《电气测试技术》课程习题

《电⽓测试技术》课程习题

页眉内容

《电⽓测试技术》课程习题

⼀、填空题

1、测试技术包括测量和试验两⽅⾯.凡需要考察事物的状态、

变化和特征等,并要对它进⾏定量的描述时,都离不开测试⼯作。

2、按是否直接测定被测量的原则分类，测试⽅法分直接测量法

和间接测量法。

3、按测量时是否与被测对象接触的原则分类，测试⽅法分接触

式测量法和⾮接触式测量法。

4、按测量时是否随时间的原则分类，测试⽅法分静态测量法和

动态测量法。

5、测量误差⼀般按其性质分类分为系统误差、随机误差和粗

⼤误差。

6、传感器是测试系统的第⼀环节,将被测系统或测试过程中需要

观测的信息转化为⼈们熟悉的各种信号。

7、传感器的基本功能是检测信号和信号转换。

8、传感器的组成按定义⼀般由敏感元件、变换元件、信号调

理电路三部分组成。

9、传感器按信号变换特征分类；可分为结构型传感器和物理

型传感器。

10、结构型传感器是依据传感器的结构参数变化⽽实现信号变

换的。

11、物理型传感器在实现变换过程中传感器的结构参数基本不变，

⽽仅依靠传感器中原件内部的物理和化学性质变化实现传感器功能。

12、按测量原理分类⼀般包括电阻式、电感式和电容式三种基本

形式，以及由此⽽派⽣出来的其他形式传感器。

13、按传感器的能量转换情况分类可分为能量控制型和能量转换

型传感器。

14、传感器所能测量的最⼤被测量的数值称为测量上限，最⼩的

被测量值称为测量下限，⽤它们来表⽰测量区间称测量范围。

15、在采⽤直线拟合线性化时输出输⼊的校正曲线与其拟合直线

之间的最⼤偏差称为⾮线性误差或线性度，常⽤相对误差表⽰。

16、传感器输出的变化量ΔY与引起此变化量X之⽐称为静态灵

敏度（或简答什么是灵敏度）17、静态误差（精度）是指传感器在其全量程内任⼀点的输出值

与理论输出值的偏差程度。

18、传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输⼊量的响

应特性。

19、引⽤误差是指测量的绝对误差与仪器的满量程之⽐。

20、传感器的标定是指在明确传感器的输出与输⼊关系的前提下，

利⽤某种标准器具对传感器进⾏标度。

21、标定的基本⽅法是指利⽤标准仪器产⽣已知的⾮电量作为

输⼊量输⼊到待标定的传感器中，然后将传感器的输出量与输⼊标准量作⽐较，获得⼀系列标准数据或曲线（也可是传感器的标定的含义）。

22、频域内传感器不失真检测的条件是幅频特性是常数以及相频

特性是线性关系。

23、电阻应变⽚⼀般是由敏感栅、基底、覆盖层、引线和粘合

剂构成。

24、沿应变⽐轴向的应度εx必然引起应变⽚电阻的相对变化，⽽

垂直于应变⽚轴向应变εy也会引起其电阻的相对变化，这种现象称为横向效应。这种现象的产⽣和影响与应变⽚结构有关，为了减⼩由此产⽣的测量误差，现在⼀般多采⽤箔式应变⽚。

25、为了消除应变⽚的温度误差，可采⽤的温度补偿措施包括⾃

补偿法、桥路补偿法和热敏电阻补偿法。

26、应变⽚绝缘电阻是指已粘贴的应变⽚的引线与被测试件

之间的电阻值。

27、应变⽚的选择⼀般包括类型的选择、材料的选择、阻值的

选择和尺⼨的选择。

28、压阻器件本⾝受到温度影响后，要产⽣零点温度漂移和灵

敏度漂移，因此，必须采⽤温度补偿措施。

29、零点温度漂移是指电桥转换电路中4个电阻值不同及它们的

温度系数不⼀致⽽造成的，⼀般⽤串并联电阻法来补偿。

30、压阻器件的灵敏度温度漂移是由压阻系数随温度变化⽽引

起的，补偿灵敏度漂移，可采⽤在电源回路中串联⼆极管的⽅法，因为它的温度特性为负值。

31、利⽤导电材料的电阻率随本⾝温度⽽变化的温度电阻效应

制成的传感器称为热电阻式传感器。

32、电位计传感器也称为变阻器式传感器，其⼯作原理是通过

改变电位计触头位置实现将位移转化为电阻的变化。

⼆、简答题

1、什么是测试? 与计量有何区别?

2、画出测试系统的组成框图，并说明各组成部分的作⽤（P6）。3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表⽰的？

4、为什么选⽤电测仪表时,不仅要考虑它的精度,⽽且要考虑其量

程?⽤量程为150V、0.5级的电压表和量程为30V、1.5级的电压表测量25V的电压，请问选⽤哪⼀个电压表测量合适？（P19页第3题）

5、传感器是由哪⼏部分组成的？各部分的作⽤是什么？P83-84

6、传感器的定义是什么？

答：传感器是⼀种以⼀定的精确度把被测量转化为与之有确定对应关系的，便于应⽤的另⼀种量的测量装置。

7、什么是传感器的静特性？主要技术指标有哪些？

答：传感器的静特性是指传感器在输⼊量的各个值处于稳定状态时输出与输⼊关系，即当出⼊量是常量或变化极慢时，输出与输⼊关系。

衡量传感器静特性的主要技术指标有线性度、测量范围和量程、重复性、迟滞灵敏度、精度、分辨率、稳定性和漂移等。

8、精密度的定义是什么?

答:精密度是指传感器输出值的分散性,即对某⼀稳定的被测量,由同⼀测量者,⽤同⼀传感器,在相当短的时间内,连续重复测量多次,其测量结果的分散程度。

9、简述对传感器弹性敏感元件材料的基本要求是什么？（P88下）

对弹性敏感元件的基本要求有：

（1）弹性极限和强度⾼；

（2）弹性滞后和弹性后效⼩；

（3）弹性模量的温度系数要⼩且稳定；

（4）线膨胀系数要⼩且稳定；

（5）具有良好的机械加⼯和热处理性能；

（6）具有⾼的抗氧化性、耐腐蚀性、绝缘等性能。

10、简述电阻应变式传感器的⼯作原理。（P103页第⼀段）

答: 电阻应变式传感器由弹性敏感元件和电阻应变⽚组成。当弹性敏感元件受到被测量作⽤时，将产⽣位移、应⼒和应变，则粘贴在弹性敏感元件上的电阻应变⽚将应变转换成电阻的变化。这样，通过测量电阻应变⽚的电阻值变化，从⽽确定被

测量的⼤⼩。

11、⾦属导体应变⽚与半导体应变⽚在⼯作原理上有何区别？

答：对于⾦属应变⽚，电阻值的变化是主要由机械变形⽽产⽣的电阻应变效应，电阻率⼏乎不变化；

⽽对半导体应变⽚，电阻值的变化主要是由电阻材料受到载荷作⽤产⽣应⼒时电阻率发⽣变化引起的。

12、电阻应变⽚产⽣温度误差的原因有哪些，怎样消除误差？

（P114—P115）

（1）、敏感栅的电阻值随温度的变化⽽改变，即电阻温度效应；（2）、敏感栅和试件线膨胀系数不同⽽产⽣的电阻变化。

详见P114—P115

13、什么是电阻应变⽚的横向效应？（P106中间）

答：将直的电阻丝绕成栅状以后，即使在长度相同，应变状态也相同的条件下，由于栅状电阻丝的横向绕制部分感受被测点的横向应变，因此电阻丝总的电阻变化将会受到横向变形的影响，这种现象称为应变⽚的横向效应。

14、什么是压阻效应？（P105）答：dρ／ρ是电阻丝受到应⼒作⽤⽽引起电阻率的变化，即压阻效应。

三、计算题

1、对某量进⾏了15次重复测量，测量的数据为：20.42, 20.43,

20.40, 20.43, 20.42, 20.43, 20.39, 20.30, 20.40, 20.43,

20.42, 20.41, 20.39, 20.39, 20.40。是判定数据中是否存

在粗⼤误差（P=99%）。（P15页例1-1）

2、两⾦属应变⽚R1和R2阻值均为120Ω，灵敏度系数K=2，两应

变⽚⼀⽚受拉另⼀⽚受压，应变均为1000µε，两者接⼊直流电桥组成半桥双臂⼯作电桥，电源电压U=5V；求（1）ΔR和ΔR／R;(2)电桥的输出电压。

第九章到第⼗⼀章

1，只要线圈磁通量发⽣变化，就有感应电动势产⽣，其实现⽅法主要有线圈与磁场发⽣相对运动，磁路中磁阻变化，恒定磁场中线圈⾯积变化。当传感器结构参数确定后，感应电动势e与线圈相对磁场的运动速度v或w 成正⽐，所以，可⽤磁电式传感器测量线速度和⾓速度，对测得的速度进⾏积分或微分可求出位移和加速度。

2，磁电式传感器直接从被测物体吸收机械能并转换成电信号输出，且输出功率⼤，性能稳定，它的⼯作不需要电源，调理电路简单，由于磁电式传感器通常具有较⾼的灵敏度，所以⼀般不需要⾼增益放⼤器，适⽤于振动

转速,扭矩的测量。

3，霍尔电势U H=R H IB/d，其中R H是霍尔系数，I是控制电流，B是磁场强度，d是半导体薄⽚厚度。

4，霍尔电势的⼤⼩正⽐于控制电流I和磁场强度B

5，霍尔传感器的灵敏度KH表⽰在单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电势⼤⼩。⼀般要求越⼤越好，原件厚度d越薄KH越⼤，所以霍尔元件的厚度都很薄，当霍尔传感器的⼏何尺⼨确定后，霍尔电势⼤⼩只和控制电流I和磁感应强度B有关，因此霍尔传感器可⽤来探测磁场和电流，由此可测压⼒和振动。

6，霍尔元件结构简单，由霍尔⽚，四根引线和壳体组成

7，对霍尔元件可采⽤恒流驱动, 恒压驱动电路简单，但性能较差，随磁感应强度增加，线性变坏。仅⽤于精度要求不太⾼的场合。恒流驱动线性⾼，精度⾼，收温度影响⼩。

8，霍尔元件对温度变化很敏感，霍尔元件的性能参数输⼊电阻，输出电阻，霍尔电势，都会随温度⽽变化，从⽽带来测量误差。为减⼩温度的影响，除选⽤温度系数⼩的原件或采⽤恒温措施外，还可⽤适当⽅法补偿。

简答题

1，什么事霍尔元件?(P168) 为什么半导体材料适合做霍尔元件（P171）2，什么是磁阻效应？（P179）

3，霍尔元件产⽣不等位电势的主要原因有哪些？如何进⾏补偿？

（P172~173）

1,在光线作⽤下，物体内的电⼦逸出物体表⾯，向外发射的现象叫外光电效应。在光线作⽤下，电⼦吸收光⼦能量从键合状态过渡到⾃由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为光电导效应。在光的作⽤下能够使物体内部产⽣⼀定⽅向的电动势的现象称光⽣伏特效应

2，光敏元件的两端加⼀定的偏置电压后，在某种光源的特定照度下产⽣或增加的电流称光电流。光敏元件在⽆光照时两端加电压后产⽣的电流叫暗电流。3，光敏电阻是利⽤光电导效应制成的。⽆光照时光敏电阻的阻值很⼤，当它受到⼀定波长范围的光照时，其阻值很⼩。

4，光纤的分类很多，按折射率分布情况分为阶跃型和渐近型。按传输模式多少可分为单模和多模光纤。

5，光电式编码器由光源，光学系统，码盘，光电接收元件，处理电路组成

6，热电式传感器是⼀种将温度变化转换为电量的装置

7，热电式传感器按测温⽅法不同分为接触式和⾮接触式两⼤类

8，热电阻是利⽤导体或半导体的电阻随温度变化的特性测量温度，⽤半导体材料作为温感元件的传感器称热敏电阻

9，什么是热电效应？P218

10，热电式是由两个导体的接触电势和同⼀导体的温差电势组成

11，简述热电偶冷端温度补偿的各种⽅法的特点P224~225