2022年《傳感器與機(jī)器視覺》 題庫及答案

手機(jī)中有很多創(chuàng)奶器，如：影像傳感器：攝像；亮度傳感器：亮度檢測；磁阻傳感器：數(shù)字指南針；聲波傳感器：麥克風(fēng)；加速度傳感器：角加速度傳感器：陀螺儀；溫度傳感器：過熱保護(hù)等等。測量誤差可用絕對誤差、示值相對誤差、引用相對誤差及實(shí)際相對誤差表示在滿足指標(biāo)參數(shù)要求的情況下，選擇成本低廉、工作可靠且容易維修，性價(jià)比高的傳感根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7666-2005，傳感器的命名由主題詞（傳感器）和四級(jí)修飾語組成，5．傳感器靜態(tài)標(biāo)定的步驟？①將傳感器的測量范圍分成若干個(gè)等間距的點(diǎn)；錄與各輸入值相對應(yīng)的輸出值。③將輸入值從大到小一點(diǎn)點(diǎn)地遞減，同時(shí)記錄與各輸入值相對應(yīng)的輸出值。④按照(2)和(3)步驟，對傳感器進(jìn)行正、反行程往復(fù)循環(huán)多次測試，將得到的輸出/輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或繪制成曲線。滯后和重復(fù)性等靜態(tài)特性指標(biāo)了。6．通過查閱資料，說說傳感器的發(fā)展趨勢？傳感器隨著智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、微型化等方向發(fā)展。逐條解釋說明。xx①該表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差；9．被測溫度為400℃,現(xiàn)有量程為0~500℃、精度1.5級(jí)和量程0~1000℃、精度1.0級(jí)的溫度儀表各一塊，問選用哪一塊儀表測量更好？請說明原因。解：1.5級(jí)溫度計(jì)測量時(shí)可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、測量400℃可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差分別為Y1.0級(jí)溫度計(jì)測量時(shí)可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、測量400℃時(shí)可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差為m2Δxm2m2m2Δxm2m2可以看出，第一列數(shù)據(jù)誤差極大，為壞值。示值相對誤差胖子比瘦子小。T=458℃。熱電效應(yīng)：將兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體（A和B）首尾相接組成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度（T≠T0）不相同時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，稱為熱電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為常用的冷端補(bǔ)償方法有冰浴法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、計(jì)算修正法、補(bǔ)償電橋法、顯示儀表機(jī)械熱電阻與測量電路的連接方式有二線制、三線制和四線制。當(dāng)熱電阻傳感器與測量回路電壓源供電，四線制是電流源供電。4．為什么三線制連接方法可以抵消掉導(dǎo)線電阻帶來的測量誤差？源上，另外兩根分別連接到直流電橋（惠斯特電橋）的相鄰兩臂中，這樣就把連接導(dǎo)線的電材料材料兩種不同合金，如鎳鉻-鎳硅銅度變化而變化測溫范圍熱電效應(yīng)輸出信號(hào)金屬熱電阻6．與模擬溫度傳感器相比，數(shù)字式溫度傳感器7．用鎳鉻-鎳硅熱電偶測爐溫，當(dāng)冷端溫度為20℃（恒定測出熱端溫度為T時(shí)熱電解：設(shè)爐子真實(shí)溫度為T，已知冷端溫度T0=20℃,且熱電偶測得的熱電勢為8．在一個(gè)實(shí)際的K型熱電偶測溫系統(tǒng)中，配用K型熱電偶溫度顯示儀表顯示被測溫度的大小。測溫對象是爐膛溫度為1000℃的加熱爐，設(shè)熱電偶冷端溫度為50℃,顯示儀表所在的控制室遠(yuǎn)離加熱爐，室溫為20℃。要求分別用普通銅導(dǎo)線和K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶與顯示儀表進(jìn)行連接，測量結(jié)果分別是多少？所測溫度數(shù)據(jù)是否能反映爐膛的真實(shí)溫用普通銅導(dǎo)線連接時(shí)，測量結(jié)果是錯(cuò)誤的，因?yàn)槠錄]有延伸冷端的作用用補(bǔ)償導(dǎo)線連接時(shí)，測量結(jié)果是正確的，爐膛真實(shí)溫度為1000℃。9．DS18B20測溫范圍-55℃~+125℃,精度為±0.5℃（125-（-55/0.5=360，因此最少9位，包含512個(gè)值，大于360.的環(huán)境溫度為50℃。要求電路中電流為5A時(shí)2秒內(nèi)應(yīng)把電路中的電流降到500mA以下，請利用互聯(lián)網(wǎng)找到合適的熱敏電阻型號(hào)。答案不唯一。符合要求的均可以。圖中運(yùn)放構(gòu)成一個(gè)差分放大電路，輸出電壓等于1、電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何區(qū)別？它們各有何特點(diǎn)？而后者不會(huì)。因此前者靈敏度遠(yuǎn)大于后者，不過前者存在溫度偏移。2、試著畫出電阻應(yīng)變式傳感器的幾種測量電路？分析各電路的測量靈敏度。環(huán)境溫度改變會(huì)引起應(yīng)變片應(yīng)變常數(shù)的不溫度。逆壓電效應(yīng)，或稱之為電致伸縮效應(yīng)。目前壓電材料可分為三大類：第一類是壓電晶體(單晶)，它包括壓電石英晶體和其他壓電單晶；第二類是壓電陶瓷(多晶半導(dǎo)瓷)；第三類是新型壓電材料，又可分為壓電半導(dǎo)體和有機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，可將電感式傳感器分為自感式、互感式和電渦流式三種。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式，可將電感式傳感器分氣隙型和螺管型兩種。7、什么是零點(diǎn)殘余電壓？主要跟哪些因素相關(guān)？零點(diǎn)殘余電壓主要是由傳感器的兩次級(jí)繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，以及磁性材料的非線性等問題引起的。零點(diǎn)殘余電壓的波形十分復(fù)雜，主要由基波和高次諧波組成?；óa(chǎn)電勢的幅值不等、相位不同，因此不論怎樣調(diào)整銜鐵位置，兩線圈中感應(yīng)電勢都不能完全抵U會(huì)影響傳感器的測量結(jié)果。8、什么是渦電流效應(yīng)？簡述渦流式傳感器的工作原理。渦流式傳感器的原理是利用金屬體在交變磁場中的渦電流效應(yīng)。如圖3-37所示，一塊金屬.板置于一只線圈的附近。根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流I時(shí)，線圈周.1圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H.，使置于此磁場中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)渦電流I.，I.又產(chǎn)...生新的交變磁場H。根據(jù)楞次定律,...9、某試件受力后，應(yīng)變?yōu)?x10一3，已知應(yīng)變片的靈敏度為2，初始值120Ω度的影響，求電阻的變化量iRRR為金屬應(yīng)變片，其余均為外接電阻，當(dāng)R的增量為ΔR=1.2Ω時(shí)，電橋的輸出電壓u0是多少？Uo=ΔR/(4R)*Ui=1.2/4/120*4=0.01V（2）R和R為金屬應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感受應(yīng)變的大小相同，極性相反，0/(2R)*Ui=1.2/2/120*4=0.02V思考與練習(xí)題4參考答案子的轟擊，組成這種物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2、常見的光電器件有哪些？工作原理分別是？常見的光電器件有光電管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。極電路內(nèi)就可測出光電流，其大小取決于光照強(qiáng)度和光陰極的靈敏度等因素。光敏電阻：阻值隨光照變化而變化，光照越強(qiáng)，電阻越小。光敏二極管：光敏二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)；受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。電場作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流，因此PN結(jié)的反向電流大大增加。路中有了這種器件就不需要外加電源。置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時(shí)，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場方向上的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)，該電勢稱霍爾電勢。HH霍爾電勢正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度，其靈敏度KH與霍爾系數(shù)RH成正比而與霍爾片厚4、為什么霍爾元件要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？主要有哪些補(bǔ)償方法？補(bǔ)償?shù)脑硎鞘裁?？產(chǎn)生溫度誤差。為了減小霍爾元件的溫度誤差，除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外。圖1霍爾式轉(zhuǎn)速測量裝置原理圖n=60f/N=60*150000/5/100=18000r/min6、目前在我國越來越多的商品外包裝上都印有條形碼符號(hào)。條形碼是由黑白相間、粗細(xì)不圖（a）條形碼掃描筆筆頭結(jié)構(gòu)圖2商品條形光電掃描筆碼掃碼原理電平脈沖越寬。反之白色空隙不反光，光電傳感器輸出低電平。(3)頻率范圍：0.5-8000Hz(±10%)(5)線性：≤1%：線性誤差(6)橫向靈敏度：≤5%典型值：≤3%：試解釋各特性參數(shù)的含義。1、什么是超聲波，它由什么特性？機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播稱為波動(dòng)，簡稱為波。人能聽見聲音的頻率為20Hz~上的聲音稱為超聲波，超聲波具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn).2、什么叫超聲波傳感器？常用超聲波傳感器的工作原理有哪幾種？利用超聲波在超聲場中的物理特性和各種效應(yīng)而研制的裝置可稱為超聲波換能器、探測器或傳感器，習(xí)慣上也稱為超聲波探頭。超聲波傳感器按其作用原理可分為壓電式、磁致伸縮式和電磁式等數(shù)種。3、簡述超聲波測量厚度的原理。超聲波傳感器是使用聲波來檢測物體，測量的基本原理類似，即：當(dāng)傳播速度v和測量時(shí)間t固定時(shí)，可以推算出距離s，這是超聲波測距、測厚度、測位移的原理于人眼的視覺干擾效果，透過光柵組可以看到一組明暗相間的條紋，即為莫爾條紋。5、簡述光柵傳感器測量位移的原理。的光柵副上，在后面形成莫爾條紋，光電元件感受莫爾條紋的變化，輸出如圖5-20（b）所示的電信號(hào)。在a處，兩光柵刻線重疊，透過的光強(qiáng)最大，光電元件輸出的電信號(hào)也最大；光強(qiáng)的變化由亮->半亮半暗->全暗->半暗半亮->全亮，光柵移動(dòng)一個(gè)柵距，莫爾條紋也經(jīng)歷了一個(gè)周期，移動(dòng)了一個(gè)條紋間距。光強(qiáng)的變化需要通過光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為輸出電壓的變化，輸出電壓的變化曲線近似為正弦曲線。通過后續(xù)的整形轉(zhuǎn)換電路和邏輯電壓轉(zhuǎn)換電路，就變成了一個(gè)脈沖信號(hào)。被測物體的位移就等于柵距乘以脈沖數(shù)。問該車床絲杠的螺距為多少？5400*0.01=54mm1、機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由哪些部分組成？機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成包括：鍵的圖像信息。一般安裝在PC機(jī)或?qū)ｉT的視覺處理器上；(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：如氣泵、工業(yè)機(jī)器人；光源有不同原理、結(jié)構(gòu)和顏色，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)被測對象的不同選擇合適的光源。參照本章