:信息处理C:信息转换D:信息传输答案: 【信息获取;信息处理;信息转换】第二章单元测试1、单选题：重复性表明的是在( )输出-输入特性曲线不重合的程度。

第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？答：根据变气隙自感式传感器的计算式：00022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关；传感器的非线性误差：%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。

由此可见，要改善非线性，必须使l l∆要小，一般控制在0.1~0.2。

（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ∆不能过大。

）传感器的灵敏度：20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。

4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。

但实际输出并不为零，这个电压就是零点残余电压。

残差产生原因：①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不对称。

②存在寄生参数；③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。

④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。

⑤工频干扰。

差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除：①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R；②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。

在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。

测试与传感技术试题及答案一、埴空题[每空2分．共26分）1．铁磁材料在外力的作用下，内部产生应变，从而产生应力，导致各磁畴间的界限发生移动，各个磁畴的磁化强度矢量转动，破坏了平衡状态，使材料的总磁化强度随之发生变化，这种现象称为——。

2．用于检测的超声波换能器有——、磁致伸缩型、电磁型、有振板型和弹性表面波型等。

3．当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，这种现象叫做——·4．在自动化探伤中，声源和工件之间有相对运动，由缺陷反射回来的超声波的频率将与声源发射超声波的频率有所不同，这种现象即为———兰——，由此效应引起的频率变化称为——。

5．应变片由——、——及覆盖片三部分组成。

——两头焊有引出线，作连接测量导线用。

6．传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为——，它一般由实验方法测得。

7．某些晶体沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变：晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

这种现象叫。

反之，如对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。

这种现象称为——，也称作电致伸缩效应。

8．超声波探伤作为无损探伤的主要手段，在工业检测中应用十分广泛，常用的超声波探伤方法有共振法、——和脉冲反射法等。

9．电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这一现象叫做二、选择题：选择正确的答案，将其对应的字母填入横线处。

(每空2分，共26分)1．声波在介质中传播的速度称为声速。

对于不同波型的超声波，其传播速度——A．不同B．相同C成线性关系D．纵波的声速约是横波的一半2．．是测试系统的第一个环节，将被测系统或过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。

A 敏感元件B．转换元件C传感器D．被测量3．当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质时，若其方向不垂直于界面，将产生声波的反射、折剔·及——现象。

《测试与传感技术》复习资料及答案.填空题1.检测技术的发展趋势为集成化与综合化、多功能化与智能化、系统化与标准化、（仪器虚拟化“（网络化）。

2.测试系统产生冋程误差的主要原因有：一是在测试系统屮有（吸收能量）的元件，二是由于机械结构有（间隙），由后者引起的输出量不符现象称为（盲区）。

3.测试系统的静态特性主要以（灵敏度）、（线性度）和（滞后度）表征。

4、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，主要类型有变面积式、（变间隙式）和（变介电常数式）等。

5、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有（线性）关系为最佳。

6、应表片制作材料分为金属应表片和（半导体应变片）两大类，其屮金属应表片线性度较（低/小），灵敏度（低〃卜）。

7、根据光栅工作原理，光栅分为（透射光栅）和（反射光栅）两类。

8、压电式传感器是利用某些物质的（压电效应）工作的。

9.石英单晶体和压电陶瓷具有（压电）效应。

压电材料的灵敏度主要决定于（压电常数）。

10.同步分解器是一种（转角位移）检测元件，多安装在（进给丝杆）的一端。

11・根据光栅工作原理，光栅分为（透射式）和（反射式）两类。

12.编码盘是把被测转角直接转换成相应（代码）的检测元件，它有（光电式）、（接触式）和（电磁式）三种。

13.按照电桥所采用的电源不同，电桥电路可分为（直流）与（交流）电桥。

14.电桥的和差特性是（合理布置应变片）、（进行温度补偿）、（提高电桥灵敏度）的依据。

15.不平衡电桥与平衡电桥是按（电桥工作时的状态）区分的。

16.光线示波器主要由（振动子和磁系统）、（光学系统）、（传动系统）和（时标系统）等组成。

17.磁带记录器在工作屮经历了（记录）、（重放）及（消磁）三个过程。

18.方差描述了信号在（均值）周围的分布情况，代表测试信号的（波动）分量。

19.均值、方差、均方值描述了随机过程的（静态）特征20.常用的窗函数有（矩形窗）、（汉宁窗）、（余弦矩形窗）及（指形窗）。

综合测试题及参考答案（4套）综合试题一一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、传感器的主要功能是（）。

A. 检测和转换B. 滤波和放大C. 调制和解调D. 传输和显示2、在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（）。

A. 直接测量B. 间接测量C. 组合测量D. 等精度测量3、电阻应变片配用的测量电路中，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4、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。

A．直流电桥 B．变压器式交流电桥C．相敏检波电路 D．运算放大电路5、实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（）。

A．纯金属 B．非金属C．半导体 D．合金6、光电管和光电倍增管的特性主要取决于（）。

A．阴极材料 B．阳极材料C．纯金属阴极材料 D．玻璃壳材料7、用光敏二极管或三级管测量某光源的光通量时，是根据它们的什么特性实现的( )。

A．光谱特性 B．伏安特性C．频率特性 D．光电特性8、超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的什么特性而工作的（）。

A. 反射B. 折射C. 衍射D. 散射9、下列关于微波传感器的说法中错误的是（）。

A. 可用普通电子管与晶体管构成微波振荡器B. 天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性C. 用电流—电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头155传感器与检测技术学习指导156 D. 可分为反射式和遮断式两类10、用N 型材料SnO 2制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与NO 2接触后（ ）。

A ．电阻值变小B ．电阻值变大C ．电阻值不变D ．不确定二、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1、什么是传感器动态特性和静态特性？简述在什么条件下只研究静态特就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？实现不失真测量的条件是什么？2、分析如图6.1所示自感式传感器当动铁心左右移动时自感L 变化情况（已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S ，磁导率为μ，线圈匝数W 不变）。

综合测试题及参考答案（4套）综合试题一一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、传感器的主要功能是（）。

A. 检测和转换B. 滤波和放大C. 调制和解调D. 传输和显示2、在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（）。

A. 直接测量B. 间接测量C. 组合测量D. 等精度测量3、电阻应变片配用的测量电路中，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4、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。

A．直流电桥 B．变压器式交流电桥C．相敏检波电路 D．运算放大电路5、实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（）。

A．纯金属 B．非金属C．半导体 D．合金6、光电管和光电倍增管的特性主要取决于（）。

A．阴极材料 B．阳极材料C．纯金属阴极材料 D．玻璃壳材料7、用光敏二极管或三级管测量某光源的光通量时，是根据它们的什么特性实现的( )。

A．光谱特性 B．伏安特性C．频率特性 D．光电特性8、超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的什么特性而工作的（）。

A. 反射B. 折射C. 衍射D. 散射9、下列关于微波传感器的说法中错误的是（）。

A. 可用普通电子管与晶体管构成微波振荡器B. 天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性C. 用电流—电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头D. 可分为反射式和遮断式两类10、用N 型材料SnO 2制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与NO 2接触后（ ）。

A ．电阻值变小B ．电阻值变大C ．电阻值不变D ．不确定二、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1、什么是传感器动态特性和静态特性？简述在什么条件下只研究静态特就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？实现不失真测量的条件是什么？2、分析如图6.1所示自感式传感器当动铁心左右移动时自感L 变化情况（已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为S ，磁导率为μ，线圈匝数W 不变）。

传感与测试技术复习题一、填空题：1. 测量的最基本的形式是 比较 ，测量可分为 直接 和 间接测量 两类。

2. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，A n 表示谐波分量的 幅值 。

3. 信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450)，则该信号的周期T = 2π/5 。

4. 频率不同的两个正弦信号，其互相关函数等于 0 。

5. 在相关分析中，自相关函数保留了原信号的 幅值 和 频率 信息，互相关函数保留了原信号的 幅值 、频率 和 相位差 信息。

6. 已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ，则该信号的均方值=2x ψ 100 。

7. 随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是 ψx 2 = σx 2 + μx 2 。

8. 若信号x (t )的傅立叶变换是X (f )，则x (kt )的傅立叶变换是()k X k f //。

9. 复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时，a 0表示 直流 分量，a n 表示 余弦 分量，b n 表示 正弦 分量。

10. 当信号的时间尺度压缩时，则其频带 展宽 ，幅值 降低 。

11. 求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是 傅里叶级数 和 傅里叶积分。

12. 周期信号、非周期信号频谱的主要差别是 离散与连续 。

13. 信号x (t )的均值x μ表示信号中的 直流 分量。

14. 周期信号的频谱具有的特点是 离散性 、 谐波性 和 收敛性 。

15. 信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ，反映时延0τ时相关程度 最高 。

16. 当时延τ=0时，信号的自相关函数R x (0)= 2x ψ。

17. 若信号满足)()(t x t x =-，则其傅立叶级数中只有 余弦 项。

18. 测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为 时不变 系统。

19. 测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 传递函数 。

检测和传感技术期末复习题参考答案中国石油大学(北京)远程教育学院《检测传感技术》期末复习试题参考答案一个完整的测试系统由五个基本环节组成:激励装置、传感器、信号调理、信号处理和显示记录。

2.在测试系统中，激励装置的功能是激励隐含的被测信息；传感器的功能是将测量信息转换成其他信息；信号调节链路的功能是将传感器获得的信息转换成更适合进一步传输和处理的形式。

信号处理链路的功能是处理和分析来自信号调节链路的信息。

显示记录链接的功能是显示或存储测试结果。

3.无失真测试意味着测试系统的输出应该真实地反映其输入的变化。

为了实现无失真测试，系统频率响应需要满足以下条件:幅频特性是恒定的；相频特性是线性的。

系统瞬态响应的要求是:小瞬态误差；调整时间很短。

4.测试工作的任务主要是从复杂信号中提取有用的信号。

5.测试信号的时域特征参数主要包括均值、方差和均方值。

6.信号的平均值反映了随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映了平均值附近随机信号的分布。

信号的均方值反映了随机信号的强度。

7.任何周期信号都可以分解成一系列具有合理频率比的简单谐波信号。

其频谱特征包括离散性、谐波和收敛性。

8.单一频率的正弦或余弦信号称为谐波信号。

一般周期信号是由一系列具有有理数频率比的谐波信号叠加而成的。

9.周期性信号的频谱特征:离散性意味着每个谐波分量在频率轴上取一个离散值；谐波性质意味着每个谐波分量的频率是基频的整数倍；收敛意味着每个谐波分量随着频率的增加而衰减。

10.瞬态信号存在于有限的时间内，属于能量有限的信号。

11.瞬态信号的谱是连续谱，其幅度谱的维数是单位带宽上的幅度，即幅度谱密度函数。

12.瞬态信号的时域描述和频域描述通过傅立叶变换相关。

13.某些数学公式无法表达的信号是随机信号。

14.从时域来看，系统的输出是输入和系统脉冲响应的卷积。

15.测试系统的静态特性主要包括线性度、灵敏度和返回误差。

16.一阶测试系统的基本参数是时间常数。

电子科技《测试与传感技术》在线作业2单选题一、单选题（共 20 道试题，共 100 分。

）1. 在实际应用中，用作热电极的材料一般应具备的条件不包括（）。

A. 物理化学性能稳定B. 温度测量范围广C. 电阻温度系数要大D. 材料的机械强度要高-----------------选择：C2. 差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有()。

A. 直流电桥B. 变压器式交流电桥C. 差动相敏检波电路D. 运算放大电路-----------------选择：C3. 压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（）。

A. 晶体厚度成反比B. 晶体面积成正比C. 作用在晶片上的压力成正比D. 剩余极化强调成正比-----------------选择：C4. 传感器的下列指标全部属于静态特性的是（）A. 线性度、灵敏度、阻尼系数B. 幅频特性、相频特性、稳态误差C. 迟滞、重复性、漂移D. 精度、时间常数、重复性-----------------选择：C5. 如将变面积型电容式传感器接成差动形式，则其灵敏度将（）。

A. 保持不变B. 增大一倍C. 减小一倍D. 增大两倍-----------------选择：B6. 对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（）。

A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向D. 既不能反映位移的方向，也不能消除零点残余电压-----------------选择：D7. 霍尔电势与（）成反比A. 激励电流。

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：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa实际相对误差 标称相对误差 引用误差1-12 用电位差计测量电势信号x E （如图所示）,已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻p r R R ,,21的定值系统误差分别为,005.0,01.0,01.021Ω+=∆Ω+=∆Ω+=∆p r R R 设检流计A 、上支路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不2100% 1.43%140L δ∆=⨯==2100% 1.41%142x δ∆'=⨯==100%100%21%150(50)m x γ∆∆=⨯=⨯==--测量上限－测量下限计。

求修正后的x E 的大小。

解：1122()x p E r R I R I =+-当不考虑系统误差时，有0(105)410240x E mV =+⨯-⨯= 已知12,,p r R R 存在系统误差，按照误差合成理论，可得1112240.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV∆=∆+∆-∆=⨯+⨯-⨯=修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-∆=-=2-4 某压力传感器测试数据如下表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差 压力/MPa输出值/mV第一循环 第二循环 第三循环 正行程反行程 正行程 反行程 正行程 反行程 0 -2.73 -2.71 -2.71 -2.68 -2.68 -2.69 0.02 0.56 0.66 0.61 0.68 0.64 0.69 0.04 3.96 4.06 3.99 4.09 4.03 4.11 0.06 7.40 7.43 7.43 7.53 7.45 7.52 0.08 10.88 10.95 10.89 10.93 10.94 10.99 0.1014.4214.4214.4714.4714.4614.46解：书上例题P462-5当被测介质温度为1t ，测温传感器示值温度为2t 时，有下列方程式成立：ττd dt t t 221+=当被测介质温度从25C o 突然变化到300C o 时，测温传感器的时间常数s 1200=τ，试确定经过350s 后的动态误差。