傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷及答案61682

屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（D）A重復(fù)性B線性度C靈敏度D固有頻率2誤差分類，下列不屬于的是（B）A系統(tǒng)誤差B絕對(duì)誤差C隨機(jī)誤差D粗大誤差3、 非線性度是表示校準(zhǔn)（B）的程度。A、接近真值B、偏離擬合直線C、正反行程不重合D、重復(fù)性4、 傳感器的組成成分中，直接感受被側(cè)物理量的是（B）A、轉(zhuǎn)換元件 B、敏感元件C、轉(zhuǎn)換電路 D、放大電路5、 傳感器的靈敏度高,表示該傳感器（C）A工作頻率寬B線性范圍寬C單位輸入量引起的輸出量大D允許輸入量大6下列不屬于按傳感器的工作原理進(jìn)行分類的傳感器是（B）A應(yīng)變式傳感器B化學(xué)型傳感器C壓電式傳感器D熱電式傳感器7傳感器主要完成兩個(gè)方面的功能：檢測(cè)和（D）A測(cè)量B感知C信號(hào)調(diào)節(jié)D轉(zhuǎn)換8回程誤差表明的是在（C）期間輸出輸入特性曲線不重合的程度A多次測(cè)量B同次測(cè)量C正反行程D不同測(cè)量9、儀表的精度等級(jí)是用儀表的（C）來表示的。A相對(duì)誤差B絕對(duì)誤差 C引用誤差D粗大誤差二、判斷在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量被測(cè)量時(shí),絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在改變條件時(shí),按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差.（V）2系統(tǒng)誤差可消除，那么隨機(jī)誤差也可消除.（X）3對(duì)于具體的測(cè)量，精密度高的準(zhǔn)確度不一定高,準(zhǔn)確度高的精密度不一定高，所以精確度咼的準(zhǔn)確度不一定咼（X）4平均值就是真值。（X）5在n次等精度測(cè)量中,算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為單次測(cè)量的1/n。（X）6、 線性度就是非線性誤差。（X）7?傳感器由被測(cè)量，敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路，輸出電源組成。（V）8。傳感器的被測(cè)量一定就是非電量（X）9?測(cè)量不確定度是隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差的綜合。（V）10傳感器（或測(cè)試儀表）在第一次使用前和長(zhǎng)時(shí)間使用后需要進(jìn)行標(biāo)定工作,是為了確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（V）二、簡(jiǎn)答題：（50分）1、 什么是傳感器動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡(jiǎn)述在什么頻域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性?答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指當(dāng)輸入量隨時(shí)間變化時(shí)傳感器的輸入—輸出特性.靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)傳感器輸入—輸出特性。在時(shí)域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在頻域條件下一般要研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。2、 繪圖并說明在使用傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，相對(duì)真值、測(cè)量值、測(cè)量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系。答：框圖如下：測(cè)量誤差是指測(cè)量;_當(dāng)輸量誤差很八時(shí)可以忽略，此測(cè)量誤差是指測(cè)量;_當(dāng)輸量誤差很八時(shí)可以忽略，此輸出結(jié)量的測(cè)量值與被測(cè)量相的真真值之間的差值，量值忽略此時(shí)測(cè)量值可稱為相對(duì)真值。輸出3、 從傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。定性高、抗干擾穩(wěn)定測(cè)性高心、答：考慮傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)，選用線性度大、遲滯小、重復(fù)性好、分辨力強(qiáng)、穩(wěn)、量誤差感器考慮動(dòng)態(tài)特性，所選的傳感器應(yīng)能很好的追隨輸入量的快速變化，即具有很短量誤定性高、抗干擾穩(wěn)定測(cè)性高心、4、 什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？答:當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí),如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：工具誤差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。方法誤差：指由于對(duì)測(cè)量方法研究不夠而引起的誤差。定義誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而形成的誤差。理論誤差：是由于測(cè)量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。環(huán)境誤差:是由于測(cè)量?jī)x表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差.安裝誤差:是由于測(cè)量?jī)x表的安裝或放置不正確所引起的誤差.個(gè)人誤差:是指由于測(cè)量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。三．計(jì)算則得某檢測(cè)裝置的一組彳俞入輸出數(shù)據(jù)如下：X0o92.53.34o55.76o7y1o11.62o63o24.05o0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度（15分）帶入數(shù)據(jù)得:，擬合直線靈敏度0.68,線性度±7％2、 設(shè)6次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9。810。010.19。910.215厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99。73％的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度的最小估計(jì)區(qū)間。解：分別為-0。200。1-0。10.23、 等精度測(cè)量某電阻10次，得到的測(cè)量如下:R1—167。95QR2—167.45QR3—167.60QR4—167。60QR5—167。87QR6—167.88QR7-168。00QR8—167.85QR9—167.82QR10—167.61Q求：10次測(cè)量的算術(shù)平均值，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差和算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差解：==167.76Q。==0。18 ==0.061、 電阻式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成（D）變化的傳感器。A。電子 B。電壓C.電感 D.電阻2、 電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化為（C）的輸出.A.電阻 B.電容 C.電壓 D.電荷3、 半導(dǎo)體應(yīng)變片具有（A）等優(yōu)點(diǎn)。A.靈敏度高B.溫度穩(wěn)定性好C.參數(shù)一致性高 D.接口電路簡(jiǎn)單4、 當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱（B）A。光電效應(yīng) B.壓阻效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.霍爾效應(yīng)5、 導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象，稱（A）A.應(yīng)變效應(yīng) B.光電效應(yīng) C.壓電效應(yīng) D.霍爾效應(yīng)6、溫度誤差的線路補(bǔ)償法是利用電橋（B ）實(shí)現(xiàn)的。A。相鄰橋臂同變輸入電壓相加 B。相鄰橋臂差變輸入電壓相減C。相對(duì)橋臂同變輸入電壓相加 D。相對(duì)橋臂差變輸入電壓相加7、 利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。–）Ao兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B.兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián)C.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D.兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片8、 按輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，應(yīng)變式位移傳感器是一種（A）A.模擬量傳感器 B計(jì)數(shù)型傳感器C代碼型傳感器D開關(guān)型傳感器9、 下列傳感器，不適合于靜態(tài)位移測(cè)量的是（D）A壓阻式位移傳感器 B電感式位移傳感器C電渦流式位移傳感器 D壓電式位移傳感器10、 半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率（B）A。上升B。迅速下降C.保持不變D.歸零二判斷題1、采用幾個(gè)熱電偶串聯(lián)的方法測(cè)量多點(diǎn)的平均溫度，當(dāng)有一只熱電偶燒斷時(shí)，不能夠很快地覺察出來.（X）2、 在固態(tài)壓阻傳感器測(cè)量電路中恒壓源和恒流源供電均與電流大小、精度及溫度有關(guān)°（x）3、 熱回路的熱電動(dòng)勢(shì)的大小不僅與熱端溫度有關(guān)，而且與冷端溫度有關(guān)。（7）4、 在典型噪聲干擾抑制方法中，差分放大器的作用是抑制共模噪聲.（7）5、 將電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上，就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器（7）6、 在電阻應(yīng)變片公式，dR/R=（l+2卩）￡+疋￡中，九代表電阻率。（X）7、 結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器材料物理特性的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。（X）8、 信號(hào)傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是.干擾的耦合通道（7）9、 常用于測(cè)量大位移的傳感器有應(yīng)變電阻式（（X）10、 差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為0（（7）三簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用（答原則有：（1）貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳;（2）在復(fù)合載荷下測(cè)量，能消除相互干擾；（3）考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無溫度補(bǔ)償作用，差動(dòng)和全橋方式具有溫度補(bǔ)償作用（2．什么是金屬導(dǎo)體的電阻－應(yīng)變效應(yīng)和熱電阻效應(yīng)？答：金屬電阻的應(yīng)變電阻效應(yīng)——當(dāng)金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將相應(yīng)地發(fā)生變化（為什么要對(duì)應(yīng)變片式電阻傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，分析說明該類型傳感器溫度誤差補(bǔ)償方法。答：①在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差.方法：自補(bǔ)償法線路補(bǔ)償法四計(jì)算題1、 如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，AR=O,橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）（AR/R）O證明：略去的二次項(xiàng)，即可得2、 圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Q，求：①R1為應(yīng)變片其余為外接電阻，R1增量為△R1=3?5Q時(shí)輸出U0=??②R1、R2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性大小相同其余為電阻，電壓輸出U0=?。③R1、R2感受應(yīng)變極性相反，輸出U0=?o④R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片，對(duì)臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?（解：①②③④一、判斷（20分）差動(dòng)變間隙式自感傳感器的靈敏度是單線圈式自感傳感器的4倍（（X）TOC\o"1-5"\h\z2。差動(dòng)變壓器是把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換成線圈互感量的變化。 （V）3（改變電感傳感器的引線電纜后，不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零（ （X）電渦流式傳感器可以用來測(cè)量各種形式的位移量. （V）5（自感式傳感器實(shí)現(xiàn)了把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘康淖兓?（X）邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器靈敏度降低，而且會(huì)產(chǎn)生非線性（ （V）電容傳感器不能承受很大的溫度變化. （X）&差動(dòng)變壓器式傳感器可以測(cè)量與位移有關(guān)的任何機(jī)械量。 （V）9。電渦流式傳感器可以無接觸地測(cè)量各種振動(dòng)的幅值 （V）10（電渦流式傳感器常用于測(cè)量壓力、加速度、微小位移、液位等（（X）二．單選題（20分）1。由兩塊平行板組成一個(gè)電容器,若忽略其邊緣效應(yīng)，其電容量為(A).A.C=&S/dB°C=&d/SC.C=&/SdD。C=Sd/&2。在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路,則電路中(B)。A。電容和電感均為變量 B.電容是變量,電感保持不變C。電感是變量，電容保持不變D。電容和電感均保持不變3?不能用渦流式傳感器進(jìn)行測(cè)量的是(D) °A。位移B。材質(zhì)鑒別C。探傷D.非金屬材料在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善非線性、提高靈敏度和減少外界干擾的影響，電容傳感器常做成(B).A。自感形式B。差動(dòng)形式 C.電渦流形式D.電容形式以下哪種途徑不能提高差動(dòng)變壓器的靈敏度 (C).A。增大鐵芯直徑B。選擇較高的激磁電壓頻率C.降低線圈的Q值D.提高激磁電源電壓為了使傳感器具有較好的線性度，一般取測(cè)量量范圍為線圈骨架長(zhǎng)度的(D)。A.1/8?1/4B.1/10?1/2 Co1/4?1/2D。1/10?1/4以下哪種傳感器可以用來檢測(cè)金屬的表面裂紋和焊接部位的探傷(C)。A.自感式傳感器B.差動(dòng)變壓器 C.電渦流式傳感器 Do電容式傳感器&測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器類型為(D)oA.變極板面積型B.變極距型Co變介質(zhì)型 Do容柵型9o在非電量測(cè)量中，應(yīng)用最多的差動(dòng)變壓器是哪種結(jié)構(gòu)形式(A)oA.螺線管式Bo變隙式Co變面積式D.變體積式10.變面積式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的面積增大時(shí)，鐵心上線圈的電感量(A)oAo增大Bo不變C.減少Do變?yōu)榱闳?jiǎn)答題(30分)試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同?答：自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器相同點(diǎn)：工作原理都是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，都可以分為變氣隙式、變面積式和螺旋式等。不同點(diǎn):結(jié)構(gòu)上，自感式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電感線圈的電感值變化。差動(dòng)變壓器式電感式傳感器是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為傳感器互感的變化，傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓器。自感式傳感器測(cè)量電路的主要任務(wù)是什么?變壓器式電橋和帶相敏檢波的交流電橋,哪個(gè)能更好地完成這一任務(wù)？為什么？主要任務(wù)：把被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成自感L的變化，通過一定的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或者電流輸出。帶相敏檢波的交流電橋能更好的完成這一任務(wù)。使用相敏整流電路，輸出電壓不僅能反映銜鐵位移的大小和方向，而且還消除了零點(diǎn)殘余電壓的影響。以自感式傳感器為例說明差動(dòng)式傳感器可以提高其靈敏度的原理。答：?jiǎn)螛O式自感傳感器的靈敏度為:差動(dòng)式傳感器的靈敏度為:由此可見，與單極式比較其靈敏度提高一倍，非線性大大減小。四．計(jì)算題分析下圖所示自感傳感器當(dāng)動(dòng)鐵心左右移動(dòng)(x1,x2發(fā)生變化時(shí)自感L變化情況。已知空氣隙的長(zhǎng)度為x1和x2,空氣隙的面積為S,磁導(dǎo)率為□，線圈匝數(shù)W不變)。解：，又空氣隙的長(zhǎng)度xl和x2各自變，而其和不變，另其他變量都不變故L不變下圖為變極距型平板電容傳感器的一種測(cè)量電路，其中CX為傳感器電容,C為固定電容，假設(shè)運(yùn)放增益A=8,輸入阻抗Z=8；試推導(dǎo)輸出電壓U0與極板間距的關(guān)系，并分析其工作特點(diǎn)。解:式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓的相位與電源電壓反相。上式說明運(yùn)算放大器的輸出電壓與極板間距離d線性關(guān)系.運(yùn)算放大器電路解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。但要求Zi及放大倍數(shù)K足夠大?為保證儀器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容C值穩(wěn)定.一．選擇題。1。 將超聲波（機(jī)械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的（C）A應(yīng)變效應(yīng)B電渦流效應(yīng)C壓電效應(yīng)D逆壓電效應(yīng)2。 在光線作用下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象（B）A外光電效應(yīng)B內(nèi)光電效應(yīng)C光電發(fā)射D都不是3。 使用壓電陶瓷制作的力或壓力傳感器可測(cè)（C）A人體體重B車道的壓緊力C車刀在切削時(shí)感受的切削力的變化量D自來水管壓力4?光纖傳感器的工作原理是基于（B）。A、入射光的頻譜與光電流的關(guān)系；B、光的折射定律；C、光的衍射； D、光的強(qiáng)度與光電流的關(guān)系5。 在下述位移傳感器中，既適宜于測(cè)量大的線位移，又適宜于測(cè)量大的角位移的是（C）A.電容式傳感器 B.電感式傳感器 C光柵式傳感器D電阻式傳感器6。 對(duì)石英晶體，下列說法正確的是（A）。A、 沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也沒有電荷產(chǎn)生B、 沿光軸方向施加作用力，不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，但會(huì)有電荷產(chǎn)生C、 沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng),但沒有電荷產(chǎn)D沿光軸方向施加作用力，會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，也會(huì)有電荷產(chǎn)生7。 人造衛(wèi)星的光電池板利用（A）A光電效應(yīng) B光化學(xué)效應(yīng) C光熱效應(yīng) D感光效應(yīng)8。 光電池屬于（C）A外光電效應(yīng)B內(nèi)光電效應(yīng)C光生伏特效應(yīng) D不知道9。 固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（C）A.PN結(jié)光電二極管電路B.PNP型晶體管集成電路C.MOS型晶體管開關(guān)集成電路D.NPN型晶體管集成電路10。 減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是（C）A、減小激勵(lì)電流B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度C、使用電橋調(diào)零電位器一.判斷題.1。 磁電式傳感器不需要輔助電源，就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，是一種無源傳感器.（錯(cuò)）2。 編碼器以其高精度高分辨率和高可靠性而被廣泛應(yīng)用于各種位移的測(cè)量.（對(duì)）3?。在光纖傳感器中，數(shù)值孔徑NA其實(shí)就是臨界角，反映光纖接受光亮的多少.。（對(duì)4。 在光電式傳感器中，光電流和亮電流都有很多，但暗電流只有一個(gè)；。暗電流大，光電流小的光敏電阻靈敏度越高.（錯(cuò)）5。 壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質(zhì)材料的壓電效應(yīng)，是一種典型的無源傳感器（對(duì)）6。 壓電式傳感器適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量（錯(cuò)）7。 光電效應(yīng)可分為內(nèi)光電效應(yīng)，外光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種類型。（對(duì)）8。 根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式，將光纖傳感器分為強(qiáng)度調(diào)制型，偏振調(diào)制型，頻率調(diào)制型，相位調(diào)制型。（對(duì)）9。 光敏二極管在測(cè)光電路中應(yīng)處于反向偏置狀態(tài)。（對(duì)）10。 磁電式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的。而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場(chǎng)中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢(shì)的.霍爾式傳感器可用來測(cè)量電流，磁場(chǎng)，位移，壓力。（對(duì)）1請(qǐng)解釋何為莫爾條紋？答：把兩塊光柵距相等的光柵面向?qū)ΟB合在一起，中間留有很小的間隙。并使兩者的柵線之間形成一個(gè)很小的夾角Q,這樣就可以看到在近于垂直柵線方向上出現(xiàn)明暗相間的條紋，這些條紋叫莫爾條紋.2.何為光電效應(yīng)?答：通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類.第一類是利用在光線作用下光電子逸出物體表