2022年《传感器与检测技术》练习题.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆一、填空题1、传感器的一般定义：“ 能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置” 或“ 能把非电量转换成电量的器件或装置”；2、标准误差的估算一般采纳称贝塞尔公式,此公式为：；3、依据测量误差的性质及产生的缘由,可分为三类：系统误差、随机误差与粗大误差；4、传感器（变送器）输出的标准信号,即国际电工委员会确定为过程掌握系统电模拟信号的统一标准是：4-20mADC 的直流电流信号和 15VDC 的直流电压信号；5、对某一量进行一系列等精度测量,一般以全部测得值的算术平均值作为最终测量

2、结果；算术平均值的运算公式为：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆6、随机误差分布的特点是：（1） 对称性、（2） 抵偿性、（3）单峰性、（4） 有界性；7、修正值与误差值大小 相等 符号 相反；8、测量误差有以下三的表示方法：肯定误差、相对误差 和 引用误差；9、在测量中作为测量对象的特定量,也就是需要确定量值的量,称为 被测量；10、从技术的层面看,检测技术讨论的主要

3、内容是 测量原理、 测量方法、测量系统 和 数据处理 四个方面；11、在电阻应变片的桥式测量电路中, 全桥电路的灵敏度是单臂电桥电路的 4 倍12、半导体材料受到应力作用时,其电阻率会发生变化,这种现象称为 压阻效应；13、电感式传感器可分为：自感式传感器、 互感式传感器 和 电涡流式传感器 三类14、单一式变气隙型自感式传感器的输入输出特性可表示为： P54 ；15、差动式变气隙型自感式传感器的输入输出特性可表示为： P55 ；16、电容式传感器的等效电路如图：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 24 页 - - - - -

4、 - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆其中 RP为 并联损耗电阻,RS为 引线电阻,L 为 电容器本身的电感与外部引线电感；17、自感式传感器的等效电路如图：其中 RS 为 总的等效损耗电阻,C 为电容,L 为自感线圈自身的纯电感；18、如图能产生压电效应的石英晶体切片,纵向轴 z 称为光轴,；垂直于光轴的 x 轴称为电轴与 z 轴和 x 轴同时垂直的 y 轴称为机械轴19、能产生压电效应的石英晶体切片沿纵向压电效应；20、能产生压电效应的石英晶体切片沿横向压电效应；X 轴方向施加作用力,晶体表面产生电

5、荷,这种压电效应称为Y 轴方向施加作用力,晶体表面产生电荷,这种压电效应称为细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆21、压电元件采纳并联的连接方式,其电容是单片电容的2 倍,其电荷量是单片电荷量的2细心整理归纳 精选学习资料 倍,其电压与单片电 压相等； 第 4 页,共 24 页 22、光敏电阻在不受光照耀的电阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流；23、光敏电阻在受光照

6、耀的电阻值称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流；24、由于光照耀时间敏三极管产生的光电流相当于三极管的基极电流,所以集电极电流是光电流的倍；因此光敏三极管比光敏二极管的灵敏度高；25、光栅测量系统包括三大部分：光栅光学系统、 实现细分、辨向和显示等功能的电子系统、相应的机械结构；26、如热电偶两电极材料相同,就所产生的热电势为 0 ；27、如热电偶两接点温度相同,就所产生的热电势为 0 ；28、50 0C= 122 0F= 323.15 K 29、过程掌握系统包括：掌握器、执行器、被控过程和测量变送 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

7、 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆四个基本部分；30、频率高于 20KH Z 的声波称为 超声波,频率低于 20HZ 的声波称为 次声波；31、光敏二极管在电路中处于 反向 工作状态；32、把置信区间和置信概率两者结合起来称之为随机变量的 置信度,即在置信区间内随机变量取值的概率；33、在置信区间外随机变量取值的概率称为置信概率；2/3 ；34、置信区间为 2 倍的标准误差的宽度,即时,置信概率为35、按测量手段分类,测量方法可分为三类：直接测量、间接测量和联立测量；36、现代信息技术的三大支柱技术是：传感器技术、

8、通信技术和运算机技术；二、单项挑选题细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆1、试验与理论证明：热电偶回路的总热电势主要是（B）；A 温差电势B 接触电势A ）；C 感应电势D 霍尔电势2、莫尔条纹的移动量、移动方向与光栅尺的位移量、位移方向具有（A 对应关系B 何不关联的关系C 指数规律关系D 反比例关系3、对于不同的被测量以及不同的物理量,要评定其测量精度的高低,应采纳细

9、心整理归纳 精选学习资料 （B）来评定较为准确；C） 第 6 页,共 24 页 A 肯定误差B 相对误差C 引用误差D 系统误差4、在电阻应变片的桥式测量电路中, 要提高灵敏度应采纳（A 单臂电桥电路B 双臂电桥（半桥）电路C 全桥电路D 只要是电桥电路都可以 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆5、电感式传感器的测量电路中,带相敏整流的沟通电桥与变压器电桥相比较,其优点是：（ D）A 误差较小 B 精度较高C 比较便利 D

10、 既能判别位移的大小又能判别位移的方向6、电涡流式传感器的优点是（C）；A 误差较小 B 精度较高C 可实现非接触式测量 D 可提高辨论率7、如图的电容式传感器二极管环形电桥测量电路,其鼓励信号（输入信号）与输出信号分别是（C）A 直流电压、直流电压B 工频沟通电压、直流电压细心整理归纳 精选学习资料 C 数百 KH Z 的沟通电压、直流电压B） 第 7 页,共 24 页 D 沟通电压、沟通电压8、使用两个压电元件,要提高其输出电压,应采纳的连接方式是（ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - -

11、- - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆A 并联连接B 串联连接C 反向并联D 串、并联连接都可以9、在热电偶回路中,如中间导体两端的两端温度相同,那么接入中间导体后,热电偶回路的总热电势（A）；B 减小A 不变C 增大D 无法预料10、如图的反射式光电传感器测转速的试验装置示意图,调制盘上有率为 200HZ ,就调制盘的转速为（）A 100 转/分 B 200 转/分C 3000 转/分 D 1800 转/分4 个反射点,如频率计显示的频细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 24 页 - - - -

12、 - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆11、如图的 AD590基本测温电路,当温度为77 0C时 AD590的输出电流为 350 A 如电位器调剂至50 ,就输出电压为（）（D）；A 300毫伏 B 0.3伏 C 35伏 D 0.35伏12、与热电偶的热电势有关的因素是：A 热电偶的材料有关,接点温度无关 B 热电偶的材料无关,接点温度有关 C 热电偶的材料无关,接点温度无关 D 热电偶的材料有关,接点温度也有关细心整理归纳 精选学习资料 13、构成热电偶必需用（A） 第 9 页,共 24 页 -

13、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆A 两种性质不同的导体B 电子空穴对浓度大的半导体C 纯洁的半导体D 电阻率小的金属C）；14、用来表示检测仪器精度等级（精确度等级）的是（C）；A 肯定误差B 相对误差C 标准偏差D 引用误差15、光栅移动一个栅距,莫尔条纹的光强变化规律也经受了一个周期,为一近似的（A 指数规律B 正比例规律C 正弦规律D 反比例规律三、简答题细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - -

14、- - - - - - 第 10 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆1、画出非电量检测系统的组成框图,并简要说明各部分的功能；P4 2、什么是传感器？传感器由哪几部分组成？P26 传感器是将外界信息按肯定规律转换成电量的装置；由敏锐元件、转换元件和测量电路 三部分组成；3、传感器的静态特性是什么？试列举描述传感器静态特性的三个指标（参数）,并具体 说明其含义； P2830 静态特性表示测量外表在被测物理量处于稳固状态时的输入输出特性；线性度：表征传感器输出-输入校

15、准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程 度的指标；灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比；辨论力：传感器在规定测量范畴内所能检测出的被测输入量的最小变化量；4、电阻式传感器是如何定义的？试列举一种电阻式传感器的测量电路（画出电路图,并说明其工作原理） ；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转换成电阻值,通过测量此电阻值

16、达到测量非电量的目的；电位器式传感器；P3536 5、常用的温度单位（温标）有哪些？请具体说明；P118119体会温标：依据某些物质的体积膨胀与温度的关系,用试验方法或体会公式确定的温标；又分为华氏温标（T）和摄氏温标（t ）,它们的关系为 T=1.8t+32 ；热力学温标：是一种抱负而不能真正实现的温标,它是国际单位制中 7 个基本物理单位之一,用符号 T 表示,单位是开（K）,它与摄氏温度的关系为 t=T-273.15 ；肯定气体温标：从抱负气体状态方程入手,复现的热力学温标称为肯定气体温标；由波义耳定律有 PV=RT,肯定质量的气体压强（P）该气体的体积（V）普适常数（ R）热力学温度（

17、T）,当气体的体积为恒定时,其压强就是温度的单值函数,即有 T2/T1=P2/P1=nR/V ；国际温标：国际温标是一个国际协议温标,挑选了一些纯物质的平稳态温度作为温标的细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆基准点,规定了不同温度范畴内的标准仪器,建立了标准仪器的示值与国际温标关系的补插 公式,应用这些公式可以求出任何两个相邻基准点温度之间的温度值；6、什么是测量误差？

18、误差的表示方法有几种？误差如何分类？P912 由于在检测过程中使用的工具本身的精确性有高低之分,检测环境等因素发生变化也会 影响测量结果的精确性,使得从检测外表获得的被测值与被测变量真实值之间会存在肯定的 差距,这一差距称为测量误差；表示方法有三种：肯定误差、相对误差、引用误差；依据测量误差的性质及产生缘由,测量误差可分为三种：随机误差、系统误差、粗大误 差；7、简述随机误差的数值特点,并说明这些数值特点的意义；P1415 用于描述随机误差分布特点的数值叫做随机误差的数值特点,随机误差的数值特点主要 有两个：算术平均值和标准差；算术平均值通常是随机误差的分布中心,可以作为等精度多次测量的结果；

19、标准差就是细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆分散性指标,可以描述测量数据和测量结果的精度；8、简述热电偶工作原理；P120 热电偶工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势 称为热电势；热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一；冷端与

20、显示外表或配套 端叫做工作端（也称为测量端）,另一端叫做冷端（也称为补偿端）外表连接, 显示外表会指出热电偶所产生的热电势；热电偶实际上是一种能量转换器,它将 热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度；9、简述热电偶三个基本定律：均质导体定律、中间导体定律、标准电极定律；P123124 均质导体定律：由同一种均质导体（或半导体）组合的闭合回路,不论导体（或半导体）的截面和长度如何以及各处的温度如何,都不能产生电动势；中间导体定律： 在热电偶回路中接入中间导体 中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响；（第三导体） ,只要中间导体两端温度相同,细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -

21、- - - - - - - - - 第 14 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆标准电极定律：假如将导体C（热电极,一般为纯铂丝）作为标准电极,并已知标准电极与任意导体配对时的热电势,那么在相同结点温度（T,T0 ）下,任意两导体A、B 组成的热电偶,其热电势可由下式求得：EABT,T0=EACT,T0+ECBT,T0 ；10、简述电涡流式传感器的工作原理；P6768 11、名词说明：（1） 压电效应： P88 某些电介质在沿肯定方向上受到外力的作用而变形时,其内

22、部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上显现正负相反的电荷；当外力去掉后,它又会复原到不带电的状态,这种现象称为正压电效应；当作用力的方向转变时,电荷的极性也随细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆之转变；相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消逝,这种现象称为逆压电效应；（2） 霍尔效应 : P106 如在半导体薄片

23、的两端通过掌握电流 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（即霍尔输出端之间）将,这种现象称为霍尔效应；产生电动势 UH（霍尔电动势或称霍尔电压）（3）电涡流效应： 依据法拉第电磁感应定律,金属导体置于变化的磁场中时,导体的 表面就会有感应电流产生；电流的流线在金属体内自行闭合,这种由电磁感应原理产生的漩 涡状感应电流称为电涡流,这种现象称为电涡流效应；（4）热电效应： （P120） 两种不同材料的导体或半导体A、B 串接成一个闭合回路,并使结点 1 和 2 处于不同的温度T、T0, 那么回路中会存在热电势EABT,T0, 因而就有电流产生,这

24、一现象称为热电效应；（5）热阻效应： 某些金属化合物在温度上升时,电阻呈有规律的上升或者下降,这一现象称为热阻效应；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆四、分析运算题1、如图为应变传感器试验模板,其中R1、R2、R3、R4为应变电阻； 将试验模板按全桥测量电路连接,在模板上画出连接的线路图； 说明数据放大器的调零方法；将放大器的两输入端口引线临时脱开,再用导线将两输入端

25、短接（Vi=0）；调剂 Rw3大约到中间位置（先逆时针旋究竟,再顺时针旋转两圈）；将主机箱电压表的量程切换开关打到 2V 档,合上主机箱电源开关；调剂Rw4,使电压表显示为零；细心整理归纳 精选学习资料 电位器 RW3在电路中的作用是什么？调剂放大器的增益； 第 17 页,共 24 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆2、分析电路（1）如图为电容式传感器的等效电路,说明RP、RS、L 所代表的具体含义； P78Rp 为并

26、联损耗电阻,它代表机板间的泄漏电阻和机板间的介质损耗；这部分损耗的影响通常在低频 时较大,随着频率增高,容抗减小,它的影响也就减弱了；Rs 代表引线电阻,电容器支架和机板的电阻在几兆赫以下频率工作时,这个值通常是微小的,随着 频率的增高而产生趋肤效应,它的值也增大,因此只有在很高的工作频率时才要加以考虑；L 是电容器本身的电感与外部引线电感,它与电容器的结构形式和引线长度有关；（2）如图为电容式传感器的一种测量电路,说明电路原理,列式表示输出电压与输入电压的关系；P73、P79细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 24 页 -

27、 - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆（3）如图为电感式传感器的等效电路,说明 RS、L、C 所代表的具体含义； P58 Rs 为总的等效损耗电阻；L 为线圈的自感；C 为并联寄生电容；（4）如图变压器电桥电路,当负载电阻为无穷大时,输出电压表达式如何？P59当衔铁在中间时,输出电压如何？,衔铁上下移动时,输出电压又如何？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精

28、品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆（5）分析如图电阻式传感器桥式测量电路的工作原理；P47 （6）分析如图带相敏整流的沟通电桥的工作原理；初始平稳位置时：当差动式传感器的活动铁心处于中间位置时,传感器两个差动线圈的阻抗 Z1=Z2=Z0,无论在沟通电源的正半 周仍是负半周,电桥均处于平稳状态,桥段没有电压输出,即 U0=0. 活动铁心向一边移动时：传感器两个差动线圈的阻抗发生变化,无论在沟通电源的正半周仍是负半周,电桥输出电压U0 均为正值；活动铁心向相反方向移动时：无论在Ui 的正半周仍是负半周,电桥输出电压均为负值细心整理归纳

29、精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆（7）分析如图差动脉冲调宽电路的工作原理；P8081 （8）分析如图差动整流电路的工作原理；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不

30、学就殆铁心上下移动可以转变上下线圈的绕组数,通过互感产生的感应绕组电动势也会随之转变；在绕组电 动势的作用下电桥导通, 给电桥中电容充电； 当上线圈绕组电动势大于下线圈绕组电动势时,U21-U22 为电 压表的读数,反之亦然；相等时,电压表读数为零；3、差动变压器的性能试验中测量记录的数据如下表：表-2 差动变压器位移 X值与输出电压 V 数据记录表X（mm）-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 V（mv）420 310 209 106 0 105 207 315 428 依据表 -2 运算差动变压器的灵敏度 S. =（428-420）/ （4+4）=1 依据表 -2 的数据,写

31、出输入输出特性曲线的表达式（输出电压与位移量的关系曲线表达式）；U=-S X 细心整理归纳 精选学习资料 运算每次测量的肯定误差（列表表示）； 第 22 页,共 24 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆运算线性度 eL eL = Lmax/yFS*100%=210/428 *100%=49% 4、金属箔式应变片全桥性能试验中测量记录的数据如下表：表 重量（ g）电压（mv）全桥输出电压与加负载重量值0 20 40 60

32、 80 100 120 140 160 180 200 0 32 61 89 122 160 178 215 258 269 348 依据表 -1 运算系统灵敏度 S； W=1.608 细心整理归纳 精选学习资料 依据表 -1 的数据,写出全桥电路的输入输出特性表达式（即砝码重量与输出电压关系的表达式）； 第 23 页,共 24 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆运算每次测量的肯定误差 vi（列表表示）；运算线性度 eL eL = m/yFS*100%=173.2/348 *100%=50% 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 24 页,共 24 页 - - - - - - - - -