武汉理工大学-现代检测理论与技术网课题目和答案

《现代检测技术》2013年复习提纲及答案1. 系统误差有什么特点？请简要叙述如何判别和确定系统误差的方法。

答：系统误差是在相同条件下多次测量同一物理量时产生的误差，包括恒定系统误差和变值系统误差。

恒定系统误差的绝对值和符号保持恒定，变值系统误差在条件改变时，按某一确定的规律变化。

判别和确定系统误差的方法有四种：1） 实验对比法。

该方法通过改变产生系统误差的条件进行测量，以发现系统误差，此法适用于发现固定的系统误差。

2） 剩余误差观察法。

剩余误差为某测量值与测量平均值之差，根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，可以直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。

这种方法主要适用于发现有规律变化的系统误差。

3） 不同公式计算标准误差比较法。

对等精度测量，可以用不同公式计算标准误差，通过比较可发现系统误差。

4） 计算数据比较法。

对同一量进行测量得到多组数据，通过计算数据比较，判断是否满足随机误差条件，以发现系统误差。

2. 等精度测量某电流10次，测量结果如下表所示，请判断其系统误差。

表 1 测量结果及计算表2. 解：观察残差vi 的符号和数值，有明显的下降趋势，估计存在变值系统误差。

利用马利科夫准则进行判断，因n 为偶数，取k=5，利用公式求:Mi i i i i v v v M >>=--=-=∑∑==3.2)15.1(15.110651测量中存在累进性系统误差。

用阿卑－赫梅特准则判断，得：485.0111==∑-=+n i i i vv A求出均方根误差的平均值：076.0968.01210122≈=-=∑=i i n v σ228.0076.0312=⨯≈-σn显然21σ->n A ,表明测量值中存在周期性系统误差。

3.0.027Fσμ＝，在置信概率为0.99时，试说明显著性水平α的物理意义，并使用格罗布斯准则判断有无粗大误差。

临界值见附表1。

答：设对电容量的多次测量是等精度独立测量，为了检验),...,2,1(n i x i =中是否存在粗大误差，将i x 按照大小顺序排列成顺序统计量)(i x ，即：85624371x x x x x x x x 、、、、、、、 按测量值的大小顺序排列得：8)8(1)1(,x x x x ==由格罗布斯公式导出了()()()()481.1027.004.01188≈=-==-=σσx x g xx g 显著性水平为01.099.011=-=-=p α，22.2)01.0,8(0=g ，显然)01.0,8(48.10)8()1(g g g <==，故测量数据中不存在粗大误差。

一、判断(共计50分,每题2.5分)1、金属电阻应变片电阻的变化主要是由于电阻丝的几何变形引起的。

（）A. 正确B. 错误2、在信号的调幅过程中，载波就是被测试的缓变信号。

（）A. 正确B. 错误3、为避免信号的混叠，采样频率fs必须不小于信号最高频率的fc的2倍。

（）A. 正确B. 错误4、对于一阶系统，时间常数τ越小越好。

（）A. 正确B. 错误5、若金属电阻应变片的测试信号为直流电桥一个桥臂的输入，则电桥的输出为调幅波。

（）A. 正确B. 错误6、传递函数相同的各种装置其动态特性不一定相同。

（）A. 正确B. 错误7、满足狄氏条件的周期信号可以用傅氏级数展成余弦函数之和的形式。

（）A. 正确B. 错误8、用矩形窗函数对信号进行截断，增加矩形窗函数的宽度能够减少能量泄漏。

（）A. 正确B. 错误9、同步解调时使用的载波信号频率不一定和调幅时使用的载波信号频率相同。

（）A. 正确B. 错误10、周期信号是由频率成基频整数倍的离散的谐波叠加而成。

（）A. 正确B. 错误11、磁电式传感器可以用于测量线速度和角速度。

（）A. 正确B. 错误12、测试装置能进行不失真的测试的条件是其幅频特性为常数，相频特性为零。

（）A. 正确B. 错误13、单个方波是周期信号。

（）A. 正确B. 错误14、灵敏度和权函数均描述了测试系统的动态特性。

（）A. 正确B. 错误15、频率不变性原理是指线性测试系统的输出信号频率总等于输入信号的频率。

（）A. 正确B. 错误16、若要测试最高频率为100Hz的信号，可以用FC6-400的振动子光线示波器。

（）A. 正确B. 错误17、瞬态信号的频谱是离散的。

（）A. 正确B. 错误18、信息不具有能量，信号也不具有能量。

（）A. 正确B. 错误19、对恒带宽比滤波器，中心频率越高，带宽越大。

（）A. 正确B. 错误20、对纯电阻电桥，电桥平衡的条件是两相对桥臂上电阻的乘积相等。

第一讲：1、传感器是一种将特定的被测信号按照一定的规律转换为可用输出信号的装置，它主要由敏感元件和转换元件组成。

2、基本型现代检测系统一般包括传感器、信号处理、数据采集、计算机、输出显示等五部分。

3、传感器技术发展趋势及重点研究开发主要体现在高精确度、小型化、集成化、多功能化、智能化等方面。

4、检测技术的发展主要体现在①不断拓展测量范围，努力提高检测精度和可靠性②传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展③重视非接触式检测技术研究④检测系统智能化等方面。

5、一个完整的检测过程包括信息数据采集、信号处理、信号传输、信号记录、信号显示等方面。

6、现代检测系统的基本结构大致可分为智能仪器、个人仪器和自动测试系统等三类。

7、传感器按能量关系可分为能量变换型和能量控制型两类。

8、传感器按输出量可分为模拟式和数字式两类。

9、智能传感器一般具有①自校零、自标定、自矫正②自动补偿③自动采集数据。

并对数据进行预处理④自动进行检测、自选量程、自寻故障⑤数据存储、记忆与信息处理功能⑥双向通讯、标准化数字输出或符号输出等功能。

第二讲：1．仪表的精度等级是指仪表的（）A．绝对误差B．最大误差 C．相对误差 D．最大引用误差2.属于传感器动态特性指标的是( )A.重复性B.线性度C.灵敏度D.固有频率3.按照分类，阈值指标属于( )A.灵敏度B.静态指标C.过载能力D.量程4.与价格成反比的指标是( )A.可靠性B.经济性C.精度D.灵敏度5.属于传感器静态指标的是( )A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性6. 属于传感器动态特性指标的是( )A.量程B.过冲量C.稳定性D.线性度7.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( )A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.灵敏度越高8.传感器的灵敏度越高，表示传感器( )A.线性度越好B.能感知的输入变化量越小C.重复性越好D.迟滞越小9.传感器的标定是在明确传感器的输入与输出关系的前提下，利用某种( )对传感器进行标定。

现代检测技术_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.当环境温度一定时，霍尔传感器可做成（）。

答案:乘法器2.变面积型电容传感器的电容相对变化量与位移成。

答案:正比3.误差按表示方法分为绝对误差和相对误差，其中示值误差属于（）。

答案:示值相对误差4.差动式电容传感器可以减小误差。

答案:非线性5.下列何种光电器件的光照特性近似线性（）。

答案:光敏二极管6.应变片受恒力作用时，应变电阻值随时间而变化，这种现象称为（）。

答案:蠕变7.人工陶瓷沿Z轴给力时，将产生向压电效应。

答案:纵8.石英晶体的沿X轴产生向压电效应。

答案:纵9.石英晶体中，X轴又称为（）。

答案:电轴10.利用霍尔传感器测位移，是利用了磁感应强度是的函数。

答案:位置11.金属应变片的结构主要有金属丝、金属箔、三种。

答案:金属薄膜12.光电管和光电倍增管都是基于（）效应的。

答案:外光电效应13.半导体应变片的应变效应主要由的变化所引起。

答案:电阻率14.在传感器静态特性指标中，描述传感器在输入量按同一方向行程中连续多次测量所得特性曲线不一致程度的指标是。

答案:重复15.下面那种不是霍尔传感器不等位电势的产生原因（）。

答案:空载电势的存在16.在机器系统和人体系统的对应关系中，下面哪个描述是错误的。

（）答案:由计算机获取外界信息17.霍尔电流传感器是通过霍尔电势表达式中的变化来测量的。

答案:磁场##%_YZPRLFH_%##B##%_YZPRLFH_%##磁场大小18.在下列应变式传感器的测量电路中，哪种电路存在非线性误差（）。

答案:单臂桥19.传感器的国标符号中，三角形表示元件。

答案:敏感D图像传感器按结构可分为帧转移式和转移式。

答案:行间##%_YZPRLFH_%##行21.线阵CCD中，单通道结构比双通道（）。

答案:成本低22.光纤陀螺属于（）。

答案:功能性光纤传感器23.光电效应分为内光电效应和外光电效应两种，其中光敏电阻的光电效应为。

智慧树知到《现代检测技术》章节测试答案智慧树知到《现代检测技术》章节测试答案第一章1、用以标定的仪器，直接的测量出某一待测未知量的量值称为（）。

A:间接测量B:直接测量C:接触式测量D:动态测量正确答案：直接测量2、下列哪项不是闭环控制型现代测试系统的优点（）。

A:实时数据采集B:实时判断决策C:远距离传输D:实时控制正确答案：远距离传输3、下列属于测量过程的是（）。

A:被测对象B:测试方法C:数值和计量单位D:测量误差正确答案：被测对象,测试方法,数值和计量单位,测量误差4、水银温度计测量体温属于直接式测量。

A:对B:错正确答案：对5、测试技术与传感技术被称为信息技术系统的（）。

A:感官B:神经C:大脑正确答案：感官第二章1、下列非线性补偿方法中属于软件补偿的是（）。

A:拟合法B:开环式C:差动式D:闭环式正确答案：拟合法2、A类标准不确定度是用非统计方法得到的不确定度。

A:对B:错正确答案：错3、真值在实际测量中是可以确切获知的。

A:对B:错正确答案：错4、相对误差是绝对误差与测量仪表量程之比。

A:对B:错正确答案：错5、将63.73501四舍五入，保留两位小数为（）。

A:63.73 B:63.74C:63.00D:64.00正确答案：63.74第三章1、直流电桥可以测量电容的变化。

A:对B:错正确答案：B2、全桥接法的灵敏度是半桥双臂接法的几倍（）。

A:1 B:2C:4D:8正确答案：B3、半导体式应变片比金属丝式应变片的灵敏度高。

A:对B:错正确答案：A4、丝式应变片采用栅状结构是为了获得大的电阻变化量。

A:对B:错正确答案：A5、下列哪项不是半导体应变片的优点（）。

A:灵敏度高B:体积小C:温度稳定性能好D:易于集成化正确答案：C第四章1、下列哪项是电容式传感器的缺点（）。

A:电缆分布电容影响大B:精度低C:灵敏度低D:结构复杂正确答案：A2、电容式传感器灵敏度最高的是（）。

A:极距变化型B:面积变化型C:介质变化型D:不确定正确答案：A3、电涡流传感器是利用（）材料的电涡流效应工作的。

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《现代检测技术及仪表》第2版习题解答孙传友编第1章1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。

信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。

测量技术则是关键和基础”。

如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。

因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。

仪器工业是信息工业的重要组成部分。

1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。

2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。

3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。

4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。

1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。

尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。

从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。

从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。

这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。

《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。

答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。

信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。

测量技术则是关键和基础。

仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。

仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。

仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。

如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。

钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。

”。

现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。

从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。

仪器工业是信息工业的重要组成部分。

２、非电量电测法有哪些优越性。

答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。

2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。

3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。

4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。

３、各类仪器仪表有哪些共性。

答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。

从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。

这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。

《现代测试技术》习题基本题型：填空题、判断题、问答题、名词解释、大题(计算题、作图题)一、填空题1.1 传感器主要由、与三大部分构成。

1.2 信号x(t)的正弦形式的傅里叶级数的系数a0= ，a n= ，b n= ，A n= ，φn= 。

1.3 傅里叶变换对1↔，当x(t)↔X(f)时，频移特性为。

1.4 傅里叶变换对δ(t)↔，当x(t)↔X(f)时，时移特性为。

1.5 傅里叶变换对ε(t)↔，当x(t)↔X(f)时，时移特性为。

1.6 组合压电元件在力学结构上是形式，在电学结构上是形式。

1.7 光电效应可分为效应、效应与效应。

1.8 压电元件的常用结构形式在力学结构上是形式，在电学结构上是形式。

1.9 热电偶总电动势是由与两种电动势组成，其中起主要作的是电动势。

1.10 按照滤波器工作目的可分为、、与4种基本类型。

1.11 理想滤波器的条件是其通带的幅频特性为，而阻带的幅频特性为。

1.12 金属应变片的常用组桥形式主要有电桥、电桥与电桥。

1.13 信号的自相关系数ρx= ，自相关函数R x(τ)= 。

二、名词解释题2.1 应变效应、压阻效应、电涡流效应、金属应变效应、电涡流效应、压电效应、霍尔效应、热电阻效应、热敏电阻效应、磁敏效应、磁阻效应、外光电效应、内光电效应、光生伏特效应2.2 测试系统的灵敏度、测试系统的线性度、零点漂移、回程误差、重复性误差2.3 信号的调制与解调、滤波、无失真传输三、简答题3.1 何谓能量信号与功率信号？一个信号是否可既是能量信号又是功率信号？一个信号是否可既不是能量信号又不是功率信号？为什么？3.2 二阶系统的阻尼比ζ和固有频率ωn对二阶系统主要有什么影响？3.3 有限个周期信号之和是否一定为周期信号？为什么？3.4 传感器差动式比简单式有什么优点？3.5 何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举出三个例子说明。

3.6 压电式传感器主要适用于什么情况下工作？为什么？3.7 试给出光电耦合隔离放大器电路，它主要起何作用？3.8 试给出变压器耦合隔离放大器电路，它主要起何作用？3.9 直流电桥的双臂形式比单臂形式有什么优点？为什么？3.10 应变片应当如何组桥？试给出其相应电路图及输入输出关系式，并进行比较分析。