自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)2012年考試復(fù)習(xí)題-答案

1、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 2012 年考試復(fù)習(xí) 題- 答案第一章 緒論一、填空題：1、傳感器由敏感元件 、 轉(zhuǎn)換元件 、 轉(zhuǎn)換電路 組成2、傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化量 與輸入 變化 量 的比值。3、從輸出曲線(xiàn)看，曲線(xiàn)越陡，靈敏度越高 。Lmax100%(1-9)4、下面公式是計(jì)算傳感器的線(xiàn)性度 。ymax ymin5、某位移傳感器的輸入變化量為 5mm ，輸出變化量為 800mv，其靈敏度為0.16V/mm 。6、有一臺(tái)測(cè)量?jī)x表，其標(biāo)尺范圍 0500 KPa ，已知絕對(duì)誤差最大值 DPmax=4KPa，則該儀表的精度等級(jí) 1 級(jí) 。7、傳感器能感知的輸入量越小，說(shuō)明分辨率 越高。二、問(wèn)答

2、題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性，有哪些指標(biāo)。答： 指?jìng)鞲衅鞯撵o態(tài)輸入、輸出特性。 有靈敏度、分辨力、線(xiàn)性度、遲滯、穩(wěn) 定性、電磁兼容性、可靠性2、產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因是什么？如何減小隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？ 答：是測(cè)量中獨(dú)立的、微小的、偶然的因素引起的結(jié)果。既不能用實(shí)驗(yàn)的方法 消除，也不能修正?？梢酝ㄟ^(guò)增加測(cè)量次數(shù)，利用概率論的一些理論和統(tǒng)計(jì)學(xué) 的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果處理，服從正態(tài)分布3、什么是系統(tǒng)誤差？怎樣減小系統(tǒng)誤差？答：分為恒值誤差，例如刻度盤(pán)分度差錯(cuò)。變值誤差，環(huán)境溫度的影響、零點(diǎn) 漂移等。系統(tǒng)誤差有規(guī)律。 可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法引入修正值的方法計(jì)算修正， 也可以重新調(diào)整測(cè)量?jī)x表的有關(guān)部件予以剔

3、除。4、如何判斷系統(tǒng)中存在粗大誤差。 答：粗大誤差是測(cè)量人員的粗心大意及電子測(cè)量?jī)x器收到突然強(qiáng)大的干擾所引 起的，粗大誤差明顯超過(guò)正常條件下的誤差 。五、分析與計(jì)算題1、有一溫度計(jì)，它的測(cè)量范圍為 02000C，精度為 0.5 級(jí)，求1）該表可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差。2）當(dāng)示值分別為 200C、1000C 的示值相對(duì)誤差。解： 1) =200 0.5 %= 10C2)1/20 100%=5%1/100 100%=1% 2、預(yù)測(cè) 240V 左右的電壓，要求測(cè)量示值相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于 0.6% ，問(wèn) 1）若選用量程 250V 的電壓表，精度選哪一級(jí)。2）若選用量程 300V、500V 的電壓表，

4、精度各選哪一級(jí) .解： 1）絕對(duì)誤差 =0.6%*240=1.440.625% 0=1.5V1.44/250=0.005761.5/240=0.62 %選 1.0 級(jí)的儀表第二章 電阻式傳感器原理與應(yīng)用一、填空題：1、電位器式傳感器是一種將位移或角位移 轉(zhuǎn)換成 電阻或電壓 的傳感器。2、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這一效應(yīng)稱(chēng)為。3、電阻應(yīng)變式傳感器可直接測(cè)量的物理量是 力 ，電阻應(yīng)變片的制作材 料分為 金屬 和 半導(dǎo)體 兩種。它們收到外力電阻發(fā)生變化，第一種 是由 形成的，第二種是由 造成的。 半導(dǎo)體 的靈敏度較大。4、電阻應(yīng)變片配有橋式測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的作用是。5、應(yīng)變測(cè)

5、量電橋的三種接法是 單臂電橋 、 半橋 全橋 。輸出電壓分別為Uo Ui R 、 Uo Ui R 、Uo Ui R 電橋轉(zhuǎn)換電路，因接法不同，靈敏4 R 2 R R度也不同， 全橋 的靈敏度最大， 實(shí)驗(yàn)證明輸出電壓與應(yīng)變或受力成 線(xiàn) 性（線(xiàn)性 /非線(xiàn)性）關(guān)系。6、要使直流電橋平衡，必須使相對(duì)橋臂的電阻值的乘積 相等。7、電阻應(yīng)變效應(yīng)做成的傳感器可以測(cè)量力 、加速度 、扭矩8、應(yīng)變測(cè)量中，希望靈敏度高、線(xiàn)性好、有溫度自補(bǔ)償功能，應(yīng)選擇半橋或全橋 的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。二、問(wèn)答題1、解釋?xiě)?yīng)變效應(yīng)、壓阻效應(yīng)。 答：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨 著發(fā)生變化。半導(dǎo)體受力后，

6、電阻會(huì)改變，成為壓阻效應(yīng)。2、電阻應(yīng)變傳感器在單臂電橋測(cè)量轉(zhuǎn)換電路在測(cè)量時(shí)由于溫度變化產(chǎn)生誤差的過(guò)程。電阻應(yīng)變式傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ鞘裁?？答：?Ui R R1tUo輸出電壓受溫度的影響。因應(yīng)變電阻 R1 與 R2 完全相同，從下式看出輸出電壓與溫度無(wú)關(guān)Ui R1R1tR2R2tUiRUo （t t ）i4R1R22 R補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣捎秒p臂半橋或全臂全橋。3、壓阻式傳感器電橋采用恒壓源供電和恒流源供電各自的特點(diǎn)是什么？ 四、分析與計(jì)算題1、采用阻值 R=120 靈敏度系數(shù) K=2.0 的電阻金屬應(yīng)變片與阻值 R=120 的固定 電阻組成電橋，供橋電壓為 10V 。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變 =1000

7、um/m 時(shí)，若要使輸出電 壓大于 10mV 則可采用何種工作方式。（設(shè)輸出阻抗為無(wú)窮大）Uik =102100010-6=0.02V=20mV.可采用雙臂半橋或全橋的工作方式 。第三章 變電抗式傳感器一、填空題：1、根據(jù)參數(shù)的變換，電感式傳感器按原理可分為 _變隙式、_變面積式 _式和 _變介電常數(shù)式 。2、對(duì)于變隙式電感傳感器，電感 L 與氣隙厚度 成_反 比， 小，靈敏度就_高。為了保證一定的線(xiàn)性度，變隙式電感傳感器只能用于 _微小 位移的測(cè)量。3、變截面式電感傳感器理的電感量 L 與氣隙截面積 A 是_線(xiàn)性（線(xiàn)性 /非線(xiàn)性）關(guān)系。，靈敏度為 _ N2u0/2d 0。4、單線(xiàn)圈電感傳感器

8、與差動(dòng)式電感傳感器的特性比較可以看出，差動(dòng)式電感傳 感器的線(xiàn)性較 _好，靈敏度較 _高 。5、差動(dòng)電感和變壓器線(xiàn)性范圍約為線(xiàn)圈骨架長(zhǎng)度的 _1/41/10 左右。6、差動(dòng)變壓器激勵(lì)電源頻率以 為宜。7、欲測(cè)量極微小的位移，應(yīng)選擇 _變隙式 自感傳感器。8、希望線(xiàn)性范圍為 1mm ，應(yīng)選擇線(xiàn)圈骨架長(zhǎng)度為 _20mm _左右的螺線(xiàn)管式 自感傳感器或差動(dòng)變壓器。9、自感傳感器或差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了_使輸出既能反映被測(cè)量的大小，也能方向_。10、希望遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，應(yīng)選用具有 _420mA _輸出的標(biāo)準(zhǔn)變送器。11、當(dāng)電渦流線(xiàn)圈靠近非磁性導(dǎo)體（銅）板材后，線(xiàn)圈的等效電感L_減小

9、 _，調(diào)頻轉(zhuǎn)換電路的輸出頻率 f_增大 。（填增大或減?。?2、欲測(cè)量鍍層厚度，電渦流線(xiàn)圈的激勵(lì)源頻率約為 _100kHz2MHz 13、電容傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路有三種， 分別是 _變隙式、變面積式、14、電容傳感器的最大特點(diǎn)是 _非接觸 測(cè)量15、在電容兩塊平行極板的間隙中插入 ，可提高其擊穿電壓。二、問(wèn)答題：1、某些傳感器在工作時(shí)采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)于基本結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答：差動(dòng)形式誤差小、線(xiàn)性范圍寬、靈敏度大2、差動(dòng)變壓器式傳感器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么？怎樣減小和消除它 的影響？ 答：銜鐵處于零點(diǎn)附近存在的微小誤差電壓稱(chēng)為零點(diǎn)殘余電壓。它一方面限制 了系統(tǒng)的分辨力，另一方

10、面造成非線(xiàn)性。消除的方法：提高框架和線(xiàn)圈的對(duì)稱(chēng) 性；盡量采用正弦波作為激勵(lì)源；正確選擇磁路材料，適當(dāng)減小線(xiàn)圈的勵(lì)磁電 流，使銜鐵工作在磁化曲線(xiàn)的線(xiàn)性區(qū)；在線(xiàn)圈上并聯(lián)阻容移向網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償相位 誤差；采用相敏檢波電路三、分析與計(jì)算題1、有一臺(tái)兩線(xiàn)制壓力變送器，量程范圍為 01MPa ，對(duì)應(yīng)的輸出電流為 42 mA 。求：1 ）壓力 p 與輸出電流 I 的關(guān)系表達(dá)式 （輸入 / 輸出方程）。當(dāng) p 為 0MPa 和 0.5MPa 時(shí)變送器的輸出電流。2）如果希望在信號(hào)傳輸終端將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為15V 電壓，求負(fù)載電阻 R L的阻值。解 1） 50KPa 2） -6060mV2 、下圖是利用分段電容傳感器

11、測(cè)量液位的原理示意圖。 玻璃連通器 3 的外圓壁 上等間隔地套著 N個(gè)不銹鋼圓環(huán) ,顯示器采用 101線(xiàn) LED光柱（第一線(xiàn)常亮，作 為電源指示）。圖 光柱顯示編碼式液位計(jì)原理示意圖1 儲(chǔ)液罐 2 液面 3 玻璃連通器 5 不銹鋼圓環(huán) 6 101段 LED光柱 1）、該方法采用了電容傳感器中變極距、變面積、變介電常數(shù)三種原理中的哪 一種？2）、被測(cè)液體應(yīng)該是導(dǎo)電液體還是絕緣體？3）、分別寫(xiě)出該液位計(jì)的分辨率（ %）及分辨力（幾分之一米）的計(jì)算公式，并 明如何提高此類(lèi)液位計(jì)的分辨率。4）、設(shè)當(dāng)液體上升到第個(gè) N不銹鋼圓環(huán)的高度時(shí) ,101 線(xiàn) LED光柱全亮。若 N=32 則當(dāng)液體上升到第八個(gè)不

12、銹鋼圓環(huán)的高度時(shí)，共有多少線(xiàn)LED亮？1）、答：變介電常數(shù) 2）、答：導(dǎo)電液體 3）、答：1/114）、答： 25第四章 光電傳感器一、填空題：1、光敏電阻利用效應(yīng)，光電池利用 效應(yīng)。2、溫度上升，光敏三極管、光敏二極管的暗電流 上升 。A 外光電效應(yīng) B 內(nèi)光電效應(yīng)C 光生伏特效應(yīng)3、普通硅光電池的峰值波長(zhǎng)落在接近紅外 區(qū)域。4、光敏二極管在測(cè)光電路中應(yīng)處于反向 偏置狀態(tài)。5、一只十碼道的絕對(duì)角編碼器，其分辨率為3.6 度。二、問(wèn)答題1、光電效應(yīng)分成分類(lèi)？ 分別如何定義？答：用光照射某一物體， 可以看到物體受到一連串能量為 hf 的光子的轟擊，組成這物體的材料 吸收光子的能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)

13、的物理現(xiàn)象 稱(chēng)為光電效應(yīng)。 光電效應(yīng)通常分為三類(lèi)， 分別是 外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光電池。2、試用所學(xué)光電傳感器分析 a、超市用激光掃描檢測(cè)商品的條形碼 b、洗手間 紅外反射式干手機(jī)工作原理。答： a 利用明暗條紋吸收光通量的原理。b 遮蔽光通量原理。3、光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч?？光?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主 要優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答：光纖具有信息傳輸量大，抗干擾能力強(qiáng)，保 密性好，重量輕，尺寸小，靈敏度高，柔軟和成 本低等優(yōu)點(diǎn)4、二進(jìn)制碼盤(pán)和循環(huán)碼盤(pán)各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：循環(huán)馮又稱(chēng)為格雷碼，它也是一種二進(jìn)制編 碼，只有“ 0”和“ l”兩個(gè)數(shù)。圖所示為四位二 進(jìn)制循環(huán)碼盤(pán)。這種編碼的

14、特點(diǎn)是任意相鄰的兩 個(gè)代碼間只有一位代碼有變化，即由“ 0”變?yōu)?“1”或“1”變?yōu)椤?”。因此，在兩數(shù)變換過(guò)程 中，因光電管安裝不準(zhǔn)等產(chǎn)生的閱讀數(shù)誤差， 最 多不超過(guò)“1”，只可能讀成相鄰兩個(gè)數(shù)中的一個(gè) 數(shù)。所以，它是消除非單值性誤差的一種有效方第五章 電動(dòng)勢(shì)式傳感器一、填空題1、壓電傳感器里常見(jiàn)的壓電元件有 石英晶體 、 壓電陶瓷和 高分子材料 三種。2、動(dòng)態(tài)力傳感器中， 兩片壓電片多采用 _ _并聯(lián) 接法，可增大輸出電荷量； 在電子打火機(jī)和煤氣灶點(diǎn)火裝置中，多片壓電片采用 串聯(lián) _接法，可使輸出電壓達(dá)上萬(wàn)伏，從而產(chǎn)生電火花。3、霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了 保證 B和UH 特性的一致性。

15、4、公式 EH=KHIBcos中的角 是指 磁力線(xiàn)與霍爾薄片的垂線(xiàn)之間的夾角 。5、減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是 使用電橋調(diào)零電位器二、問(wèn)答題1、什么是壓電效應(yīng)？用壓電效應(yīng)傳感器能否測(cè)量靜態(tài)和變化緩慢的信號(hào)？為什 么？答：某些電介質(zhì) , 當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí) , 其內(nèi)部就產(chǎn)生極化 現(xiàn)象 , 同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷 , 當(dāng)外力去掉后 , 其又重新 恢復(fù)到不帶電狀態(tài)， 這種現(xiàn)象稱(chēng)壓電效應(yīng)。不能。因?yàn)楫?dāng)作用于壓電元件力為 靜態(tài)力（ =0）時(shí) , 則前置放大器的輸入電壓等于零 , 因?yàn)殡姾蓵?huì)通過(guò)放大器 輸入電阻和傳感器本身漏電阻漏掉 , 所以壓電傳感器不能用于靜

16、態(tài)力測(cè)量2、常用的壓電元件有哪幾種？哪種測(cè)量精度最高？ 答：壓電傳感器里常見(jiàn)的壓電元件有石英晶片、壓電陶瓷和分子材料三種3、什么是霍爾效應(yīng)？用霍爾元件測(cè)量時(shí)有哪些因素會(huì)造成測(cè)量誤差？如何減弱 或消除？答： 霍爾效應(yīng)是物質(zhì)在磁場(chǎng)中表現(xiàn)的一種特性， 他是由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力作用 產(chǎn)生的結(jié)果。 霍爾原件的電阻率， 遷移率和載流 子濃度等都隨溫度的變化而變化， 因此在工作溫 度改變時(shí)，其內(nèi)阻及霍爾電壓均會(huì)發(fā)生響應(yīng)的變化，從而給測(cè)量帶來(lái)不可忽略的誤差， 為了減小 誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料， 還可以采用 適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電路4、壓電傳感器為什么要接前置放大電路？放大電路有哪兩種？各有什么優(yōu)缺

17、點(diǎn)？答： 壓電式傳感器本身的內(nèi)阻很高，而輸出的能 量信號(hào)又非常微弱。電壓放大器和電荷放大器。 電壓放大器與電荷放大器相比， 電路簡(jiǎn)單， 元件 少，價(jià)格便宜，工作可靠，但是，電纜長(zhǎng)度對(duì)傳 感器測(cè)量精度的影響較大。 電荷放大器的突出優(yōu) 點(diǎn)是在一定條件下， 傳感器的靈敏度與電纜長(zhǎng)度 無(wú)關(guān)，當(dāng)然在實(shí)際中， 傳感器與測(cè)量?jī)x器總有一 定距離， 它們之間用長(zhǎng)電纜連接， 由于電纜噪聲 增加，這樣就降低了信噪比， 是低電平震動(dòng)的測(cè) 量受到一定程度的限制 。四、計(jì)算題3、現(xiàn)有一測(cè)單向脈動(dòng)力的壓電傳感器如圖所示， 壓電元件用兩片壓電陶瓷并聯(lián)， 壓電常數(shù)為 20010-12C/N ，電荷放大器的反饋電容 Cf=200

18、0pF,測(cè)得輸出電壓 uo =5sin t（V。） 求：1）該傳感器產(chǎn)生的電荷為多少？ 2）此被測(cè)脈動(dòng)力大小是多少？-8解：1）由Q=-UOCF=-5sin t 2000pf=-10 -8 sin t （C）2)F=Q/d=20010-12/10 -8 sin t=0.02 sin t(N)第六章 溫度檢測(cè)一、填空題1、測(cè)溫?zé)犭娮璺譃楹?。2、熱敏電阻按溫度系數(shù)又可分 _、_、_。3、熱電偶的輸出電勢(shì)由 _熱端 _ _和 冷端 構(gòu)成，熱端和冷端的溫差 的數(shù)值越大，輸出電勢(shì)就越大。4、在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的最主要的目的是 _補(bǔ)償熱電偶冷端 熱電勢(shì)的損失 _ 。二、問(wèn)答題1、簡(jiǎn)述熱電

19、偶與熱電阻的測(cè)量原理的異同。 答：二者相同點(diǎn)：都能測(cè)溫度且只能直接測(cè)溫度量 不同點(diǎn)：熱電阻傳感器原理為阻值大小變化對(duì)應(yīng)溫度變化，而熱電偶傳感器為 熱電動(dòng)勢(shì)大小變化對(duì)應(yīng)溫度變化2、設(shè)一熱電偶工作時(shí)產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)可表示為 EAB（t , t0），其中 A 、B、t、t0 各代表什么意義？ t0 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常應(yīng)為多少？A、 B兩熱電極T熱端溫度，即被測(cè)溫度 t0冷端溫度 t0 常應(yīng)為 03、用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？ 因工作現(xiàn)場(chǎng)常常缺乏使熱電偶傳感器的冷端保持在0的條件三、計(jì)算題1、用一 K 型熱電偶測(cè)量溫度，已知冷端溫度為 40 ，用高精度毫伏表測(cè)得此 時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)為 29.186mV（ T ，40）+（ 40,0），求被測(cè)的溫度大??？解：EAB