《传感器与检测技术简明教程》-胡蓉 习题及答案 CH12 参数检测

第14章参数检测

一、单项选择题

1、根据测量方式的不同，测量方法可以分为（）

A、直接测量、间接测量和组合测量B、偏差式测量、零位式测晨和微差式测量

C、等精度测量和非等精度测量D、静态测量和动态测量

2、用不同精度的仪表或不同的测量方法，或在环境条件不同时，对同一被测量进行多次重

复测量，这样的测量称为（）

A.动态测量B.静态测量

C.组合测量D.不等精度测量

3、下列测量方法属于组合测量的是（）。

A.用电流表测量电路的电路

B.用弹簧管压力表测量压力

C.用电压表和电流表测量功率

D.用电阻值与温度关系测量电阻温度系数

4、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持不变，对同

一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（）

A.组合测量B.静态测量

C.等精度测量D.零位式测量

二、多项选择题

1、测量通常包括哪两个过程（）

A、能量形式的一次或多次转换过程B、将被测变量与标准量进行比较的过程

C、信号获取过程D、结果显示过程

2、下列测量方法属于组合测量的是（）。

A.用电流表测量电路的电流

B.用弹簧管压力表测量压力

C.用电压表和电流表测量功率

D.用电阻值与温度关系测量电阻温度系数

三、填空题

1、测量是以为目的的一系列操作。

2、目前，流量测量的方法一般可分为三类：流量检测方法、流量检测方

法和流量检测方法。

3、以确定被测值为目的的一系列操作，称为

四、简答题

1、试写出至少5种参数检测的一般方法。

2、简述物位测量的主要方式有哪些？

3、试述转速检测的主要方法与特点。

4、检测技术的发展趋势是什么？

5、什么是等精度测量和非等精度测量？

6、什么是直接测量、间接测量和组合测量？

7、什么是测量？

8、测量方法是如何进行分类的？

9、测量系统的结构是什么？

10、测量系统是如何分类的，各有何特点？

11＞实现参数检测的一般方法主要有哪些？

12、简述温度量的主要检测方法。

13、简述压力量的主要检测方法。

14、流量一般有哪几种检测方法？

15、物位的检测方法主要有哪几种？

16、气体成分检测的主要方法与原理是什么？

17、简述湿敏传感器的分类及其特点。

18、简述位移量的常见检测方法。

19、简述转速检测的方法及其特点。

20、简述速度检测的常见方法。

21、简述振动检测的常见方法。

22、简述厚度检测的方法。

23、检测技术的发展趋势是什么？

第14章参数检测

一、选择题

题号答案知识点

1A参数检测的基本概念

2D参数检测的基本概念

3D参数检测的基本概念

4C参数检测的基本概念

、多项选择

题号答案知识点

1AB参数校测的基本概念

2CD参数枪测的基本概念

三、填空题

题号答案知识点

1确定被检测值参数检测的基本概念

2速度式；容积式；质量式过程参数检测

3测量参数检测的基本概念

四、简答题

1、答：力学法、热学法、电学法、声学法、光学法、磁学法、射线法。

知识点：参数检测的•般方法

2、答：直读式、浮力式、差压式、电学式、核辐射式、声学式或其它形式。

知识点：参数检测的一般方法

3、答：转速检测的主要方法与特点如表A.1所示。

表A.1转速检测方法及其特点

应用范围

测量方法转速仪测量原理特点

(r/min)

利用质量块的离心力与转

速的平方成正比；利用容器30〜24000简单、价格低廉、应用

离心式

中液体的离心力产生的压中、低速广泛，但准确度较低

机械式

力或液面变化

利用旋转体在粘液中旋转简单，但易受温度的影

模粘液式中、低速

时传递的扭矩变化测速响

拟

发电机利用直流或交流发电机的〜1000可远距离指示，应用广，

法

式电压与转速成正比关系中、低速易受温度影响

利用电容充放电回路产生

电气式电容式中、高速简单、可远距离指示

与转速成正比例的电流

电涡流利用旋转盘在磁场内使电简单、价格低廉，多用

中、高速

式涡流产生变化测转速于机动车

计齿轮式通过齿轮转动数字轮中、低速简单、价格低廉，与秒

机械式

数钟表式通过齿轮转动加入计时器〜10000表并用

法利用来自旋转体上的光线，中、高速

光电式光电式简单、没有扭矩损失

使光电管产生电脉冲30〜48000

利用磁、电等转换器将转速

电气式电磁式中、高速简单、数字传输

变化转换成电脉冲

转动带槽圆盘，目测与旋转

同机械式目测式中、高速简单、价格低廉

体同步的转速

步

简单、可远距离指示、

法频闪式闪光式利用频闪光测旋转体频率中、高速

数字测量

知识点：参数检测的••般方法

4、答：检测技术的发展主要表现为四个方面：测量质量不断提高；新型测量技术不断涌现;

测量系统的智能化、自动化水平不断提高；测量系统的网络化。

知识点：检测技术的发展

5、答：根据测量精度要求的不同可分为等精度测量和非等精度测量。

等精度测量：在同一测量环境下，用相同仪表与测量方法对同一被测量进行多次重复测量。

非等精度测量：用不同精度的仪表或不同的测量方法，或在环境条件不同（相差很大）时，

对同一被测量进行多次重复测量。

知识点：参数检测的基本概念

6、答：直接测量：首先对与被测量有确切函数关系的物理量进行直接测量，然后通过已知

的函数关系求出该未知量，即需要将被测量值经过某种函数关系变换才能确定被测量值的

测量方法。

间接测量：测量过程复杂，测量所需时间较长，需要进行计算才能得出最终的测量结果。

组合测量：在测量中，使各个待求未知量和被测量经不同的组合形式出现，根据直接测

量或间接测量所得到的被测量数据，通过解一组联立方程求出未知量的数据的测量方法，即

这种测量方法必须经过求解联立方程组才能得出最后结果。

知识点：测量方法的分类

7、答：测量就是以确定被检测值为目的的一系列操作，即利用物质的物理的、化学的或

生物的特性，对被测对象的信息进行提取、转换以及处理，获得定性或定量结果的过程。

知识点：参数检测的基本概念

8、答：

1）根据测量方式的不同可分为：直接测量、间接测量和组合测量

2）根据测量方法的不同可分为：偏差式测量、零位式测量和微差式测量

3）根据测量精度要求的不同可分为：等精度测量和非等精度测量

4）根据被测量变化的快慢可分为：静态测量和动态测量

5）根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为：接触式测量和非接触式测量

知识点：测量方法的分类

9-答：测量系统的结构如下图所示。

知识点：测量系统

10、答：根据测量系统是否存在反馈通道，或信号在测量系统中的传递情况，可以将测

量系统分为开环测量系统与闭环测量系统两种基本类型。

开环测量系统没有反馈通道，全部信息的变换只沿着一个方向进行。除非提高各环节的

抗干扰能力，否则，开环测量系统很难获得高的测量精度。

闭环测量系统有两个通道：一个正向通道，一个反馈通道。对于闭环结构的测量系统,

如果正向通道的传递系数足够大，则整个系统的输入、输出关系由反馈环节的特性决定，而

正向通道的放大器等环节特性的变化不会影响测量结果。

知识点：测量系统

11、答：实现参数测量的方法主要包括：力学法、热学法、电学法、声学法、光学法、磁学

法、射线法、生物法。

知识点：参数检测的一般方法

12、答：温度测最方法及其使用的传感器

测量方法测温原理温度传感器

固体热膨胀双金属温度计

体积变化液体热膨胀玻璃管液体温度计

气体热膨胀气体温度计、充气式压力温度计

电阻变化金属热电阻、半导体热敏电阻

接触式测量

热电效应热电偶

频率变化石英晶体温度传感器

光学特性光纤温度传感器、液晶温度传感器

声学特性超声波温度传感器

亮度法光学温度计、光电亮度温度计

非接触式热辐射

全辐射法全辐射温度计

比色法比色温度计

红外法红外温度传感器

气流变化射流温度传感器

知识点：过程参数检测

13、答：压力测量方法及其使用的传感器

测量压力计测压范围

测量原理输出信号性能特点

方法形式/kPa

液体静力平衡原U型管TO〜10水柱高度实验室低、微压测量

理，使被测压力与-2.5〜

补偿式旋转刻度用作微压基准仪器

液压一定高度的工作液2.5

法体产生的重力相平-102-102

自动液用光、电信号自动跟踪液

衡，利用液柱的高自动计数

柱式面，用作压力基准仪器

位差来测量压力

弹性元件受力产生弹簧管TO?〜1()6直接安装，就地测量或校验

弹性变形原理，使受压-IO?〜1()3用于腐蚀性、高粘度介质测

膜片位移、转角

变形后产生的位移与被量

或力

法测压力成一定函数膜盒-102—102用于微压的测量与控制

关系波纹管0^102用于生产过程低压的测控

负荷静力平衡原理活塞式07()6结构简单，坚实，精确度极

祛码负荷

法浮球式07()4高。广泛用作压力基准器

将被测压力转换成电阻式-1()2〜10"电压、电流结构简单，耐振动性差

电阻量、电感量、电感式0-105亳伏、亳安环境要求低，信号处理灵活

电容量、频率量等07()4动态响应快，灵敏度高，易

电容式伏、亳安

电学量受干扰

压电

压阻式0-105亳伏、亳安性能稳定可靠，结构简单

法

07()4响应速度极快，限于动态测

压电式伏

TO?〜10,冲击、温湿度影响小，电路

应变式毫伏

复杂

振频式0-101频率性能稳定，精度高

霍尔式0〜10’亳伏灵敏度高，易受外界干扰

知识点：过程参数检测

14、答：一般分为三种：速度式流量检测方法、容积式流量检测方法和质量式流量检测

方法。

知识点：过程参数检测

15、答：物位测量方法根据可利用的物位传感器分为以下几种：直读式、浮力式、差压

式、电学式、核辐射式、声学式或其它形式。

知识点：过程参数检测

16、答：常用气体传感器

大类子类工作原理

利用金属氧化物半导体敏感元件表面吸附有被测

气体时，其接触面的导电电子比例会发生改变，使

半导体气敏传感器

气敏元件的电阻值随被测气体的成分含量的变化

而变化

接触燃烧式气体成分可燃气体燃烧导致伯丝线圈的电阻值发生变化，电

干式（构成气

传感器阻变化与气体浓度成正比

体传感器的敏

每种气体都有固定的热导率，混合气体的热导率利

感材料为固

热导率变化式气体传用空气作为基准中被测气体进行比较而得到。热导

体）

感器率变化式气体传感器的测量电路与接触燃烧式气

体成分传感器相同

利用许多化合物的分子在红外波段都有吸收带，气

红外线气体成分分析

体种类不同，吸收带所在的波长和吸收的强弱也各

仪

不相同

当被测气体通过隔膜扩散到电解液中后，不同气体

湿式（敏感材原电池式会在不同固定电压（由原电池提供）作用下发生电

料为电解质溶解，通过测量电流的大小，即可测得被测气体参数

液）当被测气体通过隔膜扩散到电解液中后，不同气体

极谱式

会在不同固定电压（由外部提供）作用下发生电解，

通过测量电流的大小，即可测得被测气体参数

知识点：过程参数检测

17、答：湿敏传感器分类

类别常见类型特点

电解质湿度传感器

MOS陶瓷湿度传感器响应速度低、可靠性差，不能很好地满足

水分子亲和型

MOS膜式湿度传感器工业生产和fl常生活的使用要求。

高分子湿度传感器

热敏电阻式湿度传感器

红外吸收式湿度传感器响应速度快、灵敏度高，正在得到迅猛发

非水分子亲和型

微波式湿度传感器展和越来越广泛的应用。

超声波湿度传感器

知识点：过程参数检测

18、答：位移测量分为模拟式测量和数字式测量两大类。

模拟式测量常用的传感器有电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、电涡流式传

感器、光电式传感器及光导纤维传感器、超声波传感器、激光及辐射式传感器、薄膜传感器

等。

数字式测量主要是指在精密数控装置如数控机床和三坐标测量仪等设备中，将直线位移

或角位移转换为数字脉冲信号输出的测量方法。常用的转换装置有感应同步器、旋转变压器、

磁尺、光栅和各种脉冲编码器等。

知识点：机械查参数检测

19、答：转速检测方法及其特点

应用范围

测量方法转速仪测量原理特点

(r/min)

利用质量块的离心力与转

速的平方成正比；利用容30〜24000简单、价格低廉、应用

模离心式

器中液体的离心力产生的中、低速广泛，但准确度较低

拟机械式

压力或液面变化

法

利用旋转体在粘液中旋转简单，但易受温度的影

粘液式中、低速

时传递的扭矩变化测速响

发电机利用直流或交流发电机的〜1000可远距离指示，应用

式电压与转速成正比关系中、低速广，易受温度影响

利用电容充放电回路产生

电气式电容式中、高速简单、可远距离指示

与转速成正比例的电流

电涡流利用旋转盘在磁场内使电简单、价格低廉，多用

中、高速