传感器与检测技术试卷及答案2套

第23页共23页学期《传感器与检测技术》试卷(A)本试卷适用于班级考试形式：开闭卷考试时间：120分钟1判断对错2单项选择3名词解释4问答5论述分数总计一判断对错（每题2分，共30分）数据采集卡的主要功能是将模拟量信号和计算机的数字量信号进行相互转换。RS232是一种标准化的并行口。虚拟仪器一般采用专门化的处理机进行后续电路处理。在1000度以上的高温下，应该选用热电阻进行温度测量。压力检测一般检测的固体所受压力。电阻应变片中，电阻丝的材料一般选用蓝宝石。激光位移传感器的检测主要反映在图像传感器中。电容式位移传感器的主要特点是稳定程度高。频率超过20KHz的声波称为超声波。光栅位移传感器主要由标尺光栅，指示光栅、光路系统和磁敏元件组成。磁栅尺的转换原理与摄像机的原理基本相同。位移检测分为线位移和角位移两种。光电二极管具有双向导通性质。温度传感器的量程范围为100℃，若相对百分误差为0.5%，最大误差不超过0.5℃。信号的时域描述和频域描述可以通过傅里叶变换相互转换。二单项选择（每题2分，共20分）一般情况下，采用频率域进行信号描述的合适场合是：A，对声音进行分析B，对温度进行分析C，对压力进行分析D，对位移进行分析采用光电耦合器件进行信号传输的优点是：A，增加信号的敏感性B，转换电压信号为电流信号C，避免强电电路对一般弱电信号的干扰作用D，使得电路复杂，没有什么优越性测量电路所需要的电流是2A，电压是12V，则需要开关电源的功率是：48W100W24W50W右图所示为感应同步器原理，滑尺的两个感应线圈相位差应该是：45度90度180度270度如右图所示为光栅尺内部结构示意，动尺与定尺栅线应该有：A，超过90度的角度B，很小的角度C，超过180度的角度D，完全平行如右图所示激光位移传感器测量厚度差，采用图示的传感器测量姿态原因为：A，激光光线没有障碍，在边角处能够准确测量B，激光光线的照射斑点需要与平板运动方向垂直C，没有太多约束，可以采用任何方向D，避免测量头损坏振动测量中，采用拾振器的主要目的是：A,构成一个惯性系统B,构成一个弹簧-质量惯性系统C,构成一个阻尼系统D,构成一个弹性-阻尼系统右图所示为振动测量加速度计，为了便携，一般采用测量头形式为：A,螺纹测量头B,重型测量头C,粘接测量头D,磁吸测量头应变测量力中，采用电桥测量的好处是：A,消除温度漂移B,消除供电电压误差C,消除计算误差D,消除测量中的粗大误差热电阻测量温度，利用的是：A,热电效应B,电阻与温度之间的关系C,电阻与电压之间的关系D,热电阻可以自行产生电动势三名字解释（每题4分，共20分）传感器光电效应虚拟仪器压电效应热电效应四问答题（每题5分，共20分）简述Rs232串口的连接方法试述直流测速发电机的精度影响因素试述光栅尺的辨向原理简述检测装置的静态特性五论述题（10分）使用数据采集卡模拟量接口电阻尺传输信号。试述解决方案和程序流程。学期《传感器与检测技术》试卷(B)本试卷适用于班级考试形式：闭卷考试时间：120分钟1判断对错2单项选择3名词解释4问答5论述分数总计一判断对错（每题2分，共30分）产生误差的原因不包括人为误差。检测装置的灵敏度是描述最小检测值的度量。霍尔型开关量传感器主要利用的电场与电容的转换关系。数显表的主要功能是将测量值进行数字显示。在电阻尺中，一般使用导电塑料作为变阻器材料。增量式光电编码器中，为了实现定位，增加了Z相作为基准，由Z相发出零位脉冲，作为转动的起始点。光栅尺转换原理主要依据于莫尔条纹的放大原理。工业上，对于精密位移检测方法一般采用的绝对方法。为了提高线性程度，电感式精密位移传感器一般采用差动结构。加速度计的转换原理主要依据于某些材料的压电效应。电阻应变检测为了消除温度漂移现象，多采用电桥测量方法。温度检测一般选用热电阻和热电偶。Pt100型热电阻的基准电阻值是100欧姆。LabVIEW语言中，多使用前面板进行程序编写。RS232可以通过3根芯线实现全双工通信。二单项选择（每题2分，共20分）如果对同一个直径进行测量，得到结果如：12.05，12.06,12.03,14.12。则需要从中剔除的数值是A，12.05；B，12.06；C，12.03；D，14.12使用光栅尺测量，为了辨别方向和零点，通常会采用组光栅：A，1；B，2；C，3；D，4感应型接近开关能够检测的物体是：铜块铅块木块铁块工业中，检测工件的合格范围，则选择的数显表类型为：B，C,D,如右图所示为绝对式光电编码器，能够区分的最小度数为：A，50度B，22.5度C，60度D，15度工业中的高精度位移测量一般采用LVDT测量，主要原因是：A，可以在很恶劣的情况下长期稳定工作B，可以在高温下工作C，可以在水里工作D，可以采用蓝宝石的测量头在异步测速发电机中，为解决转子漏抗对输出特性的影响，异步测速发电机多采用：A,磁性转子B,非磁性空心杯转子C,电机转子D,光轴转子如右图所示为加速度振动测量，如果使得测量速度最大，加速度计应该放在：A,左端B,右端C,正中间D,随便放置右图所示的电阻应变片可以放大应变的倍数为：A,3B,5C,7D,8应变测量力中，采用电桥测量的好处是：A,利用电桥提高精度B,消除供电电压误差C,消除计算误差D,消除测量中的粗大误差三名字解释（每题4分，共20分）误差数模转换光电编码器激光三角法压阻效应四问答题（每题5分，共20分）试述传感器与检测技术的发展趋势简述接近开关的分类简述激光三角法测量试述LabVIEW的程序特征五论述题（10分）带串口的数显表头和LabVIEW程序记录水的温升曲线。试述解决方案和程序流程。学期《传感器与检测技术》试卷(A)本试卷适用于班级考试形式：开闭卷考试时间：120分钟1判断对错2单项选择3名词解释4问答5论述分数总计一判断对错（每题2分，共30分）数据采集卡的主要功能是将模拟量信号和计算机的数字量信号进行相互转换。×RS232是一种标准化的并行口。×虚拟仪器一般采用专门化的处理机进行后续电路处理。×在1000度以上的高温下，应该选用热电阻进行温度测量。×压力检测一般检测的固体所受压力。×电阻应变片中，电阻丝的材料一般选用蓝宝石。×激光位移传感器的检测主要反映在图像传感器中。×电容式位移传感器的主要特点是稳定程度高。×频率超过20KHz的声波称为超声波。√光栅位移传感器主要由标尺光栅，指示光栅、光路系统和磁敏元件组成。×磁栅尺的转换原理与摄像机的原理基本相同。×位移检测分为线位移和角位移两种。√光电二极管具有双向导通性质。×温度传感器的量程范围为100℃，若相对百分误差为0.5%，最大误差不超过0.5℃。√信号的时域描述和频域描述可以通过傅里叶变换相互转换。√二单项选择（每题2分，共20分）一般情况下，采用频率域进行信号描述的合适场合是：AA，对声音进行分析B，对温度进行分析C，对压力进行分析D，对位移进行分析采用光电耦合器件进行信号传输的优点是：CA，增加信号的敏感性B，转换电压信号为电流信号C，避免强电电路对一般弱电信号的干扰作用D，使得电路复杂，没有什么优越性测量电路所需要的电流是2A，电压是12V，则需要开关电源的功率是：C48W100W24W50W右图所示为感应同步器原理，滑尺的两个感应线圈相位差应该是：B45度90度180度270度如右图所示为光栅尺内部结构示意，动尺与定尺栅线应该有：BA，超过90度的角度B，很小的角度C，超过180度的角度D，完全平行如右图所示激光位移传感器测量厚度差，采用图示的传感器测量姿态原因为：AA，激光光线没有障碍，在边角处能够准确测量B，激光光线的照射斑点需要与平板运动方向垂直C，没有太多约束，可以采用任何方向D，避免测量头损坏振动测量中，采用拾振器的主要目的是：AA,构成一个惯性系统B,构成一个弹簧-质量惯性系统C,构成一个阻尼系统D,构成一个弹性-阻尼系统右图所示为振动测量加速度计，为了便携，一般采用测量头形式为：AA,螺纹测量头B,重型测量头C,粘接测量头D,磁吸测量头应变测量力中，采用电桥测量的好处是：BA,消除温度漂移B,消除供电电压误差C,消除计算误差D,消除测量中的粗大误差热电阻测量温度，利用的是：BA,热电效应B,电阻与温度之间的关系C,电阻与电压之间的关系D,热电阻可以自行产生电动势三名字解释（每题4分，共20分）传感器：从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件。”根据这个定义，传感器的作用是将一种形式的能量转换成另一种形式的能量，所以可认为“换能器”即“传感器”。光电效应：光电效应是指金属表面在光辐射作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应三种。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应；后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。虚拟仪器：虚拟仪器（VirtualInstrument，VI）是基于计算机的仪器，压电效应：某些物质，如石英、锆钛酸铅等，当受到外力作用时，不仅几何形状发生变化，而且内部产生极化，表面出现电荷，形成电场；当外力消失时，材料重新回复到原来状态，这种现象称作压电效应。热电效应：当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中，回路中产生一个方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关的电动势，这种效应称为“热电效应”。四问答题（每题5分，共20分）简述Rs232串口的连接方法：在工业实际应用中，一般可采用三线制连接方法，如图所示。只用其中的2、3、5三个管脚进行通信。这三个管脚分别是接收线、发送线和地线，在一般情况下即可满足通信的要求。值得注意的是，图中2、3两脚是交叉互连，因为一个设备的发送线必须连接到另外一台设备的接收线上，反之亦然。试述直流测速发电机的精度影响因素：电枢反应，电刷接触电阻，电刷位置，温度，纹波。试述光栅尺的辨向原理：为了判断方向，可以来用两套光电转换装置。令它们在空间的相对位置有一定的关系，从而保证它们产生的信号在相位上相差1/4周期，标尺光栅可分为上下两个部分，两个部分栅距相同，下光栅比上光栅错后1/4栅距，即1/4周期。不同周期下使用加减法确定前进和后退，即为辩向原理。简述检测装置的静态特性：线性度，灵敏度，分辨力，回程误差，稳定度和漂移五论述题（10分）使用数据采集卡模拟量接口电阻尺传输信号。试述解决方案和程序流程。利用电阻尺配合输出模块使行程为100mm的输出电压值为0~10V，并将之作为模拟量源，简单例程包括四个控件，均可从检测I/O—DAQmx—数据采集选板中进行选择，或者采用DAQ助手则更为简单。从左边开始以第一个控件为建立输入电压通道；第二个控件即为采样值并输出检测数据值，并且如果10s采样没有返回值则发送一个错误信息；第三个控件是清除采样通道；第四个控件是错误信息处理控件。学期《传感器与检测技术》试卷(B)本试卷适用于班级考试形式：闭卷考试时间：120分钟1判断对错2单项选择3名词解释4问答5论述分数总计一判断对错（每题2分，共30分）产生误差的原因不包括人为误差。×检测装置的灵敏度是描述最小检测值的度量。×霍尔型开关量传感器主要利用的电场与电容的转换关系。×数显表的主要功能是将测量值进行数字显示。√在电阻尺中，一般使用导电塑料作为变阻器材料。√增量式光电编码器中，为了实现定位，增加了Z相作为基准，由Z相发出零位脉冲，作为转动的起始点。√光栅尺转换原理主要依据于莫尔条纹的放大原理。√工业上，对于精密位移检测方法一般采用绝对方法。×为了提高线性程度，电感式精密位移传感器一般采用差动结构。√加速度计的转换原理主要依据于某些材料的压电效应。√电阻应变检测为了消除温度漂移现象，多采用电桥测量方法。√温度检测一般选用热电阻和热电偶。√Pt100型热电阻的基准电阻值是100欧姆。√LabVIEW语言中，多使用前面板进行程序编写。×RS232可以通过3根芯线实现全双工通信。√二单项选择（每题2分，共20分）如果对同一个直径进行测量，得到结果如：12.05，12.06,12.03,14.12。则需要从中剔除的数值是DA，12.05；B，12.06；C，12.03；D，14.12使用光栅尺测量，为了辨别方向和零点，通常会采用组光栅：BA，1；B，2；C，3；D，4感应型接近开关能够检测的物体是：D铜块铅块木块铁块工业中，检测工件的合格范围，则选择的数显表类型为：DB，C,D,如右图所示为绝对式光电编码器，能够区分的最小度数为：BA，50度B，22.5度C，60度D，15度工业中的高精度位移测量一般采用LVDT测量，主要原因是：AA，可以在很恶劣的情况下长期稳定工作B，可以在高温下工作C，可以在水里工作D，可以采用蓝宝石的测量头在异步测速发电机中，为解决转子漏抗对输出特性的影响，异步测速发电机多采用：BA,磁性转子B,非磁性空心杯转子C,电机转子D,光轴转子如右图所示为加速度振动测量，如果使得测量速度最大，加速度计应该放在：AA,左端B,右端C,正中间D,随便放置右图所示的电阻应变片可以放大应变的倍数为：DA,3B,5C,7D,8应变测量力中，采用电桥测量的好处是：BA,利用电桥提高精度B,消除供电电压误差C,消除计算误差D,消除测量中的粗大误差三名字解释（每题4分，共20分）误差：检测值与真实值之差称为误差数模转换：在各种仪器仪表和控制系统(含微型计算机组成的数据采集及控制系统)中，与被测量或被控制量有关的参量，往往是一些与时间成连续函数关系的模拟量，如温度、流量、压力、物位、成分、重量、速度等。在数字化检测及数据处理系统中，尤其是采用微型计算机进行实时数据处理或实时控制时，所加工的信息总是数字量，所以都需要将输入的模拟量转换成数字量。而当计算机处理后的数字量输出用于控制执行机构时，由于大多数执行机构，如电动执行机构和气动执行机构等，只能接收模拟量，因此，还必须把数字量转换成模拟量，以便送入执行机构，对被控对象进行控制和调节。前者称为模/数(A/D)转换，后者称为数/模(D/A)转换。光电编码器：光电编码器是将光学开关信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。激光三角法：激光三角法是利用激光源发射一束激光照射到被测物体的表面时，形成一小光斑，通过漫反射后在光学检测器件上成像，当物体的位置发生改变时，其所成的像在光学检测器件上也随之发生改变,根据其像点位置的变化和检测系统的结构参数可求出被测点的位移信息，由于入射光线和反射光线构成一个三角形，所以该方法被称为激光三角法。压阻效应：当力作用于某些硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。四问答题（每题5分，共20分）试述传感器与检测技术的发展趋势：检测范围不断拓展，检测精度和可靠性不断提高。感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展。重视非接触式检测技术的研究。检测系统智能化。简述接近开关的分类：接近开关又称为无触点行程开关，它的任务是检查特定环境下的特定工件有无状态，输入信号一般为工件与传感器之间的距离，输出信号一般为电压，由于使用方便、稳定可靠，在工业中广泛