自动检测原理复习题

1、测量的概念

测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。

2、测量方法的分类

（1） 根据被测量是否随时间变化，可分为静态测量和动态测量。 （2） 根据测量的手段不同，可分为直接测量和间接测量。

（3） 根据测量时是否与被测对象接触，可分为接触式测量和非接触式测量。 （4） 根据测量的具体手段来分，可分为偏位式测量，零位式测量和微差式测量。 偏位式测量：在测量过程中，被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式称为偏位式测量。

零位式测量：在测量过程中，被测量与仪表内部的标准量相比较，当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值，这种测量方式称为零位式测量。

微差式测量：微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。 3、测量误差的表示方法

绝对误差和相对误差

相对误差又包括示值（标称）相对误差和引用误差（也叫满度相对误差） 4、我国工业模拟仪表有下列常用的7种等级:

0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。准确度等级对应基本误差：eg：0.1对应±0.1% 5、测量误差的分类

粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差和动态误差。

静态误差：在被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。

动态误差：当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。

6、随机误差的正态分布曲线的三个规律

集中性、对称性、有界性 7、不确定度的概念

由于测量误差的存在，对被测量值不能肯定的程度，也表明该结果的可信赖程度。 8、测量系统静态误差的合成方法

绝对值合成法和方均根合成法

9、传感器的定义组合以及每一部分能完成的功能、起到的作用

传感器是一种检测装置，能感受规定的被测量，并能将检测感受到的信息，按一定的规律变换成为电信号或其他所需要形式的信息输出。以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求

传感器主要包括敏感元件、传感元件和测量转换电路三个部分

敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件，即被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。这一非电量通过传感元件后就被转换成电参量。测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流、或频率量。 10、什么是灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比 11、什么是分辨力

分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是具有量纲的数。 12、线性度的概念

线性度又称为非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出百分比。 13、迟滞误差的概念

迟滞误差又称为回差或变差，是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。 1-1单项选择题

1）电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于 测量。

A、偏位式 B、零位式 C、微差式 2）某采购员分别在3家商店购买100Kg大米、10Kg苹果、1Kg巧克力，发现均缺少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、引用误差 D、准确度等级

3）在选购线性仪表时，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。

A、3倍 B、10倍 C、1.5倍 D、0.75倍

4）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 。用该表的直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.7V，改误差属于 。

A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差

5）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、提高准确度 B、加速其衰老

C、测试其各项性能指标 D、提早发现故障，提高可靠性

1-3、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，准确度等级为0.5级，求：

1）该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。

1-4 欲测240V左右的电压要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表其准确度应选模拟仪表中常用的哪一等级？若选用量程为300V和500V的电压表，其准确度又应分别选哪一级？

1-5 已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0～500N；另一只为1.0级，测量范围为0～100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？

1-6

用一台3?位（俗称3位半）、准确度等级为0.5级（已包含最后一位数据跳动引起的+1误差）的数字式电子温度计，测量汽轮高压蒸汽的温度，数字面板上显示出+180.6℃。求：

1）分辨力及分辨率；2）可能产生的最大满度相对误差和绝对误差；3）被测温度的示值； 4）示值相对误差；5）被测温度的实际值范围。

（提示该“三位半”数字表的量程上限为199.9℃，下限为0℃）

第二章复习题

1、应变效应

导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械形变，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。

2、应变效应的两个公式（第28页）

3、2-8、2-9、2-10的三个公式（第33页） 4、金属热电阻按其结构类型来分有哪几种

有装配式、铠装式、薄膜式等 5、热敏电阻的分类

按其温度系数可分为负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻还有突变型热敏电阻（又称为临界温度型）

6、绝对湿度和相对湿度的定义

绝对湿度：大气的水气含量通常用1m三次方湿空气中含水气的克数来表示，也就是空气中的水气密度，单位为Kg/m三次方

相对湿度：是空气的绝对湿度与同温度下的饱和状态空气绝对湿度的比值。 2-1单项选择题

1）电子秤中所使用的应变片应选择 应变片；为提高集成度测量气体压力应选择 ；一次性、几百个应力试验测点应选择 应变片。

A、金属丝式 B、金属箔式 C、电阻应变仪 D、固态压阻式压力传感器 2)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 测量转换电路。

A、单臂半桥 B、双臂半桥 C、四臂全桥

3）在图2-17a中，热敏电阻测量转换电路调试过程的步骤是 。若发现毫伏表的示值比标准温度计的示值大，应将 。

A、先调节RP1，然后调节RP2 B、同时调节RP1、RP2 C、先调节RP2，然后调节RP1 D、RP2往上调 E、RP2往下调 F、RP2往左调 F、RP2 往右调 4）在图2-17中的Rt（热敏电阻）应选择 热敏电阻，在图2-18中Rt应选择 热敏电阻。

A、NTC指数型 B、NTC突变型 C、PTC突变型

5）MQN气敏电阻可测量 的浓度，TiO2气敏电阻可测量 的浓度。

A、CO B、N2 C、气体打火机车间的有害气体 D、锅炉烟道中剩余的氧气 6）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

7）当天气变化时，有时会发现在地下设施（例如地下室）中工作的仪器内部印制板漏电系数增大，机箱上有小水珠出现及电路板有结露等，影响了仪器的正常工作。该水珠的来源是 A、从天花板上滴下来的 B、由于空气的绝对湿度达到饱和点而凝结成水滴

C、空气的绝对湿度基本不变，但气温下降，室内的空气相对湿度接近饱和，当接触到温度比大气更低的仪器外壳时，空气的相对湿度达到饱和状态，而凝结成水滴。

8)在使用测谎仪时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用 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 2-3 有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V，桥路电压Ui为12V,求:

1)在额定荷重时的输出电压Uom；2)当承载为5×103N时的输出电压Uo；3）若在额定荷重时要到10V的输出电压去A/D转换器，放大器的放大倍数应为多少倍？

2-5 有一个金属热电阻，分度号为Pt100，接到不平衡电桥的R1位置（见图2-4或图2-28a），R2=R3=R4=100Ω，Ui=5V，在0℃时调平衡，求： 1）该热电阻的测温材料；2）测温范围；3) 0℃时的电阻值;4) -40℃及+40℃时的电阻值(查分度表)。5) 根据单臂电桥式（2-5）以及电工学的分压比公式，分别计算t=40℃时电桥的开路输出电压Uo（r1、r4、ri、R7均忽略不计且不考虑RP的影响）,并说明近似公式(2-5)所引起的误差为多少?

第三章复习题

1、传感器的种类：自感式和互感式

2、自感电感传感器常见的形式有：变隙式、变截面式和螺线管式等几种。 3、P74下面的例题 3-1单项选择题

1)欲测量微小的位移，应选择 自感传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1μm左右，应选择 自感传感器为宜。 A、变隙式 B、变面积式 C、螺线管式

2）希望线性范围为±1mm，应选择绕组骨架长度为 左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。

A、2mm B、20mm C、400mm D、1mm

3)螺线管式自感传感器采用差动结构是为了 。

A、加长绕组的长度从而增加线性范围 B、提高灵敏度，减小温漂 C、降低成本 D、增加绕组对衔铁的吸引力 4）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 。

A、提高灵敏度 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。

5）某车间用途3-18的装置来测量直径范围为Φ10mm±1mm轴的直径误差，应选择线性范围为 的电感传感器为宜（当轴的直径为Φ±0.0mm时，预先调整电感传感器的安装高度，使衔铁正好处于电感传感器中间位置）。

A、10mm B、3mm C、1mm D、12mm

6）希望信号传送到1Km之外，应选择具有 输出的标准变送器。 A、0～2V B、1～5V C、0～10mA D、4～20mA

第四章复习题

1、电涡流效应

根据法拉第电磁感应定律，金属导体置于变化的磁场中，导体的表面就会有变化的电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流，这种现象称为电涡流效应。

2、检测技术中激励源频率一般为100kHz～1MHz。为了使涡流深入金属导体深处，或欲对距离较远，或较厚的金属体进行检测，可采用十几千赫甚至几百赫的激励频率。 3、计算转速的公式

若转轴圆周上有z个槽（或齿），频率计的读数为f（单位为Hz），则转轴的转速n（单位为r/min）的计算公式为：n=60f/z 4-1单项选择题

1）塑料表面经常镀有一层金属镀层，以增加美观和耐磨性。金属镀层越薄，镀层中的电涡流也越小。欲测量金属镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为 。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 。

A、50～100Hz B、1～10kHz C、10～50kHz D 、100K～2MHz 2）电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出 的靠近程度。

A、人体 B、水 C、金属零件 D、塑料零件 3）电涡流探头的外壳用 制作较为恰当。

A、不锈钢 B、塑料 C、黄铜 D、玻璃

4）当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L ，调频转换电路的输出频率f 。

A、不变 B、增大 C、减小

5）欲探测埋在地下的金银珠宝，应选择直径为 左右的电涡流探头。欲测量油管表面额细小裂纹，应选择直径为 左右的探头。

A、0.1mm B、5mm C、50mm A、500mm

6）用图4-12b的方法测量齿数z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz，则该齿轮的转速n等于 r/min。

A、400 B、3600 C、24000 D、60

7）图4-18中接近开关动作距离是 ，动作滞差是 。

A、2mm B、3mm C、1mm D、5mm 4-2简述电磁炉的工作原理

电源电压经过整流器转换成直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场，

其磁力线穿透灶台微，经玻璃台板而作用于金属锅。金属锅体因电磁感应，产生强大的涡流效应，涡流克服锅体内阻流动时，完成电能向热能的转换，所产生的热量就是烹调的热源。

第五章复习题

1、电容传感器的分类：变面积式电容传感器、变极距式电容传感器、介电常数式电容传感器 2、压力传感器的分类

根据不同的测量条件压力可分为：两个空填：绝对压力和相对压力；三个空填：绝对压力差压和表压。

绝对压力传感器：它所测得的压力数值相对于密封在绝对压力传感器内部的基准真空（相当于零压力参考点）而言的，是以真空为起点的压力。

差压传感器：差压是指两个压力p1和p2之差，又称为压力差。 压力传感器：压力传感器显示的压力为“表压”。 5-1单项选择题 1）在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入相等厚度的 ，可测得的最大电容。

A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片

2）电子卡尺的分辨力可达0.01mm，直线行程可达200mm，它的内部所采用的电容传感器型式是 。

A、变极距式 B、变面积式 C、变介电常数式

3）在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 。

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 4）利用图5-14所示的湿敏电容可以测量 。

A、空气的绝对湿度 B、空气的相对湿度 C、空气的温度 D、纸张的含水量 5）轿车的保护气囊可用 来控制。

A、气敏传感器 B、湿敏传感器 C、差动变压器 D、电容式加速度传感器 6）图5-17中，当储液罐中装满液体后，电容差动变压器的膜片 。

A、向左弯曲 B、向右弯曲 C、保持不动

7）自来水公司到用户家抄自来水表数据，得到的是 。 A、瞬时流量，单位为t/h B、积累流量，单位为t或m3

C、瞬时流量，单位为Kg/s D、积累流量，单位为Kg 8）在图5-18中，管道中流体的流速越快，压力就越 。

A、大 B、小 C、不变

9）在图5-18 中，管道中的流体自左向右流动时， 。 A、p1>p2 B、p1

5-2 光柱显示编码式液位计原理示意图如图5-22所示。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)。

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? 2) 被测液体应该是导电液体还是绝缘体; 3) 设n=32分别写出该液位计的分辨率(%)及分辨力(h2/n,几分之一米),并说明如何提高此类传感器的分辨率; 4) 设当液体上升到第32个不锈钢圆环的高度时,101线LED光柱全亮,则当液体上升到m=8个不锈钢圆环的高度时,共有多少线LED被点亮?

5-5 某两线制4～20mA电流输出型仪表的电源电压为24V,变送器的最低工作电压为12V,传输线路共1Km,传输电阻为100Ω,试求:

1)最大采样负载电阻RL可以达到多少欧? 2) 当取样电阻RL取250Ω时,取样电阻两端的最大输出电压Uo为多少伏? 3) 当取样电阻RL取250Ω时,传输线的电阻值最多为多少欧? 4) 当采取HART通信方式时,取样电阻RL不应低于多少欧?

第六章复习题

1、压电效应和逆压电效应

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。

反之，在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械振动。当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

2、压电式传感器中的压电元件材料主要有三类：压电晶体（单晶体）、压电陶瓷（多晶体）和高分子压电材料。 6-1单项选择题 1）将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的 ；蜂鸣器中发出“滴??滴??”声的压电片发声原理是利用压电材料的 。

A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应

2）在实验室做检验标准用的压电仪表应采用 压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上，用于测量人的脉搏的压电材料应采用 ；用压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用 。

A、PTC B、PZT C、PVDF D、SiO2 3)使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 。

A、人的体重 B、车刀的压紧力 C、车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D、自来水管中水的压力

4）动态力传感器中，两片压电片多采用 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 接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。

A、串联 B、并联 C、既串联又并联 D、既不串联又不并联

5）测量人的脉搏应采用灵敏度K约为 的PVDF压电传感器；在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国家标准时，应采用灵敏度K为 的压电传感器。

A、100V/g B、0.1V/g C、10mV/g

6-2 用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度,若传感器的灵敏度为70pC/g ( g为重力加速度),电荷放大器灵敏度为10mV/pC，试确定当输入为3g（平均值）加速度时，电荷放大器的输出电压Uo（平均值，不考虑正负号），并计算此时该电荷放大器的反馈电容Cf。 6-3

用图6-9所示的压电式单向脉动力传感器测量一正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为250×10C/N，电荷放大器的反馈电容Cf=2000pF，测得输出电压uo=5sinwtV。求：

1） 该压电式传感器产生的总电荷Q峰值为多少pC？ 2） 此时作用在单向脉动力传感器上的正弦脉动力（瞬时值）为多少？

6-4分析粘度计的工作原理

液体的粘性越大，对振动板的阻力就越大，振动板的振幅就越小，因此质量块对压电片所施加的惯性力就越小，压电片输出的电荷量Q或电压U0就越小，压电片的输出电压反映了液体的粘度。

-12

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/eepx.html