检测技术与传感器期末复习题与答案.docx

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1、检测技术复习题一、填空1、传感器由敏感元件、传感元件 、测量转换电路 三局部组成。2、在选购线性仪表时，必需考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的1.5 倍左右为宜。3、有一温度计，它的量程范围为0200，精度等级为0.5级。该表可能消灭的最大误差为 1，当测量100 时的示值相对误差为1%。4、利用热敏电阻对电动机实施过宠保护，应选择型 NTC 突变热敏电阻。5、霍尔元件承受恒流源鼓励是为了减小温漂 。6、某铜热电阻在0时的阻值为50，则其分度号是CU50，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 镍铬 。7、热电阻主要是利用电阻随温度上升而 增大 ，这一特性来测量温度的。8、自动检测系统中常用的抗电磁干

2、扰技术有光屏蔽、浮置、接地、滤波、光电隔离等。9、金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理根底。10、电磁干扰的形成必需同时具备的三项因素是干扰源、敏感接收器、干扰途径 。11、在动圈式表头中的动圈回路中串入由 NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是为了温度补偿。12、计算机可以在采集到数据以后进展数据的处理、分析、存储和打印，以得到我们需要的结果。12、计算机可以在采集到数据以后进展数据的处理、分析、存储和打印，以得到我们需要的结果。13、在拉伸试验中，拉力传感器将拉力信号变成电信号；位移传感器将变形信号换为电信号，两个电信号经 A/D 转换后变为数字量，再经接口电路进入计算机， 计算机再

3、将接收到的数字量通过 D/A 换算成等效的物理量，绘制出应力-应变曲。14、补偿导线是一对与热电偶配用的导线，在工作范围内与被补偿的热电偶具有一样的电势-温度关系列化。15、 差动传感器是位移测量中应用最广的一种传感器，它是利用线圈的互感作用将位移转换成感应电动势的变化。传感器本身就是一个变压器，传感器有一个初级线圈和两个次级线圈，由于两只次级线圈按电势反相串接，以差动方式输出， 因此称为差动变压器式传感器。16、霍尔传感器由于构造简洁、尺寸小、无触点、动态特性好、寿命长等特点，而得到了广泛应用。如磁感应强度、电流、电功率等参数的检测，都可选用霍尔器件。17、霍尔传感器特别适合于大电流、微小气

4、隙中的磁感应强度、高梯度磁场参数的测量；利用霍尔器件的开关特性可以对转速进展测量。18、数据采集卡名目繁多、类型丰富，功能强大，很多数据采集卡不仅具有模拟量的输入/输出功能，同时也具有开关量的输入/输出功能和其它很多特别功能。19、RS-232C 是一般 PC 机上默认的串行通信接口，但由于 RS-232C 的传输距离只有15米，所规定的是点对点通信接口，故并不适合于工业现场使用。但 RS-232C 接口很简洁转换成 RS-48总线接口，同时 RS-485总线承受的是差分电压传输，可以传输 1200米的距离， RS-485总线利用设备地址方式实现一台PC 机对多台RS-485设备的通信而便利的

5、构成网络，因而在工业数据检测与掌握中得到了广泛的应用。20、为了抑制随机干扰引入的随机误差，可以承受一些数字滤波的方法来提高检测数据的精度和牢靠性。数字滤波的方法有：限幅滤波、中位值滤波、算术平均值滤波和移动平均值滤波。21、在工业掌握系统中常常承受 PID 掌握，比例掌握能快速反响误差，但比例掌握不能消退稳态误差。比例系数的加大，会引起系统的不稳定；积分掌握的作用是，只要系统存在误差，积分掌握作用就不断地积存，只要有足够的时间，积分掌握将能完全消退误差，微分掌握可以减小超调量，抑制振荡，使系统的稳定性提高。22、误差产生的缘由和类型很多，依据造成误差的不同缘由，有不同的分类方法，依据性质可分

6、为 系统误差 、随机误差 、粗大误差 三种。粗大误差：在肯定的测量条件下，超出规定条件下预期的误差称为粗大误差，一般地，给定一个显著性的水平，按肯定条件分布确定一个临界值，但凡超出临界值范围的值，就是粗大误差，它又叫做粗误差或寄生误差。23、微差法是零位法和偏差法的组合。先将被测量与一个标准量、进展比较， 缺乏局部再用偏差法 测出。24、应变片丝式敏感栅的材料是金属电阻丝。为确保应变片的性能，对此类材料的主要要求是：应变灵敏系数 K0 大，且为常数；电阻率 大；电阻温度系数 小 。25、变间隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相冲突，因此该类型电感式传感器适用于测量微小位移的场合。26、目

7、前我国生产两种初始电阻值分别为R0=100.00 欧姆与R =50.00 欧姆的0铜热电阻，它们对应的分度号分别为 Cu100 与 Cu50 。27、 电容式传感器做成差动式构造后，非线性误差大大降低了，而灵敏度比单极距电容传感器提高了一倍。与此同时，差动式电容传感器还能减小静电引力给测量带来的影响，并有效的改善由于环境影响所造成的误差。28、 被测体的电阻率 越大，相对导磁率 越小，传感器线圈的激磁频率越小，则电涡流的轴向贯穿深度越大。29、 当把两中材料的金属组成回路，并且在两端温度不同时，回路中将产生肯定的电动势并产生电流的现象，这种现象称为热电效应。热电动势是由 接触电动势 和温差电动

8、势组成。30、 由 A、B 导体组成的热电偶，当引入第三导体 C 时，只要中间导体的两端温度一样，则 C 导体的接入对回路总热电动势无影响，这就是中间导体定律。31、 差动放大电路对共模信号的抑制力量很强，温度变化对差动放大电路来说相当于一对共模信号。所以差动放大电路对其零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一种特例。二、简答题1、传感器传感器是一种以肯定的准确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于准确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。2、静特性指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系， 即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。3、简述电容式传感器的工作原理。两平行极

9、板组成的电容器，假设不考虑边缘效应，其电容量为式中:极板间介质的，极板的遮盖面积；极板间的距离。当被测量的变化使式中的介电常数或任一参数发生变化时，电容量C 也就随之变化。4、画出测试系统的组成框图，并说明各组成局部的作用。答案要点：传感器作为测试系统的第一环节，将被测量转化为人们所生疏的各种信号，通常传感器将被测量转换成电信号；信号变换局部是对传感器所送出的信号进展加工，如信号的放大、滤波、补偿、校正、模数转换、数模转换等，经过处理使传感器输出的信号便于传输、显示或记录；显示与记录局部将所测信号变为便于人们理解的形式，以供人们观测和分析。5、如下图为一典型的电阻温度计测量电桥 ,其测温范围为

10、 0100,R5 为Rt 在 0时的电阻值,R6 为Rt 在 100时的电阻值,试分析它的测量过程。解、K 拨至 1 位，反复调整 R0，使仪表指示为 0，K 拨至 3 位，反复调整RF，使仪表指示为满偏，K 拨至 2 位，进展测量。三、推断题1、传感器的迟滞会引起区分率变差，或造成测量盲区，故一般期望迟滞越小越好。()2、热敏电阻不能用于空气确定湿度的测量。()3、集肤效应与鼓励源频率f、工件的电导率、磁导率等有关，频率f 越高， 电涡流的渗透深度就越深。()真值是指肯定的时间及空间条件下，某物理量表达的真实数值。真值是客观存在的，而且是可以测量的。4、线性度是传感器的静态特性之一。5、电涡

11、流式传感器可以进展无接触测量和探伤。 6、热敏电阻除了用于温度传感器外，还可用于湿度传感器。 7、变压器式传感器可以进展无接触测量。8、在传感器的根本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。 9、热电偶不属于温度传感器。10、电阻传感器和电容传感器都可以用于湿度的测量。11、霍尔传感器是依据霍尔效应制成的传感器。四、计算题 1、4位二进制权电阻网络DAC 如图9-5所示，设基准电压UREF=-8V， RF= R/2，试求输入二进制数D3D2D1D0=1001时的输出电压值。Uu= -REF(23 D+ 2 2 D+ 21 D+ 2 0 D )o2 4= - - 8V2 4= 4 .5V3210(

12、 23 1 + 2 2 0 + 21 0 + 2 0 1)3、计算图为始终流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350 ，求：R1 为应变片其余为外接电阻，R1 增量为R1=3.5时输出U0=?。R1、R2 是应变片，感受应变极性大小一样其余为电阻，电压输出U0=?。R1、R2 感受应变极性相反,输出U0=?。R1、R2、R3、R4 都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出 U0=?。4、压力传感器测量砝码数据如下，试解释这是一种什么误差，产生这种误差的缘由是什么。N(g)012345正行程(mv)01.522.533.5反行程(mv)00.5122.53.5解：迟滞误差；静态误差

13、；传感器本身材料的缺陷造4、用一支分度号为(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度，工作时的参考端温度(室温)t0=20，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器 放 大 的 信 号 ， 假 设 放 大 器 的 增 益 K=10)32.7mv ， 则E(t,t0呢?)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电偶测得温度源的温度是多少解：由附录热电偶分度表查得：E(t0,t0)=E(20,0)=0.798mV已测得E(t,t0)=32.7mV/10=3.27mV故E(t,t03.27mV+0.798mV=4.068mV)=E(t,t0 )+E(t0 ,t )=0热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与 4.068mV 所对应的温度是 100。