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1、自动检测与转换技术题库含答案第一章 检测技术的基础知识（本文档适合 电气工程类 专业 同学朋友们，希望能帮到你们）一、 填空题1检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要容的应用技术学科。2一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。3传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。4在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值 2/3 的区域。5准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。6仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决

2、定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。7、若已知某直流电压的大致围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压 1.5 倍的电压表。（因为 U2/3Umax）8 、有一温度计，它的量程围为 0200，精度等级为 0.5 级。该表可能出现的最大误差为 1 ，当测量 100 时的示值相对误差为 1% 。9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节， 它的作用是将 非电量转换成与之具有一定关系的 电量 。10、传感器一般由 敏感元件 和 转换元件 两部分组成。11、某位移传感器，当输入量变化 5mm 时，输出电压变化 300mv，其灵敏度为60mv/mm 。

3、二、选择题1在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。A 传感器 B. 测量电路 C. 输出单元2构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。A 转换元件 B敏感元件 C转换电路 D嵌入式微处理器3有四台量程均为 0-600的测量仪表。今要测一约为 500的温度，要求相对误差2.5%，选用精度为 D 的最为合理。A 5.0 级 B2.5 级 C2.0 级 D1.5 级4有四台量程不同，但精度等级均为 1.0 级的测温仪表。今欲测 250的温度，选用量程为 C 的最为合理。A 01000 B300500 C0300 D05005某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、 10

4、kg 苹果、 1kg 巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 。A 绝对误差 B示值相对误差 C满度相对误差 D精度等级6在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 左右为宜。A3 倍B10 倍C1.5 倍D0.75 倍7用万用表交流电压档（频率上限为 5kHz）测量 100kHz、10V 左右的高频电压，发现示值不到 2V ，该误差属于 D 。用该表主流电压档测量 5 号电池电压，发现每次示值均为 1.8V,该误差属于 A 。A 系统误差 B粗大误差 C随机误差 D

5、动态误差8重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了 。A 提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D提高可靠性能三、计算题1有一温度计，它的测量围为 0200，精度为 0.5 级，求：1）该仪表可能出现的最大绝对误差。2）当示值分别为 20、 100时的示值相对误差。2已知待测拉力约为 70N 左右。现有两只仪表，一只为 0.5 级,测量围为 0500N；另一只为 1.0 级，测量围为 0100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？第二章 电阻传感器一、填空题1气泡式水平仪结构如下图所示， 密封的玻璃充入导电液体， 中间保留一个小气泡。玻璃管两端各引出一

6、根不锈电极。在玻璃管中间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。试填空。1） 当被测平面全完水平时，气泡应处于玻璃管的中间位置，左右两侧的不锈钢电极与公共电极之间的电阻 R1、R2 的阻值相同。如果希望此时电桥的输出电压U0=0，则 R1、R2、R3、R4 应满足 R1 R3= R2 R4 的条件。如果实际使用中，发现仍有微小的输出电压，则应调节 RP1，使 U0 趋向于零。2） 当被测平面向左倾斜（左低右高）时，气泡漂向右边， R1 变小， R2 变大，电桥失去平衡，增大。3） Ui 应采用交流电源（直流 /交流），目的是防止产生极化电解。2下图是汽车进气管道中使用的热丝式气体流速（流量）仪的

7、结构示意图。在通有干净且干燥气体、截面积为 A 的管道中部，安装有一根加热到 200左右的细铂丝R1 ( Rt1 )。另一根相同长度的细铂丝（ Rt2）安装在与管道相通、但不受气体流速影响的小室中，请分析填空。1)当气体流速 v0 时， Rt1 的温度与 Rt2 的温度 相等 ，电桥处于 平衡 状态。当气体介质自身的温度发生波动时， Rt1 与 Rt2 同时感受到此波动， 电桥仍然处于 平衡 状态，所以设置 Rt2 是为了起到温度补偿的作用。2)当气体介质流动时，将带走 Rt1 的热量，使 Rt1 的温度变 低 ，电桥 失去平衡 ，毫伏表的示值与气体流速的大小成一定的函数关系。图中的 RP1

8、称为 调零 电位器，RP2 称为 调满偏 电位器。3)设管道的截面积 A=0.01m2,气体流速 v=2m/s，则通过该管道的气体的体积流量qV=Av=0.02 m3/s。4)如果被测汽体含有水气，则测量得到的流量值将偏 大 （大 /小），这是因为 水汽的传热系数大，带走的热量多；如果 Rt1、Rt2 改用铜丝，会产生 氧化 问题。3下图为自动吸排油烟机原理框图，请分析填空。1)图中气敏电阻是 UL-281 类型，被测汽体浓度越高，其电阻值就越 小 。2)气敏电阻必须使用加热电源的原因是 加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物，通常须将气敏电阻加热到200300左右。因此使

9、用电池为电源、作长期监测仪表使用时，电池的消耗较 大 (大/小)。3)当气温升高后， 气敏电阻的灵敏度将 降低 (升高 /降低 )。所以必须设置温度补偿电路，使电路的输出不随气温的变化而变化。4)比较器的参考电压 UR 越小，检测装置的灵敏度就越 高 。若希望灵敏度不要太高，可将 RP 往 右 （左 /右）调节。5)该自动吸排油烟机使用无触点的晶闸管而不用继电器来控制排气扇的原因是防止电弧 。6）由于即使在开启排气扇后器敏电阻的阻值也不能立即恢复正常，所以在声光报警电路，还应串接一只控制开关，以消除喇叭（喇叭 /LED ）继续烦人的报警。4热敏电阻按其温度系数可分为负温度系数热敏电阻（ NTC

10、）和正温度系数热敏电阻（ PTC）两大类。5对于电阻应变片，最好和最常用的温度补偿方法是电桥补偿法，其中尤其以双臂工作（或称半桥差动）电桥补偿法最常见。6电阻应变片式压力传感器通常用测量电桥作为转换电路。7最常见的电阻应变片的基准电阻值为 120。8金属热电阻主要包括 铂 、 铜 和镍电阻等。半导体热敏电阻主要包括 PTC、 NTC 二种类型。9、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 突变 型热敏电阻。10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 增大 这一特性来测量温度的。11、金属电阻的 应变效应 是金属电阻应变片工作的物理基础。12、应变式传感器在外力作用下主要是 电阻率 发生变化，压阻式

11、传感器在外力作用下主要是 压阻系数 发生变化，两者都引起 电阻值 发生变化。13、 对于电阻应变片，最常见的温度补偿方法是 双臂半桥和全桥 补偿法。14、常用的电阻应变片分为两大类： 金属应变片 和 半导体应变片 。15、半导体应变片是利用半导体材料 压阻效应 制成的一种纯电阻性元件。二、选择题1制作应变片的敏感栅的材料中，用的最多的金属材料是（ c ）.铜 .铂 .康铜 .镍铬合金2热电阻测量转换电路采用三线制是为了 D 。A提高测量灵敏度 B减小非线性误差 C提高电磁兼容性 D减小引线电阻的影响3电子秤中所使用的应变片应选择B 应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择 D 。A 金属丝式B

12、金属箔式C电阻应变仪D固态压阻式传感器4应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择 C 测量转换电路。A 单臂半桥 B双臂半桥 C四臂全桥5在使用测谎仪时，被测试人由于说谎、紧而手心出汗，可用D 传感器来检测。A应变片B热敏电阻C气敏电阻D湿敏电阻6MQN气敏电阻可测量C 的TiO2 气敏电阻可测量D 的浓度。ACO2BN2C气体打火机车间的有害气体D锅炉烟道中剩余的氧气7、通常用应变式传感器测量（）A. 温度B.速度C.加速度D.压力8、气敏传感器构成的换气扇自动控制电路。换气扇通电采用 SCR器件进行控制。这是为了 B :A、使系统响应快 ；B、避免产生电火花 ，提高安全性

13、 ； C、降低成本 ；D、便于电路设计。9、气敏元件开机通电时的电阻很小，经过一定时间后，才能恢复到稳定状态；另一方面也需要加热器工作，以便烧掉油雾、尘埃。因此，气敏检测装置需开机预热 C后，才可投入使用。A、几小时； B、几天； C、几分钟； D、几秒钟三、计算题1.有一金属热电阻，分度号为 Pt100, 与三固定电阻 R2=R3=R4=100组成平衡电桥，Ui=5V，求（1）该电阻的材料；（2）0的电阻值；（3）计算 t=40 时电桥的开路输出电压 Uo.( 由分度表可知， 40时 Pt100 的阻值为 119.54 )2、采用阻值为 120、灵敏度系数 K=2.0 的金属电阻应变片和阻值

14、为 120的固定电阻组成电桥，供桥电压为 4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为 1 和 1000 时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。3、电阻应变片阻值为120，灵敏系数K2，沿纵向粘贴于直径为0.05m 的圆形钢柱表面，钢材的E2 1011 N m2，0.3 。求钢柱受10t拉力作用时，应变片的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴、受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？四、分析题1、下图所示功率晶体管保护电路中， Rt 使用的是 PTC 元件，试述其工作原理。1、工作原理： GTR 为被保护的功率晶体管， RL 为

15、负载电阻， Rt 为 PTC 元件，该元件随着温度升高电阻阻值增大。当 GTR 功率晶体管正常工作时， Rt 阻值适当，给晶体管提供一定工作电流。当 GTR 功率晶体管随着功率增大而温度升高或出现负载短路而使 GTR 功率晶体管电流过载温度迅速上升时， Rt 阻值增大， Rt 与 RC 组成的分压电路使 RC 分压减小。当温度上升过高其 RC 分压不足以使 GTR 导通时， GTR 关闭，保护了功率晶体管。第三章 电感传感器一、 填空题1、电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈 自感系数 或 互感系数 的变化，从而导致线圈 电感量 改变这一物理现象来实现测量的。2 、自感式传感器主要有 变面积

16、式 、 变隙式 和 螺线管式三种类型。3差动变压器能将被测位移转换成传感器线圈的互感变化量，其次级为差动结构。4下图是差动变压器式振动幅度测试试传感器示意图。请分析其测量振幅的原理，并填空。当振动体因振动而向左位移时，由于衔铁惯性较大，所以留在原来的位置，基本不动，所以相对于差动变压器线圈而言，相当于向右移动。 N1 与 N21 之间互感量 M1 减小，所以 U 21 变小。而 N1 与 N22 之间的互感量 M 2 增大，所以 U 22 变大。 U 0 U 21 U 22 ，其绝对/反之，当振动体向右位移时，衔铁向左位移，U 0 与U i 反相。5生产布料的车间用下图来检测和控制布料卷取过程

17、中的松紧程度。请分析填空。当卷取辊转动太快时， 布料的力将增大 （增大 /减小）。导致力辊向上 （上 /下）位移。使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。 N21 与 N1 之间的互感量 M 1 增加（增加 /减小），N22 与 N1 的互感量 M 2U0 为负（负 /正）值，速变慢（快 /慢），从减小。因此U 21 增大（增大/减小），U 22 减小，经差动检波之后的去控制伺服电动机，使它的转而使力恒定。二、选择题1希望线性围为 1 ，应选择线圈骨架长度为 B 左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。A2 B20 C400 D1 2自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了情况 C

18、。A加长线圈的长度从而增加线性围 B将输出的交流信号转换成直流信号C使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度3.用差动变压器测量较大的线位移时，若只要求测量位移的大小而不必辨明方向，最简单的信号处理方法是用 作为测量电路， 若既要求测知位移大小， 又要辨明方向，则一般采用。（ C）A整流电路整流电路B高频载波调制电路差动整流电路;C整流电路相敏检波电路D相敏检波电路整流电路4、在工厂生产过程中，远距离传送信号，现在通常选用具有 D 输出的标准变送器。A、 02V、 B 、15V 、C、010mA 、 D、420mA。5、单线圈管式电感传感器广泛用于测量 C ：A、大量程角位移； B、

19、小量程角位移； C、大量程直线位移； D、小量程直线位移。6、螺线管式差动变压器传感器的两个匝数相等的二次绕组，工作时是 B ：A、同名端并联； B、同名端接在一起反向串联； C、异名端并联； D、异名端接在一起串联。三、综合题有一台两线制压力变送器，量程围为 01MPa，对应的输出电流为 420mA。求：1）压力 p 与输出电流 I 的关系表达式。2）画出压力与输出电流间的输入 /输出特性曲线。第四章 电涡流式传感器 第五章 电容式传感器第六章压电式传感器一、 填空题1电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介电常数型三种。2、电容式传感器采用 电容 作为传感元件，将不同的 被测量 变化转换为

20、电容量 的变化。3变间隙型电容传感器一般用来测量微小的线位移（ 0.01um 至终点几 um）；变面积型电容传感器一般用于测量较大的线移位或角位移； 变介电常数型电容传感器一般用于测量固体或液体的物位以及各种介质湿度、密度的测定。4为提高电容传感器的灵敏度，减小测量误差，其桥式测量电路一般采用差动接法。5电容式物位计利用被测物与空气介电常数的不同进行物位检测的，它能够把物位的变化转换成 电容量 的变化。6、压电式传感器利用 压电 效应工作，常用的前置放大器有电压放大器和 电荷放大器 。7若石英晶体片受 X 轴向压力时电荷的上表面为正，下表面为负，则当其受 Y 轴向拉力时的电荷为上正下负。8压电

21、式传感器最主要用途是用来测量机械振动和加速度9绝对压力以真空为参考点，而表压（或相对压力）以环境大气压为参考点。10常用压电材料分压电晶体和压电瓷、 高分子压电材料三大类， 其中应用最普遍的是压电瓷。11压电式压力传感器的转换电路中都有前置放大器， 其作用是信号放大和阻抗变换。12电涡流测厚仪是基于 电涡流 效应制成的。13高频反射式涡流传感器的测量围为平面线圈外径的 1/31/5。14低频电涡流传感器的测试频率一般选 1kHz。15、用石英晶体制作的压电式传感器，晶面上产生的 电荷 与作用在晶面上的压强成正比。二、选择题1在两片间隙为A塑料薄膜1 的两块平等极板的间隙中插入 C ，可测得最大

22、的电容量。B干的纸 C湿的纸 D玻璃薄片2已知石英晶体压电元件当受到X 轴向压力时，表面电荷极性为C ；则当其受到Y轴向压力时表面电荷极性为 A 。A 上“- ”下“ +” B上下均为“ +” C上“ +”下“- ” D上下均为“ - ”3动态力传感器中，两片压电片多采用 B 接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用 A 接法，可使输出电压达到上万伏，从而产生电火花。A 串联 B并联 C既串联又并联4电子卡尺的分辨率可达 0.01 ，行程可达 200 ，它的部所采用的电容传感器型式是B。A变极距式 B变面积式 C变介电常数式5在电容传感器中，若采用调频法测量转换电

23、路，则电路中 B 。A电容和电感均为变量 B电容是变量，电感保持不变C电容保持常数，电感为变量 D电容和电感均保持不变6自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是 B 。A瞬时流量，单位为 t/hB累积流量，单位为 t 或 m3B 瞬时流量，单位为 kg/sD累积流量，单位为 kg7将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的C ；蜂鸣器中发出“嘀嘀 ”声的压电片发声原理是利用压电材料的D。A 压变效应 B电涡流效应 C压电效应 D逆压电效应8当石英晶体受压时，电荷产生在 B 。A 与光轴垂直的z 面上B电轴垂直的x 面上C与机械轴垂直的y 面上D所有的面（x、y、z）上9在实验室作检

24、验标准用的压电仪表应采用 D 压电材料；能制成薄腊，粘帖在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用 C ；用在压电材料压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用 B 。A PTC BPZT CPVDF DSiO210电涡流的特点可描述为 A 。A 高频趋肤、中频滞留、低频透射 B高频滞留、中频趋肤、低频透射C高频趋肤、中频透射、低频滞留 D高频透射、中频滞留、低频趋肤11欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为 D 。而用于测量小位移的螺线管式自感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为 B 。A50100Hz B 110kHz C1050kHz D100kHz2MHz12电涡流

25、接近开关可以利用电涡流原理检测出 C 的靠进程度。A 人体 B液体 C黑色金属零件 D塑料零件13电涡流探头的外壳用 B 制作较为恰当。A 不锈钢 B塑料 C黄铜 D玻璃14欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为 D 左右的电涡流探头。欲测量油管表面和细小裂纹，应选择直径为 B 左右的探头。A 0.1mmB5mmC50mmD500mm15电涡流探头的激励频率从100kHz 提高到900kHz 时，电涡流的渗透深度将D 。A增加1 倍B增加2 倍C减少到原来的1/2D减少到原来的1/316、在电容传感器中，如果应用调频法测量转换电路，则电路中 B 。A 、电容和电感均为变量； B、电容是变量，

26、电感保持不变；C、电感为变量，电容保持不变； D、电容和电感均保持不变。17 在以下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。A、电容式 B 、电阻式 C 、压电式 D 、电感式18、测量粗纤维纸浆的流量应选用（ B）流量计。A 容积式腰轮 B 电磁式 C 速度式叶轮 D 振动式旋涡19、 电磁流量计是利用（ C）原理制成的流量测量仪表。A 振荡 B 振幅 C 电磁感应 D 卡门涡街三、计算题：1、压电示加速度传感器的电荷灵敏度是 kg=12Pc/m 反馈电容 Cf=1200PF，若被测加速度为 a=450m/s2 时，求电荷放大器的输出电压。2、某电涡流式转速传感器用于测量一个转轴的转速，在转轴所带的圆盘上沿圆周方向均布 18 个小槽，电涡流式转速传感器与 18 个小槽对应，如果电涡流式转速传感器的输出为 uout=Um cos(2 900t+ /5) 时，求该转轴转速是每分钟多少转？3 、已知石英晶体加速度计灵敏度为 5pC/g，电荷放大器灵敏度为 50mV/pC，被测构件达到最大振动加速度时输出电压幅值位 2V，求该构件的最大振动加速度。第七章 超声波传感器 第八章 霍尔传感器一、填空题1f 20 kHz