自动检测技术复习题13年.doc

自动检测技术复习题

一、填空题：
1、传感器由 、 、 三部分组成。
2、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 ，当测量100℃ 时的示值相对误差为 。
3、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 型热敏电阻。
4、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在 。
5、霍尔元件采用恒流源激励是为了 。
6、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于 测量。
7、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 。
8、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件 起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。
9、热电偶的冷端温度补偿常用的方法有 法、 法、
法和 法。
10、脉冲宽度调制电路是利用传感器的电容 使电路输出脉冲的占空比随电容式传感器的 变化而变化，再通过低通滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。
11、霍尔器件在额定控制电流下， 时，两个霍尔电极之间的 称为不等位电势U0。
12、热电势由两部分组成，一部分是两种导体的 ，另一部分是单一导体的 。
13、中间导体定律：在热电偶中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则热电偶的 。
14、应变式传感器在外力作用下主要是 发生变化，压阻式传感器在外力作用下主要是 发生变化，两者都引起 发生变化。
15、电容式和电感式传感器常用差动式结构，其作用是提高 ，减少 。
16、压电式传感器利用 效应工作，常用的前置放大器有电压放大器和 。
17、热电阻是利用导体的 随温度的变化这一物理现象来 温度的。
18、根据参数的变换，电容式传感器分为变极距式电容传感器、 、
和 。
19、热电偶的热电势大小与 和 有关，为了保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须保持冷端温度 。
20、由于外力作用在压电传感元件上所产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的内阻抗，这实际上是达不到的。因此，压电式传感器 。压电元件只有在交变力的作用下，电荷才能源源不断地产生，可以供给测量回路以一定的电流，故 。
21、在光线作用下能 的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有 、光电倍增管等。
22、压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料，与石英晶体相比，压电陶瓷的压电系数很高，具有 、耐湿、 、易于成型等特点，制造成本很低。
23、电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈 或 的变化，从而导致线圈 改变这一物理现象来实现测量的。
24、如前所述，霍尔电势UH正比于控制电流和磁感应强度B。在实际应用中，总是希望获得较大得霍尔电势。增加控制电流虽然能提高霍尔电势输出，但控制电流大，元件的 ，从而导致元件的 ，甚至可能烧毁元件。
25、正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于 型，适用于温度检测和温度控制。
26．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 与输入 的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是 。
27．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用 不同的光电管，以便利用光谱特性 的区段。
28．某仪表厂生产测温仪表，测温范围为200～700℃，校验某表时得到的最大绝对误差为±1℃，试确定该仪表的精度等级为 级。
29．当半导体材料在某一方向承受应力时，它的 发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。用这个原理制成的电阻称固态 。
30.测试装置的灵敏度是该标定曲线的________。
31.直流电桥中________接法的灵敏度最高。
32.GZ-2型测振仪配接电动式速度传感器时，经过仪器内部的________网络可将传感器测得的速度信号转换为________和________信号。
33.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的。
34.运算100%是计算传感器________的公式。
35.传感器的________能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。
36.当环境湿度改变时，必须对电容式传感器重新进行静态________。
37.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的________相等。
38.在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的________定律。
39. 为解决楼道的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即被电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是_________信号，经传感器转换后，输出的是_________信号。光电传感器利用_________将___________信号转换成了__________信号，从而实现自动控制的目的。
40. 绝对编码器为6位循环码盘从0位置开始旋转，当输出值为100001时，实际转过角度
41. 敏感元件是把 转换成 的器件。
42．如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光电接受器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接受并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是___________________；小车的速度表达式为V＝_____________；行程的表达式为x＝_____________。

43.信号变换的具体内容很多，如用电桥将电路性参数（如电阻、电容、电感）转换为可供传输、处理、显示和记录的 或 信号；利用滤波电路抑制 和选出 信号；对在传感器及后续环节中出现的一些误差作必要的 和 ；信号送入计算机以前需经 及在计算机处理后送出时需经 等。
44.传感器的动态标定主要是研究传感器的动态相应。与动态相应有关的参数，对一阶传感器只有一个 ；对二阶传感器则有 和 两个参数。
45. 使传感器的技术指标极其性能不受温度影响，而采取的一系列具体的技术措施，称为 技术。
46. 为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括： 、
和 。
47 霍尔元件的 、 、 等都会随温度变化，这将给测量带来较大的误差。为了减小由于温度影响带来的测量误差，除选用 的元件或采取 措施外，还可以采用 、 、 等方法进行补偿。
48. 在光线作用下，物体内的电子 ， 的现象叫外光电效应；在光线作用下，电子吸收光子能量从 过渡到 ，引起物体电阻率的变化，这种现象称为光电导效应，也称为 ；在光线作用下，能够使物体产生一定方向的 的现象叫 。
49. 霍尔电势的大小正比于 和 ，灵敏度表示 ，一般要求 ，元件的厚度d越 ，灵敏度越 。当载流材料和几何尺寸确定后，霍尔电势的大小只和 和 有关，因此霍尔传感器可用来探测 和 ，由此可测量 、 等。
50. 根据电磁场的理论，涡流的大小与导体的 、 、 和
等参数有关。改变 可以做成测量位移、厚度、振动的传感器；改变导体的 ，可以做成测量表面温度、检测材质的传感器；改变导体的 ，可以做成测量应力、硬度的传感器，同时改变 ，可以对导体进行探伤。
51. 压阻器件的灵敏度温度漂移是由 随温度变化而引起的。补偿灵敏度温漂，可以采用在电源回路中串联 的方法。
52. 为了改变变极距式电容传感器的非线性，可以采用 ，并使输出为两电容之差。这种形式不仅可以改善非线性， 也提高了一倍。
53. 零位误差是指输入为 时，输出 。
54.变极距式电容传感器的电容变化量与极距的变化量之间不是 关系，但当（即量程远小于极板间初始距离）时，可以认为和之间是 的。这种类型的传感器一般用来测量 的量。

二、选择题
1、在以下几种传感器当中 属于自发电型传感器。
A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式
2、 的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
A、热端直径 B、热端和冷端的温度
C、热端和冷端的温差 D、热电极的电导率
3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的 。
A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应
4、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入 ，可测得最大的容量。
A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片
5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了
A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差
C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响
6、当石英晶体受压时，电荷产生在 。
A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上
7、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 。
A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环
8、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 。
A、 补偿热电偶冷端热电势的损失
B、 起冷端温度补偿作用
C、 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方
D、 提高灵敏度
9、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 。
A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器
10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用 。
A、计算修正法 B、仪表机械零点调整法 C、冰浴法
11、在电容传感器中，如果应用调频法测量转换电路，则电路中 。
A、电容和电感均为变量； B、电容是变量，电感保持不变；
C、电感为变量，电容保持不变； D、电容和电感均保持不变。
12、E H = K H IB cos q 中的角 q 是指 ：
A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角
C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角
13、在进行不等位电势补偿时，可以 ：
A、采用电位器进行调解； B、采用电桥平衡电路；
C、采用可变电势进行补偿； D、在霍尔元件生产时将不等位电势调整到零。
14、热电阻是利用导体的电阻率随温度的变化这一物理现象来测量温度的。几乎所有的物质都具有这一特性，但作为测温用的热电阻应该具有以下特性。
A、电阻值与温度变化具有良好的线性关系。
B、电阻温度系数大，便于精确测量。
C、电阻率高，热容量小，反应速度快。
D、在测温范围内具有稳定的物理性质和化学性质。
E、材料质量要纯，容易加工复制，价格便宜。
F、应具有 A、B、C、D、E全部特性
15、根据传感器输出信号的特点，确定适配电路。下列选择正确的是 :
A、传感器输出信号一般比较微弱，故需要高增益的适配电路；
B、传感器输出阻抗比较高，适配电路的输入阻抗就不能高；
C、传感器输出信号的动态范围比较宽，因此适配电路的动态范围应该窄一些；
D、传感器输出信号的频率范围已经比较高，适配电路的频率范围就没有必要那末高了。
16、一同学计算一个参数的测量误差时,已知测量值是Ax,真值是Ao。则其实际相对误差γA是 :
A、γA＝((Ax －Ao）/Ao)*100% B、γA＝((Ao－Ax）/Ao)*100%
C、γA＝((Ax －Ao）/ Ax)*100% D、γA＝((Ao－Ax）/ Ax)*100%
17、有一直流电压表，它的测量范围为0～200V，精度为0.5级，试求：
该表可能出现的最大绝对误差为 。
A. 1 V、B. 0.5、V C. 10V、 D. 200V。
18、在一动态压力测量实验中，选用一个压电式传感器进行测量。但传感器安装位置与放大器位置相距较远，应选 。
A、电压放大器B、电荷放大器C、中频放大器、D、直流放大器。
19螺线管式自感传感器采用差动结构是为了
A.增加线性范围、 B. 提高灵敏度，减小温漂 、
C.减小误差、 D.减小线圈对衔铁的吸引力。
F、（A、B、C、D、）全选。
20、在工厂生产过程中，远距离传送信号，现在通常选用具有 输出的标准变送器。
A、 0~2V、 B、1~5V 、
C、0~10mA 、 D、4~20mA 。
30、光导纤维是利用光的 原理来远距离传输信号的。
A、光的偏振 ；B、 光的干涉 ；C、 光的散射； D、 光的全反射。
31、温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流 。
A 、上升 ；B 、下降； C 、不变 。
32、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择
测量转换电路。
A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C. 四臂全桥 D. 独臂
33、在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于 ：
A、外光电效应；B、内光电效应；C、光电发射；D、光导效应。
34、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：
该表可能出现的最大绝对误差为 。
A、 1℃ ；B、 0.5℃ ；C、 10℃； D、 200℃。
35、光敏电阻又称光导管，是一种均质半导体光电元件。它具有灵敏度高、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等特点。光敏电阻的工作原理是基于 。
A、外光电效应；B、光生伏特效应；C、内光电效应；D、压电效应。
36、光电管和光电倍增管的特性主要取决于 ：
A、阴极材料；B、阳极材料；C、纯金属阴极材料；D、玻璃壳材料
37、螺线管式差动变压器传感器的两个匝数相等的二次绕组，工作时是 ：
A、同名端并联；B、同名端接在一起串联；C、异名端并联；D、异名端接在一起串联。
38、压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器相比是 ：
A、前者比后者灵敏度高得多；B、前者比后者灵敏度低得多；C、前者比后者稳定性高得多；D、前者比后者稳定性低得多。
39、在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用 接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
A、 串联 ；B、 并联； C、 既串联又并联。
40、人造卫星的光电池板利用了 ；。
A 、光电效应； B 、光化学效应； C 、光热效应 ；D 、感光效应。
41、属于四端元件的是 。
A.、应变片； B.、压电晶片； C.、霍尔元件； D、 热敏电阻
42、检测不同颜色的光，需要选用 的光电管。
A、同一型号，灵敏度不同； B、额定电压不同；
C、光电阴极材料不同； D、光谱特性不同。
43、对处于钢板深部的缺陷宜采用 探伤。
A、 电涡流； B、 超声波 ；C、测量电阻值。
44、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 。
A、减小激励电流 ；B、减小磁感应强度； C、使用电桥调零电位器
三、分析题
1、如图所示为一典型的电阻温度计测量电桥,其测温范围为0～100℃,R5为Rt在0℃时的电阻值,R6为Rt在100℃时的电阻值,试分析它的测量过程。

2、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。激励源电压为12V，求：
1）、在额定荷重时的输出电压Uom,
2）、当承载为5×103N时的输出电压Uo。
3、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0～500N；另一只为1.0级，测量范围为0～100N。问选用哪一只测力仪表较好?为什么?(写出计算过程)
4、、画图说明压电效应的原理，并描述三种压电材料的特性。
5、有一个霍尔元件，其灵敏度KH 是1.2mV/mA·kGs,将它置于一个梯度为5kGs/mm的磁场中，额定控制电流I是20mA，如果霍尔元件在平衡点附近作0.1mm的摆动，则输出电压范围是多少？
6、下图给出了一种测温电路。其中Rt是感温电阻，Rt=Ro(1+0.005t)kΩ；RB为可调电阻；Um为工作电压。问：
1) 这是什么测温电路？主要特点是什么？
2) 电路中的G代表什么？如果要提高测温灵敏度，G的内阻取大些好，还是小些好？
3) 基于该电路的工作原理，说明调节电阻RB随温度变化的关系。
7、某电涡流式转速传感器用于测量一个转轴的转速，在转轴所带的圆盘上沿圆
周方向均布18个小槽，电涡流式转速传感器与18个小槽对应，如果电涡流式转
速传感器的输出为uout=Um cos(2π×900t+π/5)时，求该转轴转速是每分钟多
少转？

8、使用热电偶测温时，为什么必须进行冷端补偿？如何进行冷端补偿？
9、压电示加速度传感器的电荷灵敏度是kg=12Pc/m·ｓ－２反馈电容Cf=1200PF，若被测加速度为a=450m/s2时，求电荷放大器的输出电压。
10、一个变极距性电容式位移传感器的有关参数为：初始极距δ=1mm，εr=1，S=314mm2 。当极板极距变化为△δ=10μm时，计算该电容传感器的电容绝对变化量和相对变化量各是多少？
11、某热敏电阻的B值为2900K，若冰点电阻为500kΩ，求热敏电阻在100℃时的阻值。
12、试述霍尔效应的定义与霍尔传感器的工作原理。
13、已知石英晶体加速度计灵敏度为5pC/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，被测构件达到最大振动加速度时输出电压幅值位2V，求该构件的最大振动加速度。
14、系统误差的减小与消除方法有那些？
15、比较差动式自感传感器和差动变压器在结构上及工作原理上的异同之处。
16、试述应变电桥产生非线性的原因及削减非线性误差的措施。
17、电容传感器具有的哪些优点？
18、在电感传感器中常采用相敏整流电路，其作用是什么？
19、常用的热电阻有哪几种?适用范围如何?
20、简述压电式传感器前置放大器的作用､两种形式各自的优缺点?
21、试比较光电池光敏晶体管光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。
22、一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径为4mm，工作初始间隙0.3mm，介电常数为8.85×10－12F/m，试求：1）工作中，若传感器参与工作的间隙变化量为2μm，电容变化量是多少？2）若测量电路的灵敏度为100Mv/PF,读数仪表的灵敏度为5格/mV，当间隙变化量还为2μm，读数仪表示值变化多少格？
23已知某负温度系数热敏电阻，在温度位298K时阻值RT1=3144Ω;当温度位303K
时阻值RT2=2772Ω。求该热敏电阻的材料常数B和298K时的电阻温度系数αt。
25 压阻式传感器电桥采用恒压源供电和恒流源供电各自的特点是什么？
26. 什么是差动变压器的零点残余电压？如何消除？
27什么是霍尔元件的不等位电势？如何补偿？
28.简述电涡流式传感器的工作原理。
29.使用电阻应变片时，为什么要进行温度补偿？其温度误差产生的原因有哪些？
30. 已知某热电偶“热电动势EAB(T,0)-温度T”关系表达式为EAB(T,0)=4*T（EAB单位mv，T单位℃）。使用该热电偶测量温度，若T0=50℃并保持不变，若某时刻热电偶的热电势为0.4V，则当前实际温度为多少？
31. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。