安全检测技术与监测期末试题

安全检测技术与监测试题A

一、单项选择题（本大题共8个小题，每题3分，合计24分）。

1.压电式传感器目前多用于测量（A）

A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.流量D.温度

2.磁阻率反应出通过磁阻传感器可获得日勺最大信号强度。一般各向异性磁阻传感

器（AMR）的磁阻率为（A）

A.1-2%B.5-6%C.10-20%D.20-50%

3.下述何种传感器的重要缺陷是响应较慢，不适宜于迅速动态测量（B）

A.电容式传感器B,电感式传感器C.电阻式传感器D.压电传感器

4.下列措施不可以变化电感式传感器的电容口勺是（B）

A.变化极板间距离B.变化极板间电压C.变化极板面积D.变化介电常数

5.测试系统的传递函数与（B）

A.详细测试系统的物理构造有关B.详细测试系统的物理构造无关

C.输入信号有关D.输出信号有关

6.不能采用非接触方式测量日勺传感器是（C）

A.霍尔传感器B,光电传感器C.热电偶D.涡流传感器

7.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（D）

A.电缆的安装与固定方式B.电缆的长度

C.前置放大器的输出阻抗D.前置放大器的输入阻抗

8.固体半导体摄像元件CCD是一种（C）

A.PN结光电二极管电路B.PNP型晶体管集成电路

c.MOS型晶体管开关集成电路D.NPN型晶体管集成电路

二、填空题（本大题共12小题.每题3分，共36分）

1.金属导体在受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值伴随机械变形的变化

而发生变化，这种现象叫做电阻日勺应变效应。

2.常用FJ压磁元件材料是：硅钢片、坡莫合金、铁氧体

3.运用电容效应的传感器有极距变化型传感器，面积变化型传感器，介电营数

变化型电容传感器三种传感器。

4.半导体应变片传感器日勺工作原理是基于压阻效应，霍尔式传感落日勺工作原理

是基于霍尔效应，压电式传感器的工作原理是运月某些材料的压电效应。

5.常用日勺光敏电阻的材料有：硅、错、硫化镉、。

6.电阻应变片传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体材料，它们在受到

外力时电阻发生变化，其中①的电阻变化重要是由电阻应变效应形成日勺。

7.声压是指有声波时介质H勺压强对其静压力的变化量，是一种周期量。一般以

均方根值来衡量其大小并用p来表达，单位为Pa（帕）

8.磁声发射检测技术运用了铁磁性材料日勺磁致伸缩效应。

9.在考察噪声对人们日勺危害程度时，除了要分析噪声的强度和频率外，还

要注意噪声口勺作用时间，由于噪声对人的危害程度与这三个原因均有关。

10.爆炸极限浓度一般用可燃性气体的体积分数表达，爆炸下限用LEL表达；爆

炸上限用UEL表达。

11.半导体光敏电阻日勺敏感光波长为纳米级。

12.烟雾没有严格科学内定义，一般是把人们肉眼可见的燃烧生成物，其粒子直

径在0.01〜10um/、J液体或固体微粒与气体的混合物称为烟雾。

三、简答题（本大题共5小题，每题8分，共40分）

1.简述可燃及有毒气体定义。

答：凡在空气中可以燃烧的气体都属于可燃性气体，或爆炸上限与爆炸下限含

量差不小于20%的气体称为可燃性气体。

在工业生产过程中使用或产生日勺对人体有害，能引起慢性或急性中毒的气体或

蒸汽称为有毒气体。

2.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

件的优缺陷。

答：光电效应根据产生成果日勺不一样，一般可分为外光电效应、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经典光电元件。光电倍增管日勺长处是

敏捷度高，比光电管高出儿万倍以上，输出线性度好，频率特性好；缺陷是体积

大、易破碎，工作电压高达上千伏，使用不以便。因此它一般用于微光测量和规

定反应速度很快的场所。

基于内光电效应日勺光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管。

光敏电阻具有很高日勺敏捷度，光谱响应日勺范围可以从紫外线区域到红外线区域,

并且体积小，性能稳定，价格较低，因此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变化而立即做出对应向变化，而是具有一定

日勺滞后，这也是光敏电阻的缺陷之一。光敏三极管H勺敏捷度比二极管高，但频率

特性较差，喑电流较大。光敏晶闸管输出功率比它们都大，重要用于光控开关电

路及光耦合器中。

基于光生伏特效应的光电元件重要是光电池。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、能耐高温辐射等长处。

3.粉尘检测有哪几种措施?

A.压力B.力矩C.温度D.厚度

3.不能用涡流式传感器进行测量的是（C）

A.位移B.材质鉴别C.非金属材料D.探伤

4.属于传感器动态特性指标日勺是（D）

A,反复性B.线性度C.敏捷度D.固有频率

5.霍尔元件采用恒流源鼓励是为了（C）

A.提高敏捷度B.克服温漂C.减小不等位电势

6.光敏二极管属于（B）

A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应

7.光电池在测光电路中一般处在何种偏置状态（C）

A.正向B.反向C.零

8.温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流（A）

A.上升B.下降C.不变

二、填空题（本大题共12小题.每题3分，共36分）

1.压阻效应常用日勺半导体电阻材料为硅和错。

2.电容效应是将被测量（尺寸、压力等）的变化转换成电容量变化。

3..霍尔元件多采用N型半导体材料，常用材质为Ge、Si、InSb;

4.外光电效应器件重要有:.光电真空（充气）管和光电倍增管。

5.热电式传感器中，能将温度变化转换为电阻变化的一类称为热电阻，而能将

温度变化转换为电势的称为热电偶，其中热电偶式传感器在应用时需要做温度

赔偿（冷端赔偿）。

6.电磁导波检测技术运用了铁磁性材料日勺磁致伸缩效应。

7.产生磁声发射须具有两个条件：磁化时磁畴日勺巴克豪森跳跃和磁畴有体积应

变。

8.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、磁导率、厚度、金属板与线圈距离、鼓励电流，角频率

等参数有关。

9.在工业生产过程中进行有毒气体监测时，是以有毒气体浓度为检测对象，并以

有毒气体的最高容许浓度为标精确定监测与报警指标。

10.可燃性气体H勺监测原则：一般取爆炸下限的10%左右作为报警阈值，当可

燃性气体日勺浓度继续上升，一般到达其爆炸下限的20%~25%时，监控功能

中的联动控制装置将产生动作，以免形成火灾及爆炸事故。

11.光电探测措施是以初期火灾产生口勺烟气为检测对象的火灾探测措施。

12.光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。

三、简答题（本大题共5小题，每题8分，共40分）

1.请画出惠斯登电桥电路图，并写出电桥电压输出公式。

2.简述磁记忆检测研究需要处理的儿种关键问题及目前问题的关键。

答①磁记忆的物理机制，如存在多种也许,则需确定各原因主次关系;

②表征磁记忆现象口勺磁场（检测到的磁场）和地磁场口勺关系；

③磁记忆场分布和应力场的关系，应力集中检测的深入定性;

④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。

3.目前用于检测磁场H勺措施有多种，在详细选择时，需要着重考虑哪些原

因？

答；目前用于检测磁场日勺措施有多种，在详细选择时，着重考虑如下原因；

（1）检测磁场范围；

（2）敏捷度；

（3）频率响应范围，能否实现高速检测；

（4）抗干扰能力（如抗温度漂移日勺能力）；

（5）检测信号的动态性能；

（6）工作寿命；

（7）对提离效应H勺敏感程度；

（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）检测传感器口勺尺寸和体积，能否实现高辨别率检测。

4.简述硅光电池的重要应用场所。

答：（1）能源一硅光电池串联或并联构成电池组与银镉电池配合，可作为宇宙

飞行器等设备的电源；

（2）光电检测器件一用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光准直、电

影还音等设备时光感受器。

（3）光电控制器件一用作光电开关等光电控制设备的转换器件。

5.安全检测与监测系统的设计过程有哪些？要遵照哪些原则？

答：设计过程包括：可行性研究、初步设计、详细设计、系统实行、系统测

试（调试）和系统运行;

遵照的原则：可靠性原则，使用以便原则，开放性原则，经济性原则，开发周期短

原则。

安全检测技术与监测试题C

一、单项选择题（本大题共8个小题，每题3分，合计24分）。

1.金属热电阻式温度传感器所测量的温度越高，其敏感元件中自由电子日勺运动

（B）

A.越规则B.越不规则C.呈正态分布D.呈线性分布

2.半导体应变片日勺工作原理是基于（C）

A.压电效应B.压磁效应C.压阻效应D.热电效应

3.在常用时测振传感器中，适合测量振动位移欧I是（A）

A.电感式传感器B.压电式传感器C.磁电式传感器D.电动式传感器

4.有关光敏电阻，下列说法错误的是（A）

A.光敏电阻既可作检测元件，也可作开关元件

B.光敏电阻时光谱恃性与光敏电阻自身材料有关，需选择合适光源配合使用

C.在一定的光照度下，光敏电阻所加的电压越大，光电流越大，并且无饱和

现象

D.多数光敏电阻日勺时延都比较大，因此，它不能用在规定迅速响应的场所

5.固体半导体摄像元件简称（A）

A.CCDB.VCDC.VTRD.VCR

6.热电偶所产生的热电动势（C）

A.与导体材料有关B.与冷端热端温度差有关

C.A,B均对日勺D.A,B均不对时

7.适合于使用红外传感器进行测量的I被测物理量是（B）

A.转速B.温度C.厚度D,加速度

8.在经典噪声干扰克制措施中，差分放大器的作用是（B）

A.克服串扰B.克制共模噪声

C.克制差模噪声D.消除电火花干扰

二、填空题（本大题共12小题，每题3分，共36分）

1.表征传感器静态特性日勺指标有线性度、敏捷度、反复性等。

2.压电式位移传感器的基本工作原理是将位移量转换为力的变化，然后运用

压电效应将力的变化转换为电信号。

3.霍尔式压力传感器合用于静态或变化缓慢压力日勺测量。

4.传感器的动态特性取决于传感器的J自身及输入信号日勺形式。

5.电位器式传感器通过移动滑动触点把位移转换为电阻丝区I长度变化，从而变化

电阻值大小，继而将这种变化值转换成电压或电流的变化值。

6.电容式压力计广泛用于位移，震动、加速度、荷重等机械量的测量。

7.热电阻式传感器分为金属热电阻式和热敏电阻式两大类。

8.电桥的敏捷度是指单位输入量时的输出变化量。

9.下图所示传感器为差动型自感式传感器。

三

六

我

IUT1

P

10.压电式加速度传感器的频率范围广、动态范围宽、敏捷度高，故应用较广泛。

11.常用温标包括三大类：经验温标，热力学温标和国际温标。

12.箔式电阻应变片很薄，因而所能感受到的应力状态与试件表面日勺更靠近。

三、简答题（本大题共5小题，每题8分，共40分）

1.简要阐明电容式传感器的原理。

答：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；

e0真空介电常数：8.854X1（）72F/m£r介质日勺相对介电常数

6两极板间的距离有关A极板日勺有效面积

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。

2.简述磁致伸缩效应在无损检测中应用日勺机理。

答：根据铁磁性材料日勺磁致伸缩特性，铁磁性钢管在变化日勺外磁场中被鼓

励时，其外型尺寸会发生变化，即产生磁致伸缩应变，从而在铁磁性钢管内激发弹

性波。反过来，由于逆磁致伸缩效应，当弹性波沿着铁磁性钢管传播时，其磁性

将发生变化，导致了介质中磁感应日勺变化。实际上.在波传播过程中，介质各部分

均发生变化，与此对应，介质磁导率也将发生变化，它反过来使波的传播特性也

发生变化，进而导致铁磁体内磁感应强度发生变化，而变化的磁感应强度必然引

起接受线圈中的电压变化（根据法拉第电磁感应定律），通过测量电压信号一一

弹性波H勺反射状况，即可检测出铁磁性钢管中与否存在腐蚀、裂纹、破损等缺陷。

这就是磁致伸缩效应在无损检测中应用的机理。

或：可以简朴地归纳如下.

1）弹性波产生.基于磁致伸缩效应:即铁磁性材料在外磁场的作用下其实际

的外型尺寸将发生小时变化.

2）弹性波检测.基于磁致伸缩逆效应：即铁磁性材料受到机械应力（或应变）

时,其磁