2022年2022年检测技术与自动化仪表期末试卷 .pdf

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1、检测技术及自动化仪表试卷（A卷）标准答案及评分标准一、 名词解释（本大题共5 小题，每小题3 分，共 15 分） 。1、应变效应：应变效应是指当金属体或半导体在受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值相应地发生变化（ 3 分）线性度（传感器特性） ：传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。（3 分）2、霍尔效应：把一个导体（半导体薄片）两端通以电流I，在垂直方向施加磁感强度B 的磁场，在薄片的另外两侧会产生一个与控制电流I 和磁场强度B 的乘积成比例的电动势。 或通电的导体（半导体）放在磁场中，电流I 与磁场B 方向垂直，在导体另外两侧会产生感应电动势，这种现象称霍尔效应。

2、（3 分）3、热电阻效应：物质的电阻率随温度变化而变化的现象称为热电阻效应。（3 分）4、光电导效应：在光线的作用下物体导电率发生变化的现象称为光电导效应（3 分）5、莫尔条纹：两块具有相同栅距的长光栅叠合在一起，使它们的刻线之间交叉一个很小的角度，在与光栅刻线大致垂直的方向上，产生明暗相间的条纹，这些条纹成为莫尔条纹。（3 分）二、 填空题（本大题共20 空，每空 1 分，共 20 分） ，请将答案填写在题中横线上。1、信息提取、_信息转换 _2、绝对误差，相对误差3、变气隙型，变介质型和 螺线型4、大气窗口低、5、 电荷存储， 电荷转移、电荷输出6、频透射式7、_增量式 _,绝对式8、负温

3、度系数热敏电阻、正温度系数热敏电阻和临界温度系数热敏电阻 9、 电压放大电路、电荷放大电路10、直线位移 感应同步器。（每空 1 分）三、 简答题（本大题共7 小题，每小题5 分。本大题满分共35 分） 。1、简述传感器的静态特性定义以及特性指标。传感器的静态特性是指传感器在静态工作状态下的输入输出特性。（2 分）传感器的特性一般指输入、输出特性，包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定度、漂移、电磁兼容性、可靠性等。（3 分）2、试分析磁电感应式传感器与霍尔传感器的异同。相同点 ;都是磁感应式传感器，都是磁电转换原理工作的；磁电感应式传感器体积大，霍尔传感器体积小； （2 分）不同点

4、：磁电感应式传感器工作时不需要外加电源，可直接将被测物体的机械能转换为电量输出。是典型的有源传感器。霍尔传感器工作时需要外加电源，由是半导体材料组成。（3 分）3、热电偶中主要存在哪些电动势，并说明形成的微观原因。热电偶中主要存在温差电动势和接触电动势两种电动势。（1 分）温差电动势：同一导体的两端因其温度的不同而产生的一种热电动势。（2 分）接触电动势：当两种导体接触时，由于两者电子密度不同，电子在两个方向上扩散的速率就不同，这样在两个导体之间形成一个电位差。（2 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

5、理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 4、简介直流电桥作为测量电路的工作原理。当电桥各桥臂电阻满足如下条件时3241RRRR电桥平衡。当R 变化时，利用ERRRRRRRRRRU)()(43211324110可以进行测量电路阻值。5、 压电传感器不能测量频率低或静止的参数，试结合其等效电路说明原因。压电传感器可以看作是一个带电的电容器，当外接负载时，只有外电路负载无穷大，内部也无漏电时，受力所产生的电压才能长期保存下来，若负载不是无穷大，则电路以时间常数RLCa按指数规律放电，无法测量。所以不能测量频率低或静止的（2 分）参数。 （ 3 分）

6、6、 试简述电磁炉的工作原理高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场， 在铁质锅底利用涡流效应会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅内 的 食 物。7、试分析高分子压电薄膜制作的压电喇叭的工作原理。先利用压电效应把机械能转换为电能，再利用逆压电效应把放大的电能转换为机械能。四、 综合题（本大题共3 小题，每小题10 分。本大题满分共30 分） 。1、画出差动电感传感器的带相敏整流的电桥电路，并分析当衔铁不动而外加电源U 极性发生改变时，输出电压Uo 的极性是否变化及其原因。如图所示：当输入交流电压为正半周，即 A 点电压为正， B点为负时， VD1 、VD4 导通， VD2 、VD3 截止。则在

7、 AECB 支路中， C 点电位因Z1增大而比平衡时降低；在AFDB支路中， D点电位因 Z2减小而比平衡时增高。所以D点电（4 分）位高于 C点电位。 (3 分) 当输入交流电压为负半周，即A 点电压为负，B 点为正时， VD2 、VD3 导通， VD1 、VD4 截止。则在BC F A 支路中， C 点电位因 Z2的减小而比平衡时降低；在BDEA支路中， D点电位因Z1增大而比平衡时增高。所以D点电位仍然高于C点电位。 (3 分) 输出电压的极性不会改变。2、试画出电容式传感器的等效电路图，并分别分析其组成部分。（5 分）C 为传感器的电容，RP 为并联损耗电阻，RS 为串联损耗电阻，L

8、为电感， CP 为寄生电容（ 2 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 并联损耗电阻RP 代表极板间的泄漏电阻和极板间的介质损耗，这些损耗通常在低频时的影响较大，随着频率的增高，其影响也相应减弱直至可以忽略不计。（2 分）串联损耗电阻RS 代表引线电阻，电容器支架和极板的电阻，只有在工作频率很高时，才要加以考虑。 （2 分）电感 L 是由电容器本身的电感和外部引线的电感所组成。电容器本身的电感与电容器的结构形式有关

9、，引线电感则与引线长度有关，引线越短，电感越小。（2分）寄生电容CP 主要指电缆寄生电容，它与传感器电容C 相并联。电容式传感器一般电容量都很小，属于小功率、高阻抗器件，极易受外界干扰。寄生电容比电容传感器的电容大几倍至几十倍，且具有随机性，严重影响传感器的输出特性。因此消灭寄生电容的影响，是电容式传感器实用化的关键。（2 分）3、对于冷端温度不是零度时，为热电偶如何分度表的问题提供了依据的基本定律是什么?试证明该定理。答：该基本定律是中间温度定律。内容为：热电偶在两接点温度分别为T、T0 时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn 和接点温度分别为Tn、T0 时的相应热电动势的代数和。证明：即：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -