检测与仪表复习题.docx

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检测与仪表复习题

一、填空

1.1根据误差的性质及其产生的原因，可分为（.系统）误差、（随机）误差和（过失）误差。

（系统）误差表征测量结果的准确度；（随机对）误差表征测量结果的精密度。

1.2在校验一块满刻度为Um=300V的电压表时，若测得它的最大绝对误差为⊿xm=6V，则其最大满刻度引用误差为（2%），该表的精度等级应定为（2.0）级。

1.3检测系统的静态特性指标有测量范围和量程，（灵敏度），分辨力和分辨率，（精度），（线性度），（迟滞），以及稳定度。

检测系统的动态特性通常用（阶数）响应和（正弦）响应来衡量。

1.4电位器式传感器可以把（直线）位移或（转角）位移转换成具有一定函数关系的输出电阻或输出电压。

1.5电容式传感器有变（极短）型、变（面积）型和变（介质）三种基本类型。

1.6常用的电感式传感器有自感式、（互感）式和（电涡流）式三种；自感式传感器又可分为变（气隙）型、变（面积）型和（螺线管）型三种。

1.7在压电材料的机械轴或电轴方向施加压力或拉力，而在垂直于电轴的表面上产生电荷的现象称为（正）压电效应；在压电材料的电轴方向施加电压，而机械轴方向产生机械变形的现象称为（逆）压电效应。

在压电材料X轴施加压力，而在垂直于X轴的平面上产生电荷的现象，称为（纵向）压电效应；在压电材料Y轴施加压力，而在垂直于X轴的平面上产生电荷的现象，称为（横向）压电效应；

1.8在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为（外）光电效应；在光线的作用下，使物体的电阻率发生变化，或产生光生伏特效应现象称为（内）光电效应。

光照射在半导体的PN结时，在PN结两端产生电动势的现象，称为（光生伏特）效应。

1.9衡量仪表精确度的指标有两个，一个是精密度，另一个是准确度。

（精密度）用于衡量仪表示值的分散程度；（准确度）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度；（精确度）是精密度和准确度的综合反映。

1.10根据误差的性质及其产生的原因，可分为（系统）误差、（随机）误差和（过失）误差。

（系统）误差表征测量结果的准确度；（随机）误差表征测量结果的精密度；含有（过失）误差的测量值称为坏值。

1.11在测量过程中，当输入量x不随时间变化时，输出量y与输入量x的函数关系，称为检测系统的（ staticcharacteristic（静））态特性；反之，当输入量x随时间变化时，输出量y与输入量的函数关系，称为检测系统的（dynamiccharacteristic（动））态特性。

1.12阻抗型传感器有（电阻）式传感器、（电容）式传感器和（电感）式传感器三种类型。

1.13常用的金属热电阻有（铂）电阻，（铜）电阻和镍电阻。

1.14压电传感器是基于压电材料的压电效应工作的。

外力使压电材料变形而在其极化表面上产生电荷称为（正）压电效应；在压电材料极化表面上施加电场而使压电材料产生机械变形称为（逆向）压电效应。

在压电材料X轴施加压力，而在垂直于X轴的平面上产生电荷的现象，称为（纵向）压电效应；在压电材料Y轴施加压力，而在垂直于X轴的平面上产生电荷的现象，称为（横向）压电效应；

1.15压电传感器的前置放大器有电压放大器和电荷放大器之分。

（电压）放大器的输出电压与连接传感器的电缆长短有关；（电荷）放大器的输出电压与连接传感器的电缆长短无关。

1.16热电偶产生的热电动势包括两种不同导体的（接触）电动势和同一导体的（温差）电动势。

其中（接触）电动势在热电偶回路中起主要作用。

二、单项选择题

2.1（A）用于衡量仪表示值的分散程度。

A．精密度；B．准确度；C．精确度。

2.2（B）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度。

A．精密度；B．准确度；C．精确度。

2.3精度为2.0级的仪表比精度为1.0级的仪表的精度（B）。

A．高；B．低；C．高一级。

2.4在检测系统中，输出量的增量与输入量的增量之比称为（A）。

A．灵敏度；B．线性度；C．测量元件。

2.5在检测系统中，实测的输入输出特性曲线与选定拟合直线的不吻合程度，称为系统的（A）。

A．线性度；B．重复性；C．滞迟。

2.6检测系统在正、反向行程中，输入-输出曲线不重合程度，称为系统的（C）。

A．线性度；B．重复性；C．滞迟。

2.7能引起检测系统输出量发生变化的输入量的最小变化量，称为系统的（C）。

A．迟滞；B．通频带；C．分辨力。

2.8下列检测系统的特性指标中，（C）属于系统的动态特性指标。

A．迟滞；B．线性度；C．超调量。

2.9下列检测系统的特性指标中，（A）属于系统的静态特性指标。

A．迟滞；B．通频带；C．超调量。

2.10在变间隙型自感传感器中，当铁心与衔铁的间隙变小时，线圈的电感将（B）。

A．变小；B．变大；C．不变。

2.11电阻应变片必须与（A）配合，才能组成传感器。

A．弹性元件；B．刚性元件；C．光敏元件。

2.12为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用（C）放大器。

A．电压；B．比例；C．电荷。

2.13差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（B）的变化，从而获得相应的电压输出。

A．自感；B．互感；C．频率。

2.14差动式电感传感器和差动式电容传感器能（A）。

A．既提高灵敏度，又减小非线性；

B．减小非线性，但会降低灵敏度；

C．提高灵敏度，但会增大非线性。

2.15变频测量电路主要用于将（A）的变化转换成频率的变化。

A．电感或电容；B．电流；C．电压。

2.16测量1000°C以上的温度，宜采用（A）式传感器。

A．热电偶；B．热电阻；C．热敏电阻。

2.17根据外光电效应制造的光电元件有（C）。

A．光敏电阻；B．光敏二极管；C．光电管。

2.18下列传感器可实现非接触测量的是（B）传感器。

A．电位器式；B．霍尔式；C．压电式。

2.19国家标准规定，用（）来定义和划分仪器仪表的精度等级。

A．绝对误差；B．相对误差；C．引用误差。

2.20能引起检测系统输出量发生变化的输入量的最小变化量，称为系统的（C）。

A．迟滞；B．通频带；C．分辨力。

2.21电阻应变片受到纵向压缩应变时，其阻值会（B）。

A．变小；B．变大；C．不变。

2.22电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（C）输出。

A．电荷；B．电流；C．电压。

2.23带相敏整流的交流电桥可用于判断（A）的方向。

A．差动自感传感器衔铁移动；B．压电式传感器电荷；C．霍尔传感器磁场强度。

2.24差动脉冲调宽电路可用于将（B）的变化转换成脉冲宽度的变化。

A．热电阻传感器电阻；B．差动电感传感器电感；C．热电偶输出电压。

2.25差动变压器式传感器中线圈之间的互感M随（A）而变化。

A．衔铁位移的变化；B．一次电压的变化；C．二次电流的变化

2.26在变极距型电容传感器中，当电容两极板之间的极距变大时，传感器的电容将（B）。

A．变大；B．变小；C．不变。

2.27压电式传感器只能用于测量（B）物理量。

A．静态；B．动态；C．恒定。

2.28下列传感器中，（B）传感器必须采用接触式测量。

A．霍尔；B．压电式；C．光电式。

2.29下列传感器中，（C）传感器可实现非接触式测量。

A．电位器式；B．压电式；C．光电式。

2.31、在图2.1的桥式电路中，输出电压的表达式为U0=（A）。

A．

B．

C．

。

2.32．在图2.2的热电偶串联电路中，输出电压的表达式为U0=（C）。

A．

B．

C．

2.33．在图2.1的桥式电路中，输出电压的表达式为U0=（C）。

A．

B．

C．

2.34、在图2.1的热电偶串联电路中，输出电压UO=（A）。

A．

B．

C．

三、判断题（正确者在题末尾处的括号里打“√”，否则打“×”）

3.1检测系统的线性度属于系统的静态指标。

（√）

3.2检测系统的响应时间属于系统的动态指标。

（√）

3.3线绕电位器的分辨力比非线绕电位器的分辨力高。

（×）

3.4采用热电阻测温时，通过热电阻的电流越大，测量精度越高。

（×）

3.5通常，半导体热敏电阻比金属热电阻的灵敏度高。

（√）

3.6气敏电阻使用前必须加热，而湿敏电阻使用前无须加热。

（×）

3.7电阻应变片受到纵向拉伸应变时，应变片的阻值将增大。

（√）

3.8变极距型电容传感器的线性度比变面积型电容传感器好。

（×）

3.9带相敏整流的交流电桥可判别差动式电感传感器衔铁移动的方向。

（√）

3.10给压电元件施加电场使压电元件发生机械变形为正压电效应。

（×）

3.11石英晶体压电元件的压电常数比压电陶瓷的压电常数大。

（×）

3.12热电偶的热电势随热端和冷端的温差的增加而增大。

（√）

3.13热电偶分度表是反映冷端温度为零度时，热端温度与热电势对应关系的表格。

（√）

3.14霍尔传感器的霍尔电压与激励电流和磁感应强度成反比。

（×）

3.15霍尔电流传感器不仅可用于测量交流电流，而且可用于测量直流电流。

（√）

3.16压电元件在某一方向具有正压电效应，则在该方向必有逆压电效应（√）

3.17光电倍增管的灵敏度比光电管高。

（√）

3.18光敏电阻没有受光照射时的伏安特性与电阻的伏安特性类似。

（√）。

3.19使用光电二极管组成传感器时，光电二极管应加反向电压。

（√）

3.20光电池的开路电压与光线的强度呈线性关系。

（×）

3.21检测系统的迟滞属于检测系统的动态指标。

（×）

3.22检测系统的超调量属于检测系统的静态指标。

（×）

3.23电阻应变片受到纵向压缩应变时，应变片的阻值将增大。

（×）

3.24为了减小金属热电阻的自热误差，流过金属热电阻的工作电流不宜太大。

（√）。

3.25金属热电阻比半导体热敏电阻的灵敏度高。

（×）

3.26采用气敏电阻测量气体浓度时必须首先对气敏电阻加热。

（√）

3.27采用湿敏电阻测量环境湿度时不需要首先对湿敏电阻加热。

（）

3.28变极距型电容式传感器的灵敏度随极距的不同而变化。

（√）

3.29变面积型自感式传感器的线性度比变气隙型自感传感器式好。

（√）

3.30压电传感器的前置放大器采用电压放大器时，输出电压不随连接电缆的电容的变化而变化。

（）

3.31石英晶体压电元件的压电常数比压电陶瓷的压电常数小。

（×）

3.32热电偶测温传感器宜用来测量1000°C以上的高温。

（√）

3.33光敏电阻是根据外光电效应原理制成的。

（×）

3.34使用光电二极管组成传感器时，光电二极管应加正向电压。

（√）

3.35光电晶体管的灵敏度比光电二极管高。

（√）

3.36霍尔电流传感器可以实现非接触测量。

（√）

3.37霍尔电流传感器只能用于测量直流电流。

（×）

四、解析题

4.1变面积差动自感传感器的传感元件结构如图3.3（a）所示，测量电路采用图3.2（b）所示的交流电桥。

当衔铁在中间位置时，上、下铁芯与衔铁的覆盖面积均为S=2.0×10-4m2；当衔铁上移△x时，上面铁芯与衔铁的覆盖面积增加△S=0.20×10-4m2，下面铁芯与衔铁的覆盖面积减小△S=0.20×10-4m2。

1）求输出电压与△S的关系式；

2）求

V时，uo=?

图4.1

4.2某平面直线位移型差动电容器传感器如图4.2（a）所示。

已知极板宽b1=b2=b，极距d1=d2=d，初始位置时l1=l2=l=0.10m。

测量电路采用图4.2（b）所示的交流电桥，变压器二次电压

V。

1）求动极板左移△l时，输出电压uo与△l的关系式；

2）求动极板左移△l=0.010m时，输出电压uo的值。

图4.2