哈理工荣成学院检测与转变换技术考题-第一学期

哈理工荣成学院检测与转变换技术考题(2023~2023)一.选择1）将超声波（机械振动波）转换成电信号是运用压电材料的___C___；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是运用压电材料的___D___。

A.应变效应

B.电涡流效应

C.压电效应D.逆压电效应

2）在实验室作检查标准用的压电仪表应采用___D___压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用___C___；用在压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用__B____。

A.PTC

B.PZT

C.PVDF

D.SiO23）光敏二极管属于B

，光电池属于C

。

A．外光电效应B．内光电效应C．光生伏特效应4)下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的？（）A变面积式电容传感器B变极距式电容传感器C变介质式电容传感器D螺管式自感传感器1、1、以下哪一种情况也许产生随机误差？A测量人员的粗心大意B检测装置的指示刻度不准C许多因素微小变化的总和D传感器的不稳定2、2、下列四个选项中，关于相对误差特性对的的是A大小与所取单位有关B量纲与被测量有关C不能反映误差的大小和方向D能反映测量工作的精细限度4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器？A金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定C金属材料厚度测量D金属材料内部杂质的检测5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是A热电偶B铜热电阻C半导体热敏电阻D铂热电阻6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的？A变面积式电容传感器B变极距式电容传感器C变介质式电容传感器D螺管式自感传感器7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量？A用热电偶测量温度B用温度计测量温度C用铜热电阻测量温度D用铂热电阻测量温度8、用下哪一种检测方法的灵敏度高？A采用差动电桥B采用电流源供电C采用有源电路D采用双差电桥1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（）A.数字天平；B.数字式电流表；C.指针式电流表；D.数字式电压表。4、以下什么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量?（）A.热敏电阻；B.铜热电阻；C.铂热电阻； D.热电偶。5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿?（）A.霍尔传感器；B.热电阻传感器；C.涡流传感器；D.热电温度传感器。6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（）？A.光敏传感器；B.声敏传感器；C.热敏传感器；D.味敏传感器。7、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出。（）A.单臂电桥；B.差动电桥；C.双差动电桥；D.相对臂电桥。10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值减少的温度补偿元件（）？A.NTC型热敏电阻；B.PTC型热敏电阻；C.CTR型热敏电阻。11、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。13、热电偶的热电效应重要是把温度变化转化为什么参数变化？（）A.电阻变化；B.电势变化；C.电容变化；D.电感变化。14、在信号的变换中，我们有时为了解决信号的方便，经常把模拟信号转换成数字信号送入微解决器进行解决，下面哪一个是采用这种技术？（）A．A/D变换电路；B.F/V变换电路；C.D/A变换电路；D.V/I转换电路。16、电磁炉重要是应用了下面哪种技术？()A.微波；B.电涡流；C.热电式；D.红外。23、关于绝对误差特性不对的的描述是A.是测量示值与被测量真值之间的差值；B.量纲与被测量有关；C.能反映误差的大小和方向；D.能反映测量工作的精细限度26、下列温度传感器中，灵敏度最高的是：A.铂热电阻；B.铜热电阻；C.半导体热敏电阻；D.热电偶。27、下列哪一种传感器适合微小位移测量？A.变面积式电容传感器；B.变极距式电容传感器；C.变介质式电容传感器；D.螺管式自感传感器。28、下列温度测量中哪一种精度高？A.用水银温度计测量温度；B.用热电偶测量温度；C.用热敏电阻测量温度；D.用铂热电阻测量32、以下哪一种情况也许产生随机误差？A.测量人员的粗心大意；B.检测装置的指示刻度不准；C.许多因素微小变化的总和；D.传感器的不稳定。38、下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量？A.用热电偶测量温度；B.用温度计测量温度；C.用铜热电阻测量温度；D.用铂热电阻测量温度。二.填空题1.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成。2..通常传感器由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿部分组成，是能把外界＿＿＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿＿＿器件和装置。3.金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称＿＿＿＿＿＿效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称＿＿＿＿＿效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为＿＿＿＿＿＿＿效应。4、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是运用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是运用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是运用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab（T，To）=。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分）6传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。7、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。8压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分）9、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属_材料和②____半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化重要是由_电阻应变效应形成的，而②的电阻变化重要是由温度效应导致的。半导体材料传感器的灵敏度较大。10.磁电式传感器是运用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。（6分）11.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的相应关系来表征（5分）12.按误差的表达方法对误差进行分类，可以分为：__绝对误差__和_相对误差__.13.通常，传统的传感器是由_敏感元件_、_转换元件_及_测量电路_组成。6.按测量误差的性质对误差进行分类，可以分为：_系统误差_,_随机误差_,和__粗大误差__.7.传感器的输出信号有很多形式，如：_电压_、_电流_、__频率和脉冲_等。三、名词解释(不考,但也许出简答题)1、传感器2、直接测量法3、霍尔效应4、内光电效应5、中间导体定律6、压电效应7、测量方法1.可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器；2.可以完毕温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电；3.半导体式传感器是磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器；4.光电传感器有光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管；5.用于磁场测量的传感器霍尔器件、磁敏晶体管；6.进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传感器、压电传感器；7.运用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器；1.可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器；2.可以完毕温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电；3.半导体式传感器是磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器；4.光电传感器有光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管；5.用于磁场测量的传感器霍尔器件、磁敏晶体管；6.进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传感器、压电传感器；7.运用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器；名词解释1、间接测量法2、半导体压阻效应3、涡流效应4、电容式传感器5、中间温度定律6、外光电效应7、灵敏度1、在使用仪表或传感器进行测量时，一方面对与测量有拟定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，通过计算得到所需的结果的测量方法。2、沿一块半导体某一轴向施加一定应力时，除了产生一定应变外，材料的电阻率也要发生变化的现象。3、金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流想水中漩涡那样在导体内转圈的现象。4、以电容器作为敏感元件，将被测物理量的变化转换为电容量变化的传感器。5、指热电偶回路两接点（温度为T、T0）间热电动势，等于热电偶在温度为T、Tn时的热电动势与在温度为Tn、T时的热电动势的代数和。6、在光线照射是，物体内的电子溢出物体表面的现象。7、传感器在稳态标准条件下，输出变化对输入变化的比值。四简答题1.简述热电偶的工作原理。（6分）答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。2以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。（6分）答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体自身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。3简述电阻应变片式传感器的工作原理（6分）答：电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。4简述霍尔电动势产生的原理。（5分）答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势UH。5、分析应变片式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差的过程。（10分）答：在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数（）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。6、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法（10分）答：=1\*GB3①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A、B串接成一个闭合回路，并使两个结点处在不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。=2\*GB3②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。=3\*GB3③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。=5\*GB3⑤热电偶三定律a中间导体定律热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。在用热电偶测温时，连接导线及显示一起等均可当作中间导体。b中间温度定律任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T，冷端为时的热电势等于该热电偶热端为T冷端为时的热电势与同一热电偶热端为，冷端为时热电势的代数和。应用：对热电偶冷端不为时，可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够时，可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。c参考电极定律假如A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体C（参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T，）时分别为，，那么爱相同温度下，又A、B两热电极配对后的热电势为：a恒温法b计算修正法（冷端温度修正法）c仪表机械零点调整法d热电偶补偿法e电桥补偿法f冷端延长线法7答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表达。温度补偿方法：a分流电阻法：合用于恒流源供应控制电流的情况。b电桥补偿法8直流电桥和交流电桥有何区别？直流电桥的平衡条件是什么？应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路？答：根据电源不同分为直流和交流电桥。直流电桥优点：高稳定度直流电源容易获得，电桥平衡电路简朴，传感器至测量仪表的连接导线分布参数影响小。但是后续要采用直流放大器，容易产生零点漂移，线路也较复杂。交流电桥在这些方面都有改善。直流电桥平衡条件：R1/R2=R3/R4，R1R4=R2R3。光电池的工作原理，指出它应工作在电流源还是电压源状态。答：光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式；是有源器件。它有较大面积的P一N结，当光照射在P一N结上时则在结的两端出现电动势。它应工作在电压源状态。电效应可分为哪三种类型，简朴说明传感器的原理并分别列出以之为基础的光电传感器。答：光电效应可分为：外光电效应：指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。光电管及光电倍增管均属这一类。它们的光电发射极，即光明极就是用品有这种特性的材料制造的。内光电效应：指在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。光生伏特效应：运用光势垒效应，光势垒效应指在光的照射下，物体内部产生一定方向的电势。光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式有源器件。压电式传感器的前置放大器的作用是什么？电压式与电荷式前置放大器各有何特点？答：作用是将输出电压放大，并与输入电压或输入电流成正比。电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出，并将薄弱的电压信号进行适当放大，但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化，并且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦。电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器，其虽然允许使用很长的电缆，并且电容Ce变化不影响灵敏度，但它比电压放大器价格高，电路较复杂，调整也比较困难。五计算设7次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.810.010.19.910.210.115厘米，若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73%的置信概率下，对被测物体长度的最小估计区间。答：忽略最后一个值，平均值，，则最小估计区间。零散知识1什么是传感器在检测系统中的地位和作用答案“可以感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。感器处在研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与解决的电信号，其作用与地位特别重要。2传感器由哪几部分组成？答案组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；3何为电阻应变效应？如何运用这种效应制成应变片？答案导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，同时机械变形会引起导体阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。当外力作用时，导体的电阻率、长度、截面积都会发生变化，从而引起电阻值的变化，通过测量电阻值的变化，检测出外界作用力的大小。4答：金属导体应变片的电阻变化是运用机械形变产生的应变效应，对于半导体而言，应变传感器重要是运用半导体材料的压阻效应。金属电阻丝的灵敏系数可近似写为，即；半导体灵敏系数近似为≈50～100。5什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？6答：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。如对晶体施加一定变电场，晶体自身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应7说明为什么电感式传感器只适合测量微小位移。8什么是霍尔效应？答：通电的导体（半导体）放在磁场