自动检测技术复习题

一、选择题1.属于传感器动态特性指标的是（D）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率2.属于传感器动态特性指标的是(B)A.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度3.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的(D)A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高4.仪表的精度等级是用仪表的(C)来表示的。A相对误差B绝对误差C引用误差5.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为(C)的输出。A.电阻B.电容C.电压D.电荷6.变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(A)A.增加B.减小C不变7.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片8.电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(B)外是线性的。A变面积型B变极距型C变介电常数型9.压电式加速度传感器是(D)信号的传感器。A.适于测量任意B.适于测量直流C.适于测量缓变D.适于测量动态10.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11.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是(B)A.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.应变式传感器12.按照工作原理分类，CCD固体图像传感器属于（A）A光电式传感器B电容式传感器D．磁电式传感器13.封装在光电隔离耦合器内部的是(D)A.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管和一个光敏三极管C.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极管和一个光敏三极管14.为了抑制干扰，常采用的电路有(Ｃ)A.A/D转换器B.D/A转换器C.变压器耦合D.调谐电路二、填空题1.计算传感器灵敏度的表达式是（K=Δy/Δx）2.根据测量的手段和方法，测量可分为直接测量和间接测量两大类。直接测量又分为（偏差式测量）、（零位式测量）和（微差式测量）三种方法。4、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于直接测量测量。3.按表示方法误差可分为（绝对误差）、（相对误差）和（引用误差）。4.用测量范围为-50~150kPa的压力传感器测量140kPa时，传感器测得的示值为+142kPa，则该示值的绝对误差为（2KPa），相对误差为（1.408%），引用误差为（1%）。5.随机误差出现的次数服从正态分布规律，其特点具有（对称）性、（有界）性和（单峰）性。6.传感器一般由（敏感元件）、（转换元件）、（测量电路）和（辅助电源）四部分组成。7.有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大绝对误差为（10C），当测量100℃时的示值相对误差为（0.01%）。8.传感器的（过载）能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的能力。9.传感器的基本特性一般用(静态特性)和(动态特性)来描述。10.测量系统的静态特性指标主要有(线性度),(迟滞),(分辨力),(稳定度)等。11.测量的结果应包含两部分内容：（数值）和（测量单位）。12.电阻应变片的主要特性参数有（灵敏系数）、（横向效应）、（机械滞后）、（零漂）等。13.在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，（全桥差动电路）接法可以得到最大灵敏度输出。14.电位器式传感器都是由（电阻元件）、（活动电刷）、（骨架）三部分构成。15.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的（乘积）相等。16.金属电阻应变片的工作原理是基于（电阻应变效应）。17.N型气敏电阻材料主要有（二氧化钛）、（二氧化锡）等。其特点是：当遇到还原性气体(即可燃气体，如一氧化碳、氢、甲烷等)时，发生还原反应，导电能力（增强），电阻值（减小）。18.电涡流式传感器就是利用（涡流效应）将非电量变化转换成（阻抗）或（电感）变化而进行测量的。19.互感式传感器的工作原理类似（变压器）的作用原理，其结构主要包括（铁芯）、（衔铁）和（一次和二次绕组）等。其测量电路主要有（差动整流）电路和（相敏检波）电路。20.根据工作原理的不同，电容式传感器可分为（变面积型）、（变间隙型）和（变介电常数型）三种。21.涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将（增大）。22.块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称（电涡流传感器）。利用该传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是（金属材料）。23.自感式传感器的结构主要有（铁芯）、（线圈）和（衔铁）三部分构成。24.高频反射式电涡流传感器的灵敏度与被测物的（电导率）、（几何形状）因素等有关。25.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为（压磁效应）.相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为（磁致伸缩）。26.根据工作原理的不同，电容式传感器可分为（变面积型）、（变间隙型）和（变介电常数型）三种。27.在金属或半导体薄片的两端通以控制电流，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象称为（霍尔效应）。28.压电式传感器是一种（有源）传感器或（发电）型传感器。29.压电材料开始丧失压电特性的温度称为（居里点）。30.常见的压电材料分为三类：（压电晶体）、（经极化处理的压电陶瓷）和（高分子压电材料）。31.为了消除导线电阻的影响，工业上热电阻温度测量线路，通常采用（三线制）连接法，在进行精密测量时，常用（四线制）连接法。32.铂的纯度通常用（百度电阻比）表示.33.热电偶的热电势大小与（导体的材料）和（两结点温度）有关，为了保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须保持冷端温度（恒定不变）。34.热电势由两部分组成，一部分是两种导体的（接触电势），另一部分是单一导体的（温差电势）。35.光电传感器的理论基础是光电效应.通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类.第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的(外光电效应),这类元件有(光电管),(光电倍增管);第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的(内光电效应),这类元件有(光敏电阻)、（光敏晶体管）;第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的(光生伏特效应),这类元件有(光电池)。36.光敏电阻的三大缺点是（光电特性是非线性的）、（响应时间较大）、（受温度影响很大）1、电阻应变片的结构形式各异，但其结构大体相同，一般由（敏感栅）、（基底和面胶）、（胶粘剂）和（引出线）组成。2、金属电阻的（电阻应变效应）是金属电阻应变片工作的物理基础。3、金属电阻应变片有（金属丝式）和（金属箔式）等结构形式。三、简答题1、自动检测技术属哪一学科？答：自动检测技术是信息科学的一个重要分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术等一起构成信息技术的完整学科。1.传感器由哪几部分组成，各部分都起什么作用？答：敏感元件：把非电量转变成易于转换成电量的中间非电量。转换元件：把中间非电量转换成电量。测量电路：把转换元件输出信号变成可直接利用的电信号；辅助电源：为电路提供能量。2.什么叫系统误差？产生系统误差的原因是什么？有哪些消除方法？答：系统误差是指在相同条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按着一定的规律变化的误差。其误差的数值和符号不变的称为恒值系统误差；误差按着一定规律变化的称为变值系统误差。产生系统误差的原因:检测装置本身性能不完善、测量方法不完善、检测人员对仪器使用欠妥、环境条件变化等原因都可能产生系统误差。消除方法：如可以通过实验的方法或引入修正值的方法予以修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。3.什么叫随机误差？产生的原因？随机误差出现的次数服从什么规律？有什么特点？答：随机误差是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化而产生的误差。产生随机误差的原因:随机误差是在测量过程中许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综合结果，其大小表明测量结果重复一致的程度。随机误差出现的次数服从正态分布规律。正态分布的特点是：对称性、有界性、单峰性4.一个完整的检测系统是由哪几部分组成的？各部分都起什么作用？答：传感器：把被测非电量转换成电量的装置；信号处理电路：把传感器的输出信号转换成易于测量、具有一定功率的电压和电流或频率等信号；显示记录装置及数据处理仪器：让检测人员了解和掌握数据大小及变化的过程；执行机构：在电路中起通断、控制调节、保护等作用。5.什么叫电阻的应变效应？什么叫压阻效应?答：金属导体或半导体在受到外力作用时,会产生相应的应变。其电阻也将随之发生变化。这种物理现象称为“电阻应变效应”。压阻效应是指单晶半导体材料（如P-Si,N-Si）沿某方向受到外力作用时，其电阻率发生变化，导致电阻值变化的现象。6.压阻式压力传感器与其他形式的压力传感器相比有哪些突出的优点？答：由于四个应变电阻是直接制作在同一硅片上，所以工艺一致性好。温度引起的电阻值漂移能互相抵消。由于半导体压阻系数很高，所以构成的压力传感器灵敏度高，输出信号大。又由于硅膜片本身就是很好的弹性元件，而四个扩散型电阻又直接制作在硅片上，所以迟滞、蠕变都非常小，动态响应快。7.做为半导体气敏电阻的材料应满足哪些条件？答：①对被测气体有较高的灵敏度；②选择性要好。即对和被测气体共存的其他气体不敏感；③能够长时期稳定工作；④检测或报警要快，即响应速度要快。8.变气隙式自感型电感传感器的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？答：可通过减小气隙，采用差动结构的方法来提高灵敏度。9.为什么电感式、电容式传感器都要组成差动式结构？答:差动传感器的三个优点:灵敏度提高一倍,非线性误差降低一级,补偿温度误差.10.为什么应变式传感器大多采用交流不平衡电桥为测量电路？该电桥为什么又采用半桥和全桥两种方式？答：是因为直流电桥后就配直流放大器，而直流放大器易产生零漂，故大多采用交流不平衡电桥。采用半桥或全桥方式可以消除测量电路所引起的非线性误差，提高灵敏度，同时还可以实现温度补偿。11.为什么多数气敏元件都附有加热器？答：烧掉元件表面的灰尘和油污，加速气体的吸附。12.什么是压磁效应？铁磁材料的压磁效应规律是怎样的？答：压磁效应：当铁磁性材料受机械力作用时，在其内部发生应变，从而引起导磁率的变化。当外加机械力取消后，铁磁材料的导磁率复原。通常把机械变形（例如拉伸、压缩、扭曲等）影响下，所引起的磁性质变化的效应叫压磁效应。铁磁材料的压磁效应规律是：铁磁材料受到拉力时，在作用力方向导磁率提高，而在与作用力相垂直的方向，导磁率略有降低；铁磁材料受到压力作用时，其效果相反。13.什么是霍尔效应？霍尔乘积灵敏度都与哪些因素有关？答：把半导体或金属薄片放置在磁场中，若在垂直于磁感应强度方向通入控制电流，则在同时与磁感应强度和控制电流的方向上产生电势，这种现象称霍尔效应。霍尔乘积灵敏度与半导体材料的载流子浓度及霍尔元件的厚度有关。14.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？答：由于KH与n、e、d成反比关系，金属的电子浓度较高，使得KH太小；绝缘体的n很小，但需施加极高的电压才能产生很小的电流，故这两种材料都不宜用来制作霍尔元件，只有半导体的n适中，所以在实际应用中，一般都采用N型半导体材料做霍尔元件。15.什么是压电效应？压电元件材料有哪几类？答：压电效应是指某些电介质物质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种将机械能转变为电能的现象称为“正压电效应”，简称“压电效应”。常用的压电材料有压电晶体，经过极化处理的压电陶瓷和高分子压电材料。16.为