检测与转换技术真题精选.docx
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检测与转换技术真题精选.docx
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检测与转换技术真题精选
[填空题]1交流电桥与直流电桥的主要区别是什么?
参考答案:
交流电桥虽然在形式上与直流电桥很相似,但由于采用的是交流电源,所以各个桥臂有可能全部表现为阻抗性质。
交流电桥的平衡条件必须满足两个条件,一是相对臂阻抗幅值积相等,二是两相对桥臂阻抗幅角和相等。
由于交流电桥平衡必须同时满足两个条件,所以至少有两个可调元件。
需要反复多次调节才能找出真正的平衡位置。
既要合理配置四个臂的阻抗性质,也要合理选择两个独立可调的参数才能使电桥平衡,并达到分别读数的目的
[填空题]2数字信号是指明时间和幅值都具有()特性的信号。
参考答案:
量化
[填空题]3从信号的周期性来看,有阻尼衰减的自由震动信号是有()特性的信号。
参考答案:
周期衰减
[填空题]4电量传感器能否组成D型结构的传感器?
为什么?
参考答案:
不能。
将两个传感器构造成一个测量正增益变化(+△X),一个测量负增益变化(-△X),它们的输出(+△y和-△y)经差动电路处理后再输出,这就是D型结构的传感器,也称为差动型传感器。
电量型传感器无法构造负增益变化,所以不能。
[填空题]5可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是:
气隙越小,灵敏度()。
参考答案:
越大
[填空题]6能否用超声、红外、涡流探伤设备检测金属零件的厚度?
为什么?
参考答案:
可以使用超声、涡流,不可以使用红外。
超声:
超声波在对光不透明的固体中,超声波却能穿透几十米的长度,可以根据传播使用的时间来确定零件的厚度;红外:
辐射能量的主波长是温度的函数,并与表面状态有关。
主要使用红外引起的温度的变化来判断物件情况,而与零件厚度没有明确的推导公式。
涡流:
涡流仪能够分选出材料和探出材料缺陷。
其主要依据就是材料不同、有无缺陷其电导率都各不相同,因此影响到检测线圈的阻抗变化。
此外,检测线圈对管材和棒材的电导率、直径、频率、裂纹以及管的壁厚等的变化也会引起阻抗变化。
涡流检测仪是一种多用途的检测设备。
按其用途可分为材质分选仪、探伤仪、测厚仪等。
[填空题]7某信号能够用明确的数学关系式来描述,可以准确预计其来任意时刻的值,则该信号称为()。
参考答案:
确定性信号
[填空题]8在实验室条件下工作的某自动测试系统,由11个二极管、七个晶体管、36个电阻、两个电位器、2个电容器、四个线圈、两个插件、两个开关、两块印刷电路板和一个电力变压器组成,试计算该系统的概率寿命m。
参考答案:
[填空题]9一阶系统的时间常数为T,被测信号的频率为1/T,则信号经过测试系统后,输出信号与输入信号的相位差为()。
参考答案:
-45o
[填空题]10有哪些常见的机械量参数及其检测仪表?
参考答案:
机械量的测量范围包括:
尺寸(长、宽、高)、位移(直线位移、角位移)、速度(直线速度、角速度、转速)、力学量(力、力矩、加速度、振动)等。
位移的检测
(1)直接用非电检测
(2)将位移量转换成模拟电量
(3)将位移量转换成数字量常见力的检测方法
(1)平衡型测力法
(2)利用弹性体变形测力法质量和重量的检测方法目前,在工业生产过程中应用最多的质量测量仪表是各种电子秤速度的检测线速度的检测1)接触辊法2)光束切断法2角速度的测量1)采用相应的机械结构把转速变为位移2)采用电磁原理的方法把转速变为角位移3)把转速转换为模拟电压信号4)频闪法5)把转速变换成脉冲数字信号振动的检测按静止基准设置,有相对法和绝对法物体几何尺寸的检测长度的检测
(1)利用位移传感器检测
(2)利用速度或转速传感器检测
(3)利用波的反射检测厚度的检测
(1)利用超声波进行检测
(2)利用射线检测
(3)利用红外线检测直径的检测常用的方法是用光电式检测系统
[填空题]11中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器成为()滤波器.
参考答案:
恒带宽比
[填空题]12简述描述二阶传感器系统阶跃响应的主要指标及其定义。
参考答案:
1)时间常数:
一阶传感器输出上升到稳态值的
63.2%所需的时间,称为时间常数。
2)延迟时间:
传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。
3)上升时间:
传感器输出达到稳态值的90%所需的时间。
4)峰值时间:
二阶传感器输出响应曲线达到第一个峰值所需的时间。
5)超调量:
二阶传感器输出超过稳态值的最大值。
6)衰减比:
衰减振荡的二阶传感器输出响应曲线第一个峰值与第二个峰值之比。
[填空题]13压电式传感器使用()放大器,此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响。
参考答案:
电荷
[填空题]14电容式传感器的寄生电容是怎样产生的?
对传感器的输出特性有什么影响?
参考答案:
寄生电容CP主要指电缆寄生电容,它与传感器电容C相并联。
电容式传感器由于受结构与尺寸的限制,一般电容量都很小,几个皮法到几十皮法,属于小功率、高阻抗器件,极易受外界干扰,尤其是电缆寄生电容。
寄生电容比电容传感器的电容大几倍至几十倍,且具有随机性,又与传感器电容相并联,严重影响传感器的输出特性,甚至会淹没传感器的有用信号,使传感器无法使用。
因此消灭寄生电容的影响,是电容式传感器实用化的关键。
[填空题]15同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是()的。
参考答案:
存在
[填空题]16常用热电阻有几种?
它们各是什么?
它们的结构类型有几种?
各是什么?
参考答案:
常见的热电阻传感器有:
铂热电阻、铜热电阻和铟电阻,锰电阻,碳电阻。
工业用金属热电阻的结构通常有三种类型,即普通型热电阻、铠装热电阻和薄膜热电阻。
[填空题]17进行LabVIEW虚拟仪器创建可分为哪些步骤?
参考答案:
运用LabVIEW进行虚拟仪器创建可分为三个基本步骤:
1.创建前面板:
它是虚拟仪器的交互式用户接口,包含旋钮、按钮、图形工具和其它制对象,通过前面板的鼠标、键盘的输入数据、控制按钮,可在计算机上看到结果。
2.创建流程图:
通过连线将输出、接收数据的对象连接起来,从流程图中接收命令,流程图就是虚拟仪器的源代码。
3.创建图标和连接:
当一个图标放在流程图中,它就是LabVIEW的一个子程序或子仪器,连接是子仪器控制和显示的一系列连接端子,每个端子都有一个控制和显示对象,且每个虚拟仪器都有一个连接,图标包含了虚拟仪器的图形化的描述及文字说明。
[填空题]18接近觉传感器是如何工作的,举例说明其应用。
参考答案:
接近觉传感器是机器人能感知相距几毫米至几十厘米内对象物或障碍物的距离、对象物的表向性质等指标所用的传感器,其目的是在接触对象前得到必要的信息,以便后续动作,这种感觉是非接触的,实质上可以认为是介于触觉和视觉之间的感觉。
以电磁式接近觉传感器为例,它是利用涡流效应产生接近觉。
加有高频信号IS的励磁线圈L产生的高频电磁场作用于金属板,在其中产生涡流,该涡流反作用于线圈,通过检测线圈的输出可以反映出传感器与被接近金属间的距离,这种接近传感器精度高,响应快,可在高温环境下使用,但检测对象必须是金属。
[填空题]19LabVIEW的有什么特点使得它广泛地应用于仪表测试领域?
参考答案:
LabVIEW是一种多用于科学计算、过程控制、测试及度量领域的图形编程环境。
LabVIEW的以下特点使得它广泛地应用于仪表测试领域。
1.功能强大的函数库LabVIEW提供了大量现成的函数供用户直接调用,囊括了从数据采集
VXI、GPIB及串行仪器控制子程序到大量的仪器驱动程序,从基本的功能函数到高级分析库,涵盖了仪器设计中几乎所需要的所有函数。
LabVIEW包括了200多种如信号发生、信号处理、数组和矩阵运算、线性估计、复数算法、数字滤波和曲线拟合等功能模块,可以满足用户从统计过程控制到数据信号处理等各项工作,从而最大限度地减少了软件开发工作量。
另外为了便于开发,LabVIEW还提供世界50多家知名厂商的600多种串行口仪器、GPIB仪器、VXI仪器以及数据采集卡的驱动程序,用户可以随意调用这些驱动程序。
2.图形化的编程环境LabVIEW采用了工程人员所熟悉的术语、图标等图形化符号来代替常规的文字编程。
用图标表示功能模块,使用图标间的连线表示在各功能模块问传递的数据,使用大多数工程师和科学家熟悉的数据流程图式的语言书写程序源代码。
[填空题]20现场总线模型可以分为哪几种?
参考答案:
①Profibus现场总线模型;②CAN现场总线模型;③LonWorks现场总线模型;④基金会现场总线模型。
[填空题]21从虚拟仪器的发展趋势来看,未来检测系统的发展方向是什么?
参考答案:
从虚拟仪器的发展趋势表明,信息处理在现代检测中的作用越来越重要。
检测系统的硬件加上基本*系统的软件就成为一个检测平台。
在检测平台上,调用不同的检测软件构成不同功能的检测系统。
在大规模集成电路迅速发展的今天,系统的硬件越来越简化,软件越来越复杂;集成电路器件的价格逐年大幅度下降,而软件成本费用则大幅度上升。
检测软件不论对大的检测系统还是对单台仪器子系统都是十分重要的,而且是未来发展和竞争的焦点。
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[填空题]22虚拟仪器功能上都可以视为由输入、输出和数据处理这三个基本模块所构成,它们有什么样的功能?
参考答案:
①输入模块:
主要由模/数转换器(ADC)与信号输入处理单元组成,其作用是对输入模拟信号进行适当调理后,将它转换成便于分析和处理的数字信号。
这部分实现的是数据采集功能。
②输出模块:
主要由数/模转换器(DAC)与信号驱动器组成,其作用是量化的输出数据转换成模拟波形并进行必要的信号调理。
这部分实现的是数据输出功能。
③数据处理模块:
通常以一个微处理器或一台数字信号处理器为核心构成,用来按要求实现一定的测量功能。
这部分完成的是数据的生成、运算、管理和分析。
[填空题]23变间距式电容传感器的灵敏度与()成反比,所以适合于微小位移的测量.变面积式电容传感器的灵敏度与()成反比,所以不适合微小位移的测量.
参考答案:
极距平方;极距
[填空题]24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。
参考答案:
电阻
[填空题]25传统仪器与虚拟仪器综合比较,虚拟仪器有何优点?
参考答案:
[填空题]26表示无用信息的信号又称之为()或()。
参考答案:
噪声;干扰
[填空题]27总线基本定义及其规范标准是什么?
参考答案:
线是一组信号线的集合,是指从任意一个源点到任意一个终点的一组传送数字信号的公共通道,连接系统多个功能部件。
它的特点是公用性强,即可同时接多个模块或设备,可以在模块与模块之间、设备与设备之间传送信息。
为了有效、可靠地进行这种信息交换而对总线信号及其传送规则和传输这些信号的物理介质所做的一系列规定称为总线规范。
每种总线都有详细的规范,规范的基本内容如下:
(1)机械结构规范:
规定模块尺寸、总线插头和边沿连接器等的规格。
(2)电气规范:
规定信号逻辑电平、负载能力及最大额定值、动态转换时间等。
(3)功能结构规范:
确定引脚名称与功能.以及其相互作用的协议。
功能结构规范是总线的核心,通常以时序和状态来描述信息交换与流向,以及信息的管理规则。
总线功能结构规范包括:
①数据线、地址线、读/写控制逻辑线、时钟线以及电源线、地线等;②中断机制;③总线主控仲裁;④应用逻辑,如握手联络线、复位、自启动和休眠维护等。
总线标准是被某标准化组织批推或推荐的总线规范。
由于总线在系统中的重要地位,微机系统的设计和开发人员,先后推出许多总线标准。
总线标准一般以两种方式推出:
一种是某公司在开发自己的微机系统时所采用的一种总线,而其他兼容机厂商都按其公布的总线规范开发相配套的产品并进人市场。
这种总线被国际工业界广泛支持,有的还被国际标准化组织加以承认并授予标准代号。
另一种是由国际权威机构或多家大公司联合制订的总线标准。
前一种先有产品后有标准,后者先有标准后有产品。
[填空题]28滤波器的分辨率越高,则测量信号时其响应速度()。
参考答案:
越慢
[填空题]29简述GPIB测试系统组成及其特点?
参考答案:
GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)测试系统是一种通用接口测试系统,它是由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB仪器子系统构成。
每个仪器子系统是一台带GPIB接口的单台仪器。
该接口在功能上、电气上和机械接插上都按国际标准设计,内含16条信号线,每条线都有特定的用途,相互兼容,互换性强,组建系统时非常方便,拆散后各仪器子系统又可作单台仪表独立使用,一块GPIB接口卡可带多达14台仪器。
[填空题]30窗函数的选择应力求其频谱的()窄些,()小些。
参考答案:
主瓣;旁瓣幅值
[填空题]31在检测系统中信息转换单元的基本功能是什么?
参考答案:
信息转换单元将传感器输出的信号作进一步的转换,即变换成更适合于处理的变量,并且要求它应当保存原始信号中包含的全信息。
信息转换单元把从传感器来的信号滤波、放大、电平调节和量化,从传感器来的信号往往很微弱并常常混有噪声,如果要使这些噪声处于有用信号之外,则可以用模拟滤波器予以清除,从而提高信噪比。
[填空题]32测试装置在稳态下,输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的()。
参考答案:
灵敏度
[填空题]33动态特性的数学模型主要有哪三种形式?
参考答案:
动态特性的数学模型主要有三种形式:
时域分析的微分方程、频域分析用的频率特性和复频域用的传递函数。
如果知道上述三种数学模型中的任一种,都可推导出另外两种形式的数学模型。
[填空题]34若采样频率过低,不满足采样定理,则采样离散信号的频谱会发生()现象。
参考答案:
混叠
[填空题]35检测系统的可靠性是什么?
衡量检测系统可靠性的指标有哪些?
参考答案:
检测系统的作用是不仅要提供实时测量数据,而且往往作为整个自动化系统中必不可少的重要组成环节而直接参与和影响生产过程控制。
因此,检测系统一旦出现故障就会导致整个自动化系统瘫痪,甚至造成严重的生产事故,为此必须十分重视检测系统的可靠性。
衡量检测系统可靠性的指标有:
①平均无故障时间MTBF(meantimebetweenfailure):
指检测系统在正常工作条件下开始连续不间断工作,直至因系统本身发生故障丧失正常工作能力时为止的时间,单位通常为小时或天。
②可信任概率P:
这一统计概率表征由于元件参数的渐变而使仪表误差在给定时间内仍然保持在技术条件规定限度以内的概率。
概率P值越大,测量仪器的可靠性越高,维持费用越节省.但这样势必会提高测量仪器的成本。
大量研究工作表明,可信任概率P的最佳值为
0.8~
0.9。
③故障率:
故障率也称失效率,它是平均无故障时间MTBF的倒数。
④有效度:
衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度,对于排除故障,修复后又可投入正常工作的检测系统,其有效度A定义为平均无故障时间与平均无故障时间、平均故障修复时间MTTR(meantimetorepair)之和的比值。
[填空题]36根据滤波器的选频作用滤波器可分类为哪四种?
参考答案:
根据频率特性分为:
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四类。
[填空题]37检测系统静态特性的主要参数有哪些?
参考答案:
静态特性表征检测系统在被测参量处于稳定状态时的输出-输入关系。
衡量检测系统静态特性的主要参数包括测量范围、精度等级、灵敏度、分辨力、可靠性、线性度、滞环、重复性等。
[填空题]38传感器动态特性的主要技术指标有哪些?
它们的意义是什么?
参考答案:
传感器动态特性主要有:
时间常数τ;固有频率;阻尼系数。
含义:
τ越小系统需要达到稳定的时间越少;固有频率越高响应曲线上升越快;当为常数时响应特性取决于阻尼比,阻尼系数越大,过冲现象减弱,时无过冲,不存在振荡,阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。
[填空题]39为保持检测系统正常工作,如何提高系统抗干扰的能力?
参考答案:
为保持检测系统正常工作,提高系统抗干扰能力,在系统设计中要考虑抗干扰问题。
以下是常见的抗干扰措施:
滤波技术、屏蔽技术、接地技术、隔离技术、其它抗干扰措施如电路合理设计、布线与制作、看门狗技术、软件陷阱技术、数字滤波技术等都用来可提高系统的抗干扰能力,有时需要采用多种方法才能有效的抗干扰,通过软件、硬件的结合能将干扰抑制到最低。
[填空题]40何谓电感式传感器?
电感式传感器分为哪几类?
各有何特点?
参考答案:
电感式传感器是一种机-电转换装置,电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置,传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。
它可以用来测量位移、振动、压力、应变、流量、密度等参数。
电感式传感器种类:
变磁阻式、变压器式、涡流式等。
[填空题]41检测系统的硬件设计主要包括哪些基本电路?
参考答案:
检测系统的硬件设计主要包括测量电路和接口电路设计。
测量电路将传感器输出的模拟量,经过信号调理与A/D转换,送入计算机进行分析、处理;接口电路使系统各部分与总线连接,实现数据的传递与通信,便于实际测量与控制。
[填空题]42为什么热电偶的参比端在实际应用中很重要?
对参比端温度处理有哪些方法?
参考答案:
1)实际测量时利用这一性质,可对参考端温度不为零度时的热电势进行修正。
2)因为热电偶的分度表均是以参考端T=0℃为标准的,而实际应用的热电偶参考端往往T≠0℃,一般高于零度的某个数值,此时可利用中间温度定律对检测的热电势值进行修正,以获得被测的真实温度。
[填空题]43智能传感器具有哪些特点?
参考答案:
与传统传感器相比,智能传感器有如下特点:
1,精度高:
通过自动校零去除零点,与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定,自动进行整体系统的非线性等系统误差的校正,通过对采集的大量数据的统计处理以消除偶然误差的影响,保证智能传感器有很高精度。
2,可靠性与稳定性高:
自动补偿因工作条件与环境参数发生变化后引起系统特性的漂移,如温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移,当被测参数变化后能自动改换量程;能实时自动进行系统的自我检验,分析、判断所采集到的数据的合理性,并给出异常情况的应急处理(报警或故障提示)。
因此保证了智能传感器的可靠性与稳定性。
3.信噪比与分辨力高:
具有数据存储、记忆与信息处理功能,通过软件进行数字滤波、相关分析等处理,可以去除噪声,提取有用信号;通过数据融合、神经网络技术,消除多参数状态下交叉灵敏度的影响,从而保证在多参数状态下对特定参数测量的分辨能力,故智能传感器具有高信噪比与高分辨力。
4.自适应性强:
具有判断、分析与处理功能。
能根据系统工作情况决策各部分的供电情况,与上位计算机的数据传送速率,使系统工作在最优状态。
5.性价比高:
智能传感器所具有的上述高性能,是通过与微处理器/微计算机相结合,采用廉价的集成电路工艺和芯片以及强大的软件来实现的,具有很高的性价比。
[单项选择题]
44、湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了()
A.提高灵敏度
B.防止产生极化、电解作用
C.减小交流电桥平衡难度
参考答案:
B
[填空题]45超声波传感器常用的材料是什么?
超声波传感器的工作原理是什么?
参考答案:
常用的材料是压电晶体和压电陶瓷。
传感器利用压电材料的逆压电效应,将高频电振动转换为高频机械振动,从而产生超声波,因此可作为超声波发射探头;也可利用其正压电效应,将超声振动波转换成电信号,用做超声波接收探头。
[多项选择题]
46、欲探测埋藏在地下的金银财宝,应选择直径为()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()左右的探头。
A.0.1mm
B.5mm
C.50mm
D.500mm
参考答案:
B,D
[填空题]47为什么采用超声波传感器测量各种状态下的物理量时应采用纵波?
说明原因。
参考答案:
声波的波形通常分为以下3种波形:
①纵波——质点振动方向与波的传播方向一致的波;②横波——质点振动方向垂直于传播方向的波;③表面波——质点的振动介于纵波与横波之间,沿表面传播的波。
横波只能在固体中传播。
纵波在固体、液体和空气中都能传播。
表面波传播的特点是随深度增加衰减很快。
因此,为了测量各种状态下的物理量,应采用纵波。
[单项选择题]
48、在A型探伤中,F波幅度较高,与T波的距离较接近,说明()。
A.缺陷横截面积较大,且较接近探测表面
B.缺陷横截面积较大,且较接近底面
C.缺陷横截面积较小,但较接近探测表面
D.缺陷横截面积较小,但较接近底面
参考答案:
A
[填空题]49微生物电极与普通电极相比有何特点?
参考答案:
微生物传感器由敏感膜与电化学器件构成,具有分子识别和选择催化功能,又有电化学电极响应快、操作简便的特点,只需少量的样品就能快速测定试液中某—给定化合物的浓度。
微生物电极是将反应所引起的物质变化转换成电位信号输出,电位信号的大小与底物浓度的对数之间有线性关系,电极的适用范围,不仅取决于底物的溶解度,更取决于基础电极的检测限。
[单项选择题]
50、光栅传感器利用莫尔条纹来达到()
A.提高光栅的分辨力
B.辩向的目的
C.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化
D.细分的目的
参考答案:
A
[填空题]51什么叫生物传感器?
它有哪几种类型?
参考答案:
生物传感器是一类特殊的化学传感器,是以生物体成分(如酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、微生物、组织等)作为生物敏感元件,对被测目标物具有高度选择性的检测器件。
通过物理、化学型信号转换器捕捉目标物与敏感元件之间的反应,并将反应的程度用离散或连续的电信号表达出来,从而得出被测量。
这类用固定化的生物体成分或生物体本身作为敏感元件的传感器称为生物分子传感器,简称生物传感器。
按生物活性物质不同可分为五类:
酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、免疫传感器和组织传感器。
按变换器不同可分为六类:
生物电极、热生物传感器、介体生物传感器、半导体生物传感器、压电晶体生物传感器、光生物传感器。
[单项选择题]
52、一个11位的A/D转换器,设其满量程电压为10V,则其分辨率为()
A.5mV
B.2.5mV
C.2mV
D.10mV
参考答案:
A
[填空题]53补偿导线的作用是什么?
使用补偿导线应该注意些什么?
参考答案:
采用补偿导线的方法作用是来延长热电偶的冷端,使之远离高温区。
应用延长线时必须注意:
(1)延长线只能与相应型号的热电偶配用;
(2)注意极性,不能接反,否则会造成更大的误差;
(3)延长线和热电极连接处两接点的温度必须相同,全不得超过规定范围(一般为0~100),否则误差将显著增加。
[多项选择题]
54、在测量系统中,信号调理电路包括()
A.放大电路
B
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