自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)2012年考試復(fù)習(xí)題 答案

1、第一章 緒論一、填空題：1、傳感器由敏感元件 、轉(zhuǎn)換元件 、轉(zhuǎn)換電路 組成2、傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化量 與輸入 變化量的比值。3、從輸出曲線看，曲線越陡，靈敏度越高 。4、下面公式是計(jì)算傳感器的線性度 。5、某位移傳感器的輸入變化量為5mm，輸出變化量為800mv，其靈敏度為0.16V/mm 。6、有一臺(tái)測(cè)量?jī)x表，其標(biāo)尺范圍0500 KPa，已知絕對(duì)誤差最大值DPmax=4 KPa，則該儀表的精度等級(jí)1級(jí) 。7、傳感器能感知的輸入量越小，說明分辨率 越高。二、問答題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性，有哪些指標(biāo)。答：指?jìng)鞲衅鞯撵o態(tài)輸入、輸出特性。有靈敏度、分辨力、線性度、遲滯、穩(wěn)定

2、性、電磁兼容性、可靠性2、產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因是什么？如何減小隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？答：是測(cè)量中獨(dú)立的、微小的、偶然的因素引起的結(jié)果。既不能用實(shí)驗(yàn)的方法消除，也不能修正?？梢酝ㄟ^增加測(cè)量次數(shù)，利用概率論的一些理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果處理，服從正態(tài)分布3、什么是系統(tǒng)誤差？怎樣減小系統(tǒng)誤差？答：分為恒值誤差，例如刻度盤分度差錯(cuò)。變值誤差，環(huán)境溫度的影響、零點(diǎn)漂移等。系統(tǒng)誤差有規(guī)律?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)的方法引入修正值的方法計(jì)算修正，也可以重新調(diào)整測(cè)量?jī)x表的有關(guān)部件予以剔除。4、如何判斷系統(tǒng)中存在粗大誤差。答：粗大誤差是測(cè)量人員的粗心大意及電子測(cè)量?jī)x器收到突然強(qiáng)大的干擾所引起的，粗大誤差明顯超過正常

3、條件下的誤差。五、分析與計(jì)算題1、有一溫度計(jì)，它的測(cè)量范圍為02000C，精度為0.5級(jí)，求1）該表可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差。2）當(dāng)示值分別為200C、1000C的示值相對(duì)誤差。解：1）=2000.5%=10C 2）1/20100%=5%1/100100%=1%2、預(yù)測(cè)240V左右的電壓，要求測(cè)量示值相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于0.6%，問1）若選用量程250V的電壓表，精度選哪一級(jí)。2）若選用量程300V、500V的電壓表，精度各選哪一級(jí).解：1）絕對(duì)誤差=0.6%*240=1.440.625%0=1.5V1.44/250=0.005761.5/240=0.62%選1.0級(jí)的儀表第二章 電阻式傳感器

4、原理與應(yīng)用一、填空題：1、電位器式傳感器是一種將位移或角位移 轉(zhuǎn)換成電阻或電壓 的傳感器。2、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這一效應(yīng)稱為 。3、電阻應(yīng)變式傳感器可直接測(cè)量的物理量是力 ，電阻應(yīng)變片的制作材料分為金屬 和半導(dǎo)體 兩種。它們收到外力電阻發(fā)生變化，第一種是由 形成的，第二種是由 造成的。半導(dǎo)體 的靈敏度較大。4、電阻應(yīng)變片配有橋式測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的作用是 。5、應(yīng)變測(cè)量電橋的三種接法是單臂電橋 、半橋 全橋 。輸出電壓分別為 、電橋轉(zhuǎn)換電路，因接法不同，靈敏度也不同，全橋 的靈敏度最大，實(shí)驗(yàn)證明輸出電壓與應(yīng)變或受力成線性 （線性/非線性）關(guān)系。6、要使直流電橋平衡，

5、必須使相對(duì)橋臂的電阻值的乘積 相等。7、電阻應(yīng)變效應(yīng)做成的傳感器可以測(cè)量力 、加速度 、扭矩 8、應(yīng)變測(cè)量中，希望靈敏度高、線性好、有溫度自補(bǔ)償功能，應(yīng)選擇半橋或全橋的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。二、問答題1、解釋應(yīng)變效應(yīng)、壓阻效應(yīng)。答：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化。半導(dǎo)體受力后，電阻會(huì)改變，成為壓阻效應(yīng)。2、電阻應(yīng)變傳感器在單臂電橋測(cè)量轉(zhuǎn)換電路在測(cè)量時(shí)由于溫度變化產(chǎn)生誤差的過程。電阻應(yīng)變式傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ鞘裁?？答：因輸出電壓受溫度的影響。因?yīng)變電阻R1與R2完全相同，從下式看出輸出電壓與溫度無關(guān)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣捎秒p臂半橋或全臂全橋。3、壓阻式傳感器電橋

6、采用恒壓源供電和恒流源供電各自的特點(diǎn)是什么？四、分析與計(jì)算題1、采用阻值R=120 靈敏度系數(shù)K=2.0的電阻金屬應(yīng)變片與阻值R=120 的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變 =1000um/m時(shí)，若要使輸出電壓大于10mV則可采用何種工作方式。（設(shè)輸出阻抗為無窮大） =102100010-6=0.02V=20mV.可采用雙臂半橋或全橋的工作方式。第三章 變電抗式傳感器一、填空題：1、根據(jù)參數(shù)的變換，電感式傳感器按原理可分為_變隙式_、_變面積式_式和_變介電常數(shù)式_。2、對(duì)于變隙式電感傳感器，電感L與氣隙厚度成_反_比，小，靈敏度就_高_(dá)。為了保證一定的線性度，變隙式電感傳感器

7、只能用于_微小_位移的測(cè)量。3、變截面式電感傳感器理的電感量L與氣隙截面積A是_線性_（線性/非線性）關(guān)系。，靈敏度為_ N2u0/2d0_。4、單線圈電感傳感器與差動(dòng)式電感傳感器的特性比較可以看出，差動(dòng)式電感傳感器的線性較_好_，靈敏度較_高_(dá)。5、差動(dòng)電感和變壓器線性范圍約為線圈骨架長(zhǎng)度的_1/41/10左右。6、差動(dòng)變壓器激勵(lì)電源頻率以_為宜。7、 欲測(cè)量極微小的位移，應(yīng)選擇_變隙式_自感傳感器。8、希望線性范圍為1mm，應(yīng)選擇線圈骨架長(zhǎng)度為_20mm _左右的螺線管式自感傳感器或差動(dòng)變壓器。9、自感傳感器或差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了_使輸出既能反映被測(cè)量的大小，也能方

8、向 _。10、希望遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，應(yīng)選用具有_420mA _輸出的標(biāo)準(zhǔn)變送器。11、當(dāng)電渦流線圈靠近非磁性導(dǎo)體（銅）板材后，線圈的等效電感L_減小_，調(diào)頻轉(zhuǎn)換電路的輸出頻率f_增大_。（填增大或減?。?2、欲測(cè)量鍍層厚度，電渦流線圈的激勵(lì)源頻率約為_100kHz2MHz _ 。13、電容傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路有三種，分別是_變隙式、變面積式、變介電常數(shù)式14、電容傳感器的最大特點(diǎn)是_非接觸_測(cè)量。15、在電容兩塊平行極板的間隙中插入_，可提高其擊穿電壓。二、問答題：1、某些傳感器在工作時(shí)采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)于基本結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？答：差動(dòng)形式誤差小、線性范圍寬、靈敏度大2、差動(dòng)變壓器式傳感器

9、的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么？怎樣減小和消除它的影響？答：銜鐵處于零點(diǎn)附近存在的微小誤差電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。它一方面限制了系統(tǒng)的分辨力，另一方面造成非線性。消除的方法：提高框架和線圈的對(duì)稱性；盡量采用正弦波作為激勵(lì)源；正確選擇磁路材料，適當(dāng)減小線圈的勵(lì)磁電流，使銜鐵工作在磁化曲線的線性區(qū)；在線圈上并聯(lián)阻容移向網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償相位誤差；采用相敏檢波電路三、分析與計(jì)算題1、有一臺(tái)兩線制壓力變送器，量程范圍為 01MPa ，對(duì)應(yīng)的輸出電流為 420mA 。求： 1 ）壓力 p 與輸出電流 I 的關(guān)系表達(dá)式（輸入 / 輸出方程）。當(dāng) p 為 0MPa 和 0.5MPa 時(shí)變送器的輸出電流。 2）如果希望

10、在信號(hào)傳輸終端將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為 15V 電壓，求負(fù)載電阻 R L 的阻值。 解1）50KPa 2）-6060mV2、下圖是利用分段電容傳感器測(cè)量液位的原理示意圖。玻璃連通器3的外圓壁上等間隔地套著N個(gè)不銹鋼圓環(huán),顯示器采用101線LED光柱（第一線常亮，作為電源指示）。圖 光柱顯示編碼式液位計(jì)原理示意圖1 儲(chǔ)液罐 2液面 3玻璃連通器 5不銹鋼圓環(huán) 6101段LED光柱1）、該方法采用了電容傳感器中變極距、變面積、變介電常數(shù)三種原理中的哪一種？2）、被測(cè)液體應(yīng)該是導(dǎo)電液體還是絕緣體？3）、分別寫出該液位計(jì)的分辨率（%）及分辨力（幾分之一米）的計(jì)算公式，并明如何提高此類液位計(jì)的分辨率。4）、設(shè)當(dāng)

11、液體上升到第個(gè)N不銹鋼圓環(huán)的高度時(shí),101線LED光柱全亮。若N=32，則當(dāng)液體上升到第八個(gè)不銹鋼圓環(huán)的高度時(shí)，共有多少線LED亮？1）、答：變介電常數(shù) 2）、答：導(dǎo)電液體 3）、答：1/11 4）、答：25第四章 光電傳感器一、填空題：1、光敏電阻利用 效應(yīng)，光電池利用 效應(yīng)。2、溫度上升，光敏三極管、光敏二極管的暗電流 上升 。A外光電效應(yīng) B 內(nèi)光電效應(yīng) C光生伏特效應(yīng)3、普通硅光電池的峰值波長(zhǎng)落在 接近紅外 區(qū)域。4、光敏二極管在測(cè)光電路中應(yīng)處于 反向 偏置狀態(tài)。5、一只十碼道的絕對(duì)角編碼器，其分辨率為 3.6度 。二、問答題1、光電效應(yīng)分成分類？ 分別如何定義？答：用光照射某一物體，

12、可以看到物體受到一連串能量為hf的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子的能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)通常分為三類，分別是外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光電池。2、試用所學(xué)光電傳感器分析a、超市用激光掃描檢測(cè)商品的條形碼b、洗手間紅外反射式干手機(jī)工作原理。答：a 利用明暗條紋吸收光通量的原理。b遮蔽光通量原理。3、光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч猓抗鈱?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？答：光纖具有信息傳輸量大，抗干擾能力強(qiáng)，保密性好，重量輕，尺寸小，靈敏度高，柔軟和成本低等優(yōu)點(diǎn)4、二進(jìn)制碼盤和循環(huán)碼盤各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：循環(huán)馮又稱為格雷碼，它也是一種二進(jìn)制編碼，只有“0

13、”和“l(fā)”兩個(gè)數(shù)。圖所示為四位二進(jìn)制循環(huán)碼盤。這種編碼的特點(diǎn)是任意相鄰的兩個(gè)代碼間只有一位代碼有變化，即由“0”變?yōu)椤?”或“1”變?yōu)椤?”。因此，在兩數(shù)變換過程中，因光電管安裝不準(zhǔn)等產(chǎn)生的閱讀數(shù)誤差，最多不超過“1”，只可能讀成相鄰兩個(gè)數(shù)中的一個(gè)數(shù)。所以，它是消除非單值性誤差的一種有效方法第五章 電動(dòng)勢(shì)式傳感器一、填空題1、壓電傳感器里常見的壓電元件有石英晶體 、壓電陶瓷 和高分子材料 三種。2、動(dòng)態(tài)力傳感器中，兩片壓電片多采用_ _并聯(lián)_接法，可增大輸出電荷量；在電子打火機(jī)和煤氣灶點(diǎn)火裝置中，多片壓電片采用_串聯(lián)_接法，可使輸出電壓達(dá)上萬伏，從而產(chǎn)生電火花。3、霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了

14、保證B和UH特性的一致性 。4、公式EH=KHIBcos 中的角 是指磁力線與霍爾薄片的垂線之間的夾角 。5、減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是使用電橋調(diào)零電位器二、問答題1、什么是壓電效應(yīng)？用壓電效應(yīng)傳感器能否測(cè)量靜態(tài)和變化緩慢的信號(hào)？為什么？答：某些電介質(zhì), 當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí), 其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象, 同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷, 當(dāng)外力去掉后, 其又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)， 這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。不能。因?yàn)楫?dāng)作用于壓電元件力為靜態(tài)力（=0）時(shí), 則前置放大器的輸入電壓等于零, 因?yàn)殡姾蓵?huì)通過放大器輸入電阻和傳感器本身漏電阻漏掉, 所以壓電傳感器不能用于靜態(tài)力

15、測(cè)量2、常用的壓電元件有哪幾種？哪種測(cè)量精度最高？答：壓電傳感器里常見的壓電元件有石英晶片、壓電陶瓷和分子材料三種3、什么是霍爾效應(yīng)？用霍爾元件測(cè)量時(shí)有哪些因素會(huì)造成測(cè)量誤差？如何減弱或消除？答：霍爾效應(yīng)是物質(zhì)在磁場(chǎng)中表現(xiàn)的一種特性，他是由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力作用產(chǎn)生的結(jié)果?；魻栐碾娮杪?，遷移率和載流子濃度等都隨溫度的變化而變化，因此在工作溫度改變時(shí)，其內(nèi)阻及霍爾電壓均會(huì)發(fā)生響應(yīng)的變化，從而給測(cè)量帶來不可忽略的誤差，為了減小誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料，還可以采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電路4、壓電傳感器為什么要接前置放大電路？放大電路有哪兩種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：壓電式傳感器本身的內(nèi)阻很高

16、，而輸出的能量信號(hào)又非常微弱。電壓放大器和電荷放大器。電壓放大器與電荷放大器相比，電路簡(jiǎn)單，元件少，價(jià)格便宜，工作可靠，但是，電纜長(zhǎng)度對(duì)傳感器測(cè)量精度的影響較大。電荷放大器的突出優(yōu)點(diǎn)是在一定條件下，傳感器的靈敏度與電纜長(zhǎng)度無關(guān)，當(dāng)然在實(shí)際中，傳感器與測(cè)量?jī)x器總有一定距離，它們之間用長(zhǎng)電纜連接，由于電纜噪聲增加，這樣就降低了信噪比，是低電平震動(dòng)的測(cè)量受到一定程度的限制。四、計(jì)算題3、現(xiàn)有一測(cè)單向脈動(dòng)力的壓電傳感器如圖所示，壓電元件用兩片壓電陶瓷并聯(lián)，壓電常數(shù)為20010-12C/N，電荷放大器的反饋電容Cf=2000pF,測(cè)得輸出電壓uo=5sint(V)。求：1）該傳感器產(chǎn)生的電荷為多少？ 2

17、）此被測(cè)脈動(dòng)力大小是多少？解：1）由Q=-UOCF=-5sint2000pf=-10-8 sint (C) 2) F=Q/d=20010-12/10-8 sint=0.02 sint(N)第六章 溫度檢測(cè)一、填空題1、測(cè)溫?zé)犭娮璺譃?和 。2、熱敏電阻按溫度系數(shù)又可分_ 、_ 、 _。3、熱電偶的輸出電勢(shì)由_熱端_ _ _和 冷端 構(gòu)成，熱端和冷端的溫差 的數(shù)值越大，輸出電勢(shì)就越大。4、在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是_補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢(shì)的損失_ 。二、問答題1、簡(jiǎn)述熱電偶與熱電阻的測(cè)量原理的異同。答：二者相同點(diǎn)：都能測(cè)溫度且只能直接測(cè)溫度量不同點(diǎn)：熱電阻傳感器原理為阻值大

18、小變化對(duì)應(yīng)溫度變化，而熱電偶傳感器為熱電動(dòng)勢(shì)大小變化對(duì)應(yīng)溫度變化2、設(shè)一熱電偶工作時(shí)產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)可表示為EAB(t , t0)，其中A、B、t、t0各代表什么意義？ t0在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常應(yīng)為多少？ A、B兩熱電極 T熱端溫度，即被測(cè)溫度 t0冷端溫度 t0常應(yīng)為03、用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？因工作現(xiàn)場(chǎng)常常缺乏使熱電偶傳感器的冷端保持在0的條件三、計(jì)算題1、用一K型熱電偶測(cè)量溫度，已知冷端溫度為40，用高精度毫伏表測(cè)得此時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)為29.186mV（T，40）+（40,0），求被測(cè)的溫度大??？解：EAB（T，0）= EAB（tn，t0）+ EAB（t，tn）即EAB（0，t）= EAB（0，40）+ EAB（40，t） 查表，得EAB（0，40）=1.612所以EAB（0，t）=1.612+29.186=30.798（mV）查表，得t=7402、用一K型熱電偶測(cè)鋼水溫度，形式如圖示。已知A、B分別為鎳鉻、鎳硅材料制成，A、B為延長(zhǎng)導(dǎo)線。問： 1）滿足哪些條件時(shí)，此熱電偶才能正常工作？ 2）A、B開路是否影響裝置正常工作？原因？ 3）采用A、B的好處？ 4）若已知t01=t02=40，電壓表示數(shù)為37.702mV，則鋼水溫度為多少？ 5）此種測(cè)溫方法的理論依據(jù)是什么？解：1）t01