检测与转换技术含答案

1、检测与转换技术含答案检测与转换技术课程考试试题选讲一、卷面结构1、填空题（每空1分，共24 分）2、选择题（每题1分，共10分）3、简答题（每题6分，共30分）4、计算题（每题8分，共16分）5、应用题（每题10分，共20分）二、试题选讲1、简答题部分1）在下面等截面悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，要求组成差动全桥电路。请在悬臂梁上对应的应变电阻处标上R、R、R、R。在下图电桥电路上标上 RR4,组 成差动全桥电桥电路，注明极性（受力情况）。E忡4左图从上到下从左到右为R1,R2R3, R4R4, R3右图从上到下从左到右为 R2, R12）什么是电涡流效应？影响电涡流效应等效阻抗因素有

2、答：电涡流效应：根据法拉第电磁感应原理，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 体内将产生呈涡旋状的感应电流 （电涡流 ）的现象3）简述螺线管式差动变压器测量位移量的工作原理，并给 出输入 - 输出特性曲线。答：一次绕组通电，两完全对称且反相串联的二次绕组将产 生感应电动势，其数值与互感量成正比，电源电压恒定时互 感量的大小与衔铁位置有关， 通过一二次绕组互感量的变化， 进而改变输出电压从而反映出铁氧体铁芯位移的大小与方 向。4）什么是正压电效应？什么是逆压电效应？其能量转换 关系如何？答：正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施外力 而使它变形时，致使其晶格产生变

3、形或内部产生极化现象， 同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷；当外力维持 不变或去掉后，又重新恢复到不带电状态；当作用力方向改 变时，电荷的极性也随之改变的现象。机械能T电能 逆压电效应：当在某些电介质极化方向施加 （ 交变 ） 电场，这 些电介质也会产生机械变形的现象；当去掉外加电场时，电 介质的变形随之消失的现象。常称（电致伸缩效应）。电能T 机械能 具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料能实现机械能电能的相互转换，如下图所示00ttt05）什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方 向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个

4、面 之间产生电动势，这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比，且当B的 方向改变时，霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁 场为交变磁场，则霍尔电势为同频率的交变电势。6）应用超声波传感器探测工件时，要在探头与工件之间涂 一层耦合剂，请问这是为什么？7）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？热电偶冷端温度补偿 的方法有哪些？答：必要性：1、用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，必须满足to=o C 的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而变化，这样to不但不是0 C,而且也不恒定，因此将产生误差。2、一般情况下，冷端温度均高于 0 C,热电势总是偏小。应想办法

5、消除或补偿热电偶的冷端损失。 冷端温度补偿的方法一、冷端恒温法二、计算修正法三、仪 表机械零点调整法四、电桥补偿法8）简述热电偶中间导体定律， 举例说明中间导体定律在温度 测量中的具体应用（两种以上） 。答：中间导体定律：在热电偶测温回路内，接入第三种导体 时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势 没有影响。这条定律说明：利用热电偶测温时，在回路中引 入连接导线和仪表，接入导线和仪表后会不会影响回路中的 热电势。【开路热电偶】冶炼厂测融溶金属温度9）什么是外光电效应？什么是光电导效应？什么是光生伏特 效应？请各列举出 12 种对应的光电器件。答：光电效应：用光照射某一物体时，可以看

6、作物体受到一 连串能量为 hf 的光子的轰击，组成该物体的材料吸收光子的 能量而发生相应电效应的物理现象。外光电效应：在光线的作用下，能使电子逸出物体表面的现 象；内光电效应：在光线的作用下，能使物体的电阻率发生变化 的现象；光生伏特效应：在光线的作用下，能使物体内部产生一定方 向电动势的现象10）简述莫尔条纹是怎样产生的，利用光栅的莫尔条纹测量 位移时有什么特点？ 答：指示光栅和主光栅叠合在一起，并使得两者沿刻线方向 成一很小的角度6。由于遮光效应，在光栅上显出明暗相间 的条纹，两块光栅的刻线相交处形成亮带；一块光栅的刻线 与另一块的缝隙相交处形成暗带。特点： 1、起放大作用2、莫尔条纹的纹

7、距移动与光栅的栅距移动成正比3、起均化误差的作用2 、 计算题部分1）对某元件的开孔直径的尺寸进行了 15次测量，其测量数据如下（单位： mm）：？.42、 ？.43 、 ？.40、 ？.42、 ？.43、 ？.39、 ？.30 、 ？.40 、 ？.43 、 ？.41 、？.43、 ？.42 、 ？.39、 ？.39、 ？.40、试求：算术平均值 。 标准偏差b 并用3b准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出最终测量结果。2）有应变有一直流应变电桥如下图，图中E=? V,初始R=R=R=R=?Q，试求： 只有R为金属应变片，其余为外接电阻，当 Rf的增量 为厶R=?Q时，电桥输出电压 U0

8、=? 将R、R2都为金属应变片，性质完全相同，其感应的应 变极性相反时，R=F4为外接电阻，当R f FH的变化量为 R=?Q时，电桥输出电压 U0=? 将R、R2都为金属应变片，性质完全相同，其感应的应 变极性相反时，R=F4为外接电阻，当R f FH的变化量为 R=?Q时，电桥输出电压 U0=?答案：PPT课件第二章16页3）变间隙式电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如下图所示。传感器的起始电容量CXo=2OpF，定动极板距离do=1.5mm Co=200pF，运算放大器为理想放大器（即 ,Zi78）,Rf78。输入电压 u =5sin 3t V。求当电容传感器动极板上产生使do减小位

9、移量 x=0.15mm时,求电路输出电压 Uo为多少？R解：由测量电路可得C。U0Uic。c d UCx0d020020 1.51.5-0.154) 当一个热电阻温度计所处的温度为？C时，电阻值为？ Q。当温度为？ C时，它的电阻值为？ Q。假设 温度与电阻之间的变换为线性关系，试计算当温度分别处 在？ °C和？ °C时的电阻值是多少？5) 下图为电容传感器的双T型电桥测量电路，已知Ri=R=R=40kQ, R=20 k Q , e =10V,?=1MH z,G=10pf, C2=10pf, C=+1pf, G=-1pf。求： 画出电容C、C2在正、负半周期的充、放电等效电

10、路图。 若已知 U=E ? M C 求 U的值。注：M=R(R+2R)Rl/R1I1rl(R+R)VD2捋VD19R2R1Cl-XC2(a)RlC0ULRlR2R(R +2Rl)Ul2 RlSG-c。)(R Rl )+40 (#0 2 20)C1162 201 10 1 10640 20-0.18 VR210 R I + C2U(b)(c)应用与计算题部分1)两根高分子压电电缆PVDF平行埋设于柏油公路的路面下约5cm相距l=?？米，如下图所示，可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存储在计算机内部的档案数 据，判定汽车的车型。现有一辆超重车辆以较快的车速压 过测速传感器，两根 PVDF压电电

11、缆的输出信号如右图所 示，试求1. 计算车速为多少？（单位：km/h）2. 计算汽车前后轮间距为多少？（单位：m）【可据此判断车型】3.说明载重量m及车速v与A、B压电电缆输出信号波型的幅度或时间间隔之间的关系（已知：同一车轮通过 A和B电缆，所花时间为？格; 汽车的前后轮冲过同一根电缆所花时间为？格。）W 6 23 rvur电啊需竝原理饵.)PVTJFb> 厲、l於* 2FVT1F(A. ft JtRW>3车 it解：（1）v=2m/（2.74 格X 25ms/格）=0.029M/ms=105.1km/h（2）d=vt=0.029m/msX 5.3 格 X 25ms/格=3.9m

12、（3）m越重，信号幅度越高；车速v越快，时间间隔越短2）在炼钢厂中，有时直接将廉价热电极（易耗品。例如镍 偶丝，时间稍长即熔化）插入钢水温度，如图所示。试说 明：1. 为什么不必要将热电极的测量端焊在一起？2. 要满足哪些条件才不影响测量精度？采用上述方法是利用 了热电偶的什么定律？3. 如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗?答：1、主要运应了热电偶热效应原理，因为钢水能导电，又 温度相同，把它看作第三导体接入 2、热电势变化大，热电 势与温度程线性关系，物理化学性能稳定，运用了中间导体 定律3、不行，因为朔料不导电，不能形成回路，不能构成 热电势3）旋转编码器又称码盘，是一种旋转式位置传感

13、器，分为 绝对式编码器（图6）和增量式编码器（图7）,就这两种 类型的编码器回答以下问题：a)h)23 456图 6 绝 对 式 光 电 码 盘图 7 增量式光电码盘1. 简述绝对式码盘与增量式码盘有何区别？ 答：绝对式光电编码器与增量式光电编码器不同之处在于圆 盘上透光、不透光的线条图形2. 分别写出，码道数为？的绝对式编码器的最小能分辨的 角度及分辨率，以及码盘圆周上的夹缝条纹数为？，采 用？细分技术的增量式光电编码器的最小分辨的角度及 分辨率。答：绝对式编码器， 阿尔法 =360度除以 2的 n 次方，分辨率=2的n次方分子一。增量式：分辨的角度阿尔法=360度除以n,分辨率=n分子3. 现有一个增量式光电编码器， 其参数为？ p/r ，采用？ 细分技术，现在？ s 时间内侧得？个脉冲，则码盘的 转速（ r/min ）是多少？转速 n=60*m（t*N ）4）、时钟脉冲控制CCD电荷耦合转移过程分析：下列三个相位不同的控制电压1、2、3,其波形如下, 分别从 t1t4 四个时间段内描述势阱电位高低状况及电荷由 势阱 1 到势阱 2 的电荷转移过程。答：当t=t1时，1相处于高电平，2,3相处与低 电平，在电极 1、4 下面出现了势阱，存储了电荷，在 t=t2 时，2相处于高电平，电极2,5下面出现势阱，由于相邻 电极之间的间隙很小，电极