檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)復(fù)習(xí)資料

1、大學(xué)本科檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)復(fù)習(xí)題一、填空題1、傳感器是指那些被測(cè)對(duì)象的某一確定信息具有_-功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的_的元器件或裝置。2、一般說(shuō)來(lái)傳感器應(yīng)由_、_和其他輔助部件組成。3、為了減小電阻式傳感器半導(dǎo)體應(yīng)變片的橋式測(cè)量電路的非線性誤差，可以通過(guò)_、_、_三種方法來(lái)改進(jìn)。4、根據(jù)被測(cè)參數(shù)的變化量，可以把電容式傳感器分為_(kāi)型電容傳感器,_型電容傳感器和_型傳感器。5、電感式傳感器能夠把被測(cè)量(如位移、壓力、流量等)轉(zhuǎn)換成線圈的_或_的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)化成電流或電壓變化而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。6、熱電式傳感器是一種將_變化轉(zhuǎn)換成_變化的裝置。7、光敏電阻在未受到光照射時(shí)的阻

2、值稱(chēng)為_(kāi)，此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為_(kāi)。在受到光照射時(shí)的阻值稱(chēng)為_(kāi)，此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為_(kāi)。8、霍爾傳感器在實(shí)際應(yīng)用中，由于半導(dǎo)體的固有特性和制造工藝的缺陷，造成測(cè)量中會(huì)引起_誤差和_誤差，需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。9、差動(dòng)式電容傳感器的非線性誤差比單一電容傳感器的線性誤差大大的_，當(dāng)陪與適當(dāng)電路，其輸出特性在正負(fù)33%范圍內(nèi)，偏離直線的誤差不超過(guò)_。10、一般說(shuō)來(lái)傳感器應(yīng)由_、_和其他輔助部件組成。11、熱電偶能將_變化轉(zhuǎn)換成_變化，而熱電阻則是將_變化轉(zhuǎn)成_的變化。12、傳感器是指那些被測(cè)對(duì)象的某一確定信息具_(dá)功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的_的元器件或裝置。13、半導(dǎo)體溫度傳感器可以分為_(kāi)和_傳感

3、器兩類(lèi)。14、在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)，而向外發(fā)射的電子叫做_?；谶@種_的光電器件有_。15、霍爾傳感器在實(shí)際應(yīng)用中，由于半導(dǎo)體的固有特性和制造工藝的缺陷，造成測(cè)量中會(huì)引起_誤差和_誤差，需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。16、具有_的介質(zhì)物質(zhì)稱(chēng)為壓電材料，如_。17、根據(jù)儀表誤差產(chǎn)生的原因，將儀表誤差分為 和 兩類(lèi)。18、在正弦交流電路中，電動(dòng)系功率表的偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)負(fù)載的有功功率成 。19、對(duì)稱(chēng)三相四線制電路用一個(gè)單相功率表，就可以測(cè)量出它的有功功率，即采用所謂的 測(cè)量。20、三表跨相法測(cè)量三相無(wú)功功率的適用范圍是： 。21、由于三相電路的接線形式不同，三相有功電能表有

4、 和 電能表兩種。22、光敏二極管在電路中處于 工作狀態(tài)。23、相敏電路的作用是_。24.磁電系列兆歐表主要用于測(cè)量 ，所測(cè)電阻的范圍為 ，歐姆表的測(cè)量范圍 。25、傳感器的發(fā)展方向是_、_、_、_。26.可用 、 和_傳感器檢測(cè)溫度。27.電容傳感器可測(cè)量 、_、_和振動(dòng)學(xué)等。28.相對(duì)濕度是指 ，一般用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，記作“RH”。29.任何電測(cè)量指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)都必須包括_ _ 、_ _ 、 、_ _四個(gè)部分。30、傳感器通常包含 和 兩大部分。31、電阻應(yīng)變式傳感器可將 轉(zhuǎn)換成為與之有確定關(guān)系的 , 再經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成 信號(hào)的一種裝置.32、電感式傳感器利用 把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為線圈的 或

5、 的變化。33、電渦流式傳感器最大特點(diǎn)是可對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行 測(cè)量。34、壓電陶瓷要作為壓電傳感器的測(cè)力元件在測(cè)量前必須進(jìn)行 處理。35、熱電偶冷端補(bǔ)償方式有 、 等。36、具有 的介質(zhì)物質(zhì)稱(chēng)為壓電材料，如 。37、光電管是利用 效應(yīng)而制成的，而光敏電阻則是利用 效應(yīng)而制成的。38.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 、 、 。39在同一條件下所進(jìn)行的一系列重復(fù)測(cè)量稱(chēng)為 ，被測(cè)量本身所具有的真正值稱(chēng)為 ，測(cè)量器具讀數(shù)裝置所指示出來(lái)的被測(cè)量數(shù)值稱(chēng)為 。40絕對(duì)誤差是 與 之間的差值，絕對(duì)誤差與被測(cè)量的約定值之比，稱(chēng)為 。41假設(shè)有一組等精度測(cè)量值X1,X2, ,Xn ,其全體測(cè)量值的數(shù)學(xué)期望就是測(cè)量值的 。

6、42達(dá)依拉準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。43電測(cè)量的指示儀表包括 和 兩大類(lèi)，測(cè)量機(jī)構(gòu)中，對(duì)活動(dòng)部分產(chǎn)生反作用力矩的裝置稱(chēng)為 。44磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)裝置主要由 和 構(gòu)成，其測(cè)量的基本量是 。45兆歐表的結(jié)構(gòu)主要是由兩部分組成，即 和 。 46目前我國(guó)廣泛使用的工業(yè)熱電偶是具有 和 的熱電偶。47熱電阻由 、 和 等主要部件組成。48傳感器根據(jù)工作原理可分為 、 、 和電勢(shì)式。49.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有 、 、 、 。50.相敏電路的作用是_。51.磁電系列兆歐表主要用于測(cè)量 ，所測(cè)電阻的范圍為 ，歐姆表的測(cè)量范圍 。52.當(dāng)二壓電片串聯(lián)使用具q'= ，u'= ，宜以 作為輸出量

7、。53.電子細(xì)分的目的是_。54.傳感器發(fā)展的方向是_。55.對(duì)于SnO2氣敏元件吸附還原性氣體時(shí)，器件的阻值 ； 對(duì)于燒結(jié)型半導(dǎo)體濕敏元件，隨著濕度的增加，其阻值 ；RH表示 。56、可用 、 、 傳感器檢測(cè)溫度。二、簡(jiǎn)答題1.霍爾傳感器的工作原理是什么？ 2.莫爾條紋的特點(diǎn)是什么？ 3、如何測(cè)量600伏以上的交流電壓？4、結(jié)合實(shí)際工作說(shuō)明電磁系儀表的主要技術(shù)性能？5、電測(cè)量指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)必須具備哪幾個(gè)基本功能? 6、結(jié)合實(shí)際工作說(shuō)明電流互感器的基本工作原理。7、何謂正壓電效應(yīng)？畫(huà)出壓電元件的等效電路。8.說(shuō)明變隙式和變截面式自感傳器的工作原理和特點(diǎn)。14、為什么電磁系儀表既適用于直流電

8、路，又適用子交流電路? 15有兩塊直流電流表，它們的準(zhǔn)確度等級(jí)和量限分別為 1.0級(jí) 0250mA 2.5級(jí) 075mA 現(xiàn)要測(cè)量50mA的直流電流，為了減少測(cè)量誤差，選用哪塊表好？為什么？16什么是補(bǔ)償法測(cè)量？試述其特點(diǎn)。17電位差計(jì)是如何測(cè)量電阻的？18變壓器的電橋有何優(yōu)點(diǎn)？它是怎樣測(cè)量三端阻抗的？四、名詞解釋1、 外光電效應(yīng)，光電導(dǎo)效應(yīng)。2、 霍爾效應(yīng)3引用誤差（寫(xiě)出計(jì)算式）4、絕對(duì)誤差，是相對(duì)誤差5應(yīng)變效應(yīng)6壓電效應(yīng)： 7熱電效應(yīng)8光電效應(yīng)9補(bǔ)償電橋法10差動(dòng)變壓器11光敏電阻12霍爾效應(yīng)西華大學(xué)本科檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)復(fù)習(xí)題答案一、填空題1、 感受或響應(yīng)， 有用輸出信號(hào)2、 敏感元件， 轉(zhuǎn)

9、換元件3、 提高橋臂比， 采用差動(dòng)電橋， 采用高內(nèi)阻的恒流電橋。4、 變極距， 變極板面積， 變介質(zhì)5、 自感系數(shù)L， 互感系數(shù)M6、 溫度， 電量7、 暗電阻， 暗電流， 亮電阻， 亮電流8、 零位誤差， 溫度引起的誤差9、 降低， 1%10、 敏感元件， 轉(zhuǎn)換元件11、 溫度， 電勢(shì)， 溫度， 電阻12、 感受或響應(yīng)， 有用輸出信號(hào)13、 熱敏電阻， PN結(jié)溫度14、 外光電效應(yīng)， 光電子， 外光電效應(yīng)， 光電管、 光電倍增管15、 零位誤差， 溫度引起的誤差16、 壓電效應(yīng)， 石英晶體等17、基本誤差、附加誤差18、正比 19、“一表法”20、電源電壓對(duì)稱(chēng)，而負(fù)載也對(duì)稱(chēng)得各種三相電路以及

10、電源電壓對(duì)稱(chēng)，但負(fù)載不對(duì)稱(chēng)的三相三線制和三相四線制電路21、三相四線有功、三相三線有功22、反偏23、辨向、整流、消除零點(diǎn)殘余電壓24、絕緣電阻；0.1M以上；10.1M。25、集成化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化26、熱電阻、熱敏電阻、熱電偶27、壓力、力、位移28、氣體的水蒸氣分壓與同溫度下飽和水蒸氣壓的比值29、驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置、阻尼裝置、指示裝置30敏感元件、轉(zhuǎn)換元件31非電物理量、電阻值、電壓或電流32電磁感應(yīng)、自感、互感33非接觸型 34極化35補(bǔ)償導(dǎo)線法、冷端溫度校正法、冰浴法、補(bǔ)償電橋法(任寫(xiě)兩種均可)36、壓電效應(yīng) 石英晶體等37、外光電、內(nèi)光電 38、線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏

11、度39等精度測(cè)量，真值，示值； 40示值，被測(cè)量真值，相對(duì)誤差； 41真值；42 43模擬式，數(shù)字式，控制裝置； 44永久磁鐵，載流線圈，直流線圈或周期變動(dòng)電流平均值； 45比率型磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)，手搖發(fā)電機(jī)； 46標(biāo)準(zhǔn)化分度號(hào)，分度表47電阻體，絕緣套管，接線盒； 48電阻式，電感式，電容式；49.線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度50.整流辨向、消除零點(diǎn)殘余電壓51.絕緣電阻；0.1M以上；10.1M。52.，電壓53.提高分辨率54.集成化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化55.下降（變?。?；下降（變小）；相對(duì)濕度56.熱電阻、熱敏電阻、熱電偶二、簡(jiǎn)答題1.答：如圖所示的金屬或半導(dǎo)體薄片，若在它的兩端通過(guò)

12、控制電流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么，在垂直于電流和磁場(chǎng)方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH 。這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受磁場(chǎng)中洛倫茲力作用的結(jié)果，當(dāng)電場(chǎng)作用在運(yùn)動(dòng)電子上的電場(chǎng)力fE與洛倫茲力fc相等時(shí)，電子積累便達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí)，在薄片兩橫斷面之間建立的電場(chǎng)稱(chēng)為霍爾電場(chǎng)EH，相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為霍爾電動(dòng)勢(shì)UH,其大小表示為： 2.答：莫爾條紋的特點(diǎn)是：1）莫爾條紋的移動(dòng)量、移動(dòng)方向與光尺的位移量、位移方向具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。2），莫爾條紋間距對(duì)光柵柵距具有放大作用。當(dāng)很小時(shí)，對(duì)有幾百倍的放大作用（為光柵距）。3）莫爾條紋對(duì)光柵柵距局部誤差具有消差作用。3、為安全

13、起見(jiàn)，600V以上的電壓的測(cè)量一般不直接接入電壓表，而是要通過(guò)電壓互感器，將一次側(cè)的大電壓交換到二次側(cè)的100V后再進(jìn)行測(cè)量。4、 1、交直流兩用，但主要用于交流； 2、用于直流測(cè)量時(shí)，有磁滯誤差；過(guò)載能力強(qiáng)；4、標(biāo)尺刻度不均勻；5、受外磁場(chǎng)影響大；6、受頻率影響大、7、波形誤差。5、在被測(cè)量作用下，能產(chǎn)生使儀表可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。 可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)時(shí)，能產(chǎn)生隨偏轉(zhuǎn)角增大而增大的反作用力矩?？蓜?dòng)部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生阻尼力矩。可動(dòng)部分有可靠的支撐裝置。能直接指示出被測(cè)量的大小。6、電流互感器主要由一次繞組、二次繞組及鐵芯組成。當(dāng)一次繞組中通過(guò)電流I1時(shí)，則在鐵芯上就會(huì)存在一次磁動(dòng)勢(shì)I1N1(Nl為

14、一次繞組的匝數(shù))。根據(jù)電磁感應(yīng)和磁動(dòng)勢(shì)平衡的原理，在二次繞組中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流I2：，并以二次磁動(dòng)勢(shì)I2N2(N2為二次繞組的匝數(shù))去抵消一次磁動(dòng)勢(shì)IlNl，在理想情況下，存在的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程為IN1+I2N2=0此時(shí)的電流互感器不存在誤差，所以稱(chēng)之為理想的電流互感器7、當(dāng)沿一定方向?qū)δ承╇娊橘|(zhì)加力而使其變形時(shí)，在一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)。公式為Q=dF，式中d為壓電系數(shù)。 壓電元件可以等效為一個(gè)電荷源Q和一個(gè)電容器Ca并聯(lián)或一個(gè)電壓源U和一個(gè)電容器Ca串聯(lián)。8、變氣隙式傳感器圖（略）在鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料確定之后，自感L是氣隙厚度和氣隙截面積S的函數(shù)，即L=f(、S

15、)。如果保持S不變，則L為的單值函數(shù)，可構(gòu)成變氣隙型傳感器。 變截面式傳感器如圖（略）  在鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料確定之后，自感L是氣隙厚度和氣隙截面積S的函數(shù)，即L=f(、S)。如果保持不變，則L為S的單值函數(shù)，可構(gòu)成變截面式傳感器。9答：該圖是變介質(zhì)型電容式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。在外力作用下位移a與容量c成線性關(guān)系。無(wú)介質(zhì)2的 容量為C0則有位移a后總的容量為： CC0C0* 10 1）、r（）2*1003.5 2）、r*10018.75 11 AC，AB和BC三個(gè)熱電偶，其接點(diǎn)溫度一端為T(mén)，另一端為T(mén)0。EAC（T，T0）=eAC(T)- eAC(T0)EAB（T，T0）=eAB(T)

16、- eAB(T0) 兩式相減得EAC（T，T0）- EAB（T，T0）eAC(T)- eAC(T0)-eAB(T)- eAB(T0)eAC(T)- eAB(T)-eAC(T0)- eAB(T0) 根據(jù)熱電偶基本定律可知eAC(T)- eAB(T)eBC(T)eAC(T0)- eAB(T0)eBC(T0) 因此EAC（T，T0）- EAB（T，T0）= eBC(T)- eBC(T0)= EBC（T，T0） 12、13、證明如下：設(shè)D材料和B材料相同，C材料和A材料相同ET=eAB(T1)+eBD(T0)+eDC(T0)+eCA(T0) 因?yàn)锳和C材料一致，B和D材料一致，eBD(T0)=eCA(

17、T0)=0eDC(T0)=eBA(T0)所以ET=eAB(T1)+eBA(T0)=E1同例可得ET=E2 ET=E3所以ET=（E1+E2+E3）/314、這是由于定圈中磁場(chǎng)的極性與其中被磁化的鐵片的極性能夠隨著電流方向的改變而同時(shí)變化，使鐵片與磁場(chǎng)(或被磁化的定鐵片)之間的相互作用力不發(fā)生改變，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的方向不發(fā)生改變。電磁系儀表測(cè)量直流時(shí)，不存在極性問(wèn)題。所以電磁系儀表既適用于直流電路，又適用于交流電路。15答：第一塊儀表的相對(duì)誤差為：= = =0.05 第二塊儀表的相對(duì)誤差為：=0.375 顯然第二快儀表的相對(duì)誤差較小，故選擇第二塊儀表。16答：用調(diào)節(jié)電位器來(lái)補(bǔ)償電源的電壓降，測(cè)量過(guò)程

18、中沒(méi)有從被測(cè)量電源中吸取能量，從而消除了方法誤差的測(cè)量手段稱(chēng)為補(bǔ)償測(cè)量法。17答：電位差計(jì)是利用比較測(cè)量法采用補(bǔ)償原理直接測(cè)量電勢(shì)或電壓的儀器。通常分三個(gè)回路，工作電流回路，標(biāo)準(zhǔn)回路和測(cè)量回路。使用時(shí)首先調(diào)定工作電流，調(diào)節(jié)電位器使檢流計(jì)讀數(shù)為零，然后開(kāi)始測(cè)量。在I確定以后，就不允許再改變電位器，測(cè)得讀數(shù)Rh。由于電位差計(jì)中用了標(biāo)準(zhǔn)量具直接參與了比較過(guò)程和采用了補(bǔ)償原理，故其準(zhǔn)確度很高。18答：1變壓器電橋的電壓比基本上是實(shí)數(shù)，精度搞，且溫度和時(shí)間穩(wěn)定性高。2變壓器電橋靈敏度比一般電橋高，且在很寬的范圍內(nèi)能得到恒定。3其電影比與一標(biāo)準(zhǔn)量具相結(jié)合就能相應(yīng)地等效為一個(gè)可調(diào)導(dǎo)納。4變壓器電橋的工作頻率

19、很寬。5變壓器電橋調(diào)速快，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和數(shù)字化。6變壓器電橋可以進(jìn)行三端或四端阻抗的測(cè)量。其測(cè)量三端電阻方法見(jiàn)教材P86圖3-21三、計(jì)算題1、R=R0K=120x2x600x10-6=0.14 2解：由于電動(dòng)機(jī)為對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，所以線電流為 負(fù)載阻抗角=30度 于是 電機(jī)的總消耗功率為P=P1+P2=2502W3解： R2U01） 2）若用電橋測(cè)量電路，相關(guān)電路圖如右圖所示若電橋電源U4V，則3）若U0降至2mV，則 4解：1） 2）當(dāng)測(cè)量到500C和2000C時(shí)，其最大誤差仍為3度，因此所測(cè)溫度值越接近測(cè)量范圍的上限，則相對(duì)誤差越小。3）所以，測(cè)量值應(yīng)選擇：。四、名詞解釋1、外光電效應(yīng)：在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。 光電導(dǎo)效應(yīng)：在光線作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)度到自由狀態(tài)，而引起材料電導(dǎo)率的變化2、霍爾效應(yīng)：半導(dǎo)體薄片，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，兩相對(duì)的兩邊通過(guò)電流I且與磁場(chǎng)方向正交。則半導(dǎo)體薄片另外兩邊將產(chǎn)生由電勢(shì)UH且UH正比于B與I的乘積。這一現(xiàn)