武漢理工大學(xué)-現(xiàn)代檢測理論與技術(shù)網(wǎng)課題目和答案

1、第一講：1、傳感器是一種將特定的被測信號按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為可用輸出信號的裝置，它主要由 敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2、基本型現(xiàn)代檢測系統(tǒng)一般包括傳感器、信號處理、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)、輸出顯示等五部 分。3、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢及重點(diǎn)研究開發(fā)主要體現(xiàn)在高精確度、小型化、集成化、多功能 化、智能化等方面。4、檢測技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在不斷拓展測量范圍，努力提高檢測精度和可靠性傳感器 逐漸向集成化、組合式、數(shù)字化方向發(fā)展重視非接觸式檢測技術(shù)研究檢測系統(tǒng)智能化 等方面。5、一個完整的檢測過程包括信息數(shù)據(jù)采集、信號處理、信號傳輸、信號記錄、信號顯示等 方面。6、現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)大致可分為智能儀器、個人儀

2、器和自動測試系統(tǒng)等三類。7、傳感器按能量關(guān)系可分為能量變換型和能量控制型兩類。8、傳感器按輸出量可分為模擬式和數(shù)字式兩類。9、智能傳感器一般具有自校零、自標(biāo)定、自矯正自動補(bǔ)償自動采集數(shù)據(jù)。并對數(shù)據(jù) 進(jìn)行預(yù)處理自動進(jìn)行檢測、自選量程、自尋故障數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能雙 向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或符號輸出等功能。第二講： 儀表的精度等級是指儀表的（）絕對誤差B.最大誤差C.相對誤差 D.最大引用誤差屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（ ）A.重復(fù)性 B.線性度 C.靈敏度 D.固有頻率 按照分類，閾值指標(biāo)屬于（）A.靈敏度 B.靜態(tài)指標(biāo)C.過載能力 D.量程 與價格成反比的指標(biāo)是（）A.可靠性 B.經(jīng)濟(jì)

3、性 C.精度 D.靈敏度 屬于傳感器靜態(tài)指標(biāo)的是（）A.固有頻率B.臨界頻率 C.阻尼比 D.重復(fù)性屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（）A.量程 B.過沖量 C.穩(wěn)定性 D.線性度 傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（）A.線性度越好B.遲滯越小C.重復(fù)性越好D.靈敏度越高 傳感器的靈敏度越高，表示傳感器（）A.線性度越好B.能感知的輸入變化量越小C.重復(fù)性越好D.遲滯越小傳感器的標(biāo)定是在明確傳感器的輸入與輸出關(guān)系的前提下，利用某種（）對傳感器進(jìn)行 標(biāo)定。A.標(biāo)準(zhǔn)元件B.正規(guī)器件C.標(biāo)準(zhǔn)器具D.精度器件傳感器的靜態(tài)指標(biāo)標(biāo)定是給傳感器輸入已知不變的（），測量其輸出。A.標(biāo)準(zhǔn)電量B.正規(guī)電量 C

4、.標(biāo)準(zhǔn)非電量 D.正規(guī)非電量傳感器的動態(tài)標(biāo)定是檢驗(yàn)傳感器的（）A.靜態(tài)性能指標(biāo)B.頻率響應(yīng)指標(biāo)C.動態(tài)性能指標(biāo)D.相位誤差指標(biāo)12.基準(zhǔn)器中（）精度最高。A.國家級B.一等級C.二等級 D.三等級在塵埃、油污、溫度變化較大伴有振動等干擾的惡劣環(huán)境下測量時，傳感器的選用必須首先考慮（）因素。A .響應(yīng)特性B.靈敏度C.穩(wěn)定性 D.精確度某溫度儀表的測溫范圍為200800C,已知測溫誤差小于4C，則該儀表的精度等級為（）。A. 級B.級C.級D.級DDABB DBDCC CACB第三講:CCDC第四講:DACA第六講單項(xiàng)選擇題下列（）溫度傳感器屬于接觸式溫度傳感器A.全輻射 B.亮度式 C.電阻式

5、 D.半導(dǎo)體不屬于非接觸式溫度傳感器的是（）A.全輻射溫度傳感器 B.亮度式溫度傳感器C.比色溫度傳感器D.熱電偶式溫度傳感器下列溫度傳感器不屬于熱電偶式溫度傳感器的是（）A.普通熱電偶B.鎧裝熱電偶C.薄膜熱電偶D.熱敏電阻熱電偶溫差電動勢是在同一根導(dǎo)體中由于兩端（）不同而產(chǎn)生的電動勢。A.壓強(qiáng) B.溫度 C.電阻 D.電壓 一般情況下，要求熱敏電阻式傳感器的熱敏電阻（）A.呈正弦關(guān)系B.呈余弦關(guān)系C.呈線性關(guān)系D.在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系金屬熱電阻式溫度傳感器所測量的溫度越高，其敏感元件中的自由電子的運(yùn)動（）A.越規(guī)則 B.越不規(guī)則C.呈正態(tài)分布D.呈線性分布下列哪種非接觸式溫度傳感器適用于

6、遠(yuǎn)距離、不能直接接觸的高溫物體（）A.全輻射溫度傳感器B.亮度式溫度傳感器C.熱電偶式溫度傳感器 D.比色溫度傳感器通常用熱電阻式傳感器測量（）A.溫度 B.密度 C.加速度 D.電阻 熱電偶中產(chǎn)生熱電勢的條件（）A.兩熱電極材料相同 B.兩熱電極材料不同C.兩熱電極的兩端溫度不同 D.兩熱電極的兩端溫度相同熱電動勢的大小，只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與（）無關(guān)。A.冷端溫度B.尺寸形狀C.補(bǔ)償導(dǎo)線 D.熱源隨著溫度的升高，陶瓷半導(dǎo)體電子-空穴的濃度按（）規(guī)律增加。A.線性 B.指數(shù) C.對數(shù) D.階躍12 .熱電偶熱電動勢由兩部分組成，一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動勢，另一部分

7、是單一導(dǎo) 體的（）電動勢。A.內(nèi)部參數(shù) B.輸入 C.溫差 D.輸出CDDBD BAACB BC三鎳鉻-鎳硅熱電偶靈敏度為C，把它放在溫度為1200C處，若以指示儀表作為冷端，此 處溫度為50C，試求熱電勢大小。第七講： 光電傳感器是以 為檢測元件的傳感器，是將轉(zhuǎn)化為 的變化，然后通過將相應(yīng)的 轉(zhuǎn)化為。 TOC o 1-5 h z 光電效應(yīng)以其表現(xiàn)形式不同，可以分為和 ?；谕夤怆娦?yīng)原理工作的光電器件有和 ?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)原理工作的光電器件有 ?；诠馍匦?yīng)原理工作的光電器件有 、和 等。硅光電池的結(jié)構(gòu)是在N型硅片上滲入P型雜質(zhì)形成一個 PN結(jié)而成。 光電傳感器的光照特性是指 。光電傳感

8、器的光譜特性是指 。 光電二極管和光電三極管的伏安特性是指 。光電傳感器的溫度特性是指 。光電器件，非電量，光量，光電器件，光量，電量外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)光電管、光電倍增管光敏電阻光電二極管、光電三極管、光電池大面積光電流與照度之間的關(guān)系靈敏度與光波長之間的關(guān)系光電流與反向偏壓之間的關(guān)系光電流與溫度之間的關(guān)系第二題 單選題（每題3分，共36分）1 .視覺傳感器接受部的主要作用是（）充分發(fā)揮傳感器性能的重要作用將光學(xué)圖像信號轉(zhuǎn)換成電信號將二維圖像的電信號轉(zhuǎn)換為時間序列的一維信號抽出有效信號 光導(dǎo)攝像管不具有的功能是（）A.光電轉(zhuǎn)換功能B.掃描功能A功能 D.存貯功能視覺傳感器掃描部的主要作用是

9、（）聚成光學(xué)圖像信號將光學(xué)圖像信號轉(zhuǎn)換為電信號將二維圖像信號轉(zhuǎn)換為時間序列的一維信號抽出有效信號 視覺傳感器能源以（）為基礎(chǔ)。A.光電轉(zhuǎn)換 B.圖像處理技術(shù) C.將二維轉(zhuǎn)化為一維D.抽出有效信號光導(dǎo)攝像管是一種兼有光電轉(zhuǎn)換功能和（）的真空管。A.接受功能B.掃描功能C.記憶功能D.存貯功能攝像元件是一種（）型晶體管開關(guān)集成電路。紅外光的波長（2080000明亮度信息可以借助（）進(jìn)行數(shù)字化。A轉(zhuǎn)換器 D轉(zhuǎn)換器 C.加法器 D.積分器9下列選項(xiàng)中，屬于最常見的光學(xué)式測量系統(tǒng)的是（）A.光柵測量系統(tǒng)B.光電顯微鏡C.光學(xué)編碼器D.磁尺10 .紅外光導(dǎo)攝像管中，紅外圖像所產(chǎn)生的溫度分布可以把靶面上感應(yīng)

10、出相應(yīng)電壓分布圖 像的物理基礎(chǔ)是（）A.壓電效應(yīng)B.電磁感應(yīng)C.光電效應(yīng)D.熱電效應(yīng)11.為了進(jìn)行圖像識別，應(yīng)當(dāng)先消除圖像中的噪聲和不必要的像素，這一過程稱為（）A.編碼 B.壓縮 C.前處理12 .封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是（兩個發(fā)光二極管兩個光敏三極管一個光敏二極管和一個光敏三極管一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管DCCAB AABAD CD第八講：1 .光纖由、光纖的導(dǎo)光能力取決于光纖的傳光原理基于光的入射光線在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，光纖在光纖內(nèi)全反射的最大入射角為光纖數(shù)值孔徑是指光纖的主要參數(shù)包括)umo50000D.后處理光纖傳感器由、和在實(shí)際應(yīng)用中，光纖的光源應(yīng)滿足件。常見的

11、光探測器有組成。；機(jī)械強(qiáng)度由臨界角應(yīng)滿足保證。和 組成。等條傳光型光纖傳感器與傳感型光纖傳感器的區(qū)別在于光纖傳感器的工作原理。1、纖芯，包層，護(hù)套2、纖芯，包層，護(hù)套3、反射機(jī)制4、5、6、光纖與光源或探測器耦合時的耦合效率7、數(shù)值孔徑、色散、光線模式、傳輸損耗8、光纖、光源、探測器9、尺寸小，發(fā)光面積大、波長合適、足夠亮度10、光敏三極管、光敏二極管、光電倍增管、光電池11、前者光纖只是傳光器件，后者光纖既是傳光器件也是傳感器件12、當(dāng)光信號在光纖中傳播時，表征光信號的特征參量（振幅、香味、偏振態(tài)、波長等）因 外界因素（如溫度、壓力、磁場、電廠、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化求光纖n1

12、=，n2=的NA值；如果外部n0=1，求光纖的臨界入射角。三、光纖渦流流量計(jì)測量某管道內(nèi)液體得流速，已知光纖的直徑為200微米，St為，當(dāng)測 得光纖的振動頻率為1000赫茲時，求所測液體的流速。第九講：信號調(diào)理電路的主要功能有哪些？傳感器的輸出信號具有哪些特點(diǎn)？ _選用放大器時，應(yīng)滿足哪些條件？儀用放大器的特點(diǎn)是是什么？適合作為哪些傳感器的信號調(diào)理電路？可編程增益放大器適合哪些場合？隔離放大器有什么隔離措施？其隔離的目的是什么？信號調(diào)理電路的主要功能：（1）將所測信號的變化范圍調(diào)整到某一預(yù)定的電壓或電流范圍 內(nèi)。（2）給應(yīng)變式、電感式等類型的傳感器提供激勵電源，構(gòu)成測量電路，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償、調(diào)零 等

13、功能。（3）根據(jù)信號的不同特點(diǎn)，可進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、濾波及線性化處理。傳感器的輸出信號不僅電平低、內(nèi)阻大，而且往往伴有較高的共模電壓。選用放大器的要求：（1）輸入阻抗應(yīng)該遠(yuǎn)大于信號源內(nèi)阻，防止因放大器的負(fù)載效應(yīng)造成 偏差。（2）抗共模電壓干擾能力強(qiáng)。（3）在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益、良好的線 性，輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證要求的信噪比，從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。（4）能 附加一些適應(yīng)特定要求的電路。儀用放大器的特點(diǎn)是高輸入阻抗、低偏置電流、低失調(diào)和低漂移、高共模抑制比、平衡 的差動輸入和單端輸出，放大器的增益可以由用戶選擇電阻來設(shè)定，容易實(shí)現(xiàn)程控。適合 作為記錄器的前置放大器、多路緩

14、沖器、伺服誤差放大器以及過程控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中 的信號調(diào)理電路?？删幊淘鲆娣糯笃鬟m合自動量程切換，便于A/D轉(zhuǎn)換或信號調(diào)理；在多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 中，也可能遇到各路信號動態(tài)范圍不一致的情況，這時希望放大器對不同的通路具有不同 的增益，以實(shí)現(xiàn)相同的動態(tài)輸出。隔離放大器有變壓器耦合、光電耦合以及電容耦合。隔離的目的是將輸入、輸出和電源 在電流和電阻上進(jìn)行隔離，使之沒有直接耦合的測量放大器。采用多路模擬開關(guān)、運(yùn)放和電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一個可編程放大器，增益為1,2,4, 8，繪制電 路圖，并簡要說明其工作原理。第十講：一單項(xiàng)選擇題（每題5分，共60分） 有用信號頻率低于20Hz，可以用（）濾波電路。A.低通

15、B.高通C.帶通D.帶阻 有用信號的頻率高于500Hz，可選用（）濾波電路。A.低通B.高通C.帶通D.帶阻3希望仰制50Hz的交流電源干擾，可選用（）濾波電路。A.低通B.高通C.帶通D.帶阻 有用信號的頻率為某一固定頻率，可選用（）濾波電路。A.低通B.高通C.帶通D.帶阻一選頻裝置，其幅頻特性在/2-區(qū)間近于平直，在/2-0區(qū)間急劇衰減，這種濾波器 是（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器 一帶通濾波器，其中心頻率是/0，帶寬是B，則濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等于（）A. /0+BB. /0-BC. /0B D. /0/B.無源一階RC低通濾波器從（）兩端引出輸出電壓。A.

16、電阻RB.電容CC.運(yùn)算放大器D.電感L.要使RC低通濾波器通帶寬度加寬，則RC值（）A.增加B.減少C.不變 D.都不對9.高通濾波器所起的作用是允許（）通過A.低頻信號B.高頻信號C.某一頻帶信號D.任意信號10 .在一定條件下，RC帶通濾波器實(shí)際上是低通濾波器和高通濾波器的（）A.串聯(lián)B.并聯(lián)C.串并聯(lián) D.疊加ABDCA DBBBC二.設(shè)計(jì)一個固有頻率為500Hz，等效品質(zhì)因素為6的二階帶通濾波器，計(jì)算電路的電阻和 電容值第十一講： 當(dāng)檢測裝置輸入信號，為了有效地，常把傳感器輸出的電壓信號經(jīng) 過變換電路轉(zhuǎn)換成有恒流特性的電流信號輸出，然后再接收端再由 轉(zhuǎn)換還原成電壓信號。在某些場合，需

17、要獲得傳感器的交流輸出信號的幅值或功率，因此在信號處理電路中需要一個 電路，即將交流振幅信號變?yōu)榕c之 的直流信號輸出。目前 TOC o 1-5 h z 常用的變換電路有 、和 。電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路是將 轉(zhuǎn)換為。由于計(jì)算機(jī)可以通過自身的定時和技術(shù)功能將頻率信號轉(zhuǎn)換為。電壓/頻率轉(zhuǎn)換的 和 都比較好，轉(zhuǎn)換速度不 雙積分ADC。同時，它與微機(jī)接口 ，占用微機(jī)硬件資源 ，輸出的頻率信號抗干擾 性 ，可以通過進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。的主要性能指標(biāo)有、和。6. 從 工 作 原 理 上， 傳 統(tǒng) 的 ADC 有 、 、和幾種類型。其中，轉(zhuǎn)換速度最快的是 ，抗干擾能力最強(qiáng)的是 ，兼顧性能和 成本因素，在控制系統(tǒng)中應(yīng)用

18、最廣泛的是 。由于在數(shù)字圖像處理、數(shù)字通信、工業(yè)檢測等諸多領(lǐng)域?qū)DC的轉(zhuǎn)換速度、精度、動態(tài)性能等方面提出了更高的要求， 出現(xiàn)了很多新興的ADC， 如 和 等。 當(dāng)傳感器輸出微弱的 信號時，信號可能會受到 的影響，因此在實(shí)際測量中，往往將緩變信號 高頻交流信號，然后經(jīng)過放大處理再通過從高頻信號中將緩變信號提取出來。常用的調(diào)制方式有 和。10幅值調(diào)制的解調(diào)過程是將 恢復(fù)為 的過程。實(shí)現(xiàn)方法有 和日 等。1、抑制外部干擾，V/I，I/V2、AC-DC，正比，線性檢波電路，絕對值電路，有效值變換電路3、模擬電壓信號，頻率信號，數(shù)字量4、精度，線性度，低于，簡單，少，好，調(diào)制5、分辨率，轉(zhuǎn)換時間，精度

19、6、逐次逼近式ADC，雙積分式ADC，并行式ADC，計(jì)數(shù)比較式，并行式，雙積分式，逐次逼 近式7、西格瑪-德爾塔ADC，流水線型ADC8、直流或交流緩變信號，外部低頻干擾或放大器漂移的影響，調(diào)制，解調(diào)9、調(diào)幅和調(diào)頻10、高頻調(diào)制波原來低頻調(diào)制信號，整流檢波解調(diào)，相敏檢波解調(diào)第十二講 誤差是指在檢測過程中儀表的 與 之間的差值。 相對誤差的表示方法有 ，和 。 在測量過程中，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度的評價常常使用 ，越 小，準(zhǔn)確度。系統(tǒng)誤差是指 ， 特點(diǎn)是和 保持不變。5.隨機(jī)誤差的存在，表現(xiàn)為每次測量值偏大或偏小是 ，但它服從一定 的。6.為_在測量過程中_，按照誤， 差產(chǎn)生和的原因可 O將誤差分7.

20、系統(tǒng)誤差的判別方法有_， 和 O8.系統(tǒng)誤差的消除方法有_， ， 和O9.在一定的置信概率下，標(biāo)準(zhǔn)差越，置信區(qū)間越 ，測量數(shù)據(jù)的可靠度越高。隨機(jī)誤差的消除方法是；粗大誤差的消除方法是O1、測量值，真實(shí)值2、實(shí)際相對誤差，示值相對誤差，引用相對誤差3、相對誤差，相對誤差，高4、儀表本身或其他原因引起的有規(guī)律的誤差，誤差的絕對值和符號5、不定的，大數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律6、儀表誤差，環(huán)境誤差，理論誤差和方法誤差，人為誤差7、實(shí)驗(yàn)對比法，殘差觀察法，馬利科夫判據(jù)，阿卑-赫梅特判據(jù)8、從誤差來源上消除，引入修正值，對稱法和替代法9、小，窄10、在相同條件下，多次重復(fù)測量，拉依達(dá)準(zhǔn)則說明測量數(shù)據(jù)的基本處理步驟（1）

21、求算術(shù)平均值（2）每次測量值xi剩余誤差及其平方值如表（3）計(jì)算樣本的方差和標(biāo)準(zhǔn)差（4）如有壞值，剔除，轉(zhuǎn)（1），否則（5）（5）判別線性累積系統(tǒng)誤差和周期性系統(tǒng)誤差（6）由測量值的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算被測量算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差（7）表示最后測量結(jié)果第十五講：測量系統(tǒng)引起干擾的主要因素有哪些？外部干擾：電磁干擾，電網(wǎng)干擾以及環(huán)境理化性干擾（10分）內(nèi)部干擾：內(nèi)部電磁干擾，電氣互鎖故障干擾軟件故障干擾（10分）硬件抗干擾的措施有哪些？串模干擾抑制：采用輸入濾波器，選擇合適的額器件，對信號進(jìn)行預(yù)處理（10分）共模干擾抑制：采用雙端輸入差分放大器，采用浮地輸入雙層屏蔽放大器電磁干擾抑制：電磁干擾濾波器，接地，屏

22、蔽，隔離軟件抗干擾技術(shù)有哪些CPU抗干擾技術(shù)：WDT，指令冗余，軟件陷阱，掉電保護(hù)，延時防抖動，定時刷新出 口（10 分）I/O炕干擾技術(shù)：數(shù)字信號輸入，數(shù)字信號輸出，數(shù)字濾波（10分）在智能儀表抗干擾的隔離措施中，光電耦合器的作用是什么？傳感器與輸入信號的隔離，I/O 口的隔離，內(nèi)部電路隔離，江系統(tǒng)和各種與現(xiàn)場關(guān)聯(lián) 的傳感器、開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)從電氣上隔離開來，完全阻斷現(xiàn)場干擾從傳輸通道傳入系統(tǒng)的 途徑。在測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，可采用哪些措施來提高系統(tǒng)的精度和可靠性？舉例說明采用硬件抗干擾措施和軟件抗干擾技術(shù)。硬件抗干擾措施有濾波、屏蔽和接地，其 中，濾波器用于切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防 護(hù)；信號接地為電子設(shè)備中信號電壓提供一個穩(wěn)定的零電位參考點(diǎn)。軟件抗干擾技術(shù)有程 序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)、掉電保護(hù)（軟硬結(jié)合）、延時防止抖動 技術(shù)，其中，掉電保護(hù)在電網(wǎng)的瞬時斷電或電壓突然下降時，保