自動化09級自動檢測技術復習題00

1、一、判斷題1. 傳感器標定時，標準器應有足夠的精度，其允許的基本誤差不應超過被校傳感器允許基本誤差的1/31/5，并具有計量部門周期檢定的合格證書。X2. 系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過實驗的方法或引入修正值的方法計算修正，也可以重新調整測量儀表的有關部件予以消除。3. 存在隨機誤差的測量結果中，雖然單個測量值誤差的出現是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數都服從正態(tài)分布規(guī)律。3. 傳感器所能測量的最大被測量（輸入量）的數值稱為測量上限，最小被測量稱為測量下限，上限與下限之間的區(qū)間，則稱為測量范圍。傳感器所能測量的最大被測量（輸入量）的數值稱為測量上限，最

2、小被測量稱為測量下限，上限與下限之間的差值，則稱為量程。檢測技術是以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉換及信息處理的理論和技術為主要內容的一門應用技術學科。4. 對于數字儀表而言，指示數字的最后一位數字所代表的值就是它的分辨力。當被測量的變化小于分辨力時，儀表的最后一位數字保持不變。5. 為了減少讀數誤差。讀數時要正視量具的讀數裝置，不要造成斜視誤差。測量同一個點有23個接近的數值時，應取算術平均值作為測量結果。6. 靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸入（出）增量與輸出增量的比值 。X7. 莫爾條紋的作用是能連續(xù)實現變倍并在很大程度上消除由于刻線不均勻引起的誤差。8. 光電池是利用內光電效應制成的光電

3、元器件。X9. 一般可用霍爾傳感器測量磁場強度、電流、角位移、功率、轉速、開關信號等參數。10. 原始的壓電陶瓷是一個非壓電體，不具有壓電效應。為了使壓電陶瓷具有壓電效應，就必須進行極化處理。11. 互感傳感器本身就是變壓器，有一次繞組和二次繞組。一次側接入激勵電源后，二次側將因互感而產生電壓輸出。當繞組間互感隨被測量變化時，輸出電壓將產生相應的變化。12. 鎳鉻考銅電偶的分度號為K。13. 變面積式電容傳感器的輸出特性是非線性的，這一類傳感器多用于檢測直線位移、角位移、尺寸等參量。14. 壓電效應即在電介質的極化方向施加交變電場，它會產生機械變形。當去掉外加電場，電介質變形隨之消失的現象。1

4、5. 常用的接近開關有電渦流式、電容式、磁性干簧開關、霍爾式、光電式、微波式 、超聲波式等。16. 脈沖細分技術能在不增加脈沖細分技術能在不增加光柵刻線數及價格的情況下提高光柵的分辨力。20. 電渦流接近開關可以利用電渦流效應檢測出塑料零件的靠近程度。17. 10分度的游標卡尺的讀數可精確到0. 1mm。20分度的游標卡尺的讀數可精確到0. 05mm。50分度的游標卡尺可精確到0.02mm。18. 石英晶體的壓電系數比壓電陶瓷的大得多，所以采用石英晶一般體采用石英晶體制作標準力傳感器。19. 采用高分子壓電薄膜振動感應片，可制成玻璃破碎報警裝置。20. 由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖

5、又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸媒質，并且安全可靠，這使它可以方便有效地用于各種大型機電，石油化工、礦井等強電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。21. 電位器式位移傳感器結構簡單、價格低廉，輸出信號大，一般不需放大，動態(tài)響應好。22. 傳感型光纖式傳感器利用外界因素改變光纖中光的特征參量，從而對外界因素進行計量和數據傳輸的，它具有傳光、傳感合一的特點，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。23. 由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電絕緣），所以它可以在許多場合得到應用。24. 磁尺是檢測位移的基準尺，磁頭用來讀取磁尺上的記錄信號。按讀取方式不同，磁頭分為動態(tài)磁頭和靜態(tài)磁頭兩種。25. 為了減少讀數誤差。

6、讀數時要正視量具的讀數裝置，不要造成斜視誤差。測量同一個點有23個接近的數值時，應取算術平均值作為測量結果。 26. 粉塵較多的場合不宜采用磁柵式傳感器。27. 鉑銠鉑熱電偶的分度號為B， 與鉑銠鉑熱電偶的配套的補償導線為銅-銅鎳。鎳鉻鎳硅熱電偶的分度號為B。28. 電阻式溫度傳感器是利用導體或半導體材料的電阻值隨溫度上升而增大的原理來測量溫度的。29. 霍爾集成傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器。30. 霍爾元件一般采用N型半導體作為材料?；舳妷篣H大小與材料的性質有關。一般來說，金屬材料n較大，導致RH和KH較大，故適宜做霍耳元件. 差動變壓器的零點殘余電壓主要是因為差動變壓器

7、的兩個次級線圈的電氣參數和幾何尺寸的不對稱造成的。另外導磁材料存在鐵損、不均質，初級線圈有銅損耗電阻，線圈間存在寄生電容，這均使差動變壓器輸入電流與磁通不同相。一般可用霍爾傳感器測量磁場強度、電流、角位移、功率、轉速、開關信號等參數。31. 原始的壓電陶瓷是一個非壓電體，不具有壓電效應。為了使壓電陶瓷具有壓電效應，就必須進行極化處理。石英晶體的壓電系數比壓電陶瓷的大得多，所以采用石英晶一般體采用石英晶體制作標準力傳感器。32. 壓電逆向效應即在電介質的極化方向施加交變電場，它會產生機械變形。當去掉外加電場，電介質變形隨之消失的現象。二、填空題1光敏電阻是一種利用 內光電效應（光導效應） 制成的

8、光電元件。它具有精度高、體積小、性能穩(wěn)定、價格低等特點，所以被廣泛應用在自動化技術中作為 開關式光電信號 傳感元件。 2根據內光電效應制成的光電元器件有 光敏二極管 、 光敏三極管 、光敏晶體管和 半導體光敏電阻 等。 等.3靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下 輸出量增量y 與 引起輸出量增量 的 相應輸入量增量x之比 。4遲滯現象是指傳感器在 正向行程(輸入量增大) 和 反向行程(輸入量減小) 期間， 輸出輸入特性曲線 不一致的程度。5根據外光電效應制成的光電元器件有 真空光電管 、 充氣光電管 、光電攝像管。6傳感器標定時，標準器應有足夠的精度，其允許的基本誤差不應超過被校傳感器允許基本誤差的 1/3

9、1/10 ，并具有計量部門周期檢定的合格證書。 7負溫度系數的熱敏電阻根據其溫度特性又分為 測量溫度 和 突變型 兩類，其中 可用于用于溫度補償， 用于溫度開關控制。AD590集成溫度傳感器為 傳感器，其靈敏度為1uA/K，在25時其輸出電流大小為 。常用的熱電阻型號有 和 。8. 熱電偶傳感器是一種能將溫度轉換為 電勢 的裝置, 它屬于 自發(fā)電型 傳感器：測量時可以不需外加電源，可直接驅動動圈式儀表；測溫范圍廣：下限可達-270°C ，上限可達2300°C以上。9. 一溫度計顯示所測華氏溫度為86，則其攝氏溫度為 ，熱力學溫度為 。一溫度計顯示所測華氏溫度為313.15K

10、，則其攝氏溫度為 ，華氏溫度為 。10用一個溫度計測量得到溫度為75， 可計算求得其華氏溫度為 ，熱力學溫度為 。欲測量15000C左右鋼水的溫度，要求測量精度比較高，應選擇的 熱電偶 傳感器。測量CPU散熱片溫度應選用 薄片 熱電偶；測量鍋爐煙氣溫度應選用 普通型 熱電偶；測量十米深巖石鉆孔溫度應選用 鎧裝 熱電偶。11有一只八月碼道絕對式角編碼器，其分辨率為 1/28 ， 能分辨的最小角位移為 。01232312將開關型霍爾IC制作成具有施密特特性是為了 增加靈敏度 _ _ ，其回差（遲滯）越大，它的 抗機械振動干擾 能力就越強。14光敏二極管在測光電路中應處于 反偏 偏置狀態(tài)，而光電池通

11、常處于 正偏 偏置狀態(tài)。 15接近開關的主要特性有 額定動作距離 、 工作距離 、 動作滯差 、 重復定位精度 、 動作頻率 等。16光柵中采用sin和cos兩套光電元件是為了 辯向 。17當主光柵與指示光柵的夾角為q（rad）、主光柵與指示光柵相對移動一個柵距時，莫爾條紋移動 一個莫爾條紋間距L 。18. 20分度的游標卡尺則可以精確到 0.05mm 。.19. 測量超過30m的位移量應選用 磁柵 傳感器。20. 有一只2048p/r增量式角編碼器，光敏元件在30秒內連續(xù)輸出了204800個脈沖。則該編碼器轉軸的轉速為 200r/min 。21.公式EH=KHIBcosq 中的角q 是指 _

12、 磁力線與霍爾薄片的垂線之間的夾角 _ 。22 PTC表示 正溫度系數 ; NTC表示 負溫度系數 ; CTR表示臨界溫度電阻器。23. 某直線光柵每毫米刻線數為50線，采用四細分技術，則該光柵的分辨力為 5mm 。 24、壓電式傳感器是一種典型的 有源 傳感器。它以某些電介質的壓電效應為基礎，在外力作用下，在電介質表面將產生 電荷 ，從而實現非電量電測的目的。25. 電容式傳感器的測量轉換電路有 諧振幅值電路 、調幅電路、調頻電路、調相電路和 橋式電路 。其中 調頻電路 可以將變間隙式電容傳感器輸入輸出的非線性關系轉換為線性關系。26. 差壓式檢測液位時，測量的壓差越大，則表明被測的液位越

13、。27光敏電阻是一種利用 具有光電導效應的材料 制成的光電元件。28. 霍爾集成傳感器分為 線型 傳感器和 開關型 傳感器。29. 應變效應指的是金屬和半導體材料的 隨它承受的 而發(fā)生變化的現象。30減小零點殘余電壓的方法一般有 提高加工工藝精度 ，以及 外電路補償法 。31脈沖細分技術能在不增加 及價格的情況下提高光柵的 。33. 高分子壓電材料的最大特點是具有 ，可根據需要制成薄膜或電纜套管等形狀，經 后就現出壓電特性。34. 自感式傳感器是利用 自感量 隨氣隙而改變的原理制成的。35以下為某外徑千分尺示意圖，則該千分尺測量值為 4.10mm 。 1520510010152050。36.常

14、見的電容式傳感器測量轉換電路有 橋式電路 、 調頻電路 、 運算放大器電路 37在光線作用下，物體產生一定方向電動勢的現象稱為 光生伏特效應 。在光線作用下，物體內的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現象稱為 外光電效應 。38量具使用前，應做外觀、 校對零值 和 相互作用檢查 檢查，不應有影響使用準確度的外觀缺陷，活動部分應 轉動平穩(wěn) ， 鎖緊裝置 應靈活可靠。 39. 高分子壓電材料的最大特點是具有 ，可根據需要制成薄膜或電纜套管等形狀，經 后就現出壓電特性。40重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作 全量程多次測試 時，所得特性曲線 不一致的程度 。41. 自感式傳感器實現了將被測非電量轉變?yōu)?/p>

15、電感量的變化， 還需要測量轉換電路將電感量的變化轉換為容易測量的電壓或電流信號。常用的測量轉換電路有 橋式測量 電路、 調幅 電路、調頻電路、 調相 電路。42光電開關是用來檢測物體的靠近、通過等狀態(tài)的光電傳感器。它把發(fā)射端和接收端之間 轉化為 電流的變化 以達到探測的目的。三、名詞解釋1. 系統(tǒng)誤差、隨機誤差、測量誤差1、在相同測量條件下多次測量同一物理量，其誤差大小和符號保持恒定或某一確定規(guī)律變化，此類誤差稱為系統(tǒng)誤差。2、在同一條件下，多次測量同一被測量，有時會發(fā)現測量值時大時小，誤差的絕對值及正、負以不可預見的方式變化，該誤差稱為隨機誤差。3、測量值與真值之間的差值稱為測量誤差。2熱電

16、效應、熱電阻效應、光電效應、霍爾效應、重復性1、熱電效應，是當受熱物體中的電子(洞)，因隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動時，所產生電流或電荷堆積的一種現象。2、熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。3、光電效應是指物體吸收了光能后轉換為該物體中某些電子的能量而產生的電效應。4、霍爾效應是導電材料中的電流與磁場相互作用而產生電動勢的效應。5、重復性是傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時，所得特性曲線不一致性的程度。四、簡述題1. 電阻應變片為什么要進行溫度補償？補償方法有哪些？電阻應變片在不恒定的溫度條件下，電阻會發(fā)生一些變化，所以測電阻都要在常溫

17、下，所謂的常溫為28攝氏度，在溫度每達到要求時就要進行溫度補償。應變片的溫度補償方法通常有兩種，即線路補償和應變片自補償。2. 如圖為熱敏電阻測量溫度的電路圖，試述對其進行標定過程。3. 差動變壓器的為何會產生零點殘余電壓?如何消除零點殘余電壓？零點殘余電壓產生原因：基波分量。由于差動變壓器兩個次級繞組不可能完全一致，因此它的等效電路參數（互感M、自感L及損耗電阻R）不可能相同，從而使兩個次級繞組的感應電勢數值不等。又因初級線圈中銅損電阻及導磁材料的鐵損和材質的不均勻，線圈匝間電容的存在等因素，使激勵電流與所產生的磁通相位不同。    高次諧波。高次諧波分量主要由

18、導磁材料磁化曲線的非線性引起。由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使得激勵電流與磁通波形不一致產生了非正弦(主要是三次諧波)磁通，從而在次級繞組感應出非正弦電勢。另外，激勵電流波形失真，因其內含高次諧波分量，這樣也將導致零點殘余電壓中有高次諧波成分。方法：1從設計和工藝上保證結構對稱性 2選用合適的測量線路   3采用補償線路4. 電容式傳感器的基本原理是什么?可分為哪幾種類型？1、電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉換為電容變化的一種傳感元件。2、極距變化型電容式傳感器、變面積式電容傳感器、變介電常數式電容傳感器 5. 試述測量儀表靜態(tài)標定的過程和步驟。1

19、、利用標準儀器分別給出測量設備量程的起始值和滿量程值，反復調試測量設備使其輸出顯示量與標準量一致。2、將測量設備傳感器全量程分為若干個等間距點；按照等間距點，由起始值到滿量程逐一輸入標準量程，并記錄下與個輸入值相對應的輸出值。3、再由滿量程值到起始值逐一輸入標準量值，同時記錄對應的各輸出值。4、按2、3所述過程，對測量設備進行正、反行程反復循環(huán)多次測試，將得到的輸出、輸入測試數據用表格列出或畫成曲線。5、對測試數據進行必要的處理，根據處理結果，可以確定傳感器的線性度、靈敏度、滯后和重復性等靜態(tài)特性指標。6. 如圖為各類型熱敏電阻溫度特性曲線，試從圖中分析比較熱敏電阻和金屬熱電阻靈敏度大小，各類

20、型熱敏電阻適用的應用場合。7試畫出電容式傳感器測量原理框圖，它分為哪幾種類型。164頁8簡述電阻應變片傳感器工作原理. 是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。9. 常見測轉速的傳感器有哪些？試分析各自工作原理。10. 試述應變片的粘貼工藝過程1、應變片的檢查2、試件的表面處理3、確定貼片位置4、粘貼應變片5、固化處理6、粘貼質量檢查7、引出線的固定和保護8、防潮防蝕處理。四、計算或作圖題1. 現用一塊0-100V，0.05電壓表測量一標準30V的直流電壓值，所測數據為30.05V，試計算該測量值的絕對誤差，相對誤差和引用誤差。2. 某塊壓力表的測量范圍是

21、（-115）MPa，該儀表準確度等級為1.0，試計算該儀表的最大允許誤差。3下表為標定電子秤時測得的一組數據，砝碼重量（g）020406080100120140160180200輸出電壓（mV）021416282101121141160180200請據此數據畫出實驗曲線,并計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。4. 下表為光電傳感器測量轉速時測得的一組數據，砝碼重量（g）020406080100120140160180200輸出電壓（mV）021416282101121141160180200請據此數據畫出實驗曲線,并計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。5. 利用數字萬用表測得鉑熱電阻阻值為130.2，

22、計算此時鉑熱電阻對應測量溫度點的溫度。6如圖所示，用K型（鎳鉻-鎳硅）熱電偶測量煉鋼爐熔融金屬某一點溫度，A、B為補償導線，Cu為銅導線。 已知t1 = 50， t2 = 0.0，t3 =30。（1）當儀表指示為28.498mV時，計算被測點溫度t = ?（2）如果將A、B換成銅導線，此時儀表指示為26.677 mV，再求被測點溫度t = ? （3）將熱電偶直接插到熔融金屬同一高度來測量此點的溫度，是利用了熱電偶的什么定律？如果被測液體不是金屬，還能用此方法測量嗎？為什么？ 7 用K型（鎳鉻-鎳硅）熱電偶測量某一點溫度， 已知冷端溫度t1 = 40， 用毫伏表測得熱電勢為30.757mV，計算

23、被測點溫度t = ?。8. 有一增量式光電編碼器，其參數為2048p/r，采用四細分技術，編碼器與絲杠同軸連接， 絲杠螺距t=2mm，如圖所示。當絲杠從圖中所示的基準位置開始旋轉，在1s時間里，光電編碼器后續(xù)的細分電路共產生了4´51456個脈沖。請列式計算：(1) 絲杠共轉過多少圈，又多少度；(2) 絲杠的平均轉速n為多少r/min？(3) 螺母從圖中所示的基準位置移動了多少mm？(4) 螺母移動的平均速度v為多少m/s？(5) 細分之前的分辨力為多少度，而細分之后的分辨力為多少度？(15分）9. 如下為在室溫20時測得的K型熱電偶經放大50倍以后的測量數據，試計算并填寫以下表格。（16分）對應溫度50100測量所得熱電勢（mV)63.3167實際熱電勢（mV)冷端修正后熱電勢（mV)對應熱電偶測量溫度()熱電偶測量相對誤差10