2023年自动检测与转换技术复习重点.pdf
学习必备 欢迎下载 20XX年 自动检测与转换技术复习重点 一，简答题 1，传感器由哪几部分组成？各部分的作用？（P9）20XX 年 4 月 由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成。敏感元件：将被测量转换为与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。传感元件：将敏感元件转换的非电量转换为电量。测量转换电路：将传感元件输出的电量转换为易处理的电压、电流或频率量。2，传感器有哪些基本特性？（P11）灵敏性，分辨力，线性度，稳定性，电磁兼容性，可靠性 3，什么是灵敏度与分辨率？两者有什么关系？（P11）灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化量之比。将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率。分辨力指传感器能检出被测信号的最小变化量。前者都是有量纲的，后者是没有量纲的。灵敏度越大，分辨率越好。4，单臂电桥测量电路为何采用三线连接？（P25）为了消除和减小引线电阻的影响。三线连接时，引线的电阻分别被串入电桥相邻两臂上，引线的长度变化不会影响电桥平衡，所以可以避免因连接导线电阻受环境影响引起的测量误差。5，列举热敏电阻的应用？（P30）热敏电阻测温，用于温度补偿，用于温度控制及过热保护 6，零点残余电压产生的原因？减小零点残余电压的方式？（P50）2007，04 零点残余电压产生原因：1 差动电感二个线圈的电气参数、几何尺寸、磁路参数不完全对称。2 存在寄生参数。如线圈间的寄生电容等。3 电源电压含有高次谐波。4 励磁电流太大使磁路的磁化曲线存在非线性。减小零点残余电压的方法通常有哪些？(1)提高框架和线圈的对称性；(2)尽量采用正弦波作为激励源；(3)正确选择磁路材料，同时适当减小线圈的励磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性区；(4)在线圈上并联阻容移相网络，补偿相位误差；(5)采用相敏检波电路。7，什么是电涡流效应？什么是集肤效应？（P60）电涡流效应：金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。这种电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的涡流状感应电流为电涡流。集肤效应：导体置于交变磁场中时，导体产生电涡流，电涡流在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而是只集中在金属导体的表面，这种现象就叫集肤效应。8，常见的接近开关有哪几类？其应用对象是什么？（P70）主要有：自感式、差动变压器式；电涡流式；电容式；磁性干簧开关；霍尔式 学习必备 欢迎下载 1）自感式、差动变压器式：只对导磁物体起作用；2）电涡流式：只对导电良好的金属起作用；3）电容式：只对接地的金属或地电位的导体物体起作用；4）磁性干簧开关：只对磁性较强的物体起作用；5）霍尔式：只对磁性物体起作用。9，电容式传感器的优点是什么？（P77）2007。4 电容式传感器的优点：将各种类型的电容器作为传感原件，通过它将被测物理量转换成电容量的变化，再经测量转换电路转化为电压、电流或频率。(1)可获取较大的相对变化量；(2)能在恶劣的环境条件下工作；(3)本身发热影响小，所需激励源功率小；(4)动态响应快，所以用于动态测量 10，什么是压电效应？及相对应材料。什么是逆压电效应？（P95）2008。04 什么是压电效应？某些电介质在沿一定方向上受到外力作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。什么是逆压电效应？在电介质极化方向上施加交变电场或电压,它会产生机械变形,当外加电场去掉后,电介质变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。压电元件材料一般有三类:一是压电晶体（单晶体）石英晶体 二是经过极化处理的压电陶瓷 多晶体 三是高分子压电材料 11，什么是超声波？其传播方式有哪些？（P110）2008。04 频率高于 50KHZ 的机械振动波称为超声波。传播方式：纵波，横波，表面波 12，什么是无损探伤？有几种形式？（P120）不损坏被检测对象为前提下的检测方式。主要有磁粉检测法，电涡流检测法，荧光染色体渗透法，方式线法，超声波法。13，超声波探伤分哪几类？各类的特点？（P120）超声波探伤分为 A，B，C等几种类型。A型：结果二维图像，横轴为时间轴，纵轴为反射波强度。B型：结果二维图像，横轴为探头扫描距离，纵轴为探伤深度，屏幕的辉度为反射波的强度。C型：结果三维图像。14，A 超探伤的原理？按波形不同分为哪几种形式？（P121）2007。4 A超探伤的原理为：超声波脉冲反射法。按波形不同可分为：纵波探伤、横波探伤和表面波探伤。15，什么是霍尔效应？（P126）2008。04 霍尔效应：如果让一恒定电流通过一金属薄片，并将薄片置于强磁场中，在金属薄片的另外两侧将产生与磁场强度成正比的电动势:16，霍尔传感器主要的三个方面的用途是什么？（P130）霍尔传感器的主要用途有哪些？1 维持 I 和不变，则 Ehf(B)，这方面应用有：测量磁场强度的高斯计，测量转速的霍尔转速表、磁性产品计数器、霍尔式角编码器等 2 维持 I 和 B 不变，则 Ehf(B)，这方面应用有角位移测量仪。3 维持不变，则 Ehf(IB)，这方面应用有模拟乘法器、霍尔式功率计。17，热电偶测温有哪些主要优点？（P137）件转换的非电量转换为电量测量转换电路将传感元件输出的电量转换为态下输出变化值与输入变化量之比将分辨力除以仪表的满度量程就是仪除和减小引线电阻的影响三线连接时引线的电阻分别被串入电相邻两臂学习必备 欢迎下载 热电偶的主要优点。(1)它属于自发电型传感器，因此测量时可以不要外加电源，可直接驱动动圈式仪表。(2)结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状限制，可按需要选择。(3)测温范围广，高温电热偶高达 1800以上，低温可达260。(4)测量精度较高，各温区中的误差均符合国际计量委员会的标准。18，什么是热电效应？（P140）2010。04 何谓热电效应？两种不同材料的导体 A 和 B 组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势，这种物理现象称为热电效应。19，什么是热电偶？与热电偶有关的几个定律？（P140）2010。04 热电偶传感器能将温度信号转换成电动势。与热电偶有关的几个定律 (1)中间导体定律：利用热电偶来实际测温时，连接导线、显示仪表和接插件等均可看成中间导体，只要保证这些中间导体两端温度各自相同，则对热电偶的热电动势没有影响(2)中间温度定律 (3)参考电极定律 20，为何要热电偶冷端延长？（P144）1）实际测温时，由于热电偶长度有限，自由端温度将直接受被测物温度和周围环境温度的影响。2）热电偶做的很长时，将提高测量系统的成本。21，使用补偿导线延长热电偶冷端的好处是什么？（P144）补偿导线：工业中一般是采用补偿导线来延长热电偶的冷端，使之远离高温区 使用补偿导线的好处 a、它将自由端从温度波动区 Tn延长到温度相对稳定区 T0，使仪表示值稳定 b、购买补偿导线比使用相同长度的热电极（A、B）便宜了许多 c、补偿导线多是用铜及铜的合金组成，必须保证 nA/nBnA/nB d、由于补偿导线常用塑料作绝缘层，且为多股导线，所以易于弯曲，便于敷设 22，使用补偿导线进行热电偶冷端延长应注意的问题？（P145）2007。04 使用补偿导线需注意 a、两极补偿导线与热电偶的两个热电极的接点必须具有相同温度 b、各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用 c、必须在规定温度范围内使用 d、极性勿接反 23，为什么要进行热电偶的冷端补偿？常用的冷端补偿方式有哪些？（P146）各种热电偶温度与热电动势关系的分度表都是在冷端为 0C 是做出的。因此直接使用热电偶的分度表时必须满足 t0=0C。但实际测温中，冷端温度随环境温度而变化。因此必须采用冷端补偿。补偿方式主要有：1，冷端恒温法 2，计算修正法 3，仪表机械零点调整法 4，电桥补偿法 5，利用半导体集成温度传感器测量冷端温度。24，什么是光电效应？光电效应分为哪几类？与之对应的元件分别是什么？（P153）2008。04 2010。04 光电效应：用光照时某物体，可以看作物体受到一连串能量为 hf 的光子轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象 光电效应可分为三类：(1)在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。（玻璃真空管）其器件有：光电管、光电倍增件转换的非电量转换为电量测量转换电路将传感元件输出的电量转换为态下输出变化值与输入变化量之比将分辨力除以仪表的满度量程就是仪除和减小引线电阻的影响三线连接时引线的电阻分别被串入电相邻两臂学习必备 欢迎下载 管、光电摄像管等。(2)在光线的作用下能使物体电阻率改变的现象称为内光电效应。（半导体）其器件有：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。(3)在光线作用下，物体产生一定的电动势的现象称为光生伏特效应。（半导体）其器件有：光电池等。25，光电传感器分为哪四类？对应的典型应用？（P164）依据什么可将光电传感器分为哪四类？依据被测物、光源、光电元件三者之间的关系，可以将光电传感器分为以下四类：1 光源本身是被测物，被测物发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数，典型的有光电高温比色温度计。2 恒光源发射的光通量穿过被测物时，一部分被被测物吸收，剩余部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物的某些参数，典型的有透明度计。3 恒光源发射的光通量投射到被测物上，然后由被测物反射到光电元件上，光电元件的输出反映了被测物的某些参数，如用反射式光电法测转速。4.恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物，照射到光电元件上的光通量被遮蔽了一部分，光电元件的输出反映了被测物的尺寸，如振动测量。26，什么是热释电效应？（P178）热释电效应某些电介物质表面温度发生变化时，这些介质表面就会产生电荷，这种现象称为热释电效应。27，数字式位置传感器测量技术有哪些？数字式测量的优点是什么？（P181）2007。04 数字式位置测量 位置测量主要是指直线位移和角位移的精密测量。目前广泛应用的是角编码器、光栅、感应同步器、磁栅和容栅测量技术。数字式位置测量的特点 a、将被测的位置量直接转变为脉冲个数或编码，便于显示和处理。b、测量精度取决于分辨力，和量程基本无关。c、输出脉冲信号的抗干扰能力强。28，角编码器数字测速有哪几种形式？其定义是怎么样的？（P182）角编码器又称码盘，是一种旋转式位置传感器，能将被测轴的角位移转换成增量脉冲或二进制编码。可分为绝对式编码器和增量式编码器。29 莫尔条纹的特征是什么？（P190）莫尔条纹：亮带和暗带形成的明暗相间的条纹。莫尔条纹的特征：1 莫尔条纹是由光栅的大量刻线组成的，对光栅刻划误差有平均作用，能在很大程度上消除刻划不均形成的误差。2 当二光栅沿着与栅线垂直的方向做相对移动时，莫尔条纹则沿光栅刻线的方向移动，二者运动方向互相垂直。光栅反向移动，莫尔条纹也反向移动。3 莫尔条纹的间距是放大了的光栅栅距，随光栅刻线夹角而改变，莫尔条纹间距 L光栅栅距 W/二光栅刻线夹角（单位弧度）180 度派弧度 1 度派/180 弧度 4 莫尔条纹移动过的条纹数和光栅移过的条纹数相等。30，磁栅分为哪两类？其用于什么量测量？磁栅传感器由哪几部分组成，及优点？（P194）2008 04 磁栅传感器优点：制作简单，录磁方便、易于安装及调整测量范围可达十几米，不需接长，抗干扰能力强等一系列优点。主要由：磁尺、磁头、和信号处理电路组成 磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。长磁栅主要用于直线位移测量；圆磁栅主要用于角位移测量。件转换的非电量转换为电量测量转换电路将传感元件输出的电量转换为态下输出变化值与输入变化量之比将分辨力除以仪表的满度量程就是仪除和减小引线电阻的影响三线连接时引线的电阻分别被串入电相邻两臂学习必备 欢迎下载 31，容栅传感器基于的原理是什么？分为哪几类？各用于什么量测量？（P198）容栅传感器是基于变面积工作原理的电容传感器，分为直线型容栅传感器、圆形容栅传感器和圆筒形容栅传感器。直线型与圆筒形用于直线测量；圆形容栅用于角位移测量。32，感应同步器的信号处理方式有哪些？（P205）鉴相型，鉴幅型，脉冲调宽型。33，常见的噪声干扰有哪些？（P249）常见的噪音干扰源：机械干扰、湿度及化学干扰、热干扰、固有噪音干扰、电磁噪音干扰。34，热干扰主要体现在哪三个方面？防护措施有哪些？（P251）热干扰有哪些？克服措施有哪些？1各种电子元件均有一定的温度系数，温度升高，电路参数会随之改变，引起误差。2接触热电动势：由于电子元件多由不同金属组成，当它们互相连接组成电路时，在它们之间不可避免的产生了感应电动势，叠加在有用信号上引起测量误差。3元件长期在高温下工作时，将降低使用寿命，降低耐压等级，甚至烧毁。克服措施由：1.设计检测电路时，尽量选用低温漂零件。2在电路中考虑采取软硬件温度补偿措施。3尽量采用低功耗。低发热的元件。4选用的元器件规格要有一定的余量。5仪器的前置级应该尽量远离发热元件。6加强散热。7采用热屏蔽。35，什么是固有噪声干扰？有哪几类？（P251）电子元件本身产生的、具有随机性、宽频带的噪声为固有噪声干扰。主要有电阻热噪声、半导体散粒噪声和接触噪声三类。36，什么是电磁兼容？（P252）什么是电磁兼容 EMC？指电子系统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力，而且还不允许产生超过规定的电磁干扰。37，消除或者减弱电磁干扰的方法可采取哪三方面的措施？（P253）消除或抑制干扰源，破坏干扰途径，削弱接受回路对干扰的敏感性 38，电磁干扰的传输路径分哪两类？每类中具体又有哪些干扰？（P254-256）传输路径分为路和场两种方式。路的干扰又称为传导传输干扰。场的干扰又称为辐射传输干扰。路的干扰有：1，通过泄露电阻的干扰；2，通过共阻抗耦合的干扰；3，经电源配电回路引入干扰。场的干扰有：1，电场耦合的干扰，其实质为电容性耦合；2，通过磁场耦合的干扰，其实质为互感性耦合干扰。39，电磁兼容的控制技术有哪些？（P258）电磁兼容控制技术(1)屏蔽技术 a、静电屏蔽 b、低频磁屏蔽 c、电磁屏蔽 (2)接地技术 (3)滤波技术 40，屏蔽技术中有哪三类？各对应什么干扰？（P258）主要有静电屏蔽，低频磁屏蔽，电磁屏蔽三类。静电屏蔽对应静电干扰；低频磁屏蔽对应低频（50Hz）磁场和固有磁场；电磁屏蔽主要对应高频磁场（40kHz）。件转换的非电量转换为电量测量转换电路将传感元件输出的电量转换为态下输出变化值与输入变化量之比将分辨力除以仪表的满度量程就是仪除和减小引线电阻的影响三线连接时引线的电阻分别被串入电相邻两臂学习必备 欢迎下载 41，信号地线有那四类？（P261）模拟信号地线，数字信号地线，信号源地线，负载地线 42，滤波技术有哪几种电路？其作用？（P266-268）主要有 RC滤波器，交流电源滤波器，直流电源滤波器三种电路。作用：RC滤波器主要针对热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器，滤去串模干扰。交流电源滤波器主要采用 LC滤波器，消除电网的高低频噪声。直流电源滤波器主要是 LC或 RC退耦滤波器，消除电源内阻造成几个电路之间互相干扰。43，光耦的特点有哪些？（P269）光耦合器的特点 a、输入、输出回路绝缘电阻高（大于 1010 ），耐压超过 1KV。b、因为光的传输是单向的，所以输出信号不会反馈和影响输入端。c、输入、输出回路在电气上是完全隔离的，能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输的矛盾。件转换的非电量转换为电量测量转换电路将传感元件输出的电量转换为态下输出变化值与输入变化量之比将分辨力除以仪表的满度量程就是仪除和减小引线电阻的影响三线连接时引线的电阻分别被串入电相邻两臂
