检测与转换技术复习题
1 一台精度等级为0.5级、量程为600-1200oC的温度传感器，求
1）最大绝对误差；
2）检测时某点最大绝对误差时4oC，问此仪表是否合格？
我国工业仪表等级分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0
七个等级,并标志在仪表刻度标尺或铭牌上.仪表准
确度习惯上称为精度,准确度等级习惯上称为精度等级。
仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）
*100% 。
以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等
级了。
2、欲测240V左右的电压，要求测量值的相对误差的绝对值不大于0.6%。问：选用量程为250V电压表，其精度应选择哪一级？若选用量程为500V电
压表，其精度应选择哪一级？
3、已知待测力为70N，现有两只测力表，一只测
量范围0~500N，精度为0.5级。另一只测量范围
为0~100N，精度为1级。问选那一只测量仪表好，为什么？根据计算选用精度为1级测量量程为0-100N的测力表相对误差小。所以选用这个测量表。
4 检验一台量程为0-250mmH2O的差压变送器，当差压由0上升至100mmH2O时，差压变送器读数为98mmH2O；当差压由250mmH2O下降至
100mmH2O时，差压变送器读数为103mmH2O，问此仪表在该点的迟滞（变差）是多少？
解：该仪表的迟滞＝（103-98）/(250-0) =2%
5某玻璃水银温度计微分方程式为
式中：Q0为水银柱高度(m);
Q i为被测温度（oC）。
试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。
1)时间常数τ＝a1/a0=4/2=2s
2)静态灵敏度系数k=b0/a0=2x10-3/2=10-3 m/℃
6已知某一阶传感器的传递函数
Τ=0.001s,求该传感器输入信号工作频率范围。
解：
一阶传感器的频率传递函数：
幅频特性
由一阶响应曲线如图可知，当A(ω)>0.707时输出信号失真较小，测量结果较精确。因此取该范围为工作段。
在0.707处=1, =1，ω=2πf, 2πfτ=1 ,所以
所以输入信号工作范围为0-159Hz.
7已知某位移传感器，当输入量△X=10μm,其输出电压变化△U=50mV。求其平均灵敏度K1为多少？若采用两个相同的上述传感器组成差动测量系统则差动式位移传感器的平均灵敏度K2为多少？
解：K1=(?U /?X)=5mV/μm
两个相同的上述传感器构成差动时：
K2=2K1=10mV/μm
8.如果将100Ω电阻应变片贴在弹性试件上，若试
件受力横截面S=0.5X10-4m2,弹性模量
E=2X1011N/m2,若有F=5X104N的拉力引起应变电
阻变化1Ω。试求该应变片的灵敏度系数？
解：应变片电阻的相对变化量
应变
9.一台用等强度梁作为弹性元件的电子称，在梁的
上下面各贴两片相同的电阻应变片（K＝2）,已知
l=100mm、b=11mm 、 t=3mm 、E=2X104N/mm2。现将四个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压
U=6V。当F=0.5kg时，求电桥输出电压U0。
解：四片应变片上下各两片。受F作用后，梁上
表面R1. R4产生正应变电阻变化，下表面R2.R3则产生负应变电阻变化。
电阻相对变化量及桥路电压输出为10一应变片的电阻R=120Ω,K=2.05，应变为
800μm/m的传感元件。求：
1）△R和△R/R;
2)若电源的电压U=3V，求此时的电桥的输出电压
U0。
11.在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆
周方向各贴一片R=120Ω的金属应变片R1 和R2，
把这两应变片接入差动电桥。若钢的泊松比μ＝
0.285，应变片的灵敏系数K=2,电桥电源电压＝6V，当试件受轴向拉伸时，测得应变R1 的变化△R1 ＝
0.48 Ω。试求电桥的输出电压U0。
E
bt
Fl
2
3
2
4
1
6
=
=
=
=
=ε
ε
ε
ε
ε
mV
V
E
bt
Fl
K
U
K
U
R
R
U
K
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
8.
17
0178
.0
10
2
3
11
100
8.9
5.0
6
6
2
6
4
2
2
3
3
2
2
4
4
1
1
=
=
?
?
?
?
?
?
?
=
=
=
?
=
=
?
=
?
=
?
=
?
=
?
ε
ε
ε100
1
=
?
R
R
S
F
E
=
=
σ
σ
σ
ε
为试件所受应力，
2
005
.0
100
1
005
.0
10
2
10
5.0
10
5
11
4
4
=
=
?
=
=
?
?
?
?
=
=
=
∴
-
ε
σ
ε
R
R
K
SE
F
E
应变片灵敏度系数
m V
E
R
R
n
n
U
K
R
R
R
K
R
K
R
R
23
.1
3
10
64
.1
)1
1(
1
)
1(
10
64
.1
10
800
05
.2
197
.0
120
10
800
05
.2
3
2
2
3
6
6
=
?
?
?
+
=
?
+
=
?
=
?
?
=
=
?
Ω
=
?
?
?
=
=
?
∴
=
?
-
-
-
-
ε
ε
ε
解:R1受轴向力产生正应变ε1>0,R2沿圆周方向贴则产生负应变ε2<0。
12.如图所示在悬臂梁距端部为L的位置上下面各贴两片完全相同的电阻应变片R1 、R2 、R3 、R4 。试
求（c）（d）（e）三种桥臂接法桥路输出电压对（b）种接法输出电压的比值。图中U为电源电压，R是固定电阻R1 ＝R2 ＝R3 ＝R4 ＝ R， U0为桥路输出电压。
?
b) U0=
d)
e)
比为：1：2：4。
13.变极距（d）型平板电容传感器，当d0=1mm时，
若要求线性度为0.1％。求允许间距最大变化量是
多少？
解：变极距型平板电容传感器的△d/d<<1时，可得
到近似线性关系：
△d/d0＝0.1％所以
△d ＝0.1％ d0＝ 0.1％ X 1=0.001mm
14.如图所示平板式电容传感器。已知：极板尺寸
a=b=4mm，间隙
d0=0.5mm，极板间介
质为空气。求传感器静
态灵敏度；若极板沿x
方向移动2mm，求此时
电容量。真空价电常数
解: 位移X后，电容量为
15.如图所示为移液体储罐，采用电容式液面计测
量液位。已知罐的内径D=4.2m，金属圆柱电容电
极直径d=3mm，液位量程H=20m,罐内含有瓦斯
气，介电常数ε＝13.27X10-12F/m, 液体介电常数ε1
＝39.82X10
-12F/m
。求：液面计零点迁移电容和量
程电容值。
解: 根据变介质电容式
传感器公式
m V
E
R
R
R
R
R
R
R
R
R
E
U
R
R
R
K
R
R
K
K
K
R
R
K
R
R
K
R
R
AE
F
AE
F
7.7
)5.0
343
.
240
48
.
120
(
6
)5.0
1368
.0
48
.0
120
2
48
.0
120
(
)
(
1368
.0
)
10
14
.1
(
120
10
14
.1
004
.0
285
.0
285
.0
;
4
3
3
2
2
1
1
1
1
4
3
3
2
3
1
1
1
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
=
-
?
=
-
-
+
?
+
=
+
-
?
-
+
?
+
?
+
=
=
Ω
-
=
?
-
?
=
?
?
-
=
?
-
=
?
-
=
-
=
=
?
?
=
=
?
-
=
=
-
-
已知：
ε
μ
ε
ε
ε
μ
ε
ε
E
R
R
E
R
R
n
n
1
1
1
1
24
1
)1
(
?
=
?
+
E
R
R
U
1
1
02
1?
=
16.用变面积电容传感器可以测量角位移，回
答如下问题：
1）问变面积电容传感器的测量角位移的范围；2）如果测得的电容量变化量为10%，计算对应的角位移为多少度？
解：1）0-180°
2）对应的角位移为：
∵θ=0°时电容量为C0为最大值，当旋转180°时电容值变化100%，C180=0，所以C X= C0-C0(θ/∏)根据题意：C0- C0(θ/∏)=0.9 C0
∴θ=0.1*∏=18°
17.气隙型电感传感器，衔铁端面S=4X4mm2,气隙总长度lδ=0.8mm,衔铁最大位移? lδ=±0.08mm,激励线圈匝数N=2500匝，＝4πX10-7H/m
计算:
1）线圈的电感值；
2）电感的最大变化量。
18变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。C0=200pF，传感器的起始电容量
C x0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为
理想放大器(K→∞,Z i→∞),R f极大,输入电压
u1=5sinωt V。求当电容传感动极板上输入一位移
量
△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少? 解：由测量电路可得
19、已知某霍尔元件的尺寸为L=10mm,宽b＝
3.5mm，厚d＝1mm。沿L方向通以电流I=1.0mA，在垂直于bXd两方向上加均匀磁场 B＝0.3T，输出
霍尔电势U H＝6.55mVA。求该霍尔元件的灵敏度系数K H。
解根据霍尔元件输出电势表达式
20、若某光栅的栅线密度为50线/mm，主光栅与
指标光栅之间的夹角θ＝0.01rad。求
1）其形成的莫尔条纹间距B H是多少？
2）若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为10-6s，问此时光栅允许最快的运动速度是多少？
解1）由光栅密度50线/mm，可知其光栅距为
根据莫尔条纹与两光栅条纹夹角θ之间的关系式
2）光栅运动速度与光敏二极管响应时间成反比：
i
t
t
u
d
d
C
C
u
C
C
u
i
x
i
x
ω
ωsin
45
sin
5
5.1
15
.0
1
20
200
1
=
?
-
=
?
-
-
=
-
=
IB
K
U
H
H
=
)
/
(8.
21
3.0
0.1
55
.6
T
mA
mV
IB
U
K H
H
?
=
?
=
=
∴
mm
W02
.0
50
1
=
=
mm
W
B
H
2
01
.0
02
.0
=
=
=
θ
s
m
t
W
v/
20
10
02
.0
6
=
=
=
-
21、将一支灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为50 ℃,电压表上读数为60mV ，求热电偶热端温度。
21.解：根据题意，电压表上的毫伏数是由热端温度 t 、冷端温度50 ℃产生的，即E(t,50)=60mV 。
因为 E(t,0) =E(t,50)＋E(50,0) ＝ 60＋50x0.08=64mV
所以热电偶热端温度t ＝64/0.08=800 ℃
22、现用一支镍铬－铜镍热电偶测某换热器内温度，其冷端为30 ℃，而显示仪表机械零位为0℃，这时指示值为400℃，对不对？为什么？正确值是多少？ 解:由镍铬－铜镍热电偶分度表查得 E(400,0) =28.943mV E(30,0) =1.801mV
实际热电势为真实温度t ℃与冷端30℃产生的热电势，即E(t,30)＝E(400,0)=28.943mV 而E(t,0)＝E(t,30)+ E(30,0)= 28.943+1.801=30.744mV
查镍铬－铜镍热电偶分度表查得t ＝422.5℃ （ E(400,0)＝28.943mV ，E(500,0)＝36.999mV E(t,0) － E(400,0) = 30.744-28.943=1.8 {E(500,0)－ E(400,0)}/100℃=0.08(mV/ ℃) 所以不对。正确值为422.5℃
23、一支分度号为Cu100的热电阻，在130 ℃时它的Rt 是多少？求精度计算和估算。（α=4.289X10-3 ℃-1）
解： Rt=Ro(1+αt)，铜的α＝0.00425 ＝100（1＋0.00425x130）＝ 155.25Ω
24、某热电偶的热电势E(600,0) =5.257mV,若冷端温度为0℃时，测某炉温输出电势E=5.267mV 。试求该加热炉实际温度。
解：根据题意：E(600,0) =5.257mV 所以灵敏度为5.257/(600-0) mV/℃ E(t,0) =5.267mV
t=600(5.267/5.257)=601.14 ℃
25.已知码盘为8位二进制码盘，写出该码盘最小和最大输出值，并计算该码盘的最小分辨率。 解：码盘最小和最大输出值:0000000~11111111 最小分辨率
?===
4065.12
360
23608n α
检测和转换技术试题,习题集与答案解析
《检测与转换技术》试卷 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 A 测量人员的粗心大意 B 检测装置的指示刻度不准 C 许多因素微小变化的总和 D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 A 大小与所取单位有关 B 量纲与被测量有关 C 不能反映误差的大小和方向 D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定 C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器 C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 A 用热电偶测量温度 B 用温度计测量温度 C 用铜热电阻测量温度 D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率 二、创新思考问题（每题10分，共20分）
1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器） 2. 检测液位一般可以采用哪几种方法（试考虑2种以上方法） 三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分） 1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小 2、单臂电桥的非线性误差δf的大小 3、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施 四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为： ，，，，，，，， ，，，，，，% 试判断并剔除异常值。（15分） 五、试用所学的传感器知识设计一家庭防盗报警装置。（画出示意图并说明工作原理）（20分）
传感器及检测技术试题及解答
第1章传感器与检测技术基础思考题答案 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 被测量 传感器测量 电路 电源 指示仪 记录仪 数据处 理仪器 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1
《检测与转换技术》检测题目
8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A. 热电偶； B. 亮度式； C. 半导体三极管； D. 半导体二极管。 10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？ A. NTC型热敏电阻； B.PTC 型热敏电阻； C. CTR 型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A. 电阻； B. 电容； C. 电压； D. 电荷。 12、雷电对测控系统造成的噪声干扰按其产生的原因来分属于？（） A. 浪涌噪声； B. 高频振荡噪声； C. 放电噪声。 13、热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？（） A. 电阻变化； B.电势变化； C. 电容变化； D. 电感变化。 14、在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送入 微处理器进行处理，下面哪一个是采用这种技术？（） A．A/D变换电路； B. F/V变换电路； C. D/A变换电路； D. V/I转换电路。 15、一般来说，对屏蔽罩材料的要求（）？ A.选用高电阻的金属材料； B.选用低电阻的金属材料； C. 选用半导体材料； D. 选用绝缘材料。 16、电磁炉主要是应用了下面哪种技术？( ) A. 微波； B. 电涡流； C. 热电式； D. 红外。 17、下面哪种电路主要是为了抑制干扰？( ) A. A/D转换器； B. D/A转换器； C. 变压器耦合； D. 调 制电路。 18、由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用( )的前置放大器。
检测与转换技术期末试题库
传感器习题集及答案 第01章检测与传感器基础 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3 简述传感器主要发展趋势 1.3答：数字化、集成化、智能化、网络化等。 1.4传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 1.4答： 静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。 1.5传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度γ表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。1.5答： L 1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度， 2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。 γ是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。 3）线性度L 4）传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度, 当提出线性度的非线性误差时，必须说明所依据的基准直线。 1.6传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？ ω；阻尼系数ξ。 1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n
自动检测与转换技术期末复习题
第一章检测技术的基础知识 1、一般测量方法有哪几种分类方法 按测量手段分类、按测量方式分类 2、相对误差分为哪几种具体误差表示 实际相对误差、示指相对误差、引用相对误差 3、什么是仪表的基本误差它与仪表的精度等级有何关系 最大引用误差又称为满度（引用）相对误差，是仪表的基本误差形式，故也常称之为仪表的基本误差。 基本误差去掉（%）后的数值定义为仪表的精度等级。 4、按误差表现的规律把测量误差划分哪几种误差 系统误差、随机误差、粗大误差、缓变误差 5、简述正态分布的随机误差具有的4个特征。 对称性、单峰性、有界性、抵偿性 6、什么是传感器简述传感器的组成 传感器就是能够感觉外界信息，并能够按一定规律将这些信息转换成可用的输出信号的器件或装置。 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 7、什么是传感器的静态特性简述传感器的静态特性的主要指标。 传感器的静态特性是指传感器输入信号处于稳定状态时，其输出与输入之间呈现的关系。 表示为： 主要指标有：精确度、稳定性、灵敏度、线性度、迟滞和可靠性 8、现有一只量程为0 ～600℃，准确度为1.5级的温度传感器，用来测量锅炉的蒸汽温度。 若要求测量误差不超过5℃，试问：此传感器能否满足要求如不能满足，应选用多少等级的 9、某量程为400V、1.5级的电压表，当测量值分别为300V、200V、100V时，求测量值得 最大绝对误差和示指相对误差。 10、欲测量220V电压，要求测量示值相对误差不大于5%，若选用量程为250V的电压 表其准确度等级应该选多少 第二章电阻式传感器 1、简述常用的几种弹性敏感元件名称。 弹性圆柱、悬臂梁、薄壁圆筒、弹簧管、膜片、波纹管 2、简述丝式应变片的组成和常用规格。 敏感栅、基底和盖片、黏结剂、引线。规格120兆欧 3、什么是金属的电阻应变效应什么是圧阻效应 电阻应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化。 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象称为圧阻效应。 第三章变磁阻式传感器 1、简述变磁阻式传感器的分类。 自感式传感器、变压器式传感器、电涡流式传感器 2、什么是涡流效应涡流传感器分哪几类电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量 金属导体被置于变化着的磁场中，或在磁场中运动，导体内就会产生感应电流，该感应电流被称为电涡流或涡流，这种现象被称为涡流效应。 可以分为高频反射式电涡流传感器、低频投射式电涡流传感器
传感器与检测技术试卷及答案
1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离拟合直线 C、正反行程不重合 D、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C） A 工作频率宽 B 线性围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D） A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。
检测与转换技术试卷,习题及答案
《检测与转换技术》试卷 ?一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 ??? A 测量人员的粗心大意 ??? B 检测装置的指示刻度不准 ??? C 许多因素微小变化的总和 ??? D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 ?? A 大小与所取单位有关 ?? B 量纲与被测量有关 ?? C 不能反映误差的大小和方向 ?? D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C 0.1Kg D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 ? A 金属材料内部缺陷的检测 B金属工件表面光洁度的测定 ? C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 ? A 变面积式电容传感器 B变极距式电容传感器 ? C 变介质式电容传感器 D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 ? A 用热电偶测量温度 ? B 用温度计测量温度 ? C 用铜热电阻测量温度 ? D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 ? A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 ? C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率
检测与转换技术(复习题)汇编
《检测与转换技术》复习思考题 一、误差理论： 1、 仪表精度的指标有哪些？ 检测装置的精度包括精密度、准确度和精确度三个内容。 1．精密度 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度即分散程度，它反映了随机误差的大小。 2．准确度 它表承测量仪器指示值对真值的偏离程度，它反映了系统误差的大小。 3．精确度 它是精密度和准确度的综合反映，它反映了系统综合误差的大小，并且常用测量误差的相对值表示。 2、 什么叫随机误差，它与哪个精度指标有关？随机误差的概率分布是什么分布？这种分布具有什么特 性？ 随机误差: 在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均按不可确定方式变化，没有确定的变化规 律，但随即误差在多次测量的总体上符合统计规律，因此可以通过统计学的方法来研究这些误差并估 计其影响。 随机误差与精密度有关。 随机误差在实践中最常见的误差分布是正态分布。 正态分布随机误差有如下性质： 11） 对称性：正负误差出现的机会相同 22） 单峰性：误差为0出现机会最多 33） 有界性：随机误差绝对值不会超过一定限度 44） 抵偿性：相同条件下，测量次数n →∞，正负误差出现的机会相同，误差代数和为0 3、 测量过程的要素有哪些？ 测量过程有三要素 1、测量单位 2、测量方法 3、测量仪器 4、 简述传感器的静态特性性能指标及其各自的意义？ 静态指标：被测量稳定，变化缓慢（灵敏度，线性度，重复性） 灵敏度：是指传感器在稳态下输出变化与输入变化之比，用K 表示。即K=dy/dx ≈Δy/Δx 式中 x —输入量 y —输出量。 线性度：又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合曲线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比，它可用下式表示，且多取其正直 γL =ΔLmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔLmax —最大非线性误差 y max -y min —输出范围 重复性：概率正态分布 （以下是课本的，以上面课件的三个为重） 分辨率：是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是具有量纲的数。 迟滞误差：又称为回差或变差，是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。可用下式表示： γH =ΔHmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔHmax —最大迟滞偏差 y max -y min —输出范围 1)-(1 0lim 2 1 =+++∞→n n n δδδ
检测与转换技术整理 (1)
检测与转换技术总结 一、传感器概述 1.传感器的定义： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，与计算机、通讯并称现代信息技术的三大支柱。通 常由敏感元件和转换元件组成。 2.传感器的分类 (1)按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类: 物理传感器、化学传感器、生物传感器。 (2)按能量的传递方式分类： 有源传感器、无源传感器。 (3)按被测量对象分类: 速度(加速度),力(力矩、压力），流速，液位，温度，湿度，光，电压，电流，浓度，气体成分，位移等传感器。 (4)按工作原理分类: 电阻式、电容式、电感式、涡流式、光电式、应变式、压电式、热电式。 3.传感器的发展趋势 （1）固态化趋向 （2）集成化和多功能化趋向 （3）图象化趋向和智能化趋向
二、检测技术基础 1.测量和误差的定义 测量：采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的方法。 误差：测量结果与被测量真值的差别。 2.测量方法的分类 （1）根据获得测量结果的方法不同 ①直接测量： 在仪表上直接读出被测量的大小而无须经过任何运算。简单、迅速但精度差。 ②间接测量： 首先测出与被测量有确定函数关系的物理量，再经过函数运算求出被测量的大小。 ③组合测量： 又称“联立测量”，即被测物理量必须经过求解联立方程才能导出结果。 （2）根据测量条件相同与否 ①等精度测量： 在测量过程中，影响测量误差的各种因素不改变。 ②不等精度测量： 改变测量条件的测量。
（3）根据是否接触被测对象 ①接触测量：如测速发电机、体温计测温。 ②非接触测量：如光电检测测转速、红外测温。 （4）根据测量对象是否随时间变化 ①静态测量：如测倾角。 ②动态测量：如测汽车速度。 3.平均值 （1）算术平均值： （2）几何平均值： （3）均方根平均值： 4.检测装置的性能 （1）基本性能 ①精度： a.精密度：在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度（离散程度）； b.准确度：表示测量仪器指示值对真值的偏离程度； c.精确度：它是精密度和准确度的综合反映。 ② 稳定性： a.零点漂移：在一定条件下，保持输入信号不变，输出信号随时间而变化； b.灵敏度变化：灵敏度随时间延长而下降。 n x n x x x n i i n x ∑=- =+?++= 1 21n n G x x x x ????=21n x x x x n u 2 2 22 1+?++=
《手机检测与维修》试题库和参考题答案[2]
单项选择题 1.以下那个部分不是锁相环电路的组成部分（B ） B. 功率控制器（PC） 2.以下换算不正确的是（B ） B. 1μF=1000pF 3.手机中频道间相互间隔为( B ) B. 0.20MHz 4.TTL集成门电路是指( B ) B. 晶体管---晶体管集成门电路 5.MTK平台中BANDSW_DCS是指( B ) B. DCS的频段切换信号 6.防静电鞋的作用是( D ) D.移走人体电荷 7.当静电电压大于（ C ），一般零件都可能被损坏或降低等级 C.50V 8.为什么工艺要求在进行焊接前，要先对PCB进行预热？（ D ） D.除湿 9.PCB在焊接后，会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，不仅影响外观质量，严重时还会影响性能，是焊接工艺中经常出现的问题之一，其主要原因是（A） A.在于阻焊膜与阳基材之间存在气体/水蒸气 10.PCB在焊接前应放在烘箱中预烘，一般为（ A ） A.105℃／4h～6h；
11.良好的焊接，焊点要求：焊点表面有金属光泽，吃锡面80%以上，爬锡高度最低应超过端头的（ C ）； C.50% 12.936恒温烙铁的温度调节范围可在摄氏（ A ）度之间调节。 A. 200-480 13.850热风枪的风力调节范围1-8档，风量最大可达（ A ）升/分 A. 23 14.用850热风枪取BGA时，手柄的喷嘴离焊盘的距离在（ A ）cm A. 1-2 15.良好的焊接，焊点要求：焊点表面有金属光泽，吃锡面（ D ）以上，爬锡高度最低应超过端头的50%； D.80% 16.下列工具中不属于手机维修的检测工具的是（ C ）。 C.电烙铁 17.因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名的是（ C ）。 C.电容三点式振荡器 18.在鉴相器的输出端衰减高频误差分量，以提高抗干扰性能；在环路跳出锁定状态时，提高环路以短期存储，并迅速恢复性好的是（ C ）。 C.环路滤波器 19.将音频信号“附加”到高频振荡波上，用音频信号来控制高频振荡的参数被称为（ A ）。 A.调制 20.gsm系统为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求，采用（ A ）。
检测与转换技术(复习题)
《检测与转换技术》复习思考题 一、误差理论： 1、 仪表精度的指标有哪些？ 检测装置的精度包括精密度、准确度和精确度三个内容。 1．精密度 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度即分散程度，它反映了随机误差的大小。 2．准确度 它表承测量仪器指示值对真值的偏离程度，它反映了系统误差的大小。 3．精确度 它是精密度和准确度的综合反映，它反映了系统综合误差的大小，并且常用测量误差的相对值表示。 2、 什么叫随机误差，它与哪个精度指标有关？随机误差的概率分布是什么分布？这种分布具有什么特 性？ 随机误差: 在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均按不可确定方式变化，没有确定的变化规律，但随即误差在多次测量的总体上符合统计规律，因此可以通过统计学的方法来研究这些误差并估计其影响。 随机误差与精密度有关。 随机误差在实践中最常见的误差分布是正态分布。 正态分布随机误差有如下性质： 11） 对称性：正负误差出现的机会相同 22） 单峰性：误差为0出现机会最多 33） 有界性：随机误差绝对值不会超过一定限度 44） 抵偿性：相同条件下，测量次数n →∞，正负误差出现的机会相同，误差代数和为0 3、 测量过程的要素有哪些？ 测量过程有三要素 1、测量单位 2、测量方法 3、测量仪器 4、 简述传感器的静态特性性能指标及其各自的意义？ 静态指标：被测量稳定，变化缓慢（灵敏度，线性度，重复性） 灵敏度：是指传感器在稳态下输出变化与输入变化之比，用K 表示。即K=dy/dx ≈Δy/Δx 式中 x —输入量 y —输出量。 线性度：又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合曲线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比，它可用下式表示，且多取其正直 γL =ΔLmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔLmax —最大非线性误差 y max -y min —输出范围 重复性：概率正态分布 （以下是课本的，以上面课件的三个为重） 分辨率：是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是具有量纲的数。 迟滞误差：又称为回差或变差，是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。可用下式表示： γH =ΔHmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔHmax —最大迟滞偏差 y max -y min —输出范围 1) -(1 0lim 2 1 =+++∞→n n n δδδΛ
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案 第一部分 选择题（共 24 第二部分 非选择题（共 分） 76 分） 二、填空题 13．对传感器进行动态 的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14．传感器的过载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 的能力。 15．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向 方向发展。 16．已知某传感器的灵敏度为 K0 ，且灵敏度变化量为 △K0 ，则该传感器的灵敏度误差计算 公式为 rs= 。 17．为了测得比栅距 W 更小的位移量，光栅传感器要 采用 技术。 18．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小， 透光面积减 小，则表明扭矩 。 19．电容式压力传感器是变 型的。 20．一个半导体应变片的灵敏系数为 180，半导体材料的弹性模量为 1.8 ×105Mpa, 其中压阻 系数 πL 为 Pa -1 。 21．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方 法称为 。 22．热敏电阻常数 B 大于零的是 温度系数的热敏电阻。 23．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的 。 24．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为 Z1， Z2， Z3， Z4，各阻抗的相位角分别为 ? 1? 2? 3 ? 4，若电桥平衡条件为 Z1/Z4=Z2/Z3 ，那么相位平衡条件 应为 。 三、问答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分） 25．简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 26．回答与直线式感应同步器有关的下列问题： （ 1）它由哪两个绕组组成？ （ 2）鉴相式测量电路的作用是什么？ 27．简述压磁式扭矩仪的工作原理。 28．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 29．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。 30．采用逐次逼近法的模 /数转换器主要由哪几部分组成？ 四、计算题（本大题共 3 小题，每小题 8 分，共 24 分） 31．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率 f=72Hz ，测量齿盘的齿数 Z=36，求： （ 1）被测轴的转速是每分钟多少转？ （ 2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1 个数字，其最大转速误差是多少？ 32．一热敏电阻在 0℃和 100℃时，电阻值分别为 200k Ω和 10k Ω。试计算该热敏电阻在 20℃ 时的电阻值。
检测与转换技术复习题及答案
单项选择题> 1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（） A .数字天平； B.数字式电流表； C.指针式电流表； D.数字式电压表。 2、下列属于动态测量的是( )？ A.压力； B.加速度； C.重量； D.距离。 3、小赵和小杨分别用同一游标卡尺在相同条件下测量一钢管的内径大小，两人分别测量五次所得结果如下表，已知钢管内径的真实值为5.00cm，试问下列四种说法哪种正确：（） A.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度低，准确度高。 B.对钢管测量为：间接、非等精度、动态测量；小杨精密度低，准确度高。 C.对钢管测量为：直接、非等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 D.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 平均值 3测量次数 51 4 2 5.024小赵5.045.035.015.025.02测量结果5.0845.085.095.085.09小杨5.08 4、以下什么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量?（） A.热敏电阻； B.铜热电阻； C.铂热电阻； D.热电偶。 5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿?（） A.霍尔传感器； B.热电阻传感器； C.涡流传感器； D.热电温度传感器。 6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（）？ A .光敏传感器； B.声敏传感器； C.热敏传感器； D.味敏传感器。 7、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出。（） A.单臂电桥； B.差动电桥； C.双差动电桥； D.相对臂电桥。 8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A.热电偶； B.亮度式； C.半导体三极管； D.半导体二极管。 下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？、10 A. NTC型热敏电阻； B.PTC型热敏电阻； C. CTR型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A.电阻； B.电容； C.电压； D.电荷。
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案
传感器与自动检测技术 一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用
传感器与检测技术考题及答案
传感器与检测技术考试试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。（2分） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输
检测与转换
思考与练习
第1章信号检测与转换技术概述 1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？ 检测：通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值； 转换：通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。 一个典型的检测与转换系统基本组成如下： 2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。 通 道控制电路差动 放大 电路 滤波 限波 电路 光电 隔离 电路 通道 控制 电路 光电 隔离 电路 A/D 转换 电路 微机 接口 电路 信号地系统地 信号地系统地 控制 微机系 统(显 示、存 储、分 析) 远端数字系统有线或无线数字通信 信号地
3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？ 工业检测技术涉及主要内容包括： 热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。 机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。 几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。 物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。 状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。 电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。 4.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。 敏感元件（如：弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。 传感元件能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。 转换电路将传感元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。 5.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？ ①量程 max min B x x =- ②误差 绝对误差
检测与转换技术课后答案
1、外光电效应，光电导效应。 外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化 2、霍尔效应 霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边 通过电流I且与磁场方向正交。则半导体薄片另外两边将产生由电势U H 且U H正比于B与I的乘积。这一现象称为霍尔效应。 3．引用误差（写出计算式） 引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％ 4、绝对误差，是相对误差 绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示 5．应变效应 应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。 6．压电效应： 压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。 7．热电效应 热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度，而另一点放于室温中，则在回路中就有电流流过，这一现象称为热电效应。 8．光电效应 光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逃逸出物体表面向外发射的现象称为光电效应。当光照射到物体上，使物体的电阻率发生变化，或发生光生
电动势的效应叫做内光电效应 4.1 什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？ 答： 某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应 5.10 什么叫电涡流效应？ 1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。 8.1 什么是热电效应？热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成？由同一种导体组成的 闭合回路能产生热电势吗？ 答： 1）两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。 2）热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。 3）热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。 10.1什么是内光电效应？什么是外光电效应？说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。 答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。 1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。 2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。 7. 有一测量吊车起吊物重量的拉力传感器如图2-22所示。 R1 、R2 、R3 、R4贴在等截面轴上。已知等轴面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E 为2.0×1011N／m2，泊松比为0.30。R1 、R2 、R3 、R4的标称阻值均为120Ω。灵敏系数为2.0。它们组成全桥电路如图2-22(b)所示，桥路电压为2V，测得输出电压为2.6mV。 试求： (1)等截面轴的纵向应变及横向应变。 (2)重物m为多少吨?
《检测与转换技术》常健生石要武部分习题解答作者团队提供
第一章 检测与转换技术的理论基础 1—1．试把误差按表示方法、按出现的规律、按来源和按使用条件分类。 解： 误差按表示方法可分为：绝对误差、相对误差、容许误差。 误差按出现的规律可分为：系统误差（系差）、随机误差（随差）、粗大误差。 误差按来源可分为：工具误差、方法误差。 误差按使用条件可分为：基本误差、附加误差。 1—2．正态分布的随机误差有何特点？ 解：正态分布随机误差除具有对称性、抵偿性、单峰性及有界性等特点外，还应注意以下几点： （1）标准误差σ越小，精密度指数h 越大，正态分布曲线越陡，则小误差的概率密度越大；相对于大误差而言，小误差出现的概率也越大，这意味着测量值越集中，测量精密度越高。 （2）取0/)(d =δδd f ，可得峰值点的坐标为： （3）取0/)(d 22=δδd f 可得到正太分布曲线上拐点的坐标f R 为： （4） {}1)(,-p -==+∞∞?+∞ ∞δδd f ，说明随机误差在),(-+∞∞区间取值的概率为 1。 1—3．测得某物质中铁的含量为： 1. 52，1. 46，1．61，1．54，1. 55．1.49，1.68．1. 46．1.83，1.50．1.56[单位略)。试用σ3准则和格拉布斯准则检查测量列中有否坏值(取α＝0.05)。 解：作变换，令i i y 1.50x =-，并列表计算如下： 题1—3表
按照σ3准则计算： 据公式??? ???????? ??--=∑∑==2112111?n i i n i i y y n n σ得标准偏差： 首先按照拉依达准则判别。其鉴别值为1?30.324σ =，没有一个值的残余误差超过1?3σ ，即： 故初步检查这组测量数据没有粗差及坏值。 其次按格拉布斯准则复查。据书中表1-3查得格拉布斯的判别系数 g(,) 2.23n α=(α=0.05)，其鉴别值为g(,) 2.230.1080.241n ασ=?=，重点检查第9个测量值9y (或9x )，有98v y y =-①0.2660.241=>。 故知，9v 为粗差，第9个测量值为坏值，应予舍弃。舍弃后应进一步进 行检查计算 按拉依达准则：2?0.63σ =无一坏值。按拉依达准则复查: g(,) 2.18(10,0.05)n n αα===，故鉴别值为2?g(,) 2.180.210.459n ασ =?=。检查各个测量值，所有残余误差均小于鉴别值，即y y -=i i v ②0.459<，故己无坏值。 至此，粗差判别结束，全部测量值中仅9x 为坏值，应予舍弃。 1—4. 通过电阻R 的电流I 产生的热量Rt I Q 224.0=，式中t 为通过电流持续的时间。已知I 与R 测定的相对误差为1％，t 测定的相对误差为5％，求Q 的相对误差是多少?