重庆大学检测技术题目

第二章

1、 电阻应变式传感器不适合于测量（ D ）

A．称重 B．加速度 C．枪炮膛压力 D．电机转速 2、导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象称为（A ）。

A、电阻应变效应 B.霍尔效应 C.电涡流效应 D.压电效应

3、两金属应变片R1和R2阻值均为120Ω，灵敏度系数K=2，两应变片一个受拉、另一个受压，应变均为800με。两者接入差动直流电桥，电源电压U=12V。求：（1）ΔR和ΔR/R （2）电桥输出电压UO。 解：（1）ΔR＝R * K * ε＝120 * 2 * 800*10-6 ＝0.192 ΔR/R＝K * ε＝0.0016 （2）U0＝K*ε*U/2= 2 * 800*10-6*12 /2＝0.0048 v =9.6mv

4、 采用阻值R=120Ω，灵敏度系数K=1.6的金属应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥，供电电压为10V。当应变片应变为2000μ应变时，若要使输出电压大于20mV，则可采用何种接桥方式（设输出阻抗为无穷大）？

解：单臂电桥：U0=UKε/4=10V*1.6*2000μ/4=8mV 半桥差动：U0=UKε/2=10V*1.6*2000μ/2=16mV

全桥差动：U0=UKε=10V*1.6*2000μ=32mV 要使输出大于20mV应采用全桥差动。

5、某平面模片式压力传感器，直流测量电桥电源电压为5V，R1为应变灵敏系数k=3.6、初始阻值100Ω的电阻应变片，R2＝R3＝R4＝100Ω均为固定电阻。当应变片产生600με应变时，试求： （1）ΔR；

（2）电桥输出电压。

解：

6、图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：

①R1为应变片，其余为外接电阻，R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?。

②R1、R2是应变片，感受应变极性和大小都相同，其余为外接电阻，电压输出U0=?。 ③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。

④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。 4.处有错

7、有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为120Ω，桥路电压为2V，物重m引起R1、R2变化增量为1.2Ω。

1）画出应变片组成的电桥电路。

2）计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。 3）说明R3、R4起到什么作用？ 解：（1） 相邻相反，相对相同，图有一定错误

（2）U0=E*ΔR/R=2*1.2/120=0.02V

（3）R3，R4为受压应变，与R1，R2构成全桥电路

第三章

1、在电感式传感器中，被测对象也是磁路一部分的是 电涡流式 传感器。 2、在差动自感式传感器的测量电路中能分辨出衔铁位移方向和大小的是（ B ）。

A.电阻平衡臂电桥 B．变压器交流电桥 C．带相敏整流器的交流电桥 D．双T二极管桥 3、差动变压器式传感器其次级绕组都用 差动 形式连接,其输出特性由于制作上的不对称以及铁心位置等因素在零点存在 零位输出 电压。

4、在电感式传感器中，线圈之间的没有耦合的是 式传感器，被测对象也是磁路一部分的是 传感器。（ D ）

A．电涡流、互感式 B．互感式、自感式 C．电涡流、自感式 D．自感式、电涡流 5、除电涡流式传感器外，电感式传感器按转换原理不同还可分为 自感 式和 互感 式两大类。

6、自感式电感传感器通常有 变气隙 型、 螺线管 型和变面积型。 7、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（C ）。 A．增加线圈对衔铁的吸引力； B.降低成本；

C.提高灵敏度，减小温漂； D.加长线圈的长度从而增加线性范围

8、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为 零位输出 电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用 相敏检波 电路。

9、某自感式传感器线圈的匝数为N，磁路的磁阻为Rm，则其自感为（ B ） A.N/Rm B.N2/Rm C.Rm/N D.N2/R2m

10、变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（ A ） A.增加 B.减小 C.不变 D 先增加后减小 11、电感式传感器测量电路一般不采用直流电桥。（ 对的 ）

12、螺线管式差动变压器传感器在活动衔铁位于中间位置时，输出电压应该为零。实际不为零，称它为 零位输出电压 。

13、涡流式压力传感器利用涡流效应将压力的变化变换成线圈的（ D ） A.电阻变化 B.电容变化 C.涡流变化 D.阻抗变化

14、自感式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（ D ）。

A.将输出的交流信号转换成直流信号； B.提高灵敏度； C.提高测量精度； D.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

2、以下为用于某金属零件厂流水线上的涡流传感器计件工作示意图（其中右图为涡流传感器输出的U/t图），请依次分析：高频反射式涡流传感器的工作原理；计件原理。

答：高频反射式涡流传感器工作原理——传感器中通以高频激励电流，产生的高频磁场作用于被测金属材料的表面，在金属表面将形成涡电流；与此同时，该涡流又产生交变磁场反作用于线圈，引起线圈自感或阻抗的变化，其变化与距离δ、金属的电阻率ρ、磁导率μ和激励频率ω有关，即Z=f(δ,ρ,μ,ω)或L=f(δ,ρ,μ,ω)。若只改变其中某一个参数或多个参数而保持其他参数不变，则可将参数的变化转换为线圈自感或阻抗的变化，通过测量电路转换为电压输出。以上装置，当金属零件对准传感器时，距离δ、金属电阻率ρ和磁导率μ参数突变，此时测量电路输出电压幅值发生突变，为脉冲型，脉冲个数即为总零件数。

第四章

1、变间隙型的电容传感器为了提高灵敏度和减小非线性，可采取 差动 结构。 2、在测量位移的传感器中,属于非接触测量的是( C )传感器。 A.压电式 B.电阻式 C.电涡流式 D.电容式 3、电容式传感器测量电路一般不采用（ A ） A．直流电桥 B．交流电桥 C．脉冲调制电路 D．调频电路

4、电容式传感器直接测量的物理量是 非电量，它能将该物理量的变化转换成电容量 变化，再经过后续测量电路转换为电压/流变化。若利用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用 变介质 式电容传感器。

5.如图是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器 3 的外圆壁上等间隔地套着 n 个不锈钢圆环 , 显示器采用 101 线 LED 光柱（第一线常亮，作为电源指示）。 光柱显示编码式液位计原理示意图

1－储液罐 2 －液面 3 －玻璃连通器 4－钢质直角接头 5－不锈钢圆环 6 －101 段 LED 光柱

1 ）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？ 并说明此电容传感器的构成。

2 ）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？

3 ）分别写出该液位计的分辨率（ % ）及分辨力（几分之一米 ）的计算公式，并说明如何提高此类液位计的分辨率。

4 ）设当液体上升到第个 n 不锈钢圆环的高度时 ,101 线 LED 光柱全亮（第一线常亮是电源指示，故101 线 LED 光柱全亮时即有效的100线全亮）。若 n =32 ，则当液体上升到第八个不锈钢圆环的高度时，共有多少线 LED 解：（1）变面积型,电容传感器的构成是不锈钢环是外电极,液体为内电极,玻璃管为介质. （2）导电液体

（3）分辨力＝8/n （m），分辨率＝分辨力/满量程＝1/n，提高分辨率可增大n值，即增加不锈钢圆环的个数。

（4）当液体上升到n个不锈钢圆环的高度时，101线LED光柱全亮。即上升到n时，亮了100线LED，（有一线是电源指示，常亮），故当上升到第8个不锈钢圆环的高度时且n=32时，应该有32/100=8/x ,x=25,再加上常亮的一线，共亮26线LED光柱。 6、电容传感器适合于测量（D ） A．温度 B．磁场 C．浑浊度 D．振动

7、电容式传感器是将被测物理量的变化转换成 电容量 变化的器件。用电容式传

感器测量较大直线位移时，应该选用 变面积 式电容传感器。 8、下图左是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。下图右为二极管双T型电路，电路中电容是左图中差动电容，UE电源是占空比为50%的方波。试分析：

当两边压力相等P1=P2时负载电阻RL上的电压U0值； 当P1>P2时负载电阻RL上电压U0大小和方向（正负）；

答 ： ①U0=0

②U0=2πfUK（C1-C2）

因为 C1〈 C2所以 U0〈 0 ，输出负电压。

第五章

1、霍尔效应中，对霍尔电动势的描述不正确的是（ A ）。 A.霍尔系数成反比 B.霍尔元件厚度成反比 C.激励电流成正比 D.磁感应强度成正比

2、作图说明霍尔效应的原理。霍尔元件一般由什么材料制作？为什么？

答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向和磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应。 半导体做材料

霍尔系数与载流体材料电阻率和载流子迁移率成正比，只有电阻率和载流子迁移率都适合的材料才适合做霍尔元件，半导体正好适合。

3、下图为一采用霍尔传感器的钳型电流表结构图，其中a图为外形图，b图为内部结构图，度分析它的工作原理。 、

答：将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场B，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，当霍尔元件上通以控制电流I时，在霍尔元件上产生霍尔电压。由U=KIBCOSθ，根据霍尔电压U,及控制电流I的大小及实际的θ与系数K,可得到B的大小，再由安培定律由被测电流与磁场强度B的关系计算出被测电流的大小。

4、霍尔传感器是基于 霍尔 效应制成的 5、霍尔传感器可以用于位置检测。（ √ ） 6、以下为两相无刷直流电动机工作示意图，试：

1）画出Hall传感器基本测量电路，给出Hall传感器输入输出关系式。 2）下图中Hall元件起什么作用？已知开关型Hall元件导通时输出低电平，截止时输出高电平，试从图中定、转子位置开始，分析该无刷直流电动机运行原理。

答：(1)、霍尔传感器输入输出关系式UH＝KIBcosα

霍尔传感器基本测量电路如下图：

（2）、题目图中Hall元件作为的作用是作为位置传感器以实现电子换向。该无刷直流电动机工作原理：当Hall元件H2面向转子N极方向，H2导通输出低电平，此时功率晶

体管VT2导通，励磁绕组W2通过电流IW2，使定子绕组W2下极性呈S极，转子顺时针旋转。转自H3处时，H2截止，输出高电平，从而W2断电，而H3输出低电平，W3通电，，转子再次顺时针旋转，接着如此循环，电机不停转动。 7、如图所示为一个采用霍尔传感器的钳型电流表结构图

（1-冷轧硅钢片圆环；2-被测电流导线；3-霍尔元件；4-霍尔元件引脚）。试： 画出霍尔传感器基本测量电路，给出霍尔传感器输入输出关系式。 分析钳型电流表工作原理。

答：(1) Hall传感器输入输出关系式UH＝KIBcosα Hall传感器基本测量电路如下图：

(2)、输出霍尔电动势UH＝KiBcosα，保持电流或磁场任一物理量不变，则霍尔电

动势为另一物理量的单值函数。如图所示电流表，工作时必须在霍尔元件中通以恒定的工作电流IC，而被测电流流经导线将产生环形磁场，通过冷轧硅钢片圆环施加在霍尔元件上，输出霍尔电动势的大小体现（可测得）磁场大小，而该磁场大小与被测导线电流之间又有直接物理关系（安培环路定理），由此可测得导线电流大小。

8、在置于磁场中的导体或半导体材料中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个 电压 ，这种现象称为 霍尔 效应。

9、把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称 霍尔 效应，这个电动势称为 霍尔 电势。外加磁场使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象成 磁阻 效应

第六章

1、能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上，用于测量人的脉博的压电材料应选用 高分子压电 材料。

2、压电式传感器目前多用于测量（ B ）。

A.静态的力或压力 B.动态的力或压力 C.速度 D.温度 3、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与晶体面积成正比（ × ）。

4、压电式传感器则利用了一些具有离子型晶体电介质的__压电__效应，它敏感的最基本的物理量也是力。压电材料的 逆压电 效应还可以用来产生超声波。 1.为什么说压电传感器不适合静态力测量？

由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。压电元件在交变力的作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量回路以一定的电流，故只适用于动态测量

2、压电传感器常选用的压电材料有 PZT压电陶瓷、石英晶体 等，适用于测量 动态 信号。

3、以下传感器中，不能用于无损探伤的传感器是( A )。

A. 压电式传感器 B. 红外传感器 C. 电涡流传感器 D. 超声波传感器

4、常用作为压电传感器的压电材料有（请至少写出两种） 钛酸钡、石英晶体。

3、压电式传感器属于（ A ）

A.物性型传感器 B.结构型传感器 C.电阻型传感器 D.电流型传感器

第七章

1、光敏元件中( B )是直接输出电压的。

A.光敏电阻 B.光电池 C.光敏晶体管 D.光导纤维 2、光敏二极管的工作原理是基于外光电效应。 （╳） 3、试简述光栅传感器测位移的原理。

答：若将两块光栅(主光栅、指示光栅)叠合在一起，并且使它们的刻线之间成一个很小的角度θ，由于遮光效应，两块光栅的刻线相交处形成亮带，而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带，在与光栅刻线垂直的方向，将出现明暗相间的条纹，这些条纹就称为莫尔条纹。当指示光栅沿着主光栅刻线的垂直方向移动时，莫尔条纹将会沿着这两个光栅刻线夹角的平分线的平行方向移动，光栅每移动一个W，莫尔条纹也移动一个间距B。θ越小，B越大，θ当小于1°以后，可使B>>W，即莫尔现象具有使栅距放大的作用。因此，读出莫尔条纹的数目比读光栅刻线的数目要方便得多。通过光栅栅距的位移和莫尔条纹位移的对应关系，就可以容易地测量莫尔条纹移动数，获取小于光栅栅距的微小位移量。

4、光栅传感器中光栅栅距为W，莫尔条纹的间距B与两光栅线纹夹角θ之间的关系为 W=B/θ 。

5、下列传感器不属于发电型传感器的是( B )

A．光电池 B．电容传感器 C．热电偶传感器 D．压电传感器 6、下列光电元件中工作原理是基于光电导效应的是（ D ）

A．光电池 B．光敏二极管 C．光敏二极管 D．光敏电阻 7、通常用光栅传感器测量（A ）。

A．位移 B．浑浊度 C．加速度 D．温度 8、在智能洗衣机中常需要测量水的浑浊度，可选用（ C ） A．电容传感器 B．超声波传感器 C．光电传感器 D．霍尔传感器

9、莫尔条纹是怎样产生的？它具有哪些特性？

答：把光栅常数相等的主光栅和指示光栅刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者栅线之间保持很小夹角，在近似于垂直方向出现明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。 莫尔条纹具有如下重要特性：平均效应、放大作用、对应关系。

10、物体受到光照产生定向电动势的光电效应现象又被称为 光生伏特 效应，对应此工作原理的光电元件有 光电池 。

11、下面不属于莫尔条纹重要特性的是（ c ） A．平均效应 B．放大作用 C．温度补偿 D．对应关系 12、光敏二极管工作时，其上（ B ）

A．加正向电压 B．加反向电压

C．不需加电压 D．加正向、反向电压都可以

13、在精车床上使用刻线3600条/周的圆光栅作长度检测时，测量电路采用四倍频细分，其线位移检测分辨力为2.5μm，问该车床丝杠的螺距为多少？

解：机床丝杠旋转一周，圆光栅也旋转一周，水平位移为一个螺距。测量电路采用四倍频细分，即分辨力提高了4倍，又已知装置检测分辨力为2.5μm，故在未细分前一个莫尔条纹间距所对应的螺母水平位移应为 2.5μm×4＝10μm

又由于圆光栅旋转一周，水平位移为一个螺距，而莫尔条纹间距与圆光栅栅距之间严格的一一对应关系，因此螺距应为 3600×10μm =36mm

14、光栅传感器中，Moire条纹的特点： 平均效应 、放大效应、对应关系。

15、在下面的光电元件中，负载电阻一定时，短路电流与光照度成线性关系的是（ A ） A．光电池 B．光敏电阻 C．光敏二极管 D．光敏三极管 16、下面不属于莫尔条纹重要特性的是（ C ） A．误差平均效应 B．位移放大作用

C．有细分作用 D．光栅位移与莫尔条纹位移对应关系 17、下图为典型的伺服电机控制数控机床进给工作台实物图，丝杠螺母副将角位移量转变为线位移，利用十位绝对式码盘用于对电机角位移的测量，采用标准二进制输出（8421码制），问：

（1）该十位绝对式码盘分辨力为角度多少度？

（2）若螺距t=4mm，当码盘尚未转过一圈，且输出为1000000000B时，螺母移动了多少？ 解：(1)、码盘分辨力

360?360???n?10?0.3516?

22360? 9?（2）当码盘输出1000000000B时，转过角位移为?2＝180210

此时螺母移动距离为4mm/周?0.5周＝2mm18、数字式位置传感器可以用于人体步行速度的测量。 （ × ）

19、有一直线光栅，每毫米刻线为100线，主光栅与指示光栅的夹角θ为1.8度，采用4细分技术，则栅距W、分辨力以及莫尔条纹宽度为各为多少？

答： W为0.01mm ；

分辨力为W/4=2.5um； 莫尔条纹宽度L为0.32mm

20、图为光栅传感器辨向的工作原理和逻辑电路。在相隔B/4间距的位置上，放置两个光电元件1和2，（4是莫尔亮条纹，3为中间的暗条纹。）得到两个相位差π/2的电信号u1和u2（图中波形是消除直流分量后的交流分量），经过整形后得两个方波信号u1′和u2′。 试述光栅辨向原理。

u1u2 u 3W124 34BHu?2W0WWx4 ?u142Y1BB? u1 u?u?22 AY2A

AA

答：从图中波形的对应关系可看出，当光栅沿A方向移动时，u1′经微 分电路后产生的脉冲, 正好发生在u2′的“1”电平时，从而经Y1输出一个计数脉冲；（2分）而u1′经反相并微分后产生的脉冲，则与u2′的“0”电平相遇，与门Y2被阻塞，无脉冲输出。 在光栅沿/A方向移动时，u1′的微分脉冲发生在u2′为“0”电平时，与门Y1无脉冲输出；而u1′的反相微分脉冲则发生在u2′ 的“1”电平时， 与门Y2输出一个计数脉冲, 则说明u2′的电平状态作为与门的控制信号，来控制在不同的移动方向时，u1′所产生的脉冲输出。 这样就可以根据运动方向正确地给出加计数脉冲或减计数脉冲， 再将其输入可逆计数器，实时显示出相对于某个参考点的位

21、光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=W/θ ，莫尔条纹的放大倍数K=1/θ 。 22、光栅传感器利用莫尔条纹来达到（ D ）。

A. 提高光栅的分辨力 B.辨向的目的 C. 细分的目的 D.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变

第八章

1、热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度 相同 ，则回路中总的热电动势 不变 ，这就是热电偶的中间导体定律。

2、现采用镍铬—镍硅热电偶测量炉温，已知热端温度t＝800℃，冷端温度tn＝50 ℃ ；为了进行炉温的调节及显示，须将热电偶产生的热电动势信号送至仪表室，而仪表室环境温度恒为t0＝20 ℃ 。试问：分别（1）若热电偶与仪表之间用补偿导线连接，（2）热电偶与仪表之间直接用铜导线连接，输入仪表的热电动势依次为多少？是基于热电偶的哪个定律来完成的计算？（由分度表已知：E(800,0)=33.277mV，E(50,0)=2.022mV，E(20,0)=0.798mV） 解：（1）补偿导线时：是基于中间温度定律，

E（800，20）＝33.277 - 0.798 ＝32.479mv （2）铜导线时：是基于中间导体定律， E（800，50）＝33.277- 2.022＝31.255mv

3、如果热电偶回路的两个热电极材料相同，则无论两接点的温度如何热电动势均为 0 4．下面热电偶的工作定律中，作为工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基础的定律是（ B ）

A．中间导体定律 B．中间温度定律 C．连接导体定律 D．标准电极定律

5、若热电偶的两电极材料相同, 且两端点温度T≠T0，则热电偶( B )。 A．仅接触电势为零 B．总的热电动势为零 C．仅单一导体的热电势为零 D．有电势输出

6、现采用镍铬—镍硅热电偶分度表，表中自由端温度t0＝0℃，试问： （1）根据分度表，可计算出E镍铬—镍硅(105℃,62℃)为多少mV ？

（2） 如果在测温现场需要对（1）中情况利用补偿导线实现冷端补偿，将补偿导线引入到0℃的恒温环境中，但工人粗心将两根补偿导线掉换错接，则引入的误差为多少mV ？ 解：1）根据中间温度定律

E镍铬—镍硅(105,62)＝E镍铬—镍硅(105,0)－E镍铬—镍硅(62,0)＝4.31－2.51=1.80 mV

2）两根补偿导线掉换错接，引入的误差为

[E镍铬—镍硅(105,62)＋E镍铬—镍硅(62,0)]－[E镍铬—镍硅(105,62)－E镍铬—镍硅(62,0)]＝2 E镍铬—镍硅(62,0)＝2×2.51＝5.02 mV

7、为什么不同类型的热电偶要选用相同类型的补偿导线？补偿导线接错会出现什么现象？假设不慎将A-B热电偶的补偿导线的两根线互相接错，工作时热电偶的热端温度为620℃，冷端温度为0℃，热电极和补偿导线的接点温度为40℃，求由此引起的热端温度测量误差。E(620,0)=25.755mV;E(550,0)=22.776 mV; E(540,0)=22.350mV; E(40,0)=1.612mV

答：因为补偿导线在一定温度范围内要与所连热电偶具有相同的热电特性。补偿导线接错那测得的热端温度值将会比实际测量值低。 补偿导线接正确时：E(620,0)=25.755mV

补偿导线接错误时：E(T,0)= E(620,40)-E(40,0)＝E(620,0)－2*E(40,0)=22.531mV 采用线性差值：（22.776-22.350）/（550-540）=(22.531-22.350)/(T-540) 所以 T=544℃

由此引起的测量误差为540-620＝-76℃

8、现采用铜—康铜热电偶测量炉温，已知热端温度400℃，冷端温度80℃；为了进行炉温的调节及显示，须将热电偶产生的热电动势信号送至仪表室，而仪表室环境温度恒为20℃。试问：分别（1）若热电偶与仪表之间用补偿导线连接，输入仪表的热电动势为多少？是基于热电偶的哪个定律来完成的计算？（2）热电偶与仪表之间直接用铜导线连接，输入仪表的热电动势为多少？是基于热电偶的哪个定律来完成的计算？（由分度表已知：E(400,0)=20.869mV，E(80,0)=3.357mV，E(20,0)=0.780mV） （1）补偿导线时：是基于中间温度定律， E（400，20）＝20.869 - 0.780 ＝20.089mv （2）铜导线时：是基于中间导体定律， E（400，80）＝20.869- 3.357＝17.512mv

1、通常用热电阻测量（ C ）。

A.电阻 B.扭矩 C.温度 D.压力 2、热敏电阻可以用来测量流量。（ × ）

3、热电阻是利用导体的 电阻 随温度而变化这一物理现象来测量温度的

4、热电式传感器中，由于温度变化引起敏感元件阻值变化的有 热 电阻和 热敏 电阻。

5、临界温度热敏电阻，具有开关特性，主要用于 开关元件 。

6、热电阻是利用导体的 电阻 随温度而变化这一物理现象来测量温度的，在一些测量精度要求不高、测温范围在-50～150℃的情况下常采用Cu热电阻。

第十一章

1、测量误差的表示形式中，常用来评价测量仪表精度等级的是 最大引用 误差。

2、某温度检测系统采用铂电阻传感器，用电桥和电压放大器进行信号转换和放大，用笔式记录仪记录测量结果。已知上述四个环节单独的灵敏度为0.25Ω/℃、0.01V/Ω、100V/V、0.1CM/V。整个系统的灵敏度为 0.025cm/℃ 。记录笔位移为1CM时，所对应的温度变化为 40 ℃。

3、分辨力是表征检测系统在规定测量范围内有效辨别输入量 最小量 的能力。 4、灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下 输出 量的变化量和引起此变化的 输入 量变化量的比值。

5、用电压表测量一待测电压100V，测量结果为99V，该次测量的绝对误差为 -1V ，示值相对误差为 -1% 。

6、分辨力是指检测仪表 分辨输入量最小值 的能力。

7、在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号以不可预见的方式变化，这种误差称为 随机 误差。其值越小，测量结果的精度越 高 。 8、系统灵敏度指检测系统在 输出 变化量和引起此变化的 输入 变化量的比值。 9、由于测量仪器本身精度不高所引入的误差是（B ）

A．随机误差 B．系统误差 C．粗大误差 D．绝对误差

10、当某检测系统的被测物理量有微小变化时，该系统就会有较大的输出变化量,这说明该检测系统的__灵敏度_____较高。

11、检测系统的精度是表示其输出量（即测量值）与被测物理量的___理论值____之间符合程度的指标，误差越大，表明系统精度越 低 。

12、有四台测温仪器，量程均为0～600，精度等级分别为2.5级、1.5级、1.0级、0.5级。现要测量500的温度，要求相对误差不超过1%，应选择 0.5级的仪器，理由是（用数学表达式描述）（0.5%×600℃）<（1%×500℃）

13、用电压表测量一待测电压200V，测量结果为201V，该次测量的绝对误差为 1V ，示值相对误差为 0.5% 。

14、传感器一般由 敏感原件 、转换元件和 基本转换电路 三个部分组成。 15、压力传感器测量砝码数据如下，试解释这是一种什么误差，产生这种误差的原因是什么？ N(g) 0 1.0 2 3 4 5 正行程(mv)0 1.5 2 2.5 3 3.5 反行程(mv)0 0.5 1 2 2.5 3.5 解：迟滞误差；静态误差； 传感器本身材料的缺陷造成。

16、一压电式传感器的灵敏度为20pC/mPa,连接灵敏度为0.008V/pC的电荷放大器，所用笔式记录仪的灵敏度为25mm/V，问（1）系统总的灵敏度是多少（2）当压力变化Δp=4mPa时，记录笔在记录纸上的偏移为多少？ 解：（1）20pC/mPa*0.008V/pC*25mm/V=4mm/mPa （2）4mm/mPa *4mPa=16mm

17、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称 应变片 效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称 压阻 效应。直线的电阻

丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为 横向 效应

１、在多路数据采集系统中，也可能遇到各路信号动态范围不一致的情况，这时希望放大器

对不同的通路具有不同的增益，以实现相同的动态输出。这些场合需要用到的是下面哪种器件（ c ）

A.光电耦合器 B.隔离放大器 C. 可编程增益放大器 D. 仪器放大器

2、以任意一种传感器为例，说明差动测量的优点。

答：差动传感器的三个优点：灵敏度提高一倍，非线性误差降低一级，补偿温度误差。 3、按照工作原理和应用场合不同，测控系统中常见的信号放大电路有 测量放大器 、 PGA 和隔离放大器 等。

4、试以框图形式描述一个单通道现代数据采集系统的基本组成，并对其主要功能模块作必要的补充说明。

传感器信号调理电路数据采集电路微机系统 答：信号调理电路除了实现小信号放大、信号滤波之类常见处理电路外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等电路，这些操作统称为信号调理。 数据采集电路主要由SHA和ADC构成，还常包含主放大器。

5、能同时用于数字量输入和输出通道的电气隔离元件有 光电耦合等，只能用于数字量输出通道的电气隔离元件有 继电器 等。

6、目前，对于变送器而言，模拟信号的传输主要是传输国际标准电流范围为 4～20mA的信号。

7、以下滤波方案中，能用于抗频混的是( A )。

A．无源RC低通滤波器 B．无源RC高通滤波器 C．基于Butterworth模型的数字滤波 D．基于Chebyshev模型的数字滤波 8、在信号以电压形式传输的模拟通道中，前后两级电路之间，什么情况下要接电压跟随器？为什么？

答：在测控系统中，当需要将前级电路电压信号无损传输到后级电路，并且前级电路部分的形成的输入阻抗并非远小于后级电路输出阻抗时（如传感器内阻往往很大），需加电压跟随器作为阻抗匹配的缓冲级（中间级）。因为电压跟随器具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点。

9、隔离放大器中隔离的媒介主要有 电磁隔离（或叫变压器隔离也对）、光电隔离、电容隔离

10、希望远距离传送信号，应选用具有 （ A ）输出的标准变送器。 A.4～20mA B. 0～10mA C. 0～2V D. 1～5V

11、以下能作为智能仪器系统数字量输入、输出通道的隔离器件是( D )。 A．电容耦合放大器 B．仪用放大器 C．变压器耦合放大器 D．光电耦合器

12、AD公司生产的AD620是能够实现可编程增益的仪用放大器。（ × ）

13、为了实现以下目的，试从低通、高通、带通和带阻滤波中选择最合适的一种： （1）.除去麦克风中混入的广播电波信号； （2）.从天线接收的电视波中仅选择第三频道；

（3）.除去混入所取出的脑电波信号中的电力线频率（频率为50Hz）干扰。

答：（1）因为要除去高频成分，故选用低通滤波器。

（2）要消除第二通道以下和第三通道以上的频率成分，故选用带通滤波器。 （3）要消除特定成分的频率成分，故选用带阻滤波器。

14、非线性校正的模拟方法有多种。校正环节串联在系统中，称为开环校正。校正环节作为反馈环节连于主环路上，称为闭环校正。

15、以下不属于检测系统非线性校正的方法为( C )

A. 运用AD538作为校正电路 B. 运用折线逼近式电路 C. 运用AD694作为校正电路

D. 智能检测系统中的数字校正电路

16、变压器隔离电路中赖以传递信号的途径是（ B ） A.光电耦合 B.磁通耦合 C.漏电耦合 D.电容耦合

17、电容耦合的隔离放大器引出线最少，因而封装最小，使用最广泛的一种隔离器件。（ √ ）

18、U/I变换器AD694不具有断路报警功能。（ × ）

19、在检测系统中，仪器放大器适合应用的场合是传感器输出信号具有低输出阻抗，高串模干扰。（× ）

1、在有采样保持器的数据采集系统中，A/D转换器的位数确定后，能够采样输入信号的最高频率是由采样保持器的下列哪个参数决定的（ B ） A.捕捉时间 B.孔径时间 C.孔径抖动时间 D.保持建立时间

2、设计一数据采集系统，有8路传感器输出信号，系统设计共用一路信号调理电路、采样保持器和A/D转换器。画出满足要求的采集系统框图，并说明一般什么情况下要用到采样保持器，什么情况下可以不用？采样保持器的作用是什么？ 答：一般对于快速变化的信号都需要用到采样保持器，对于变化非常缓慢或直流信号可以不用采样保持器。采样保持器的作用是保证A/D转换进行模数转换期间输入电压保持不变。 传感器 8选1 采样保持器 计算机 信号调理电路 A/D转换器 多路 传感器 模拟 开关 逻辑控制电路 MUX 传感器 3、模/数转换器的技术指标中，分辨率描述了 ( A )。

A.最小模拟输入电压与输入满量程之比； B.输入电压的实际值与理想值之差；

C.模数转换速率； D.噪声抑制效率；

4、检测电路中，何种情况下ADC前可以不加SHA？何种情况下在SHA前要加主放大器？ 答：当所检测的信号为缓变量（低频信号）或直流信号时，ADC之前可以不加SHA。 由于AD转换会引入量化误差，当所需转换的模拟信号最小值（与系统设计的分辨

力有关）小于量化误差时，必须在SHA前加一级主放大器，以防止输入信号被量化误差所湮没。

5、若模/数转换器分辨率为10位，满量程为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ B ） 2.5/2^10

… A．1.22mV B．2.44mV C．2.5mV D．4.88mV

6、选用铁-康铜热电偶进行温度测量，在0~100℃的温度范围，要求所设计的数据采集装置有0.4℃的温度分辨力，要选择至少 8 位的ADC才能满足要求。 7、电子集成模拟开关的特点是导通电阻大、切换速度高。（ √ ）

8、 A/D转换器中，积分式AD转换器比比较式AD转换器的转换速率要明显快得多。（× ） 9、采样保持器中存储电容的作用与选择原则是什么？

答：采样保持器中存储电容的作用是保证在保持时刻采样保持器的输出电压保持稳态。选择原则是：理想状态下电容不存在漏电现象，要求泄漏电流尽可能小。 10、现假设给出多路模拟开关（8路）、8位ADC、8位微处理器、采样保持器等主要集成电路（数量不限）。请设计出一个8路数据采集系统，给出方框图，并进行必要的说明。 提示：

1）所需其他相关的接口芯片自行假定。

2）设计一能够完成多路同步采集多路转换的数据采集系统。 3）不需要给出芯片的具体型号，可以用文字说明。

答：该电路的结构特点是对每一路输入信号分别配置了从信号调理电路到A/D转换电路的所有器件，这种电路解决了多路数据采集中的“瓶颈”，既A/D转换器由于分时多路工作而导致数据采集速度慢/效率低的问题。因此这种电路结构具有以下优点：

1）可实现高速多路采集，且采集效率不受通道数目的影响；2）精度高；3）可根据需要灵活设置每一道的采样频率和相位。

11、利用两片AD7501设计16选一多路模拟开关，画出扩展电路图，并简要说明扩展方法。

答：AD7501为单通道八选一的多路模拟开光，要得到16选一的单通道的多路模拟开关，可以利用两个AD7501扩展，将AD7501的片选端CS连接A3端用来控制片一和片二的工作状态即可。

1、抑制电感性耦合干扰可以采用静电屏蔽方法。（* ） 2、可以采用电场屏蔽的方法来抑制电容性耦合。 （√ ） 3、消除差模干扰和共模干扰的方法分别有哪些？

答：消除共模干扰的方法:1）浮置；2）隔离；3）平衡传输 消除差模干扰的方法：

1）信号传输线最多一端接大地； 2）屏蔽信号传输线；

3）采用双绞线传输；4）进行信号转换

4、当一个直流电源对几个电路同时供电时，为避免几个电路之间互相干扰，应在每个电路的直流电源进线与地线之间加装RC（ A ）滤波器。 A.低通 B.高通 C.带通 D.带阻 5、差模干扰是指相对于公共的（参考接地点），在接收电路的两个输入端上同时出现的干扰。（ × ）

6、常用的传感器如下所示：

电阻应变片 磁敏电阻 霍尔元件 气敏传感器

湿敏传感器 光电耦合器 压电传感器 电容传感器 热敏电阻 CCD电荷耦合器 压阻式传感器 光纤传感器 磁电传感器 光电二极管 差动变压器 热释电器件 磁敏晶体管 电涡流传感器 光电池 超声波传感器 热电偶 红外传感器 色敏传感器 请认真分析回答下列问题： 1）、选出至少3种可以进行位移测量的传感器？ 2）、选出至少3种可以完成温度测量的传感器？ 3）、选出至少2种可以进行振动（或加速度）测量的传感器？ 答：

1）可以进行位移测量的传感器有霍尔元件、差动变压器、电阻传感器； 2）可以完成温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电；

3）进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传感器、压电传感器；

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