1、检测技术习题集1概述自动检测技术习题集及部分参考答案第一章 传感器和测量的基本知识1-1 测量的基本概念复习思考题1测量的定义及其内容是什么？2直接测量和间接测量的定义是什么？ 3直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？ 4仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5仪表分辨力的定义是什么？ 作业题1测量是借助 和 ，通过 和 ，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得 与 之间的关系。（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2 测量是将被测量与 通过专用的技术和设备进行 。获得被测量对比 。表示测量结果时，必须注明 。（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标
2、准量x0的单位）3 直接测量是从事先 上读出被测量的大小。间接测量是利用 与 之间的函数关系，先测出 ，再通过相应的函数关系， 被测量的数值。（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4 直接测量方法中，又分 ， 和 。（零位法；偏差法；微差法）5 零位法是指 与 在比较仪器中进行 ，让仪器指零机构 ，从而确定被测量等于 。该方法精度 。（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6 偏差法是指测量仪表用 相对于 ，直接指出被测量的大小。该法测量精度一般不高。（指针、表盘上刻度线位移）7 微差法是 和 的组合。先将被测量与一个 进行 ，不足部分再用 测出。（零位法
3、；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8 测量仪表指示值 程度的量称为精密度。测量仪表指示值有规律地 程度的量称为准确度。（不一致；偏离真值）9 测量仪表的精确度简称 ，是 和 的总和，以测量误差的 来表示。（精度；精密度；准确度；相对值）10 显示仪表能够监测到被测量 的能力称分辨力。（最小变化）1-2 传感器的一般特性复习思考题1试述传感器的定义及其在检测中的位置。2传感器静态特性和动态特性的定义是什么？ 3传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？ 作业题1传感器是 与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与 的 的机构。它是检测和控制中最关键的部分。（最初；被测量有确定对应关系；电量）
4、2通常用传感器的 和 来描述传感器输出-输入特性。（静态特性；动态特性）3传感器静态特性的主要技术指标包括 、 、 和 。（线性度；灵敏度；迟滞；重复性）4传感器测量动态信号时，其输出反映被测量的 和被测量变化 的能力称动态特性。（大小；波形）5传感器线性度是指实际输出-输入特性曲线与理论直线之间的 与输出 。（最大偏差；满度值之比）6传感器灵敏度是指稳态标准条件下， 与 之比。线性传感器的灵敏度是个 。（输出变化量；输入变化量；常数）7传感器迟滞是指传感器输入量增大行程期间和输入量减少行程期间， 曲线 。（输入-输出；不重合程度）8传感器的重复性是指传感器输入量在同一方向（增大或减小）做全程
5、内连续 所得输出-输入特性曲线 。（重复测量；不一致程度）9传感器变换的被测量的数值处在 状态时，传感器的 的关系称传感器的静态特性。（稳定；输入-输出）1-3 传感器中的弹性敏感元件复习思考题1传感器由那两个部分组成？各自的定义是什么？ 2机械弹性元件的输入和输出各是什么？ 3弹性元件的弹性特性用什么表示？各自的定义是什么？ 4弹性元件形式上分那两类？ 作业题1传感器一般由 元件和 元件两部分组成。（敏感；传感）2传感器中的敏感元件是指 被测量，并输出与被测量 的元件。（直接感受；成确定关系的其它量）3传感器中传感元件是指感受由 输出的、与被测量成确定关系的 ，然后输出 的元件。（敏感元件；
6、另一种非电量；电量）4传感器的机械弹性敏感元件中，它们输入的是 、 、 和 等各种非电量，它们的输出是弹性元件本身的 ，如 、 和 。（F（力）；P（压力）；M（力矩）；T（温度）；变形；应变；位移；转角）5传感器中弹性元件的弹性特性是指作用在弹性元件上的 与相应 之间的关系，通常用 或 表示。（力；变形；刚度；灵敏度）6传感器中弹性元件的灵敏度是指在 ，弹性元件产生的 。灵敏度大的弹性元件，表明该元件 。（单位力作用下；变形；软，变形大）7传感器中的弹性元件，形式上分为变换 的弹性元件和变换 的弹性元件。（力；压力）第二章 电阻式传感器及应用2-1 热电阻复习思考题1什么叫热电阻效应？试述金
7、属热电阻效应的特点和形成的原因。（p22）2阐述热电阻式传感器的概念、功能及分类。（学习指导p3）3制造电阻体的材料应具备哪些特点？常用热电阻材料有哪几种？（学习指导p3）4WZP和WZC各表示什么含义？它们的标准分度表的温度适用范围与XX电阻比各为多少？此表如何使用？（学习指导p3）5用热电阻传感器进行测温时，经常采用哪种测量线路？热电阻与测量线路有几种连接方式？通常采用哪种连接方式？为什么？ 6概述热电阻式流量计的工作原理。作业题1物质的 随 变化而变化的物理现象，称为热电阻效应。根据这一效应制成的传感器叫 传感器，简称 。（电阻率；温度；热电阻；热电阻）2热电阻按其电阻-温度特性的不同可
8、分为：电阻温度系数为 的 热电阻，一般称 ；电阻温度系数为 的 热电阻，一般称 。（正；金属；热电阻；负；半导体；热敏电阻）3工业中大量使用的电阻体材料为 、 和 三种，对它们的共同要求是电阻温度系数 且 、电阻率 、化学及物理性能 和工艺性 。（铂；铜；镍；大；稳定；大；稳定；好）4工业和计量部门常用热电阻为 和 。(铂热电阻；铜热电阻)5在IPS-68中,规定在 到 温度范围内，以铂热电阻作为 传递从 K到 K温度范围内国际实用温标。（-259.34；630.74；标准仪器；13.81；903.89）6铂的纯度越高, 越大。其纯度通常用 W（100）=表示，W（100） 越大，纯度 。工业
9、热电阻要求W（100）= ，标准热电阻要求W（100） 。（电阻率，XX电阻比；越大；越高；1.3871.390；1.3925 ）7我国定型生产的铂热电阻的符号为 ，其标准分度表规定的使用温度范围为 ，XX电阻比W（100）= 。（WZP；-200650和-200850；1.35800.010）8目前我国生产两种初始电阻值分别为R0= 欧姆与R0= 欧姆的铂热电阻，它们对应的分度号分别为 与 。（10.00；100.00；Pt10、Pt100）9填写铂热、铜热电阻比较表电阻温度特 性电阻率电阻温度系 数 a高温下的物理化学性能价 格常用测温范 围铂热电阻铜热电阻10我国定型生产的铜热电阻的符号
10、为 ，并标准分度表规定的使用温度范围从 到 ，XX电阻比W（100）= 。（WZC；-50150；1.4280.02）11目前我国生产两种初始电阻值分别为R0= 欧姆与R0= 欧姆的铜热电阻，它们对应的分度号分别为 与 。（100.00；50.00；Cu100；Cu50）12利用热电阻测温的优点是 、 、 和 。 而它的主要缺点是 、 、 。（精度高；适于测低温；远距离多点集中测量；自动检测；结构复杂；体积较大；测温点的温度较困难）13用热电阻测温时，经常使用 为测量电路。热电阻与测量电路的接线方法有 、 和 。 前两种接法用于 测量中，后种接法用于 和 。（直流电桥；二线制；三线制；四线制；
11、工业；标准；实验室）14热电阻流量计是根据物理学中的 现象制成的，用它可以测量介质的 或 。（介质内热传导；平均流速；流量）2-2 电位器复习思考题1试述电位器的基本概念、组成部分、主要作用和优缺点。（学习指导p4）2电位器的空载和有载特性的含义是什么？电位器的非线性误差与哪些参量有关？为什么？（学习指导p4）作业题1电位器是一种将 转换为 或 的机电转换元件，它由 和 两个基本部分组成。（机械位移；电阻；电压；电阻元件；电刷）2电位器既可以作 用，又可以作 用，它不仅广泛地用于 和 的测量技术中，而且在 的应用也十分广泛。（变阻器；分压器；电量；非电量；电子工程中）3电位器负载运行时的特性叫
12、 。电位器的负载越大，其输出电压 相对负载误差 。（负载特性；越低；越大）4电位器按 的不同，可分为线性和非线性电位器两类，后者又称为 电位器。常用的非线性电位器有 和 。（工作特性、函数、变骨架、变节距两种形式）2-3电阻应变片复习思考题1说明电阻应变片的组成、规格及分类。（学习指导p5）2什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理（学习指导p5）3电阻丝的应变灵敏系数K0与应变片的灵敏系数K有何异同？（学习指导p6）4什么叫横向效应？应变片敏感栅的结构型式与横向效应有和关系？（学习指导p6）5试述应变片温度误差的概念、原因和补偿方法。（学习指导p6）6为什么应变式传该器大多采用
13、交流不平衡电桥为测量电路？该电桥为什么又都采用半桥和全桥两种方式？（学习指导p6）7采用平膜式弹性元件的应变式压力传该器，测量电路为全桥时，试问：应变片应粘贴在平膜片的何处？应变片应如何连成桥路？（学习指导p2-24）4拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。5图2-29为一直流应变电桥。（注：把图画上）图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120，试求：（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为R1=1.2时，电桥输出电压U0及非线性误差各为多少？（2）R1、R2都是应变片，且批号相
14、同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，问能否进行应变测量？ （3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性和大小相反，且|R1|=|R2|=1.2，问输出电压U0及非线性失真各为多少？（4）由题（1）（3）能得出什么结论与推论？作业题1. 电阻应变片有 、 、 和 等部分组成。其中 是应变片的核心部分。（敏感栅；基片；覆盖层；引线；敏感栅）2. 电阻应变片的主要技术数据有 、 和 。（阻值；灵敏度；线栅尺寸）3. 按 材料不同，电阻应变片可分为 和半导体应变片两大类。前者的敏感栅有 、 和 三种类型。（敏感栅；金属；丝式；箔式；薄膜式）4. 应变片丝式敏感栅的材料是 。为确保应变片的
15、性能，对此类材料的主要要求是：应变灵敏系数 ，且为 ；电阻率 ；电阻温度系数 。（金属电阻丝；K0大；常数；大；小） 5. 当前，制作丝式敏感栅最理想的材料是 ，它的主要优点是： ； ； 和 。（康铜；K0大且恒定；大；小；工艺性好）6. 由于 而引起导电材料 变化的现象，叫应变效应。金属电阻应变片的应变效应受 和 两项变化的影响，而半导体应变片的应变效应则主要受 变化的影响。（变形；电阻；1+2；）7. 应变片的 恒小于其敏感栅材料的 的现象，称为应变片的横向效应。采用 、 的 型应变片，能减小横向效应的影响。另外，为使横向效应的影响减至忽略不计的程度，可以采用 应变片或 应变片。（灵敏系数
16、K；灵敏系数K0；大基长；窄敏感栅；U；短接线；箔式）8. 应变片的几何尺寸有敏感栅的 和 ，以及应变片的 和 。（基长；宽度；基底基长；基底宽度）9.应变片的初始电阻值R0有 、 、 、 和 等类型，其中最常用的是 。（60；120；200；350；600；1000；120）10. 由于测量现场环境温度的改变，而引起应变片电阻的附加相对变化量，称为 ，因此而给测量带来的附加误差 ，称为应变片的 ，又叫应变片的 。产生上述现象的原因是由于阻丝 的存在和试件与电阻丝材料 的不同。（温度误差；温度误差；热输出；电阻温度系数；线膨胀系数）11. 电阻应变片的温度补偿方法通常有 和 两大类。（线路补偿
17、法；应变片自补偿法）12. 应变片线路补偿法最常用的是 补偿法，它是将 应变片和 应变片接到电桥的 桥臂，利用它们对电桥输出电压 这一原理，而引起温度补偿作用。（电桥；工作；补偿；相邻；不受温度影响）13. 通常采用 或 作为电阻应变片桥路。该电路不仅没有 ，而且 也比单臂应变电桥时高，同时还能起 作用。（差动半桥；差动全桥；非线性误差；电桥灵敏度；温度补偿）14. 应变式传感器是由 、 和 组成的装置。（弹性元件、电阻应变片、附件）15. 应变式传感器具有 ， ， ， ， ，以及能在 下工作等优点。（测量范围广、精度高、线性度好、性能稳定、工作可靠、恶劣环境）16. 应变式传感器被广泛应用于
18、 、 、 、 和 等各领域中。（国防、冶金、采矿、化工、交通运输）17. 应变式传感器按用途的不同，可分为 、 、 传感器等等。（力、压力、加速度）第三章 电感式传感器及应用3-1 自感式复习思考题1说明单线圈和差动变隙式传感器的主要组成、工作原理和基本特性。2为什么螺线管式电感传感器比变隙式电感传该器有更大的测位移范围？3根据单线圈和差动螺线管式电感传该器的基本特性，说明它们的性能指标有何异同。4电感式传该器测量电路的主要任务是什么？变压式电桥和带相敏整流的交流电桥，谁能更好的完成这一任务？为什么？5说明电动测微仪和电感式压力传该器的基本组成和工作原理。作业题1. 利用 原理，将非电量的变化
19、转换成线圈 （或 ）变化的装置，叫电感式传该器。该传该器可分为 和 两大类。（电磁感应；电感；互感；自感式；互感式）2. 自感式有 式和 式。以上每种形式又可再分为 式与 式两种结构。（闭路变隙；开路螺线管；单线圈；差动）3. 闭磁路变隙式电感传该器主要有 、 和 等部分组成。而单线圈螺线管式电感传该器则由 、 和 等部分组成。（铁磁性壳体；线圈；活动铁心）4. 由单线圈变隙式电感传该器的基本特性可知，其 与 、 相矛盾。为解决这一矛盾，通常采用 或 电感传该器。（测量范围；灵敏度；线性度；差动变隙式；螺线管式）5写下面的比较表： 比较项目闭磁路变隙式电感传该器开磁路螺线管式电感传该器灵敏度高
20、低测量范围较小较大测量误差3%左右5%左右制造装配困难方便，批量生产互换性强应用逐渐减小越来越多6. 在工程技术中，电感式传该器经常用来测量 、 、 、 、 、 、 、 及 等非电量。（位移；尺寸；振动；力；压力；转矩；应力；流量；比重）7. 电动测微仪是用于测量 变化的仪器，其主要优点为 、 、 以及 等等。（微小位移；重复性好；精度高；灵敏度高；输出信号便于处理）8. 电动测微仪的测量电路有 电桥、 电桥和 电桥等，而应用最多的为 的交流电桥。（紧耦合电感；变压器式交流；带相敏整流；带相敏整流）9当电动测微仪采用变压器式交流电桥时，不论衔铁向哪个方向移动，电桥输出电压总是 。因此，不论采用
21、 ，还是 都无法判别该输出电压的 ，即无法判别衔铁 。而 的交流电桥，则能较好地解决上述问题。（交流；直流电压表；交流电压表；极性；位移方向；带相敏整流）10. BYM型电感式压力传该器由 、 、 、 和 等部分组成。（弹簧管；衔铁；铁心；线圈；调节螺钉）3-2 差动变压器式复习思考题1. 概述变隙式差动变压器的组成、工作原理和输出特性。（）2. 根据螺线管式差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。（）3. 为什么螺线管式差动变压器比变隙式差动变压器的测量范围大？4. 何谓零点残余电压？说明该电压的产生原因及消除方法。（）5. 差动变压器的测量电路有几种类型？试述它们的组成和基本
22、原理。为什么这类电路可以消除零点残余电压？（）6. 概述差动变压器的应用范围，并说明用差动变压器式传感器检测振动的基本原理。作业题1闭磁路变隙式差动变压器的绕组包括 初级绕组和 次极绕组。前者的同名端 串联，而后者的同名端则 串联。（两个；两个；顺向；反向）2变隙式差动变压器灵敏度K的大小与电源电压U1成 ，与匝数比W2/W1成 ，与初始间隙0成 。因此，0愈小，灵敏度 ，测量范围也 。（正比；正比；反比；越高；越小）3由于变隙式差动变压器的测量范围 、结构 ，因而在工程实际中很少应用，而应用最多的是 差动变压器。（小；较复杂；螺线管式）4螺线管式差动变压器主要由 、 和 三部分组成。（线圈组
23、合；活动衔铁；导磁外壳）5螺线管式差动变压器的线圈绕组按排列方式的不同可分为 、 、 、 以及 等类型，通常采用的是 和 。（一节式；二节式；三节式；四节式；五节式；二节式；三节式）6当螺线管式差动变压器的结构参数确定时，其灵敏度仅仅是 和 的函数。（I1（或U1）；f）7实际上，螺线管式差动变压器的灵敏度KE和激磁频率f不具备 关系，只有当flf1；非线性误差；灵敏度）5变面积式电容传感器的电容增量与动极板位移量的关系为 ，其灵敏度 。因此，该传感器具有 输出特性，即具有测量线位移的 和灵敏度K为 等优点。（；线性；范围大；稳定常数）6 极板长度、 极板间间隙、选介电常数 介质，都可以提高变
24、面积式电容式传感器的灵敏度。另外，采用 的变面积式电容传感器，也可以达到提高灵敏度的目的。（增加；减小；高；齿形极板7用变介电常数式电容式传感器测量介质的 比测量其 的性能要好。（介电常数变化；介电材料厚度变化）4-2 电容式传感器的测量电路及应用复习思考题1试述电容式传感器的特点和关键问题。2电容式传感器配用的测量电路有哪几种？它们的工作原理和主要特点是什么？3说明电容式严厉、加速度、荷重、位移传感器的组成、原理及主要特点。作业题1由于电容式传感器的电容量 ，即容抗 ，因此，该传感器具有需要输入能量 的优点和易受 、稳定性 的缺点。(小；高；小；外界干扰；变差)2由于电容式传感器动极板移动过程中 ， 以及两极板间的 等原因，所以，该传感器 几乎没有零漂。（无摩擦；机械损耗很小；静电引力小）3由于电容式传感器的初始电容 ，因此，该传感器的最大关键问题是 的影响极其严重，这不仅会造成传输效率 ，灵敏度 ，而且会产生很大的 。(很小；分布电容；降低；变差；测量误差)4 的耦合叫紧耦合。在紧耦合桥路中，当 w2l0c02.5时，它比非耦合电桥 ，即前者的 为恒值。（百分之百
