安全检测与监测

1、中国石油大学（北京）远程教育学院2011年秋季安全检测与监测期末复习题一、单项选择题1. 电容式扭矩测量仪是利用轴受力后，电容器两极板间的（ ）的变化来测量扭矩的。A. 间距 B. 有效面积 C. 介电常数 D. 击穿电压2利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ ） A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片3固体半导体摄像元件CCD是一种（ ） APN结光电二极管电路 BPNP型晶体管集成电路CMOS型晶体管开关集成电路 DNPN型晶体管集

2、成电路4压电晶体受力产生的电荷极性（ ） A为正 B为负 C取决于外力的大小 D取决于外力使其产生变形的形式5不能采用非接触方式测量的传感器是（ ）A霍尔传感器 B光电传感器 C热电偶 D涡流传感器6. 接触电动势是由于两种不同导体的（ ）不同而在接触处形成的电动势.A. 自由电子密度 B. 电阻率 C. 温度 D. 密度7. 随着温度升高，陶瓷半导体电子-空穴浓度按照（ ）规律增加.A.线性 B. 指数 C. 对数 D. 阶跃8. 电容式扭矩测量仪是利用轴受力后，电容器两极板间的（ ）的变化来测量扭矩的。A. 间距 B. 有效面积 C. 介电常数 D. 击穿电压9. 金属热电阻式温度传感器所

3、测量的温度越高，其敏感元件中自由电子的运动（ ）A.越规则 B. 越不规则 C. 呈正态分布 D. 呈线性分布10. 测试系统的传递函数与（ ）A. 具体测试系统的物理结构有关 B. 具体测试系统的物理结构无关C. 输入信号有关 D. 输出信号有关11. 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12. 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13在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是（ ） A克服串扰 B抑制共模噪声 C抑制差模噪声 D消除电火花干扰14属于传感器动态特性指标的是（ ） A重复

4、性 B线性度 C灵敏度 D固有频率15压电晶体受力产生的电荷极性（ ） A为正 B为负 C取决于外力的大小 D取决于外力使其产生变形的形式16. 热电偶所产生的热电动势（ ）A. 与导体材料有关 B. 与冷端热端温度差有关 C. A，B均正确 D. A，B均不正确17. 下列不属于传感器静态标定内容的是（ ）A. 灵敏度 B. 线性度 C. 滞差 D. 幅值误差18压电晶体受力产生的电荷极性（ ） A为正 B为负 C取决于外力的大小 D取决于外力使其产生变形的形式19. 不能用涡流式传感器进行测量的是（ ）A.位移 B.材质鉴别 C.非金属材料 D.探伤20. 热电偶所产生的热电动势（ ）A.

5、 与导体材料有关 B. 与冷端热端温度差有关 C. A，B均正确 D. A，B均不正确21. 用于测量力的传感器多为（ ）A. 电气式 B. 机械式 C. 液压式 D. 光电式22. 接触电动势是由于两种不同导体的（ ）不同而在接触处形成的电动势.A. 自由电子密度 B. 电阻率 C. 温度 D. 密度23. 随着温度升高，陶瓷半导体电子-空穴浓度按照（ ）规律增加.A.线性 B. 指数 C. 对数 D. 阶跃24. 固体半导体摄像元件简称（ ）A. CCD B. VCD C. VTR D. VCR二、填空题1. 下图所示传感器为 。2. 光电三极管具有较高的灵敏度， （毫安级）。但在较强的光

6、照下，光电流与照度 线性关系。光电晶体管多用作光电开关元件或 。3. 是非电量电测的首要环节和关键部件。4. 辐射式光电传感器要求被测物本身就是 ，可直接照射于 ，或经一定光路可作用于光电元件上。5. 霍尔传感器的检测效果很容易受检测距离变化的显著影响， 比较严重。6. 反射式光电传感器原理：利用 光源发出的光投射到被测物体上，被测物体把部分光通量反射到光电元件上，依据 的多少测定被测表面状态和性质。7. 测量范围大的电容式位移传感器的类型为 。8. 当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输入与输出之间的关系为 9. 电桥的平衡状态的应用是基于 ，而非平衡状态的应用是基于 。10

7、. 压电传感器在使用时必须接 的前置放大器。11. 为避免热电阻通交流电时产生感抗或者有交变磁场时产生感应电动势，在绕制时要采用 。12. 磁电感应式传感器是一种机-电能量转换型传感器，适用于 、 、 等的测量。13. 当金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板中会产生涡流。涡流的大小与金属板的电阻率、 、厚度、金属板与线圈距离、 、 等参数有关。14. 金属电阻的应变效应主要是由于其 几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的 电阻率随应变所引起的变化产生的。7. 产生磁声发射须具备两个条件： ， 。16. 表征传感器静态特性的指标有线性度、灵敏度、 等。17. 传

8、感器的动态特性取决于传感器的本身及 的形式。18. 直流电桥用直流电源，只适用于 元件，交流电桥用 电源，适用于 元件。19. 压阻效应常用的半导体电阻材料为 和 。20. 光敏电阻是采用 材料制作，利用 效应工作的光电元件。它的重要特性是在无光照时相当于 。21. 常用温标包括三大类： ， 和 。22. 电阻应变片传感器按制造材料可分为 材料和 材料，它们在受到外力时电阻发生变化，其中的电阻变化主要是由 形成的。23. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 和 结构。24. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。25. 下图所示的传感器为 。26. 下图所

9、示的传感器为 . 10. 箔式电阻应变片很薄，因而所能感受到的 与试件表面的更接近。28. 油气生产部门安装仪表时要注意：最高料位不得进入 ；仪表距 必须保持一定的距离；仪表的安装尽可能使 的发射方向与液面垂直。29. 积分平均声级计是一种直接显示某一测量时间内被测噪声的 的仪器，通常由 及内置的 组成。30. 应变计根据敏感元件的不同可以分为 式和 式两大类。31. 根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别是： 、 、 。 32. 霍尔式压力传感器适用于 压力的测量。33. 电容式压力计广泛用于 、 、加速度、 等机械量的测量。34. 光电探测方法是以早期火灾产生的

10、 为检测对象的火灾探测方法。35. 在工业生产过程中进行有毒气体监测时，是以有毒气体 为检测对象，并以有毒气体的最高 为标准确定监测与报警指标。36. 金属导体在受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值随着机械变形的变化而发生变化，这种现象叫做电阻的 。三、简答题1. 电感式传感器的工作原理是什么？能够测量哪些物理量？2. 简要说明电容式传感器的原理。3. 简述涡流式传感器工作原理。4. 半导体气敏传感器工作原理。5. 为什么要对热电偶进行温度补偿。6. 简述为确保计算机监测系统的高可靠性，可以采取的4项措施。7. 光电效应有哪几种类型？与之对应的光电元件各有哪些？简述各光电元件的优缺点。8.

11、简述磁记忆检测研究需要解决的几个核心问题及目前问题的关键。9. 目前用于检测磁场的方法有多种，在具体选择时，需要着重考虑哪些因素？10. 火灾探测有哪些主要方法？11. 指出有毒气体的两种浓度单位定义及其换算关系12. 安全检测与监测系统的设计过程有哪些？要遵循哪些原则？13. 温度传感器从使用上分为什么？各自有何不同。14. 光生伏特效应如何产生？15.简要说明光电倍增管的工作原理。期末复习题答案一、单项选择题1. B 2.C 3.C 4.D 5.C 6.A 7.B 8.B 9.B 10.B 11.A 12.C 13.B 14.D 15.D 16.C 17.D 18.D 19.C 20.C

12、21.A 22.A 23.B 24. A 二、填空题1. 隔膜电池式气体传感器2. 输出电流大，不成，光电逻辑元件3. 传感器4. 辐射源，光电元件5. 提离效应6. 恒定 反射光通量7. 容栅型8. 静态特征或静特征9. 零测法，偏差测量法10. 高输入阻抗11. 双线无感绕制法12. 振动，转速，扭矩13. 磁导率、激励电流，角频率14. 几何形状，电阻率15. 磁化时磁畴的巴克豪森跳跃，磁畴有体积应变16. 重复性17. 输入信号18. 直流，交流，所有电路19. 硅，锗20. 半导体，内光电效应，断路21. 经验温标，热力学温标，国际温标22. 金属，半导体，电阻应变效应23. 直流栅

13、式应变计，箔式应变计24. 电阻应变片，测量电路25. 双螺旋管线圈型传感器26. 恒电位电解式气体传感器27. 应力状态28. 测量盲区，罐壁，换能器29. 等效连续声级(Leq)，声级计，单片计算机30. 金属，半导体31. 物理传感器，化学传感器，生物传感器32. 静态或变化缓慢33. 位移，震动，荷重34. 烟气35. 浓度，最高允许浓度36. 应变效应三、简答题1. 电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感（或互感）变化的一种机电转换装置。利用电感式传感器可以把连续变化的线位移或角位移转换成线圈的自感或互感的连续变化，经过一定的转换电路再变成电压或电流信号以

14、供显示。它除了可以对直线位移或角位移进行直接测量外，还可以通过一定的感受机构对一些能够转换成位移量的其他非电量，如振动、压力、应变、流量等进行检测。2. 电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化。传感器有动静两个板板，板板间的电容为： ，式中： 0 真空介电常数: 8.854×1012 F/m r 介质的相对介电常数 两极板间的距离有关 A 极板的有效面积当动板板运动或极板间的介质变化就会引起传感器电容值的变化，从而构成变极距式、变面积式和变介质型的电容式传感器。3. 涡流式传感器工作原理：当金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板中会产生闭合的感应电流，即涡流。产生涡流的大小

15、与金属板的电阻率、磁导率、厚度、金属板与线圈距离、激励电流、角频率等参数有关。因此，若固定其它参数，仅改变其中某一参数，就可以依据涡流大小测定该参数。4. 利用半导体气敏元件与气体接触后，造成半导体性质变化来测定特定气体成分或浓度。5. 热电偶的输出电动势仅反映出两个节点之间的温度差，为了使输出电动势能正确反映被测温度的真实值，要求参考端温度恒为0。C，但实际热电偶使用的环境不能保证要求的参考端温度，因此必须对其进行温度补偿。6. （1）采用高质量的元部件。所采用的各种硬件和软件，尽量不要自行开发。采用高质量的电源。一般来说，PLCI/O模块的可靠性比PC总线I/O板卡的可靠性高，如果成本和空

16、间允许，应尽可能采用PLCI/O模块。 （2）采取各种抗干扰措施。采取各种抗干扰措施，包括滤波、屏蔽、隔离和避免模拟信号的长线传输等。（3）采用冗余工作方式。可以采用多种冗余方式，例如，冷备份和热备份。其中，冷备份方式是指一台设备处于工作状态，而另一台设备处于待机状态。一旦发生故障，专用的切换装置就会将原来工作的设备切除，并将备份的设备投入运行。（4）对一些智能设备采用故障预测、故障报警等措施。出现故障时将执行机构的输出置于安全位置，或将自动运行状态转为手动状态。7. 光电效应根据产生结果的不同，通常可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。光电管和光电流倍增管是属于外光电效应的典型

17、光电元件。光电倍增管的优点是灵敏度高，比光电管高出几万倍以上，输出线性度好，频率特性好；缺点是体积大、易破碎，工作电压高达上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光测量和要求反应速度很快的场合.基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管。光敏电阻具有很高的灵敏度，光谱响应的范围可以从紫外线区域到红外线区域，而且体积小，性能稳定，价格较低，所以被广泛应用在自动监测系统中。在使用光敏电阻时，光电流并不是随光强改变而立刻做出相应的变化，而是具有一定的滞后，这也是光敏电阻的缺点之一。光敏三极管的灵敏度比二极管高，但频率特性较差，暗电流较大。光敏晶闸管输出功率比它们都大，主要用于

18、光控开关电路及光耦合器中。基于光生伏特效应的光电元件主要是光电池。应用最广泛的是硅光电池，它具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高、能耐高温辐射等优点。8. 磁记忆的物理机制,如存在多种可能,则需确定各因素主次关系； 表征磁记忆现象的磁场(检测到的磁场)和地磁场的关系；磁记忆场分布和应力场的关系,应力集中检测的深入定性； 磁记忆场和应力场的数值对应关系,应力集中的定量检测。目前问题的关键是，应力集中引起的磁场畸变尚无定论。9. 目前用于检测磁场的方法有多种，在具体选择时，着重考虑如下因素：（1）检测磁场范围；（2）灵敏度；（3）频率响应范围，能否实现高速检测；（4）抗干扰能力（如抗温度漂移的能力）；（5）检测信号的动态性能；（6）工作寿命；（7）对提离效应的敏感程度；（8）检测传感器的综合成本（包括检测电路的复杂程度、使用成本等）；（9）检测传感器的尺寸和体积，能否实现高分辨率检测。10. 火灾探测的主要方法有：空气离化探测法，热（温度）检测法，光电探测方法，光辐射或火焰辐射探测方法，可燃气体探测法。11. 有毒气体的浓度单位采用ppm值或mgm3来表示。ppm值是指一百万份气体总体积中，该气体所占的体积分数（ppm为非法定计量单位）。它使用