传感器及自动检测技术期末复习题A.doc

传感器与自动检测技术期末复习题库第一章一、填空题1、检测包含检查与测量两个方面，检查往往是获取_ _信息，而测量则是获取_ _信息。2、自动检测系统由_ _、_ _ _和_ _组成。3、自动检测系统应具有_ 、_ _、_ _和_ _功能。4、传感器的基本特性有_ _、_ _、_ _和_ _。5、传感器由_ _、_ _和_ _组成。6、传感器按工作原理可分为_ _、_ _和_ _。7、测量误差按表示方法可分为_ _和_ _。8、准确度表征了 的大小，精密度表征了 的大小。9、传感器的输出信号有很多种形式，如 、 、 等（任写三种均可）。10、传感器的基本特性中，精度是评价传感器 的指标，表征传感器可靠性最基本的尺度是 。二、选择题1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.5% ，该压力表的精度等级应定为（ ）级。 A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.52、一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于 0.9% ，应购买（ ）级的压力表。A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.53、某采购员分别在三家商店购买 200kg 面粉、 20kg 香蕉、 2kg 巧克力，发现均缺少约 1kg ，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是（ ）。 A. 绝对误差 B. 示值相对误差 C. 满度相对误差 D. 精度等级 4、用万用表直流电压档测量 5 号干电池电压，发现每次示值均为 1.8V ，该误差属于（ ）。 A. 系统误差 B. 粗大误差 C. 随机误差 D. 动态误差 5、有一温度计，它的测量范围为0200，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为（ ）。A. 1 B. 0.5 C. 10 D. 2006、有一温度计，它的测量范围为0200，精度为0.5级，当示值为20时的示值相对误差为（ ）。 A. 1 B. 5 C. 1 D. 107、下列选项中，哪一项不属于自动检测系统得功能的是（ ）。 A、变换功能 B、选择功能 C、监控功能 D、显示功能8、误差按表示方法分为绝对误差和相对误差，其中不属于相对误差表示形式的是（ ）。 A、实际相对误差 B、基本相对误差 C、标称相对误差 D、引用相对误差三、判断题1、 示值相对误差是用绝对误差与仪器量程的百分比表示。（ ）2、 弹性敏感元件的灵敏度是刚度的倒数。 （ ）3、 测量的约定真值与理论输出值的差值即为测量误差。 （ ）四、简答题1、什么是传感器，由哪些部分组成，其基本特性有哪些？2、自动检测系统由哪些部分组成及各部分的功能如何？3、弹性敏感元件在传感器中起什么作用?4、弹性敏感元件的基本特性有哪些?对测量有何影响?五、计算题1、有一数字温度计，它的测量范围为50oC150oC，精度为0.5级。求当示值分别为20oC、100oC时的绝对误差及示值相对误差。2、 欲测量250V电压，要求测量示值相对误差不大于0.5%，问选用量程为250V电压表，其精度为哪级？如选用量程为300V和1000V的电压表，其精度又分别为哪级？3、 被测温度为4000C，现有量程为05000C、精度为1.5级和量程为010000C、精度为1.0级的温度仪表各一块，问选用哪一块仪表测量更好一些？为什么？4、已知一台测量压力的仪表，测量范围为0Pa106Pa，压力与仪表输出电压之间关系为；式中，A=3mV，B10mV/（105Pa），C0.5mV/（105Pa）2。求（1） 该仪表的输出特性方程；（2） 该仪表的灵敏度表达式；（3） 画出灵敏度曲线图。6、已知一台测量压力的仪表，测量范围为0Pa106Pa，压力与仪表输出电压之间关系为 ：式中，A=3mV，B10mV/（105Pa），C0.5mV/（105Pa）2。求：（1） 该仪表的输出特性方程；（2） 该仪表的灵敏度表达式。第二章一、填空题1、应变片的粘贴工艺包括 、 、 和固化。 2、差分变压器零点残余电压产生原因：前后线圈的参数不完全对称， 及 、磁路的非线性。3、热电阻有 和 。4、电阻应变式传感器主要是由 、 和 组成。5、电感式传感器可分为 、 和 三大类。6、传感器在结构上采用差动形式能使_ _提高、_ _减少、增强抗_ _能力。7、应变电阻的温度补偿主要有 补偿法和 补偿法。8、电容式传感器主要有 、 、 三大类。9、气敏电阻工作时必须加热到 。10、电涡流传感器的应用可以有_ _、_ _和_ _等方面（电涡流探伤）。11、热电阻及热敏电阻可用于_ _、_ _和_ _等方面。12、热电阻传感器是利用电阻随 变化的制成的。二判断题1.一般加速度传感器均有弹性敏感部件。（ ）2.电阻应变式传感器是根据非机械形变原理制成的。（ ）3.电阻应变式传感器中的测量转换电路必须是直流电桥。（ ）4.气敏传感器和湿敏传感器结构中必有加热电极。（ ）5.应变片分为金属应变片和非金属应变片。（ ）6.热电阻的阻值仅与温度有关。（ ）7.电容式传感器不能直接测量导电和摩擦较大的固体料位。（ ）8.在实际电路中，只要差分变压器中两个二次线圈的电气参数、几何尺寸或磁路参数做的足够精确，就可以消除零点残余电压。（ ）9.金属导体置于变化的磁场中，导体内就会有感应电流产生，这种电流在金属体内自行闭合，通常称为电涡流。（ ）10.在霍尔式传感器中，霍尔电势正比于磁场强度。（ ）二、选择题1、柱体的轴向应变与横向应变的关系是（ ）。A、 B、 C、 D、2、气敏电阻传感器工作原理是（ ）。A、将气体温度转换成电阻值变化 B、将气体湿度转换成电阻值变化 C、将气体浓度转换成电阻值变化 D、将气体透明度转换成电阻值变化3、下列不属于电容传感器的是（ ）。 A、变间隙式 B、变面积式 C、变温度式 D、变介电常数4、下列的应变片转换电桥，错误的是（ ）。 A、 B、 C、 D、5、电容式转速传感器测转速时，随着齿轮旋转，电容发生周期性变化，通过转换电路即可得到脉冲信号。被测齿轮齿数为Z，由计数器得到的频率为f，则转速n（单位：r/min）是（ ） A 2f B C2Z D6、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电荷差分变压器的输出有零点残余电压的主要原因是什么？7、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（ ）测量转换电路。 A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C. 四臂全桥 8、MQN气敏电阻可测量（ ）浓度。A. CO B. N2 C. 锅炉烟道中剩余的氧气9、差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了（ ）。 A. 提高灵敏度 B. 将输出的交流信号转换成直流信号 C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 10、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（ ）的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 11、电涡流探头的外壳用（ ）制作较为恰当。 A. 不锈钢 B. 塑料 C. 黄铜 D. 玻璃 12、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中（ ）。 A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量，电感保持不变 C. 电容保持常数，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 13、当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感（ ），调频转换电路的输出频率（ ）。 A. 不变 B. 增大 C. 减小 14、在两片间隙为 1mm 的两块平行极板的间隙中插入（ ）可测得最大的电容量。 A.塑料薄膜 B.干的纸 C.湿的纸 D. 玻璃薄片 15、工业上应用金属热电阻传感器进行温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用（ ）。 A、文氏电桥法 B、双线制连接法 C、三线制连接法 D、混合连接法16、（ ）不可以改变电感式传感器的电容。 A、改变极板间距离 B、改变极板间电压 C、改变极板面积 D、改变介电常数17、在热电偶传感器中，热电偶回路的主要性质不包括( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、欧姆定律 D、标准电极定律三、简答题1、简述电涡流传感器的工作原理。2、差分变压器式传感器产生零点残余电压的主要原因有哪些？减小或消除零点残余电压的方法有哪些？3、试简述差动式传感器的结构特点及优点。4、电涡流传感器基于什么物理效应？有哪些方面的应用？5、试列举金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。6、简述电阻应变式传感器的温度补偿。7、什么叫应变效应？应变片有哪几种结构类型？8、金属热电阻为什么要进行三线制接线？作出其接线图。9、差分变压器式差压变送器其差压与膜盒位移的关系和差分变压器衔铁的位移与输出电压的关系如下图所示。 求：当输出电压为50mV时，差压P为多少帕斯卡？作图表示。 10、电容式传感器有什么主要特点？一般可做成哪几种类型的电容传感器？11、脉冲宽度调制电路用于电容式传感器有何特点？四、计算题1、电阻应变片灵敏系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的园形钢柱表面，钢材的E=21011N/m2，=0.3。求钢柱受10T拉力作用时，应变片电阻的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少?2、铜电阻的阻值Rt与温度t的关系可用Rt=R0(1+t)表示。已知铜电阻的R0为50，温度系数为4.2810-3 0C-1，求当温度为1000C时的铜电阻值。3、用压电式加速度计及电荷放大器测量振动，若传感器的灵敏度为9.8 pC/g（g为重力加速度），电荷放大器的灵敏度为100mV/pC，输入加速度为。试写出系统输出电压的计算公式，并确定当输入加速度为7g，9g时系统的输出电压，。 五、分析问答题1、试分析差分整流全波电流输出电路的工作原理。2、用一电涡流式测振仪测量某种机器主轴的轴向振动，已知传感器的灵敏度为20mV/mm。最大线性范围为5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，如下图（a）所示，使用高速记录仪记录下来的振动波形如下图（b）所示。问：提示：为了得到较好的线性度与最大的测量范围，测振探头与被测金属的安装距离l为线性范围的1/2。 传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米时可得到较好的测量效果？为什么？ 轴向振幅的最大值A为多少？ 主轴振动的基频f是多少？（a）测量轴向振动示意图 （b）高速记录仪记录下来的振动波形3、试解释为什么电容式传感器不能测量粘度较大的导电液体液位？4、说明电阻应变片的组成和种类。电阻应变片有哪些主要特性参数？ 5、简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因，并说明有哪几种其补偿方法及温度误差产生原因。第三章一、填充题1、霍尔元件的输出电压与 和 成正比关系。2、两种不同材料的 构成一闭合回路，若两个接点处 不同，则回路中会产生电动势，从而形成电流，这个物理现象称为热电势效应，简称热电效应。3、压电效应消失的温度转变点称 。4、热电偶的热电动势由 和 组成。5、热电偶的三个主要定律为_ _、_ _和_ _。6、热偶的自由端温度补偿方法有_ _和_ _。二、选择题1、下列属于转速传感器的为（ ）。A、压电式 B、热电阻式 C、电容式 D、气敏电阻2、下图的电动势值为（ ），其中Ai为Ai的补偿导线。 A1+ A1 C A、E=E1(t1,t0)+E2(t2,t0)+ E3(t3,t0) t1 t0 B1- B1 B、E=E1(t1,t0)E2(t2,t0)+ E3(t3,t0) - t0 mv t2 + C、E=E1(t1,t0)+E2(t2,t0)E3(t3,t0) A3+ A3 t3 t0 C D、E=E1(t1,t0)+E2(t2,t0)+E3(t3,t0) B3- B33、压电式传感器目前多用于测量（ ）A静态的力或压力 B动态的力或压力 C流量 D温度4、属于四端元件的是（ ）。 A. 应变片 B. 压电晶片 C. 霍尔元件 D. 热敏电阻 5、公式EH=KHIBcos中的角是指（ ）。 A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角 B.磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角 C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了（ ）。 A. 提高灵敏度 B. 克服温漂 C. 减小不等位电势 7、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（ ）。 A. 减小激励电流 B. 减小磁感应强度 C. 使用电桥调零电位器 8、（ ）的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 （ ）。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 10、实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用（ ），可减小测量误差；而在车间，用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时，应采用（ ）较为妥当。 A. 计算修正法 B. 仪表机械零点调整法 C. 冰浴法 D. 冷端补偿器法（电桥补偿法） 三、选择题1、热电效应的本质是热电偶将电能转化为热能的一种物理现象。（ ）2、延引电极法除了延长热电的作用外还起到温度补偿的作用。（ ）3、霍尔元件是一种半导体四端薄片，即有四条电极引出线。（ ）4、压电式传感器既可用于动态测量又可用于静态测量。（ ）四、简答题1、请列举出可以用来检测加速度的常用传感器（至少3个）2、金属热电阻为什么要进行三线制接线？作出其接线图。3、压电式传感器能否用于静态测量？为什么？4、补偿导线的作用是什么？使用补偿导线的原则是什么？5、什么叫热电势效应？主要包含了哪几个部分？试说明热电偶的测温原理。6、什么是霍尔效应？什么是压电效应？7、什么是正压电效应？什么是逆压电效应？压电效应有哪些种类？压电传感器的结构和应用特点是什么？能否用压电传感器测量静态压力？8、试简述热电偶回路的主要性质，说明它们的实用价值。9、试说明霍尔式传感器的应用类型，并分别指出其应用场合。请写出你认为可以用霍尔式传感器来检测的物理量。10、什么是压电效应？以石英晶体为例说明压电晶体是怎样产生压电效应的。11、压电式传感器能否用于静态测量？为什么？12、使根据下图所示石英晶体切片上的受力方向，标出晶体切片上产生电荷的符号。xyFxxyFyxyFyxyFx四、计算题1、用镍铬镍硅(K)热电偶测温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表直接测得热电动势为29.188mV，求被测点温度。2、用压电式加速度计及电荷放大器测量振动，若传感器的灵敏度为7pc/g（g为重力加速度），电荷放大器灵敏度为100mV/pc，试确定当输入加速度为3g时系统的输出电压。3、如图为镍铬镍硅（K）热电偶，A、B为补偿导线，温度t1=40，t2=0，t3=50。（1）当U3=28.288mV时，求被测点温度t。 （2）如果A、B改为铜导线，此时U3=37.699mV，再求温度t。已知E(9500C,0)=39.310mV，E(400C,0)=1.611mV，E(500C,0)=2.022mV，E(6800C,0)=28.288mV，E(6420C,0)=26.677mV，E(9090C,0)=37.699mV。 A A Cu + t B t1 B t2 Cu t34、用K分度号的热电偶测温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表测得热电动势为29.188mV，求被测点温度？已知E（40，0）1.610mV，E（740，0）30.798mV，E（663，0）27.578mV。五、分析问答题1、如下图是霍尔式钳型电流表结构图，试分析它的工作原理。 1冷轧硅钢片圆环 2被测电流导线 3霍尔元件 4霍尔元件引脚第四章一、填充题1、光电传感器的应用形式有 、 、 和 。2、光电元件主要有 、 、 、光电池等。二、选择题1、光敏二极管属于（ ），光电池属于（ ）。 A 外光电效应 B 内光电效应 C 光生伏特效应 2、光敏二极管在测光电路中应处于（ ）偏置状态，而光电池通常处于（ ）偏置状态。 A 正向 B 反向 C 零 3、温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流（ ）。 A 上升 B 下降 C 不变 4、在下列元件中不属于光电元件的是（ ）。 A、光纤 B、光敏电阻 C、光电池 D、光敏晶体管三、选择题1.光电管是利用外光电效应原理制成的。（ ）2.光敏电阻的温度升高，暗电流减小，灵敏度下降。（ ）3.光电式烟尘浓度计测量过程中不需要参比信号。（ ）4.光电开和光电断续器都是由红外发射元件和光敏接收元件组成。（ ）5、在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象，称为外光电效应，也称光电发射效应。（ ）四、简答题1、请指出日常生活中光电传感器的应用实例（不少于三个）2、什么叫光电效应？可分哪几种？分别如何定义？3、请举出光电传感器的种类和对应的2个例子。4、名词解释：亮电阻；暗电阻。5、什么是光谱特性？怎样利用？6、光电效应有哪几种？与之对应的光电元件有哪些？请简述各光电元件的优缺点？7、光电传感器可分为哪几类？请各举出几个例子加以说明。四、计算题1、已知某一光电管在外部电场作用下的灵敏度K=20mV/1000lx，负载电阻1K，当光照度为3000 lx时，输出电压为多少？第六章一、填充题1、通常的测量放大器主要有 、 和 。2、8位A/D转换器的分辨率D为 。3、有源滤波器可分为有源 滤波器、有源 滤波器、有源 滤波器和有源 滤波器。4、滤波器按频率分包括 、 、 和 。5、数字量软件非线性校正的方法有 、 和 。6、数据采集系统由 、 、 、 和 组成。7、信号调制的过程有 、 和 三种。8、控制高频振荡的缓变信号称为 ；载送缓变信号的高频振荡信号为 ；已经被缓变信号调制的高频振荡称为 。9、有源带通滤波器的基本形式为 和 两种。10、有源低通滤波器由 和 组合而成。11、有源高通滤波器由 和 组合而成。二、选择题1、下列不属于传感器信号处理过程的是（ ）。A信号测量 B信号放大 CA/D转化 D信号调制解调2、为了抑制干扰,常采用的电路有( )AD/A转换器 B光电耦合 C调谐电路3、载波频率为f0,调制信号的最高频率为fm,两者的关系为( )Af0=fm Bf0fm Cf0fm Df0fm4、下列那一项不属于隔离放大器的隔离指标的是（ ）。 A、绝缘阻抗 B、绝缘电压抑制比 C、绝缘电压范围 D、增益范围5、在信号远距离传输中，常采用调制方法，当高频振荡的振幅受缓慢变化信号控制时，称为（ ）。 A、调频 B、调相 C、调幅 D、鉴相6、在有源滤波器的组成中，把（ ）接入运放的正反馈回路中，即可组成有源BEF。 A、无源的BPF B、无源的BEF C、无源的LPF D、无源的HPF7、在传感器信号的非线性校正中，下列那一项不属于数字量的非线性矫正的常用方法的是（ ） A、计算法 B、查表法 C、插值法 D、估值法三、判断题1、在传感器信号预处理的采样/保持电路中，采样时间越长越好，保持时间越短越好。（ ）2、在调制与解调电路中，已被缓变信号调制的高频振荡称为调制波。（ ）3、把无源的带阻滤波器接入运放的正反馈回路中可组成有源的带阻滤波器。（ ）四、简答题1、试说明传感器数据采集系统的组成。2、简要说明传感器信号的特点及信号预处理的方法。3、单级滤波器线路简单，也能起到滤波作用，为什么说它只适合应用在要求不高的场合？4、简要说明A/D转换器的性能与选择原则。5、非线性校正可分为哪两类校正？试简要说明数字量非线性校正中的用软件校正的一般方法。6、试简要说明仪表放大器的选择。7、非调制信号直接与输入量对应，对于测量来说十分方便。为什么要采用调制信号，试解释其原因。8、什么叫信号的调制？什么叫信号的解调？信号调制过程有哪几种？9、滤波器有什么用途？举出两个实用的例子。四、分析问答题1、无源滤波器可分为哪几种？正反馈型有源带通滤波器如何组成？正反馈型有源带阻滤波器如何组成？负反馈型有源带通滤波器如何组成？负反馈型有源带阻滤波器如何组成？试画出滞后超前型有源带通滤波器电路图。2、什么叫信号的调制？什么叫信号的解调？信号的调制过程有哪些？为什么要进行信号的调制与解调？试举例说明利用电桥调幅和相敏解调的过程，并画出原理框图。3、设被测信号，今用调幅方式将此信号输出。调制信号的角频率为，幅值为B。试写出调制波的数学表达式；分析该调制波的频谱。4、下图是桥TI型有源带通滤波器的电路图，其中R1=R2=500，