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、從輸出曲線看，曲線越陡，靈敏度

越高

。4、下面公式是計(jì)算傳感器的

線性度

。

5、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0—500KPa，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0—2000C，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）Δ=200×±0.5%=±102）±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，精度各選哪一級(jí).解：1）絕對(duì)誤差《=0.6%*240=1.440.6×25%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)量電橋的三種接法是

單臂電橋

、

半橋

全橋

。輸出電壓分別為、

、

電橋轉(zhuǎn)換電路，因接法不同，靈敏度也不同，

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

線性

（線性/非線性）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、解釋應(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，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：?）、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LED光柱全亮。若N=32，則當(dāng)液體上升到第八個(gè)不銹鋼圓環(huán)的高度時(shí)，共有多少線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？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)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)通常分為三類，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猓抗鈱?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)制碼盤和循環(huán)碼盤各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：循環(huán)馮又稱為格雷碼，它也是一種二進(jìn)制編碼，只有“0”和“l(fā)”兩個(gè)數(shù)。圖所示為四位二進(jìn)制循環(huán)碼盤。這種編碼的特點(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)椤?”或“1”變?yōu)椤?

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

。4、公式EH=KHIBcosθ中的角θ是指

磁力線與霍爾薄片的垂線之間的夾角。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)象稱壓電效應(yīng)。不能。因?yàn)楫?dāng)作用于壓電元件力為靜態(tài)力（ω=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?；魻栐碾娮杪剩w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200×10-12C/N，電荷放大器的反饋電容Cf=2000pF,測(cè)得輸出電壓uo=5sinωt(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？解：1）由Q=-UO·CF=-5sinωt×2000pf=-10-8sinωt(C)2)F=Q/d=200×10-12/10-8sinωt=0.02sinωt(N)

第六章溫度檢測(cè)一、填空題1、測(cè)溫?zé)犭娮璺譃?/p>

和

。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，求被測(cè)的溫度大?。拷猓篍AB（T，0）=EAB（tn，t0）+EAB（t，tn）即EAB（0，t）=EAB（0，40℃）+EAB（40℃，t）查表，得EAB（0，40℃）=1.612所以EAB（0，t）=1.612+29.186=30.798（mV）查表，得t=740℃2、用一K型熱電偶測(cè)鋼水溫度，形式如圖示。已知A、B分別為鎳鉻、鎳硅材料制成，A`、B`為延長(zhǎng)導(dǎo)線。問(wèn)：

1）滿足哪些條件時(shí)，此熱電偶才能正常工作？

2）A、B開路是否影響裝置正常工作？原因？

3）采用A`、B`的好處？

4）若已知t01=t02=40℃，電壓表示數(shù)為37.702mV，則鋼水溫度為多少？

5）此種測(cè)溫方法的理論依據(jù)是什么？解：1）t01=t02，tn1=tn22)不影響。因鋼水導(dǎo)電且溫度處處相同。3）為了使冷端遠(yuǎn)離高溫區(qū)，降低測(cè)量成本。4）由EAB（t，t0）=EAB（t，tn）+EAB（tn，t0）得，EAB（t，t0）=1.612+37.702=39.314（m