2021年检测技术试题库及参考答案

检测技术试题参照答案一、填空题1、传感器是可以感受规定被测量并按一定规律转换成器件或装置。2、传感器静态特性是指被测量值处在稳定状态时关系。3、某一线性位移传感器，量程为0～100cm，相应输出电压为0～300mV，最大输出偏差为3mV，则传感器敏捷度为，非线性误差为。4、应变式传感器是运用金属，将测量物体变形转换为电阻变化，通过测量电路（电桥）转换为输出电压传感器。5、电感式传感器按转换原理分为和自感两种。6、电容式传感器分为变极距型、和三种。7、霍尔传感器零位误差重要由电动势和寄生直流电动势引起。8、热电偶热电势由和构成。9、激光器具备、和亮度高长处。10、CCD图像传感器作用是将转换为。其中MOS单元负责电荷存储，MOS单元电荷在三相脉冲作用下实现电荷，通过输出装置实现电荷。11、光在光纤中无损耗传播是运用光在光纤中原理实现。12、传感器普通由、、三某些构成。13、可以把压电元件等效为一种和一种电容器14、电感式传感器按构造分为、和螺管式。15、感应同步传感器是运用两个平面形绕组互感随不同而变化原理构成可用来测量直线和或位移。16、电容传感器将被测非电量变化转换为变化传感器。17、对于负特性湿敏半导体陶瓷，它电阻率随湿度增长而。18、横向效应使电阻丝应变片敏捷系数19、热电偶工作原理是基于效应，其热电势涉及电势和电势。20、光在光纤中无损耗传播是运用光在光纤中原理实现。光纤数值孔径越大，表白光纤集光本领越。21、射线式传感器重要由和探测器构成，惯用探测器有、闪烁计数器和盖革计数管。22、传感器静态特性重要涉及、、重复性、稳定性和静态误差。23、传感器是一种以一定精准度把被测量转换成有拟定关系、便于应用某种物理量才测量装置。普通由、和转换电路构成。24、半导体应变片工作原理是基于效应，它敏捷系数比金属应变片敏捷系数______。25、电容式传感器是将被测量变化转换成电容量变化一种传感器，重要类型有：变极距型、______、_______。26被测量值处在稳定状态下，传感器输出与输入关系称为传感器，其重要技术指标有：、迟滞和重复性等27、为提高光栅式测试系统辨别率和测得比栅距更小位移量，经常采用______技术28、压电式传感器使用________放大器时，输出电压几乎不受联接电缆长度变化影响。29、光敏电阻可以加电压，可以加电压。加上电压后，无光照时光敏电阻阻值，电路中电流很小。当有光照射光敏电阻时，因其急剧减小，电路中电流迅速增长。30、直流电桥平衡条件是。31、压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其发生变化。32、热导式气体分析仪依照混合气体，实现气体组分含量分析。33、电涡流传感器中，被测导体中电涡流强度和被测导体与激磁线圈之间距离呈线性关系，且随距离，电涡流将迅速减小。34、变间隙式电容式传感器常作成差动，其重要目之一是，目之二是，目之三是抗干扰。35、传感器动态特性是指传感器输出响应特性，反映输出值真实再现变化着输入量能力。36、传感器标定是通过实验以建立传感器之间关系。同步拟定出不同使用条件下误差关系。37、直流电桥按桥臂工作方式不同可分为全桥、半桥和单臂电桥。38、自感式传感器是把被测量变化转换成自感变化，通过一定转换电路转换成电压或电流输出。可分为式自感传感器、式自感传感器和螺线管是自感传感器。39、光电管和光电倍增管是运用效应制成光电器件。40、对于给定光栅常数W两光栅，夹角，则条纹宽度越大，即条纹越稀。41、压电式传感器具备体积小、构造简朴等长处，但不能测量被测量。42、热导池是将混合气体变化转换成电阻值变化部件。43、CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制通信网络。44、虚拟仪器由通、模块化功能硬件和控制软件构成。45、IEEEP1451.4原则建议定义一种容许传感器以数字信号模式或混合模式通信原则，目是使传感器能进行和自设立。46、传感器线性度是，即非线性误差。敏捷度指，普通用K或S表达。47、电阻式应变片按其构造可以分为、、等三种形式。48、电阻式应变传感器零漂指；蠕变指。49、依照转换原理，电感式传感器分为和自感式两种，按构造自感式又可分为、和等。50、某一铂电阻温度传感器，测量温度范畴为0～100℃，测量温度为50.2℃，实际温度为50.0℃，绝对误差为，引用相对误差为。51、热电偶冷端温度补偿办法有和或。52、一称重传感器，满度输出为1V，正反行程最大偏差为7mV，其迟滞为,若原则误差σ为0.35,误差表达式σ前系数取2，则重复性误差为。。53、差动变压器两个次级线圈采用连接，原副线圈间靠耦合，输出特性曲线呈V字型。54、光栅尺栅距为0.02mm，主光栅与批示光栅相对位移，计数器计得脉冲数为500，则位移为，其辨别力为，若加细分电路4细分，则其最小分辨位移为。55、用光电转速传感器测轴转速，若传感器一周开缝数为500，5秒内测得计数值为5000个，则轴转速为。56、在自动控制领域中，光电耦合器作用是。57、超声波发射探头是运用压电材料来工作，而接受探头是利用压电材料来工作。58、光电池短路电流与光照强度成关系，而开路电压与光强度成关系，因此把它作为照度计使用，宜工作于状态。59、气敏元件都附有加热器，其作用是和。60、某一涡流转速传感器，若旋转盘端部开20个齿，已测得传感器输出频率为10Hz，则轴转速为。填空题参照答案1、可用输出信号2、输出输入3、0.3、±1%4、电阻应变效应5、互感6、变面积型、变介电常数型7、不等位、寄生直流8、接触电势、温差电势9、单色性好、方向性好10、图像信号、电荷信号、转移、输出11、全反射12、敏感元件、转换元件、基本转换电路13、电荷源14、变气隙、变截面15、位置、转角16、电容量17、下降18、减小19、热电、温差、接触20、全反射、大21、放射源、电离室22、线性度、迟滞23、与之、敏感元件、转换元件24、压阻、大25、变面积型、变介电常数型26、静态特性、线性度、敏捷度27、细分28、电荷29、直流、交流、很大、阻值（亮电阻）30、对臂电阻乘积相等31、电阻率32、导热能力差别33、增长34、提高敏捷度、改进非线性35、对随时间变化输入量36、输入量与输出量37、全桥、半桥、单臂电桥38、变气隙、变面积39、外光电40、越小41、静态42、导热系数43、串行44、用个人计算机45、模仿量、自辨认46、传感器正向输入与反向输入时输出特性不一致限度，传感器在稳态下输出变化对输入变化比值47、丝式、箔式，薄膜式48、不受力，温度恒定，批示应变随时间而变化；受恒力，温度恒定，批示应变随时间而变化49、互感、变气隙、变截面、螺管式50、0.2℃、0.2%51、电桥补偿法、补偿导线、冰浴法52、±0.35%.(0.7%)、±0.07%53、差动、互感、V字54、10mm、0.02mm、5um55、120转/分或2转/秒56、强弱电隔离57、逆压电效应、压电效应58、线性、非线性、短路电流59、提供气敏元件适当工作温度，使其有较高敏捷度、去除杂质60、30转/分二、选取题1.压电式传感器是属于（）型传感器。A.参量型B.能量转换C.电感型D.电容型2.当电阻应变片式传感器拉伸时，该传感器电阻（）A.变大B.变小C.不变D.不定3.极距变化型电容式传感器，其敏捷度与极距（）A.成正比B.成正比C.成反比D.平方成正比4.电涡流传感器是运用被测（）电涡流效应。A.金属导电材料B.非金属材料C.PVC5.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出敏捷度影响，可采用（）A.电压放大器B.电荷放大器C.相敏检波器D.全桥测量电路6.调频式电涡流传感器解调电路是（）A.电荷放大器B.相敏检波器C.鉴频器D.脉宽调制电路7.（）基本工作原理是基于压阻效应。A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻8.莫尔条纹光栅传感器是（）。A.数字脉冲式B.直接数字编码式C.调幅式9.金属电阻应变片电阻相对变化重要是由于电阻丝（）变化产生。A.尺寸B.电阻率10．用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法目是（）。A．接线以便B．减小引线电阻变化产生测量误差C．减小桥路中其他电阻对热电阻影响D．减小桥路中电源对热电阻影响11.单线圈螺线管式电感传感器广泛用于测量（）。A．大量程角位移B．小量程角位移C．大量程直线位移D．小量程直线位移12.螺线管三节式差动变压器重要由线圈组合、活动衔铁和导磁外壳构成。其零残存电压产生重要因素是（）。A．活动衔铁初始位置不适当B．两次级线圈电气参数和几何尺寸不对称C．磁性材料饱合13．电涡流式传感器激磁线圈电源是（）。A．直流B．不需要电源C．高频交流D．低频交流14．用电容式传感器测量液体物位时，应当选用（）。A．变间隙式B．变面积式C．变介电常数式D．空气介质变间隙式15．光敏电阻性能好、敏捷度高，是指给定电压下（）。A．暗电阻大B．亮电阻大C．暗电阻与亮电阻差值大D．暗电阻与亮电阻差值小16.一种热电偶产生热电势为EO，当打开其冷端串接与两热电极材料不同第三根金属导体时，若保证已打开冷端两点温度与未打开时相似，则回路中热电势（）。A．增长B．减小C．增长或减小不能拟定D．不变17．运用热电偶测温时，只有在（）条件下才干进行。A．分别保持热电偶两端温度恒定B．保持热电偶两端温差恒定C．保持热电偶冷端温度恒定D．保持热电偶热端温度恒定18．热敏电阻测温基本是依照它们（）。A．伏安特性B．热电特性C．标称电阻值D．测量功率19.在VXI三中零槽控制器方案中，（）方式最以便系统扩展和升级A.MXI总线控制方式B.内嵌式计算机（控制器）控制方式C.GPIB总线控制方式20.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出敏捷度影响，可采用（）A.电压放大器B.电荷放大器C.相敏检波器D.全桥测量电路选取题参照答案1B2A3C4A5B6C7A8B9A10B11D12B13C14C15C16D17C18B19A20B二、简述题比较金属应变片与半导体应变片在工作原理上相似点与不同点。2、霍尔元件温度误差产生因素及补偿办法。3、简述热电偶测温原理，阐明在热电偶回路中可引入连接导线和仪表根据是什么？4、什么是差动变压器式电感传感器零点残存电压？零点残存电压产生因素？5、简述电阻应变片温度误差产生因素及补偿办法6、简述形成莫尔条文光学原理，阐明莫尔条文有何重要特性？7、涡流存在条件？如何运用涡流效应进行位移测量？8、试比较纵向压电效应与横向压电效应工作原理异同。9、什么是传感器？传感器在测控系统中起什么作用？10、工业用热电偶测温，为什么要对热电偶进行冷端温度补偿？任举一种冷端补偿办法，并简要阐明补偿原理。11、运用电涡流式传感器测量物体位移。试问：如果被测物体是塑料材料制成，此时位移测量与否可行？为什么？12、什么是霍尔效应，并写出霍尔电势与电流强度和磁感应强度关系。13、简述正压电效应、逆压电效应及其物理机理。14、试简述光栅测量原理，并写出原理式。如果要提高传感器辨别力，应采用何种技术简述题参照答案相似点：都是将被测力转换为应变片电阻变化。不同点：金属应变片是运用电阻应变效应，在外力作用下发生机械变形，其电阻值发生变化。半导体应变片是运用压阻效应，受到作用力后其电阻率发生变化。半导体应变片敏捷系数远不不大于电阻丝应变片敏捷系数。霍尔元件是采用半导体材料制成，因而它们许多参数都具备较大温度系数。当温度变化时，霍尔元件载流子浓度、迁移率、电阻率及霍尔系数都将发生变化,致使霍尔电动势变化，产生温度误差。补偿办法：（1）采用恒流源供电和输入回路并联电阻（2）合理选用负载电阻阻值（3）采用恒压源和输入回路串联电阻（4）采用温度补偿元件(如热敏电阻、电阻丝等)（5）霍尔元件不等位电势采用桥路温度补偿热电效应，将两种不同材料导体或半导体串接成一种闭合回路，两个接点置于不同温度场，会产生电动势。冷端温度恒定，工作端置于被测温度场，由测得热电势可拟定被测体温度。中间导体定律，在热电偶回路中接入仪表或导线，只要两接点温度相似，不影响热电势大小。4、差动变压器在零位移时输出电压称为零点残存电压，它存在使传感器输出特性但是零点，导致实际特性与理论特性不完全一致。零点残存电压产生因素：两电感线圈等效参数不对称。5、产生因素：（1）应变片电阻丝有电阻温度系数。温度变化导致应变片阻值变化。（2）应变片电阻丝线膨胀系数与试件线膨胀系数不同，温度变化时，导致有附加电阻。补偿办法：办法1：应变片自补偿。选用温度系数小应变片，温度变化时，导致电阻变化小。办法2：桥路补偿。用与工作片特性同样补偿片，将它们接于电桥相临两臂，并置于同一温度场，温度变化时，工作片与补偿片阻值变化相似值。对电桥输出无影响。办法3：接成半桥或全桥电路，可实现温度补偿。6、当批示光栅和标尺光栅刻线相交一种微小夹角时，光源照射光栅尺，两光栅栅线透光某些与透光某些叠加，光线透过透光某些形成亮带，而两光栅透光某些分别与另一光栅不透光某些叠加，互相遮挡，光线透但是形成暗带。这种由于光栅重叠形成光学图案成为“莫尔条纹”。重要特性：运动相应关系、位移放大关系、误差平均效应。7、涡流存在条件：①存在交变磁场②导电体处在交变磁场中。涡流传感器测量基本原理是当传感器线圈与被测体之间距离发生变化时，将引起线圈等效阻抗变化，电涡流影响时等效阻抗Z函数关系式为在通电电流和被测材料拟定状况下，阻抗Z成为位移X单值函数，由Z可知X，因而实现位移测量。8、相似点：两种压电效应均为双向压电效应。加动态力后均在垂直于电轴表面上产生电荷。不同点：纵向压电效应与横向压电效应所产生电荷极性相反。纵向压电效应产生电荷与压电片几何尺寸无关，而横向压电效应产生电荷与压电片几何尺寸关于。9、能将被测量按一定规律转换为可用信号（普通指电量）器件或装置是传感器。传感器作为测控系统前哨，是获取外界信息重要手段和途径。它作为测控系统电五官，负责信息提取、转换和解决。它提取转换精度直接影响测控系统测控精度。10、热电偶热电势既与工作端温度关于，又与冷端温度关于，冷端温度变化，会对热电势产生影响，导致测量误差。因此要对热电偶冷端温度进行补偿。可采用补偿导线法，用与热电偶热电特性基本一致补偿导线将冷端连出，引到新冷端，保持新冷端温度不变，即可实现冷端温度补偿。亦可采用补偿电桥，将铜热电阻接于电桥电路中，铜热电阻与热电偶冷端置于同一温度场，室温时，电桥输出为0，冷端温度变化时，热电偶热电势变化值与电桥不平衡输出大小基本相等，符号相反，串联回路输出不受影响。达到补偿目。11、不行。由于电涡流只能在铁磁性材料上产生。12、半导体薄片置于磁场中，当它电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向两个面之间上产生电动势，此此现象为霍尔效应。霍尔电动势与电流强度和磁场强度成正比，与载流体厚度成反比。13、某些电介质一定方向上施加机械力作用而产生变形时，会引起它们内部正负电荷中心相对转移而产生电极化，此为正压电效应。若对电介质施加电场作用时，同样会引起电介质内部正、负电荷中心相对位移而导致电介质产生变形，此为逆压电效应。14、当批示光栅相对于标尺光栅移动时，每移过一种栅距，屏幕上移过一种莫尔条纹。莫尔条纹对光栅栅距具备放大作用，用光电元件计移过莫尔条纹数目，即可实现测量位移。原理式为X=NW。采用电子细分技术。三、计算分析题1、下图为压电传感器电压放大器电路原理图。若压电元件上受到正弦力为，电阻为，电容为。（1）阐明前置放大器作用（2）已推导出放大器输入端电压幅值为阐明为什么电压输出型压电传感器不适当测静态力？（3）阐明压电传感器与前置放大器之间连接导线为什么不适当随意更换长度？2、推导差动电容传感器变压器电桥输出空载电压表达式。下图3、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动，已知加速度计敏捷度为5PC/g，电荷放大器敏捷度为50mv/PC当机器达到最大加速度值时相应输出电压幅值为2V，试求该机器振动加速度。4、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板互相覆盖宽度为4mm。两极板间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态敏捷度？若极板相对移动2mm，求其电容变化量？已知5、（1）与简朴变间隙电容传感器相比，差动变间隙电容传感器有何长处？（2）若差动电容传感器动极板与定极板之间起始距离为d0，动极板向上移动△d。试用台劳公式推导电容值相对变化量。（3）若采用差动变间隙电容传感器，动极板上移，上极板间间隙减小，下极板间间隙增大，推导传感器敏捷度。6、下图为半波电压输出型差动整流电路。试阐明电路作用。（2）简述衔铁上移时电路辨向原理。7、霍尔元件、b、d尺寸分别为1.0cm×0.35cm×0.1cm，沿方向通以电流I＝1.0mA，在垂直面方向加有均匀磁场，传感器敏捷度系数为试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。(电子电荷量e=1.602*10-19C)8、一应变片电阻，用作应变为800um/m传感元件。求和9、（1）试比较石英晶体纵向压电效应与横向压电效应工作原理相似点和不同点。（2）要增大输出电压两片压电片应如何连接，若单片压电片电容为C，输出电压为U，写出连接后输出电压与电容值。（3）要增大输出电荷，压电片又应如何连接，若单片压电片电容为C，输出电荷为Q，写出连接后输出电荷与电容值。10、（1）与简朴自感传感器比较，差动自感传感器有何长处？（2）将差动自感传感器两个电感接于变压器电桥中，试推出输出电压。（3）若使差动自感传感器能辨向，应采用何种电路？（4）试分别画出辨向先后衔铁位移与传感器输出电压关系曲线。11、分析下图差动变压器相敏检波电路工作原理12、画出电涡流式传感器等效电路，简述电涡流传感器工作原理，计算线圈受金属导体影响后等效阻抗。13、光电编码器为什么采用循环码盘？若规定码盘能辨别角度0.36度，应至少用几位二进制码盘？(㏒2＝0.301)14、工业用铂电阻测温为什么多采用三线制电桥？将下图所示铂电阻用连线接于电桥电路并简述补偿原理。15、下图为差动变压器相敏检波电路，若衔铁下移。（1）试分析电路辨向过程。（2）阐明电路作用。16、下图为热电偶冷端温度补偿电桥电路。试分析阐明补偿原理，若采用补偿导线对热电偶冷端温度补偿，对补偿导线有何规定？17、下图为全波电压输出型差动整流电路。阐明此电路作用。差动变压器衔铁上移一段距离，试阐明电路辨向过程计算分析题参照答案1、（1）放大薄弱信号和阻抗变换（高输出阻抗输入变为低输出阻抗）。（2）测静态力，由公式可知，基本无输出电压。（3）变化导线长度，分布电容CC变化，输出电压变化，导致测量误差。2、推导差动电容传感器变压器电桥输出空载电压表达式。3、4、5、长处：提高敏捷度，减小非线性（3）6、(1)电路作用：鉴别衔铁位移大小和方向，消除零点残存电压。(2)上移时，差动变压器互感M1>M2Ui正半周，D1,D2导通，U2>0Ui负半周，D1,D2截止，U2=0经半波整流，只要衔铁上移U2>0，通过U2极性判断衔铁位移方向。7、8、9、（1）相似点：都是将力变为压电片电荷。不同点：纵向压电效应产生电荷只与力大小关于，与压电片几何尺寸无关。横向压电效应产生电荷既与力大小关于，又与压电片几何尺寸关于。（2）应串联，U串=2UC串=C/2。（3）应并联，Q串=2QC串=2C10、（1）长处：提高传感器敏捷度；减小非线性；消除温度等共模信号干扰。（2）（3）可采用相敏整流电路或差动整流电路。00XU0辨向后0（4）0辨向前辨向前11、分析下图差动变压器相敏检波电路工作原理当衔铁在零位以上时(1)载波信号在（0～）时U与U0同相，变压器A次级输出电压U1上正下负，U2上正下负；变压器B次级输出电压U01左正右负，U02左正右负。U1正端接节点4，U01正端接节点1，由于，因此4点电位低于1点，D1截止；U1正端接节点4，U01负端接3，3点电压低于4点，D4截止；U2负端接2，U01正端接1，1点电位高于2点，D2导通；U2负端接2，U02负端接3，由于U02>>U2，3点比4点电位更负，D3导通。此时，D2回路，方向自下而上流经D3回路，方向自上而下流经由于，因而，流经电流方向为自下而上，电压方向为下正上负，设，此时电压为正。（2）载波信号为下半周（）时U1上正下负，U2上正下负；变压器B次级输出电压U01左负右正，U02左负右正。U1负端接节点4，U01负端接节点1，由于4点电位高于1点，D1导通；U1负端接节点4，U01正端接3，3点电压高于4点，D4导通；U2正端接2，U01负端接1，1点电位低于2点，D2截止；U2正端接2，U02正端接3，由于U02>>U2，2点比3点电位低，D3截止。D1回路，方向自上而下流经D4回路，方向自下而上流经由于，因而，此时上电流为自下而上，电压为正2）当衔铁为零位如下时，分析状况同上此时，上电流始终为自上而下，因而，上电压为负因而，当衔铁在零位以上时，上电压始终为正，当衔铁在零位如下时，上电压始终为负。以次来判断衔铁移动极性，并且消除了零点残存电压。12、等效电路如图R1MR2~L1L2依照克希霍夫定律，可得方程或等效阻抗为13、可避免二进制码盘由于制作工艺限制及光电元件安装位置误差，几位码同步跳变时导致错码。循环码盘其循环码相临两位只有一位变化，虽然有误差，误差只有360°/2n。由360°/2n≤0.36°2n≥1000n≥10。至少用10位二进制码盘。14、消除长连接导线电阻对测