第一章 检测技术基础习题

检测技术基础知识试题### 检测技术基础知识试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 检测技术中常用的传感器类型不包括以下哪一项？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 声音放大器2. 在自动化检测系统中，以下哪个不是数据采集的基本步骤？A. 信号放大B. 信号滤波C. 信号转换D. 数据存储3. 以下哪项不是检测技术的基本原则？A. 准确性B. 可靠性C. 经济性D. 复杂性4. 传感器的灵敏度是指：A. 传感器对被测量变化的响应速度B. 传感器对被测量变化的响应大小C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性5. 以下哪个是数字信号的特点？A. 易于受到噪声干扰B. 抗干扰能力强C. 信号传输距离有限D. 需要模拟/数字转换器6. 在检测技术中，线性度是指：A. 传感器输出与输入成正比的程度B. 传感器输出与输入成反比的程度C. 传感器输出与输入无关的程度D. 传感器输出与输入的非线性关系7. 检测技术中，以下哪种误差属于系统误差？A. 随机误差B. 固定误差C. 测量误差D. 环境误差8. 以下哪种方法常用于提高测量精度？A. 增加测量次数B. 减少测量次数C. 只测量一次D. 忽略测量误差9. 检测技术的发展趋势不包括：A. 智能化B. 网络化C. 单一化D. 微型化10. 以下哪种技术不属于现代检测技术？A. 光纤传感技术B. 无线传感网络技术C. 红外传感技术D. 机械式测量技术#### 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述传感器在检测技术中的作用及其重要性。

2. 解释什么是校准，并说明校准在检测技术中的重要性。

3. 描述数字信号处理的基本步骤，并解释其在提高测量精度中的作用。

#### 三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设有一个线性传感器，其输出与输入的关系可以表示为\( V_{out} = 2V_{in} + 3 \)，其中 \( V_{in} \) 是输入电压，\( V_{out} \) 是输出电压。

第一章传感器与检测技术基础1 传感器就是能感知外界信息并将其按一定规律转换成可用信号的机械电子装置。

传感器就是将外界被测信号转换为电信号的电子装置，它由敏感器件和转换器件两部分组成。

2 灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值，可表示为：s= dy/dx 或者 s=Δy/Δx3 如果检测系统由多个环节组成，各环节的灵敏度分别为S1，S2，S3，而且各环节以串联方式相连接，则整个系统的灵敏度为：s=S1*S2*S34 分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量最小变化值的能力。

5 线性度是用实测的检测系统输入/输出特性曲线与拟合直线之间最大偏差与满量程输出的百分比来表示的，E f=Δm/Y FS *100%6 传感器的迟滞：迟滞特性表明检测系统在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程期间，输入/输出特性曲线不一致的程度。

迟滞的可能是由仪表元件存在能量吸收或传动机构的摩擦、间隙等原因造成的。

7 传感器的重复性：重复性是指传感器在检测同一物理量时每次测量的不一致程度，也叫稳定性。

8 一个完整的检测系统或装置通常由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转化、显示和处理等功能。

9 传感器按输出量的性质分为：参量型传感器、发电型传感器。

10 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于传输的电压或电流信号。

11 测量无论表现形式如何，在测量结果中必须注明单位，否则，测量结果就毫无意义。

12 绝对误差是仪表的指示值x与被测量的真值x0之间的差值，记做δ=x-x013 相对误差是仪表指示值的绝对误差δ与被测量真值x0的比值，即r= δ/x0 *100%14 引用误差是绝对误差δ与仪表量程上的比值。

r0=δ/L *100%15 最大引用误差r0M是测量仪表整个量程中可能出现的绝对误差最大值δm代替，即r om=δm/L *100%16 常用的精度等级有0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.0级、2.5级、5.0级。

第一章试题第一章试题一、填空一、填空 1. 所谓测量误差，就是某一被测参数的测量值与客观真实值之差。

1 2. 测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。

23. 根据误差产生的原因不同可把测量误差分为随机误差、系统误差和粗大误差三种。

24. 同一条件下多次测量所得数据围绕真实值呈现正态分布的统计规律，因此可以用这些测量结果的平均值作为最终测量值，消除随机误差。

25. 相同测量条件下多次测量同一被测参数时，测量结果的误差大小与符号均保持不变或在条件变化时按某一确定规律（如线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差称为系统误差。

前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。

16. 电阻传感器是利用应变改变应变电阻丝的长度从而改变应变电阻的阻值的原理来测量应变的。

27. PT100是标准铂热电阻的代号，其中数字100表示在0℃时的阻值为100欧姆。

28. 常用标准热电阻有Cu50、Cu100、PT100。

29. 电容式传感器的主要测量方式有变极距式和变面积式。

110. 变极距式电容式传感器非线性严重，所以只能用于微距测量。

1 11. 磁电感应式传感器分为恒磁通式和恒转矩式。

112. 霍尔传感器是一种磁传感器。

113. 热电偶是一种有源传感器，其热电势由接触电势和温差电势组成，与温度均有关系，热电势一般为毫伏级电势信号。

114. 为了消除热电偶冷端温度变化对测温精度的影响，测量时必须进行冷端补偿。

115. 热电偶信号远传时必须使用延伸导线或补偿导线而不是普通导线。

1 16. 热电偶的热电势只与其两端的温差有关而与导线的长短粗细无关。

1 17. 光电效应分为外光电效应和内光电效应。

1 18. 外光电效应表现为在光照作用下物体中电子溢出物体表面。

119. 内光电效应表现为在光照作用下物体的电导或电势发生变化。

内光电效应表现为在光照作用下物体的电导或电势发生变化。

20. 光敏电阻的阻值随光照的不同而不同，属于内光电效应。

第1章传感器与检测技术基础思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。

答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。

当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。

下图给出了检测系统的组成框图。

检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。

测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。

通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。

根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。

显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。

3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。

此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。

如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。

测量原理如下图所示：图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。

在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。

然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。

调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。

正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。

一、填充题1. 因为被测对象复杂多样，所以检测方法和检测技术也不尽相同，基础检测系统由、和组成。

（传感器、信号调理器、输出步骤）2. 依据测量条件，检测方法有和两种。

（等精度测量法、非等精度测量法）3. 按测量手段分类，检测方法有、和三种。

（直接测量、间接测量、组合测量）4. 按误差和被测量关系分类，测量误差可分为和两种。

（定值误差、累积误差）5. 按误差表示方法分类，测量误差有、和三种。

（绝对误差、相对误差、许可误差）6. 绝对误差是指和之差。

（示值、被测量真值）7. 传感器由、和组成。

（敏感元件、转换元件、基础转换电路）8. 衡量传感器静态特征关键技术指标有、、反复性、灵敏性等。

（线性度、迟滞）9. 测量电桥能把反应被测信号改变电阻、电容、电感等电抗参数改变转换成或改变，从而便于信号放大和处理。

（电压、电流）10.由R1、R2、R3、R4四个电阻组成直流电桥，其中R1和R4对臂，R2和R3对臂。

当电桥平衡时，其平衡条件为。

（R1R4=R2R3）11.要使直流电桥平衡，必需使电桥相对桥臂电阻值相等。

（乘积）12.采取热电阻作为测量温度元件是将测量转换为测量。

（温度、电阻）13.热电偶热电动势是由电动势和电动势两部分组成。

（接触、温差）14.测量流量计量器具称为流量计，通常由和组成。

（一次装置、二次仪表）15.检测压力方法关键有、和三种。

（液柱法、弹性法、位移法）16.弹性压力传感器是利用弹性压力敏感器检测改变，利用测量电路将改变转换为改变传感器。

（压力、压力、电量）17.电感式传感器是利用被测量改变引发线圈或系数改变，从而使线圈电感改变这一物理现象来实现测量。

（自感、互感）18.现在，工程实践中使用最广泛应变电阻片有两类：和。

（电阻丝应变片、半导体应变片）19.用相邻双臂桥检测应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小，两个桥臂应该分别用应变量改变工作应变片。

（相反）20.依据位移传感器转换结果，可分为两类：一类是将位移量转换为，如自感式位移传感器；另一类是将位移量转换为，如光栅式位移传感器。

《测试技术基础》习题1第一部分一、填空题。

1．描述随机信号的时域特征参数有（）、（）、方差2x2. 已知下图为直流电桥，u o为输入，u y为输出，其平衡条件（）。

3．调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号（），使高频信号的幅值随被测信号的变化而变化。

4．RC低通滤波器中RC值愈（），则上截止频率愈低。

5．信号当时间尺度在压缩时，则其频带展宽，其幅值（）。

例如将磁带记录仪慢录快放。

6. 测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统，则称为（）系统。

若其输入、输出呈线形关系时，则称为（）系统。

7. 测试装置的动态特性在时域中用（）描述，在频域中用（）描述。

8. 当测量较小应变值时应选用（）效应工作的应变片，而测量大应变值时应选用（）效应工作的应变片。

9. 调制有（）、调频和调相三种类型，将调制高频振荡的缓变信号称为（），载送缓变信号的高频振荡称为载波，经调制后的高频振荡波称为已调波。

二、单项选择题1. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（）。

A、相位B、周期C、振幅D、频率2. 将时域信号进行时移，则频域信号将会（）。

A、扩展B、压缩C、不变D、仅有移项3. 测试装置的频响函数H（jω）是装置动态特性在（）中的描述。

A、幅值域B、时域C、频率域D、复数域4. 输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是（）。

A、幅频特性B、相频特性C、传递函数D、频率响应函数5. 测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是（）。

A、卷积B、傅氏变换对C、拉氏变换对D、微分6. 二阶系统的阻尼率ξ越大，则其对阶越输入的时的响应曲线超调量（）。

A、越大B、越小C、不存在D、无关7. 在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（ ）。

A 、恢复载波信号B 、恢复调制信号的幅值和极性C 、恢复已调制波D 、恢复调制信号的幅值8. 函数()0at e t f t t -⎧ ≥0,α>0=⎨<0 ⎩当当的自相关函数为（ ）。

复习题第一章 信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。

这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。

4、 非周期信号包括 信号和 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。

6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。

（二）判断对错题（用√或×表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（ ）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（ ）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。

（ ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（ ）5、 随机信号的频域描述为功率谱。

（ ）（三）简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。

4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=T t T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。

5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。

第二章 测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。

2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n ns s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、和 。

一．选择题1．最简单的控制系统其必须的组成部分不包括（）A．检测变送单元B．显示单元C．调节单元D．执行单元2．在检测仪表控制系统中完成对被测变量信号的转换和传输的是（）A．变送单元B．显示单元C．调节单元D．执行单元3．在检测仪表控制系统中与给定值相比较，完成控制规律运算的单元是（）A．变送单元B．显示单元C．调节单元D．执行单元4．下列误差中可以用来表示仪表精度的是（）A．最大引用误差B．最大绝对误差C．实际相对误差D．示值相对误差5．已知某电压表的量程为100 V，最大绝对误差为1.6 V，则该表的精度为（）A．0.5级B．1级C．1.5级D．2.5级6．某压力表的测量范围为0~200 kP a，最大误差为2 kP a，而在150 kP a处压力表的读数为149.2 kP a，则该表在150 kP a处的引用误差为（）A．0.8 kP a B．0.53%C．0.4%D．1%7．MTBF是衡量仪表的一个重要的指标，其意义是（）A．重复性B．再现性C．可靠性D．平均无故障时间8．极限误差的置信系数为（）A．1B．2C．3D．49．在实际测量中，已知置信概率为95%，则此时的置信水平为（）A．2.5% B．5% C．1.9 D．210．重复多次测量某混合气体中氧含量，得到读数平均值为11.75%，有68.3%的测量值的误差在±0.5%，若该误差服从正态分布，测量值出现概率为99.7%的置信区间内为（）A．[11.25%，12.25%] B．[11.75%，12.75%]C．[10.25%，13.25%] D．[9.75%，13.75%]11．下列说法错误的是（）A．置信系数越大，置信区间越宽B．置信系数越大，置信概率越大C．置信系数越大，随机误差的范围也越大D．置信系数越大，则测量精度越高12．按误差出现的规律，下列误差属于系统误差的是( )；属于随机误差的是（）；属于粗大误差的是（）A．用一只电流表测量某电流，在相同条件下每隔一定时间重复测量n次，测量数值间有一定的偏差B．用万用表测量电阻时，由于零点没有调整，测得的电阻值始终偏大C．由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据造成的误差D．用热电偶测量温度，由于导线电阻引起的测量误差E．用热电偶测量温度，由于工作人员将补偿导线的极性接反引起的测量误差F．测量发射功率时，突然发生闪电引起的误差13．下列方法中利用检测系统的静态特性来实现信号选择功能的是（）A．滤波放大与调频放大方法B．采用差动结构方式分离检测信号和干扰C．锁定放大方法D．基于响应速度的分离方法14．以下物理量中，属于容量变量的是（）；属于强度变量的是（）A．长度B．温度C．压力D．电压E．电流C．重量二．填空题1.仪表的量程可用来表示其的大小，是其测量上限值与下限值的。