电气学院《检测技术》试卷2010-11-21

华中科技大学华中科技大学 电气与电子工程学院、水电与数字化工程学院电气与电子工程学院、水电与数字化工程学院 20102011 学年第一学期学年第一学期 检测技术试卷（A 卷） （闭卷） 学号：学号：_班级：班级：_姓名：姓名：_ 题号一二三四五六总分 满分1212283288100 得分 一、选择题（本题是多选题，每题可能有一个、二个或三个正确 答案，每小题 2 分，共 12 分。 ） 1 1仪表的测量范围与量程的关系是仪表的测量范围与量程的关系是_。 测量范围由量程决定测量范围由量程决定 量程是测量范围上限值与下限值的代数差量程是测量范围上限值与下限值的代数差 量程由测量范围决定量程由测量范围决定 2 2由型半导体材料和型半导体材料构成的霍尔元件各一块，若激励电流和施由型半导体材料和型半导体材料构成的霍尔元件各一块，若激励电流和施 加的磁场完全相同，则两个霍尔电势的方向加的磁场完全相同，则两个霍尔电势的方向_。 相同相同 相反相反 不确定不确定 3.3.压电传感器比较适合测量压电传感器比较适合测量 _ 信号。信号。 高频震动高频震动 稳定不变的压力稳定不变的压力 瞬间变化压力瞬间变化压力 缓慢改变的形变缓慢改变的形变 4 4欲精密测量光的照度，光电池应配接欲精密测量光的照度，光电池应配接_ 。 电压放大器电压放大器 A/DA/D 转换器转换器 电荷放大器电荷放大器 I/UI/U 转换器转换器 5 5、当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感、当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感 L L_ ，谐振，谐振 调频转换电路的输出频率调频转换电路的输出频率 f f _。 不变不变 增大增大 减小减小 6 6、要让自感式传感器能测量出铁芯位移的大小和方向，应该采用、要让自感式传感器能测量出铁芯位移的大小和方向，应该采用_电路。电路。 总总 分分 核卷人核卷人 得得 分分 评卷人评卷人 2 电感电桥电感电桥 电容电桥电容电桥 差分整流差分整流 相敏检波相敏检波 二、判断题（本题要求不仅对问题的表述判断其对或错，还要求 说明理由。每小题 2 分，共 12 分） 1光纤的数值孔径正比于光纤的芯径。光纤的数值孔径正比于光纤的芯径。 （对（对 错）错） 2 2根据线性电光效应，通过光纤的偏振光，在电场的作用下，其偏振方向会发生根据线性电光效应，通过光纤的偏振光，在电场的作用下，其偏振方向会发生 变化。利用该原理，可以用来测量电场或电压。变化。利用该原理，可以用来测量电场或电压。 （对（对 错）错） 3 3传感器的静态特性反映出该传感器的性能。如果它的静态特性好，说明它的灵传感器的静态特性反映出该传感器的性能。如果它的静态特性好，说明它的灵 敏度和精度高，能测量的信号变化频率也高。敏度和精度高，能测量的信号变化频率也高。 （对（对 错）错） 4 4光敏材料的光谱特性，可以帮助我们选择适合光敏元件的入射光的频率。光敏材料的光谱特性，可以帮助我们选择适合光敏元件的入射光的频率。 （对（对 错）错） 得得 分分 评卷人评卷人 3 5进行进行线性度计算时，采用不同的方法选取拟合直线，同一台仪表的线性度不同。线性度计算时，采用不同的方法选取拟合直线，同一台仪表的线性度不同。 （对（对 错）错） 6.金属热电阻的三线制接法可以消除引线电阻及连接导线电阻受环境温度影响而引金属热电阻的三线制接法可以消除引线电阻及连接导线电阻受环境温度影响而引 起的误差。起的误差。 （对（对 错）错） 三、简答题（每小题三、简答题（每小题 4 4 分，共分，共 2828 分）分） 1已知待测电流约为已知待测电流约为 8A 左右。现有两只电流表，一只为左右。现有两只电流表，一只为 0.5 级，级， 测量范围为测量范围为 0 100A；另一只为；另一只为 1.0 级，测量范围为级，测量范围为 010A。 问选用哪一只电流表较好？为什么？两只电流表测量的示值最大问选用哪一只电流表较好？为什么？两只电流表测量的示值最大 相对误差各为多少？相对误差各为多少？ 2 2一个矩形陶瓷晶体压电片，与其极化轴、一个矩形陶瓷晶体压电片，与其极化轴、X X轴和轴和Y Y轴分别垂直的三个面的面积之轴分别垂直的三个面的面积之 得得 分分 评卷人评卷人 4 比为比为2020：1 1：2 2。当沿这三个轴方向同时作用相等大小和方向的外力。当沿这三个轴方向同时作用相等大小和方向的外力F F时，其相应的时，其相应的 三个面上出现的电荷之比应该是多少？三个面上出现的电荷之比应该是多少？ 3.3. 简述简述“热电阻热电阻 Pt100”Pt100”与与“百度电阻比百度电阻比 W100”W100”中中“100”“100”的各自含义？的各自含义？ 4.4. 贵金属热电偶测高温贵金属热电偶测高温 T T（约（约 20002000） ，采用专配的补偿导线将其冷端（约，采用专配的补偿导线将其冷端（约 5050） 延伸至测量装置处（约延伸至测量装置处（约 00） ，经标定实际测得的高温偏低约，经标定实际测得的高温偏低约 100100。请画图分析可。请画图分析可 能导致该结果的原因。能导致该结果的原因。 5试画图分析压电测量电路电荷放大器的工作原理及特点。试画图分析压电测量电路电荷放大器的工作原理及特点。 5 6.试画图分析涡流传感器的低频透射和高频反射测量厚度的工作原理及其异同。试画图分析涡流传感器的低频透射和高频反射测量厚度的工作原理及其异同。 7.试画图说明电感式传感器如何用电路的方法消除零点残余电压，并简述其工作原试画图说明电感式传感器如何用电路的方法消除零点残余电压，并简述其工作原 理。理。 四、计算题（共四、计算题（共 3232 分）分） 1某温度传感器的校准数据如下表，试计算该传感器的（某温度传感器的校准数据如下表，试计算该传感器的（1 1）灵）灵 敏度（敏度（2 2）端基线性度）端基线性度 （3 3）迟滞）迟滞 (4)(4)重复性（重复性（5 5）若测量时输出）若测量时输出 为为 2.775mV,2.775mV, 待测的温度应该是多少？待测的温度应该是多少？（12 分）分） 得得 分分 评卷人评卷人 6 输入温度（输入温度（0C） 输出电压（输出电压（mvmv） 0.0010.0020.0030.0040.0050.00 正行程正行程0.0001.9983.9895.9857.9929.997 反行程反行程0.0012.0034.0046.0078.010 正行程正行程0.0011.9913.9905.9897.9959.994 反行程反行程0.0021.9994.0026.0018.003 正行程正行程0.0021.9953.9925.9947.9999.998 反行程反行程0.0011.9984.0015.9998.001 2.2. 某霍尔片的霍尔电势温度系数某霍尔片的霍尔电势温度系数 =0.0005=0.0005（1/1/ ） ，电，电 阻温度系数阻温度系数 =0.004=0.004（1/1/ ） ，输出电阻，输出电阻 120120，输入电阻，输入电阻 100,100,额定电流额定电流 20mA,20mA, 请采用合适的方法进行温度补偿，并画请采用合适的方法进行温度补偿，并画 出电路图。出电路图。 （8 分）分） 得得 分分 评卷人评卷人 7 3 3、如图所示，使用某型热电偶、如图所示，使用某型热电偶 ABAB 测温，假设该热电偶的分度表测温，假设该热电偶的分度表 在全量程范围内是线性分布的，测温点为在全量程范围内是线性分布的，测温点为 T1T1 ，a,ba,b 为热电偶为热电偶 ABAB 的补偿导线。已知的补偿导线。已知 T1=850.T1=850. 当冷端当冷端 TnTn 为为 1010和和 2020时测量，时测量， mVmV 表得到的电动势为表得到的电动势为 37.8mV37.8mV 和和 37.35mV37.35mV。 ，问（，问（1 1）当冷端）当冷端 TnTn 为为 2525， Tm1=Tm2=50Tm1=Tm2=50，测温点，测温点 T1T1 为为 850850时，时，mVmV 表得到的电动势多少？显示的温度是表得到的电动势多少？显示的温度是 多少？（多少？（2 2）在（）在（1 1）条件下，若补偿导线的极性反接，即）条件下，若补偿导线的极性反接，即 a a 与与 b b 对调，此时对调，此时 mVmV 表得到的电动势为多少？显示的温度是多少？表得到的电动势为多少？显示的温度是多少？(3)(3)如果有人错用一般铜线如果有人错用一般铜线 C C 当成当成 补偿导线，在（补偿导线，在（1 1）的温度条件下，）的温度条件下，mVmV 表得到的电动势是多少？显示的温度是多表得到的电动势是多少？显示的温度是多 少？（少？（4 4）若）若 Tm1=50Tm1=50，Tm2=25Tm2=25，在（，在（3 3）的条件下，回路的电势表达式应该）的条件下，回路的电势表达式应该 是怎样的（要求用接触电势的形式表示结果）？是怎样的（要求用接触电势的形式表示结果）？（12 分）分） 得得 分分 评卷人评卷人 8 五、分析题（五、分析题（8 8 分）分） 有一公司要生产应变片式加速度测量装置。现在你手中有有一公司要生产应变片式加速度测量装置。现在你手中有 2 2 只原只原 始阻值为始阻值为 100100 欧姆，灵敏度为欧姆，灵敏度为 K K 的应变片和的应变片和 2020 伏的直流电源。伏的直流电源。 已知悬臂梁的长宽高分别为已知悬臂梁的长宽高分别为 L,B,HL,B,H ，当其端点受到，当其端点受到 F F 力作用时，其应变力作用时，其应变 与外力的与外力的 关系是关系是 =6LF/EBH2,=6LF/EBH2,其中，其中，E E 为弹性模量。试用双臂方式为他们设计一个加速度传感为弹性模量。试用双臂方式为他们设计一个加速度传感 器。要求画出具体结构图，以及电路和应器。要求画出具体结构图，以及电路和应 得得 分分 评卷人评卷人 9 变片粘贴方式，并写出电路输出与加速度的关系变片粘贴方式，并写出电路输出与加速度的关系, ,以及该传感器的电压灵敏度以及该传感器的电压灵敏度 KaKa。 六、设计题（六、设计题（8 8 分）分） 某医院，为了提高医疗质量，减轻医务人员的工作强度，想把输某医院，为了提高医疗质量，减轻医务人员的工作强度，想把输 液设备加