2013检测与转换期末考试B卷及答案.doc

《检测与转换技术》试卷一、单项选择题（每题3分，共30分）1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差A 测量人员的粗心大意B 检测装置的指示刻度不准C 许多因素微小变化的总和D 传感器的不稳定2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是A 大小与所取单位有关B 量纲与被测量有关C 不能反映误差的大小和方向D 能反映测量工作的精细程度3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是A 1KgB 10％CD 10Kg4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定C 金属材料厚度测量D 金属材料内部杂质的检测5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是A 热电偶B 铜热电阻C 半导体热敏电阻D 铂热电阻6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量A 用热电偶测量温度B 用温度计测量温度C 用铜热电阻测量温度D 用铂热电阻测量温度8、用下哪一种检测方法的灵敏度高A 采用差动电桥B 采用电流源供电C 采用有源电路D 采用双差电桥9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差A 代替方法B 交换方法C 采用温度补偿方法D 采用频率电压转换电路10、影响检测系统稳定性的因素有A 使用寿命B 标定测值的变化C 反应时间D 分辨率二、创新思考问题（每题10分，共20分）1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。

（试考虑2种以上的传感器）2. 检测液位一般可以采用哪几种方法（试考虑2种以上方法）三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分）1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小2、单臂电桥的非线性误差δf的大小3、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为：，，，，，，，，，，，，，，%试判断并剔除异常值。

第一章检测技术的基础知识（本文档适合电气工程类专业同学朋友们，希望能帮到你们）一、填空题1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。

2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。

3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。

4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。

5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。

6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。

7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。

（因为U≥2/3Umax）8、有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。

该表可能出现的最大误差为 1℃，当测量100℃时的示值相对误差为 1% 。

9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将　非电量转换成与之具有一定关系的电量。

10、传感器一般由　敏感元件　和　转换元件　两部分组成。

11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为60 mv/mm 。

二、选择题1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。

A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。

A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。

今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。

A．5.0级B．2.5级C．2.0级D．1.5级4．有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。

今欲测250℃的温度，选用量程为 C 的最为合理。

贵州师范大学2010— 20101学年度第1学期《检测与转换技术》课程期末考试试卷(B卷;闭卷)姓名学号学院机电工程学院年级专业 2008电气工程一、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、多选和未选均无分。

1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是。

（） A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度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．根据能量转换原理看，下列哪种传感器属于电参数传感器（） A．热电偶传感器 B．电容式传感器C．压电式传感器 D．磁电式传感器4．电动系功率表的内部有几个线圈。

（） A．四个 B．三个 C．两个 D．一个5．由某种函数规律变化而产生的误差称为。

（） A．随机误差 B．系统误差 C．粗大误差 D．附加误差6．在差动变压器和互感传感器测量电路中，“消除零点残余电压”的最佳方法是在测量电路中加入。

（）A．电桥电路 B．D/A电路 C．A/D电路 D．相敏整流电路7．待测空气中实际所含的水蒸气分压与相同温度下饱和水蒸气压比值的百分数称为：（）A．湿度比 B．相对湿度 C．绝对湿度 D．露点8．光电阻在不同的光照度下所产生的电压值发生了相应的变化，这种特性揭示了光电阻是属于哪种类型的传感器。

（）A．电参数 B．电量 C．结构 D．电感9．由铁心、线圈和衔铁三部分组成的传感器是。

（）A．互感式传感器 B．自感式传感器C．螺管式传感器 D．涡流式传感器10．电容传感器中电容的正对面积减小时，其电容如何变化。

（）A．减小 B．增加 C．不变 D．不确定二、简答题（本大题共5小题，每小题10分,共50分）1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？2．什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关？3、什么叫正压电效应？什么叫逆压电效应?4、什么是粗大误差？如何判断测量系统中含有粗大误差？5、电容式传感器测量电路的作用是什么？三、简述题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1、什么是热电势、接触电势和温差电势？说明热电偶测温的原理。

考试科目：检测与转换 考试时间：100分钟 试卷总分100分一、填空题答案1.线性度、迟滞、重复性、灵敏度2.整流辨向、消除零点残余电压3.绝缘电阻；0.1M Ω以上；1Ω～0.1M Ω。

4.U U q q =='',，电压5.提高分辨率6.集成化、微型化、智能化、网络化7.下降（变小）；下降（变小）；相对湿度8.热电阻、热敏电阻、热电偶二、简答题答案1.答：如图所示的金属或半导体薄片，若在它的两端 通过控制电流I ，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强 度为B 的磁场，那么，在垂直于电流和磁场方向上将产 生电动势U H 。

这种现象称为霍尔效应。

（4分）霍尔效 应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果，当电场作用在运动电子上的电场力f E 与洛伦兹力f c 相等时，电子积累便达到动态平衡。

这时，在薄片两横断面之间建立的电场称为霍尔电场E H ，相应的电动势称为霍尔电动势U H ,其大小表示为：（4分）d IBR U H H =（2分）2.答：莫尔条纹的特点是：1）莫尔条纹的移动量、移动方向与光尺的位移量、位移方向具有对应关系。

（3分）2）θ/d w =，莫尔条纹间距对光栅栅距具有放大作用。

当θ很小时，w 对d 有几百倍的放大作用（d 为光栅距）。

（4分）3）莫尔条纹对光栅栅距局部误差具有消差作用。

（3分）三、推导题答案1）当θ＝0时，此时两板的遮盖面面积为S ，所以此时d SC ε=0 （3分）2）当θ≠0时，此时两板的遮盖面积要发生变化，因为θ在π~0之间变化，所以当转过θ角时，此时两板的遮盖面积为S S S S )/1()/('πθπθ-=-=（4分）,则)/1()/1(0'πθπθεε-=-==C dS dS C x （3分）四、计算题答案1．解： 1）Ω=Ω⨯⨯==∆⨯=⨯⨯==∆∴==---132.0110102.1102.1106002/600,2336R k R k RR mm k εεμε （5分）2）若用电桥测量电路，相关电路图如右图所示 若电桥电源U ＝4V ，则V Uk U 108.4102.14330=⨯=⨯⨯==--ε（5分）3）若U 0降至2mV ，则m m Vm VkU U /2504220με=⨯==（3分） 2．解： 1）R3R2U01%1%1003003%1003300)50(250000000==⨯=⨯∆=∴=∆=--=k C CA x Cx C C C A m m m m m 精度等级γ （4分）2）当测量到500C 和2000C 时，其最大误差仍为3度，因此所测温度值越接近测量范围的上限，则相对误差越小。

考试过程中不得将试卷拆开 第 页（共 6 页）1广西大学课程考试试卷（ 2012～ 2013 学年度 第 二 学期 ）课程名称：检测技术试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名：命题小组教研室主任签名： 主管院长签名：一、填空题（每小题2分，共12分）1．传感器采用差动结构，不仅能够减小 误差，还能够提高 测量灵敏度和减小 的影响。

2．已知某系统误差的表达式为ε(t ）＝3+2t ，则该误差属于 性系统误差，可在测量中采用 法予以消除或减少。

3. 压电材料所具有的将机械能变为电能的现象称为 压电效应， 将电能变为机械能的现象称为 压电效应。

4. 超声波倒车雷达中的超声波发射探头，是利用压电材料的 向压电效应工作的，而接收探头是利用 向压电效应原理工作的。

5.如图1所示的红外热释电测温仪结构框图中，调制盘的作用是通过“斩光”将恒定的红外辐射变成 的辐射，而前置放大器的作用是进行 和阻抗变化。

6. 若标尺光栅移动1个栅距W ，则莫尔条纹上、下移动 个条纹间距。

为了辨别位移的方向，光栅传感器至少需要安装 个光电元件。

装订线（答题不得超过此线） 图1指示器二、单项选择题（每小题2分，10小题共20分）1. 某步枪经校验，发现其准星存在较小的系统误差，而标准偏差较大，若使用该步枪向靶子射击10发子弹，则最有可能的弹着点分布为图2中的A. 图(a) ；B. 图（b）；C. 图(c);D. 图(d)。

图2 图32．如图3所示防雷保护示意图，当雷电击中电缆时，若希望热敏电阻Rt的阻值急剧增大以防止设备被大电流损坏，则Rt应选择A. PTC型热敏电阻；B. NTC型；C. CTR型；D. 以上三者均可。

3．半导体应变片与金属电阻应变片相比较，具有的特点是A．灵敏度低，非线性误差大；B．灵敏度高，非线性误差大；C．灵敏度低，非线性误差小；D．灵敏度高，非线性误差小。

4．以下属于线绕式电位器式传感器特点的是A.不存在阶梯特性；B.可通过增大电阻丝的直径提高电压分辨率；C.存在电刷磨损问题，寿命比光电式电位器短；D.输出信号需要放大。

职 业 技 术 学 院2009 -- 2010学年 第一 学期《检测与转换 》期末试卷A 卷考试班级： 08电气（1），（2）答题时间： 90 分钟 考试方式： 闭卷题号 一 二 三 四 五 六 总分 阅卷人 得分一、 选择题：（每空1分，共17分）1.传感器是由（ ）、（ ）和（ ）组成。

2. 电子称中所使用的应变片应选择（ ）应变片，为提高集成度，测量气体压力应选择（ ）应变片。

3.单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的（ ）。

而接收超声波时是利用超声波的（ ）。

4.在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用（ ），可减小测量误差；而在车用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时，应采用（ ）较为妥当。

5.大面积钢板探伤时，耦合剂应选（ ）为宜，机床床身探伤时，耦合剂应选（ ），给人体做Ｂ超检查时，耦合剂选（ ）。

6. 超市收银台用激光器扫描检测商品的条形码是利用了（ ）；复印机里用光电传感器检测走纸故障是利用（ ）的原理。

放电影时，利用光电元件读取 影片胶片边缘“声带” 的黑白宽度变化来还原声音，是利用了（ ）原理，而洗手间的红外反射式干手机是 利黑白宽度变化来还原声音，是利用了（ ）原理，而洗手间的红外反射式干手机是利用（ ）。

二、 选择题：（每题2分，共12分）1．某采购员分别在三家商店购买100千克大米，10千克苹果，1千克巧克力，发现均缺少0.5千克，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（ ）。

A.绝对误差B. 示值相对误差C. 满度相对误差D. 精度等级2．用万用表交流电压档测量频率500KHZ 、10V 左右的高频电压，发现示值还不到2V,该误差属（ ）。

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. 系统误差B. 粗大误差C. 随即误差D. 动态误差3．MQN 气敏电阻可测量（ ）的浓度，TiO2气敏电阻可测量（ ）的浓度。

《检测与转换技术》试卷B一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24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、多选和未选均无分。

1.非线性度是表示校准曲线( )的程度。

A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性2.一阶系统的动态表征参数是( )A.线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数3.将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件4.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( )A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零5.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6．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7．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C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声 B．抑制差模噪声C．克服串扰 D．消除电火花干扰9．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数 B．非周期偶函数C．周期奇函数 D．非周期奇函数10.对压电式加速度传感器，希望其固有频率( )A.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意11.( )传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。

A.金属辐射式B.热电偶C.半导体三极管D.比色计12.信号传输过程中，产生干扰的原因是( )A.信号是缓变的B.信号是快变的C.干扰的耦合通道D.信号是交流的二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。

错填或不填均无分。

1.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和。

检测与转换技术期末试题库传感器习题集及答案第01章检测与传感器基础1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.1答：从⼴义的⾓度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是：⼀种能把特定的信息（物理、化学、⽣物）按⼀定规律转换成某种可⽤信号输出的器件和装置。

从狭义⾓度对传感器定义是：能把外界⾮电信息转换成电信号输出的器件。

我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照⼀定规律转换成可⽤输出信号的器件和装置”。

定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的⼀种检测装置；能按⼀定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输⼊之间存在确定的关系。

按使⽤的场合不同传感器⼜称为变换器、换能器、探测器。

1.2 传感器由哪⼏部分组成？试述它们的作⽤及相互关系。

1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作⽤——传感器处于研究对象与测试系统的接⼝位置，即检测与控制之⾸。

传感器是感知、获取与检测信息的窗⼝，⼀切科学研究与⾃动化⽣产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作⽤与地位特别重要。

1.3 简述传感器主要发展趋势1.3答：数字化、集成化、智能化、⽹络化等。

1.4传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们⼀般可⽤哪些公式表⽰？1.4答：静特性是当输⼊量为常数或变化极慢时，传感器的输⼊输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨⼒、稳定性、温度稳定性、各种抗⼲扰稳定性。

传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。

⼈们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。

1.5传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些⽅法？传感器的线性度γ表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。

1.5答：L1）实际传感器有⾮线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进⾏⽐较，其中存在偏差，这个最⼤偏差称为传感器的⾮线性误差，即线性度，2）选取拟合的⽅法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独⽴线性度(端点平移拟合)；最⼩⼆乘法线性度。

简答题:K 开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？ 2、 仪表的可靠性和稳定性有什么异同点？ 3、 简述应变片温度误差的原因和补偿方法。

电阻传感器使用桥路补偿温度误差，问采用补偿片的电桥与采用差分技术的 半桥有何异同？5、 简述电容式检测元件如何消除寄生电容的影响。

6、 问影响电容传感器特性稳定的原因主要有什么？解决办法是？7、 简述压电效应原理。

&简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。

9、简述磁电式检测元件的误差及补偿方法。

10、 叙述热电偶中间导体定律，简述此定律在实际应用中的作用。

11、 在热电偶冷端温度补偿中，试述机械调零法的工作原理。

12、 画出直流电桥和电感交流电桥原理图，并分别写出电桥平衡条件。

13、 什么叫电涡流效应？ 14、 简答霍尔效应原理。

15、 对霍尔电压进行温度补偿的方法有哪些？ 16、 自感式传感器的工作原理及类型。

17、 为什么电感式传感器一般采用差分式？ 18、比较热电阻和热敏电阻的异同点。

19、光敏电阻的测光原理1、应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径为D = 10cm,材料弹性模量E = 2.05X1011 N/m2，用它称50t 重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K = 2, R = 120Q ，问电阻变化多少?2、 用万用表测两电压,测U 1=1010V 的电压,测量结果为1000V ；测测U1=9.5V 的电压，测量结果为10Vo 请问两次测量，哪次测量的绝对误差大？哪次测量的 准确度高？3、 已知霍尔元件与磁感应强度为B = 0.4T 的磁场有一夹角0 = 30,当控制电流I = 10mA 时输出电压 Uo=20.3mV,当 I=20mA 时 Uo=20.7mV,求零位误^AU n 及灵敏度K H O4、石英晶体dn=2.3pC/N,石英晶片的宽度是长度L 的0.5倍，是厚度h 的2倍, （1）当沿电轴方向施加F=3MN 的压力时，求电量qx;（2）当沿机械轴施加同 样的压力时，求电量qY ；（3）在石英晶体表面上标出电荷极性以及受力方向5、有一热电阻温度计，温度T|为20°C 时，电阻&为100Q ；温度为T 2=25°C 时，电阻R2为101.5Q 。