现代检测理论与技术网课题目和答案
第一讲：
1、传感器是一种将特定的被测信号按照一定的规律转换为可用输出信号的装置，它主要由敏感元件和转换元件组成。
2、基本型现代检测系统一般包括传感器、信号处理、数据采集、计算机、输出显示等五部分。
3、传感器技术发展趋势及重点研究开发主要体现在高精确度、小型化、集成化、多功能化、智能化等方面。
4、检测技术的发展主要体现在①不断拓展测量范围，努力提高检测精度和可靠性②传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展③重视非接触式检测技术研究④检测系统智能化等方面。
5、一个完整的检测过程包括信息数据采集、信号处理、信号传输、信号记录、信号显示等方面。
6、现代检测系统的基本结构大致可分为智能仪器、个人仪器和自动测试系统等三类。
7、传感器按能量关系可分为能量变换型和能量控制型两类。
8、传感器按输出量可分为模拟式和数字式两类。
9、智能传感器一般具有①自校零、自标定、自矫正②自动补偿③自动采集数据。并对数据进行预处理④自动进行检测、自选量程、自寻故障⑤数据存储、记忆与信息处理功能⑥双向通讯、标准化数字输出或符号输出等功能。
第二讲：
1．仪表的精度等级是指仪表的（）
A．绝对误差B．最大误差 C．相对误差 D．最大引用误差
2.属于传感器动态特性指标的是( )
A.重复性
B.线性度
C.灵敏度
D.固有频率
3.按照分类，阈值指标属于( )
A.灵敏度
B.静态指标
C.过载能力
D.量程
4.与价格成反比的指标是( )
A.可靠性
B.经济性
C.精度
D.灵敏度
5.属于传感器静态指标的是( )
A.固有频率
B.临界频率
C.阻尼比
D.重复性
6. 属于传感器动态特性指标的是( )
A.量程
B.过冲量
C.稳定性
D.线性度
7.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( )
A.线性度越好
B.迟滞越小
C.重复性越好
D.灵敏度越高
8.传感器的灵敏度越高，表示传感器( )
A.线性度越好
B.能感知的输入变化量越小
C.重复性越好
D.迟滞越小
9.传感器的标定是在明确传感器的输入与输出关系的前提下，利用某种( )对传感器进行标定。
A.标准元件
B.正规器件
C.标准器具
D.精度器件
10.传感器的静态指标标定是给传感器输入已知不变的( )，测量其输出。
A.标准电量
B.正规电量
C.标准非电量
D.正规非电量
11.传感器的动态标定是检验传感器的( )
A.静态性能指标
B.频率响应指标
C.动态性能指标
D.相位误差指标
12..基准器中( )精度最高。
A.国家级
B.一等级
C.二等级
D.三等级
13. 在尘埃、油污、温度变化较大伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时,传感器的选用必须首先考虑( )因素。
A .响应特性 B.灵敏度 C.稳定性 D.精确度
14. 某温度仪表的测温范围为200～800℃，已知测温误差小于±4℃，则该仪表的精度等级为（）。
A. 0.5级
B. 1.0级
C. 1.5级
D. 2.5级
DDABB DBDCC CACB
第三讲：
CCDC
第四讲：
DACA
第六讲
一．单项选择题
1.下列( )温度传感器属于接触式温度传感器
A.全辐射
B.亮度式
C.电阻式
D.半导体
2.不属于非接触式温度传感器的是( )
A.全辐射温度传感器
B.亮度式温度传感器
C.比色温度传感器
D.热电偶式温度传感器
3.下列温度传感器不属于热电偶式温度传感器的是( )
A.普通热电偶
B.铠装热电偶
C.薄膜热电偶
D.热敏电阻热电偶
4.温差电动势是在同一根导体中由于两端( )不同而产生的电动势。
A.压强
B.温度
C.电阻
D.电压
5.一般情况下，要求热敏电阻式传感器的热敏电阻( )
A.呈正弦关系
B.呈余弦关系
C.呈线性关系
D.在一定范围内呈线性关系
6.金属热电阻式温度传感器所测量的温度越高，其敏感元件中的自由电子的运动( )
A.越规则
B.越不规则
C.呈正态分布
D.呈线性分布
7.下列哪种非接触式温度传感器适用于远距离、不能直接接触的高温物体( )
A.全辐射温度传感器
B.亮度式温度传感器
C.热电偶式温度传感器
D.比色温度传感器
8.通常用热电阻式传感器测量( )
A.温度
B.密度
C.加速度
D.电阻
9.热电偶中产生热电势的条件( )
A.两热电极材料相同
B.两热电极材料不同
C.两热电极的两端温度不同
D.两热电极的两端温度相同
10.热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与( )无关。
A.冷端温度
B.尺寸形状
C.补偿导线
D.热源
11.随着温度的升高，陶瓷半导体电子-空穴的浓度按( )规律增加。
A.线性
B.指数
C.对数
D.阶跃
12 .热电偶热电动势由两部分组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的( )电动势。
A.内部参数
B.输入
C.温差
D.输出
CDDBD BAACB BC
三镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/oC，把它放在温度为1200oC处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50oC，试求热电势大小。
第七讲：
1.光电传感器是以为检测元件的传感器，是将转化为的变化，然后通过将相应的转化为。
2. 光电效应以其表现形式不同，可以分为和。
3. 基于外光电效应原理工作的光电器件有和。
4. 基于光电导效应原理工作的光电器件有。
5. 基于光生伏特效应原理工作的光电器件有、和等。
6.硅光电池的结构是在N型硅片上渗入P型杂质形成一个PN结而成。
7.光电传感器的光照特性是指。
8. 光电传感器的光谱特性是指。
9.光电二极管和光电三极管的伏安特性是指。
10.光电传感器的温度特性是指。
光电器件，非电量，光量，光电器件，光量，电量
外光电效应和内光电效应
光电管、光电倍增管
光敏电阻
光电二极管、光电三极管、光电池
大面积
光电流与照度之间的关系
灵敏度与光波长之间的关系
光电流与反向偏压之间的关系
光电流与温度之间的关系
第二题单选题（每题3分，共36分）
1 .视觉传感器接受部的主要作用是( )
A.充分发挥传感器性能的重要作用
B.将光学图像信号转换成电信号
C.将二维图像的电信号转换为时间序列的一维信号
D.抽出有效信号
2.光导摄像管不具有的功能是( )
A.光电转换功能
B.扫描功能
C.D/A功能
D.存贮功能
3.视觉传感器扫描部的主要作用是( )
A.聚成光学图像信号
B.将光学图像信号转换为电信号
C.将二维图像信号转换为时间序列的一维信号
D.抽出有效信号
4.视觉传感器能源以( )为基础。
A.光电转换
B.图像处理技术
C.将二维转化为一维
D.抽出有效信号
5.光导摄像管是一种兼有光电转换功能和( )的真空管。
A.接受功能
B.扫描功能
C.记忆功能
D.存贮功能
https://www.360docs.net/doc/2a15663749.html,D摄像元件是一种( )型晶体管开关集成电路。
A.MOS
B.PD
C.PN
D.S
7.红外光的波长( )μm。
A.2~20
B.4000~80000
C.1500~50000
D.0~0.5
8.明亮度信息可以借助( )进行数字化。
A.D/A转换器
B.A/D转换器
C.加法器
D.积分器
9 下列选项中，属于最常见的光学式测量系统的是( )
A.光栅测量系统
B.光电显微镜
C.光学编码器
D.磁尺
10 .红外光导摄像管中，红外图像所产生的温度分布可以把靶面上感应出相应电压分布图像的物理基础是( )
A.压电效应
B.电磁感应
C.光电效应
D.热电效应
11.为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为( )
A.编码
B.压缩
C.前处理
D.后处理
12 .封装在光电隔离耦合器内部的是( )
A.两个发光二极管
B.两个光敏三极管
C.一个光敏二极管和一个光敏三极管
D.一个发光二极管和一个光敏三极管
DCCAB AABAD CD
第八讲：
1 .光纤由、和组成。
2.光纤的导光能力取决于和；机械强度由保证。
3.光纤的传光原理基于光的。
4.入射光线在纤芯和包层的界面上发生全反射，临界角应满足。
5.光纤在光纤内全反射的最大入射角为。
6.光纤数值孔径是指。
7.光纤的主要参数包括、、和。
8、光纤传感器由、和组成。
9. 在实际应用中，光纤的光源应满足、、和等条件。
10.常见的光探测器有、、和。
11.传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的区别在于。
12.光纤传感器的工作原理。
1、纤芯，包层，护套
2、纤芯，包层，护套
3、反射机制
4、
5、
6、光纤与光源或探测器耦合时的耦合效率
7、数值孔径、色散、光线模式、传输损耗
8、光纤、光源、探测器
9、尺寸小，发光面积大、波长合适、足够亮度
10、光敏三极管、光敏二极管、光电倍增管、光电池
11、前者光纤只是传光器件，后者光纤既是传光器件也是传感器件
12、当光信号在光纤中传播时，表征光信号的特征参量（振幅、香味、偏振态、波长等）因外界因素（如温度、压力、磁场、电厂、位移等）的作用而间接或直接地发生变化
二.求光纤n1=1.46，n2=1.45的NA值；如果外部n0=1，求光纤的临界入射角。
三、光纤涡流流量计测量某管道内液体得流速，已知光纤的直径为200微米，St为0.2，当测得光纤的振动频率为1000赫兹时，求所测液体的流速。
第九讲：
1.信号调理电路的主要功能有哪些？
2.传感器的输出信号具有哪些特点？
3．选用放大器时，应满足哪些条件？
4.仪用放大器的特点是是什么？适合作为哪些传感器的信号调理电路？
5.可编程增益放大器适合哪些场合？
6.隔离放大器有什么隔离措施？其隔离的目的是什么？
1.信号调理电路的主要功能:(1)将所测信号的变化范围调整到某一预定的电压或电流范围内。(2)给应变式、电感式等类型的传感器提供激励电源，构成测量电路，实现补偿、调零等功能。(3)根据信号的不同特点，可进行调制、解调、滤波及线性化处理。
2.传感器的输出信号不仅电平低、内阻大，而且往往伴有较高的共模电压。
3.选用放大器的要求：(1)输入阻抗应该远大于信号源内阻，防止因放大器的负载效应造成偏差。(2)抗共模电压干扰能力强。(3)在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性，输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比，从而保证放大器输出性能稳定。(4)能附加一些适应特定要求的电路。
4.仪用放大器的特点是高输入阻抗、低偏置电流、低失调和低漂移、高共模抑制比、平衡的差动输入和单端输出，放大器的增益可以由用户选择电阻来设定，容易实现程控。适合作为记录器的前置放大器、多路缓冲器、伺服误差放大器以及过程控制和数据采集系统中的信号
调理电路。
5.可编程增益放大器适合自动量程切换，便于A/D转换或信号调理；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。
6.隔离放大器有变压器耦合、光电耦合以及电容耦合。隔离的目的是将输入、输出和电源在电流和电阻上进行隔离，使之没有直接耦合的测量放大器。
采用多路模拟开关、运放和电阻网络设计一个可编程放大器，增益为1,2,4，8 ，绘制电路图，并简要说明其工作原理。
第十讲：
一单项选择题（每题5分，共60分）
1.有用信号频率低于20Hz，可以用( )滤波电路。
A.低通
B.高通
C.带通
D.带阻
2.有用信号的频率高于500Hz，可选用( )滤波电路。
A.低通
B.高通
C.带通
D.带阻
3 希望仰制50Hz的交流电源干扰，可选用( ) 滤波电路。
A.低通
B.高通
C.带通
D.带阻
4.有用信号的频率为某一固定频率，可选用( )滤波电路。
A.低通
B.高通
C.带通
D.带阻
5.一选频装置，其幅频特性在?2→∞区间近于平直，在?2→0区间急剧衰减，这种滤波器是( )
A.低通滤波器
B.高通滤波器
C.带通滤波器
D.带阻滤波器
6.一带通滤波器，其中心频率是?0，带宽是B，则滤波器的品质因数Q等于( )
A. ?0+B
B. ?0-B
C. ?0B
D. ?0/B
7 .无源一阶RC低通滤波器从( )两端引出输出电压。
A.电阻R
B.电容C
C.运算放大器
D.电感L
8 .要使RC低通滤波器通带宽度加宽，则RC值( )
A.增加
B.减少
C.不变
D.都不对
9 .高通滤波器所起的作用是允许( )通过
A.低频信号
B.高频信号
C.某一频带信号
D.任意信号
10 .在一定条件下，RC带通滤波器实际上是低通滤波器和高通滤波器的( )
A.串联
B.并联
C.串并联
D.叠加
ABDCA DBBBC
二．设计一个固有频率为500Hz，等效品质因素为6的二阶带通滤波器，计算电路的电阻和电容值
第十一讲：
1.当检测装置输入信号，为了有效地，常把传感器输出的电压信号经过变换电路转换成有恒流特性的电流信号输出，然后再接收端再由转换还原成电压信号。
2.在某些场合，需要获得传感器的交流输出信号的幅值或功率，因此在信号处理电路中需要一个电路，即将交流振幅信号变为与之成的直流信号输出。目前常用的变换电路有、和。
3.电压/频率转换电路是将转换为。由于计算机可以通过自身的定时和技术功能将频率信号转换为。
4. 电压/频率转换的和都比较好，转换速度不双积分ADC。同时，它与微机接口，占用微机硬件资源，输出的频率信号抗干扰性，可以通过进行远距离传输。
5.ADC的主要性能指标有、和。
6. 从工作原理上，传统的ADC有、、和几种类型。其中，转换速度最快的是，抗干扰能力最强的是，兼顾性能和成本因素，在控制系统中应用最广泛的是。
7.由于在数字图像处理、数字通信、工业检测等诸多领域对ADC的转换速度、精度、动态性能等方面提出了更高的要求，出现了很多新兴的ADC，如和等。
8.当传感器输出微弱的信号时，信号可能会受到的影响，因此在实际测量中，往往将缓变信号高频交流信号，然后经过放大处理再通过从高频信号中将缓变信号提取出来。
9. 常用的调制方式有和。
10幅值调制的解调过程是将恢复为的过程。实现方法有和等。
1、抑制外部干扰，V/I，I/V
2、AC-DC，正比，线性检波电路，绝对值电路，有效值变换电路
3、模拟电压信号，频率信号，数字量
4、精度，线性度，低于，简单，少，好，调制
5、分辨率，转换时间，精度
6、逐次逼近式ADC，双积分式ADC，并行式ADC，计数比较式，并行式，双积分式，逐次逼近式
7、西格玛-德尔塔ADC，流水线型ADC
8、直流或交流缓变信号，外部低频干扰或放大器漂移的影响，调制，解调
9、调幅和调频
10、高频调制波原来低频调制信号，整流检波解调，相敏检波解调
第十二讲
1.误差是指在检测过程中仪表的与之间的差值。
2．相对误差的表示方法有，和。
3.在测量过程中，测量结果的准确度的评价常常使用，越小，准确度越。
4.系统误差是指，特点是和保持不变。
5.随机误差的存在，表现为每次测量值偏大或偏小是，但它服从一定的。
6.在测量过程中，按照误差产生的原因可将误差分为，，和。
7. 系统误差的判别方法有，，和。
8. 系统误差的消除方法有，，，和。
9. 在一定的置信概率下，标准差越，置信区间越，测量数据的可靠度越高。
10. 随机误差的消除方法是；粗大误差的消除方法是。
1、测量值，真实值
2、实际相对误差，示值相对误差，引用相对误差
3、相对误差，相对误差，高
4、仪表本身或其他原因引起的有规律的误差，误差的绝对值和符号
5、不定的，大数统计规律
6、仪表误差，环境误差，理论误差和方法误差，人为误差
7、实验对比法，残差观察法，马利科夫判据，阿卑-赫梅特判据
8、从误差来源上消除，引入修正值，对称法和替代法
9、小，窄
10、在相同条件下，多次重复测量，拉依达准则
说明测量数据的基本处理步骤
（1）求算术平均值
（2）每次测量值xi剩余误差及其平方值如表
（3）计算样本的方差和标准差
（4）如有坏值，剔除，转（1），否则（5）
（5）判别线性累积系统误差和周期性系统误差
（6）由测量值的标准差计算被测量算术平均值的标准差
（7）表示最后测量结果
第十五讲：
测量系统引起干扰的主要因素有哪些？
外部干扰：电磁干扰，电网干扰以及环境理化性干扰（10分）
内部干扰：内部电磁干扰，电气互锁故障干扰软件故障干扰（10分）
硬件抗干扰的措施有哪些？
串模干扰抑制：采用输入滤波器，选择合适的额器件，对信号进行预处理（10分）共模干扰抑制：采用双端输入差分放大器，采用浮地输入双层屏蔽放大器
电磁干扰抑制：电磁干扰滤波器，接地，屏蔽，隔离
软件抗干扰技术有哪些
CPU抗干扰技术：WDT，指令冗余，软件陷阱，掉电保护，延时防抖动，定时刷新出口（10分）
I/O炕干扰技术：数字信号输入，数字信号输出，数字滤波（10分）
在智能仪表抗干扰的隔离措施中，光电耦合器的作用是什么？
传感器与输入信号的隔离，I/O口的隔离，内部电路隔离，江系统和各种与现场关联的传感器、开关、执行机构从电气上隔离开来，完全阻断现场干扰从传输通道传入系统的途径。
在测量系统的设计过程中，可采用哪些措施来提高系统的精度和可靠性？举例说明采用硬件抗干扰措施和软件抗干扰技术。硬件抗干扰措施有滤波、屏蔽和接地，其中，滤波器用于切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护；信号接地为电子设备中信号电压提供一个稳定的零电位参考点。软件抗干扰技术有程序运行监视系统、指令冗余技术、软件陷阱技术、掉电保护（软硬结合）、延时防止抖动技术，其中，掉电保护在电网的瞬时断电或电压突然下降时，保护现场实时数据和及时关闭微机系统；延时防止抖动技术针对一些可预知的强干扰，在软件设计时采取适当的措施加以避开，如当接通或断开大功率负载时，可使CPU暂停工作，带干扰过后再恢复工作。
第十六讲：
一单项选择题（每题7分）
1.压电式传感器属于( )
A.能量转换型传感器
B.电容型传感器
C.电阻型传感器
D.有源型传感器
2.下列测力传感器中，属于小位移传感器的是( )
A.压电式传感器
B.感应同步式传感器
C.电容式传感器
D.光栅式传感器
3下列传感器中，属于大位移传感器的是( )
A.自感式传感器
B.压电式传感器
C.电容式传感器
D.磁栅式传感器
4.下面哪种传感器不属于参量型测力传感器( )
A.电阻式
B.电容式
C.电感式
D.压电式
5.电容式压力计不包括( )
A.电感式
B.激光式
C.压电式
D.霍尔式
6 ( )陀螺式角速度传感器具有无机械传动部件、无需预热时间、对加速度不敏感、动态范围体积灵敏度高等优点。
A.转子
B.压电
C.激光
D.光纤
7 .红外光导摄像管中，红外图像所产生的温度分布可以把靶面上感应出相应电压分布图像的物理基础是( )
A.压电效应
B.电磁感应
C.光电效应
D.热电效应
8．压电式传感器使用( )放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。
A.调制放大器
B.电荷放大器
C.电压放大器 D 运算放大器
9. 压电式传感器是个高内阻传感器,因此要求前置放大器的输入阻抗( )。
A.很低
B.很高
C.较低
D.较高
10. 在压电传感器中，若各压电元件采取并联接法时，传感器输出信号是（）
A．电压 B.电流 C.电功率D 电容
ACDDA DDBBA
某霍尔元件l×b×d=10×3.5×1mm3，沿l方向通以电流I=1.0mA，在垂直于lb面方向加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A?T，试求其输出霍尔电势及载流子浓度
现代检测技术期末模拟试题
一、填空（1分* 20=20分） 如热电偶和热敏电阻等传感器。 表示金属热电阻纯度通常用百度电阻表示。其定义是100 C电阻值与0 C电阻值之比。 电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 它广泛用于测量大量程直线位移。 利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和较高的灵敏度。 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。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。 13 ?用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器, 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个）。 14.铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15 ?减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16.空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的, 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17.由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 20.磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输岀。 21 .霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（2分* 6=12分,5、6题答案不止一个） 用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C直流电桥 用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A.变间隙式 文档可自由复制编辑B.变面积 C.变介电常数式 D.空气介质变间隙式; 1. 传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 2. 3. 4. 单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低, 5. 6. 7. 光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极不引出，只有二个电极。 霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9. 热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10?金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形匚的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由电阻率发生变化引起的。 11?磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12.传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 光电阴极材料不同的光电管, 18.把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条 纹，称莫尔条纹。 19?霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输岀。 C 1. C 2. 当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义（）。 A.应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C.应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比; C 3.
测试的技术部分课后答案
作业一 1、欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？ 答：①用来做比较的标准必须是精确已知的，得到公认的； ②进行比较的测量系统必须是工作稳定的，经得起检验的。 2、非电量电测法的基本思想是什么？ 答：基本思想：首先要将输入物理量转换为电量，然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。 3、什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么？ 答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称SI，SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。 4、一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用？ 答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。 传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节，作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量； 中间变换（信号调理）与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录；信号的转换（放大、滤波、调制和解调）； 显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来；
数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理，以便使所需的信号更为明确。 5、举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么？ 答：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。 直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式，在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力。 间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。利用位移传感器测速度。 6、确定性信号与非确定性信号分析法有何不同？ 答：确定性信号是指可用确定的数学关系式来描述的信号，给定一个时间值就能得到一个确定的函数值。 非确定性信号具有随机特性，每次观测的结果都不相同，无法用精确的数学关系式或图表来描述，更不能准确预测未来结果，而只能用概率统计的方法来描述它的规律。 7、什么是信号的有效带宽？分析信号的有效带宽有何意义？ 答：通常把信号值得重视的谐波的频率范围称为信号的频带宽度或信号的有效带宽。 意义：在选择测量仪器时，测量仪器的工作频率范围必须大于被测信号的宽度，否则将会引起信号失真，造成较大的测量误差，因此设计
现代材料测试技术期末测试题汇总
《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织 构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定 性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而 改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但 波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？ 非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫 致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？ 特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。 波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。 应用：物质样品微区元素定性分析
现代检测技术作业.(DOC)
现代检测技术 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年12月30日
一现代检测技术的技术特点和系统的构成 1、现代检测技术特点 （1）测量过程软件控制 智能检测系统可以是新建自稳零放大，自动极性判断，自动量程切换，自动报警，过载保护，非线性补偿，多功能测试和自动巡回检测。由于有了计算机，上述过程可采用软件控制。测量过程的软件控制可以简化系统的硬件结构，缩小体积，降低功耗，提高检测系统的可靠性和自动化程度。 （2）智能化数据处理 智能化数据处理是智能检测系统最突出的特点。计算机可以方便、快捷地实现各种算法。因此，智能检测系统可用软件对测量结果进行及时、在线处理，提高测量精度。另一方面，智能检测系统可以对测量结果再加工，获得并提高更多更可靠的高质量信息。 智能检测系统中的计算机可以方便地用软件实现线性化处理、算术平均值处理、数据融合计算、快速的傅里叶变换（FFT）、相关分析等各种信息处理功能。（3）高度的灵活性 智能检测系统已以软件工作为核心，生产、修改、复制都比较容易，功能和性能指标更加方便。而传统的硬件检测系统，生产工艺复杂，参数分散性较大，每次更改都涉及到元器件和仪器结构的改变。 （4）实现多参数检测与信息融合 智能检测系统设备多个测量通道，可以有计算对多路测量通进行检测。在进行多参数检测的基础上，依据各路信息的相关特性，可以实现智能检测系统的多传感器信息融合，从而提高检测系统的准确性、可靠性和容错性。 （5）测量速度快 高速测量时智能检测系统追求的目标之一。所谓高速检测，是指从检测开始，经过信号放大、整流滤波、非线性补偿、A/D转换、数据处理和结果输出的全过程所需要的时间。目前，高速A/D转换的采样速度在2000MHz以上，32位PC机的时钟频率也在500MHz以上。随着电子技术的迅猛发展，高速显示、高速打印、高速绘图设备也日臻完善。这些都为智能检测系统的快速检测提供了条件。（6）智能化功能强 以计算机为信息处理核心的智能检测系统具有较强的智能功能，可以满足各类用户的需要。典型的智能功能有： 1）测量选择功能 智能检测系统能够实现量程转换、信号通道和采样方式的自动选择，使系统具有对被测量对象的最优化跟踪检测能力。 2）故障诊断功能 智能检测系统结构复杂，功能较多，系统本身的故障诊断尤为重要，系统可以根据检测通道的特性和计算机本身的自诊断能力，检查个单元故障，显示故障部位，故障原因和应采取的故障排除方法。 3）其他智能功能 智能检测系统还可以具备人机对话、自校准、打印、绘图、通信、专家知识查询和控制输出等智能功能。 2、系统的构成
现代测试技术及应用
现代测试技术及应用作业 学号2013010106 姓名刘浩峰 专业核技术及应用 提交作业时间2014 12 10 无损检测中的CT重建技术 1无损检测 1、1无损检测概述 无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市与地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。 无损检测缩写就是NDT(或NDE,non-destructive examination),也叫无损探伤,就是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术与设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查与测试。无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射(AE)与超声波衍射时差法(TOFD)。 1、射线照相法(RT)就是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检 测方法,该方法就是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。工作原理就是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。RT的定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。 2、超声波检测(UT)原理就是通过超声波与试件相互作用,就反射、透射与散射的波进行研究, 对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构与力学性能变化的检测与表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。适用于金属、非金属与复合材料等多种试件的无损检测;可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1～2mm的薄壁管材与板材,也可检测几米长的钢锻件;而且缺陷定位较准确,对面积型缺陷的检出率较高;灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;并且检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。缺点就是对具有复杂形状或不规则外形的试
现代检测技术期末模拟试题
一、填空（1分＊20=20分） 1．传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 如热电偶和热敏电阻等传感器。 2．表示金属热电阻纯度通常用百度电阻表示。其定义是 100℃电阻值与 0℃电阻值之比。 3．电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 4．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低，它广泛用于测量大量程直线位移。 5．利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和较高的灵敏度。 6．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。 7．光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极不引出，只有二个电极。 8．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9．热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10．金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形状的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由电阻率发生变化引起的。 11．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12．传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。 13．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器， 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个）。 14．铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15．减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16．空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的， 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管， 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 18．把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条纹，称莫尔条纹。 19．霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输出。 20．磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输出。 21．霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（2分＊6=12分,5、6题答案不止一个） C 1.用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C直流电桥 C 2.当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义（）。 A．应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比； C 3.用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A．变间隙式 B.变面积 C.变介电常数式 D. 空气介质变间隙式；
现代测试技术及应用
西华大学课程考核试题卷 （ 中考卷） 试卷编号： （ 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ） 课程名称：现代测试技术及应用 考试时间：90 分钟 课程代码：6002699 试总分：100分 考试形式： 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（ ）对 3.一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（ ）错 4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）对 5.随机误差又叫随差，随机误差决定了测量的精密度。（ ）对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0（ ）．答案：错 7. 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科 技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（ ） 答案：对 8. 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （ ）答案：错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量（ ）。答案：错 10. 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）答案：对 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分） 1. 若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案：D 2. 如两组测量的系数误差相同，则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案：A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案：D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案：A 5.仪器通常工作在（ ），可满足规定的性能。
测试技术部分课后习题参考答案
第1章 测试技术基础知识 1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。试用3种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于 不确定度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 0max x x δ=± 均值为 8 1 18i x x ==∑82.44 因为最大测量值为82.50，最小测量值为82.38，所以本次测量的最大误差为0.06。极限误差 max δ取为最大误差的两倍，所以 082.4420.0682.440.12x =±?=± 2）基于t 分布的表达方式可以表示为 x t x x ∧ ±=σβ0 标准偏差为 s = =0.04 样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为
?x σ ==0.014 自由度817ν=-=，置信概率0.95β=，查表得t 分布值 2.365t β=，所以 082.44 2.3650.01482.440.033x =±?=± 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 0x x x x σ∧ =±=± 所以 082.440.014x =± 解题思路：1）给出公式；2）分别计算公式里面的各分项的值；3）将值代入公式，算出结果。 第2章 信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 12ππ120ππ ()4( cos sin )104304 n n n n n y t t t ∞ ==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。 解：基波分量为 12ππ120ππ ()|cos sin 104304 n y t t t == + 所以：1）基频0π (/)4 rad s ω= 2）信号的周期0 2π 8()T s ω= =
现代测试技术试题A----答案
现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下： 二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x
三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定 测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。 四． 参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]
检测技术课后答案
习题答案 第二章 2-1 二阶系统的频率特性受阻尼比ξ的影响较大。分析表明，ξ越小，系统对输入扰动容易发生超调和振荡，对使用不利。在ξ=0.6-0.7时，系统在宽广的频率范围内由于幅频特性和相频特性而引起的失真小，系统可以获得较为合适的综合特性。比如二阶系统在单位阶跃激励下时，如果阻尼比ξ选择在0.6-0.7范围内，则最大超调量不超过10%，且当误差允许在（5-2）%时趋于“稳态”的调整时间也最短。 2-2 频率特性是指测试系统反映出来的输出与输入幅值之比和两者之相位差是输入频率的函数的这样一个特性。当测试系统的输入为正弦信号时，将该信号的输出与输入之比定义为频响函数。工作频带是指测试装置的适用频率范围，在该频率范围内，仪器装置的测试结果均能保证达到其它相关的性能指针。 2-3 不失真测试要求测试系统的输出波形和输入波形精确相一致，只是幅值相对增大和时间相对延迟。而实际的测试系统很难做到无限频带上完全符合不失真测试的条件，即使测取一个理想的三角波，在某一频段范围内，也难以完全理想地实现不失真测试。三角波呈周期性变化，其测试装置的非线性度必然引起波形的畸变，导致输出失真。由此只能努力使波形失真限制在一个允许的误差范围内，即做到工程意义上的不失真测量。 2-4 系统的总灵敏度为：90×0.005×20=9mm/Mpa 偏移量为：9×3.5=31.5mm 2-5 由，得 用该装置测量频率为50Hz的正弦信号时， ，即幅值误差为1.3% 相角差为： 2-6 由，得：
2-7 由 输入信号的频率范围是： 2-8 环节一的灵敏度为： 1.5/5=0.3 环节二的灵敏度为：41 故串联后的灵敏度为：0.3×41=12.3 2-9 由 测量频率为400Hz变化的力参量时: 若装置的阻尼比为0.7，则: 2-10 由，得： 又：由，得： 频率响应函数为：
现代检测技术样本
现代检测技术 姓名: 周慧慧 学号: 124056 任课老师: 冯晓明 现代检测技术 一、概述
随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步, 现代化生产的规模越来越大, 管理的形式和方式趋于多样性, 管理也更加科学, 人们对产品的产量和质量的要求也越来越高, 这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测, 从一般的参数量值测量到参数的状态估计, 从确定性测量到模糊的判断等, 已成为当前检测领域中的发展趋势, 正受到越来越广泛的关注, 从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法, 这些技术和方法统称为现代检测技术。 二、传感器的基本原理及检测技术的特点 利用某种转换功能, 将物理的、化学的、生物的等外界信号变成可直接测量的信号的器件称为传感器。由于电信号易于放大、反馈、滤波、微分、存储和远距离传输, 加上计算机只能处理电信号, 因此, 从狭义上说, 传感器又能够定义为可唯一而重视性好的将外界信号转换成电信号的元器件; 从广义上讲, 传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置; 简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。因此它由敏感元器件( 感知元件) 和转换器件两部分组成, 有的半导体敏感元器件能够直接输出电信号, 本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多, 就其感知外界信息的原理来讲, 可分为: ①物理类, 基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类, 基于化学反应的原理。③生物类, 基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。一般据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 检测技术的特点能够归纳为: (1)从待测参数的性质看, 现代检测技术主要用于非常见的参数的测量, 对于这些参数的测量当前还没有合适的传感器对应, 难以实现常规意义的”一一对
现代检测技术及仪表 考试题
第一章 1. 5大热功量：温度、压力、物位、流量、成分 2.传感器：能把外界非电信息转换成电信号输出的装置。能把被测非电量转换为可用非电量的装置为敏感器。异同：敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。理论上讲，M 种敏感器，N 种传感器和3种仪表电路的排列组合可产生出（M*N*3）种非电量检测仪表。 3. 非电量电测法有哪些优越性。 答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器量程。2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，具有很宽的频带。3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 4. 常见的检测仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作原理。 答：普通模拟式检测仪表、普通数字式检测仪表、微机化 在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。 二、普通数字式检测仪表 （a ）模数转换式――模拟测量电路把传感器输出的电量转换成直流电压信号，A/D 转换器把直流电压转换成数字，最后由数字显示器显示出来 (b) 脉冲计数式――信号放大整形后，由计数器进行计数最后由数字显示器显示出来 三、微机化检测系统 传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进行调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要处理后，由显示器显示出来并记录下来。 第4章 2、有源电桥―电桥输出电压U0与传感器电阻相对变化R R ?成线性关系02E R U R ?=- ? 4、为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨力比非线绕式电位器低? 答：由线绕式电位器可见，只有当电刷的位移大于相邻两匝线圈的间距时，线绕式电位器的电阻才会变化一个台阶。而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动，电阻呈连续变化，因此线绕式电位器分辨力比非线绕式电位器低。 5、电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小吗?为什么? 答：应变片的灵敏系数k 是指应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比称为，而应变电阻材料的应变灵敏系数k0是指应变电阻材料的阻值的相对变化与应变电阻材料的应变之比。实验表明：k ＜k0，除了黏结层传递应变有损失外，另一重要原因是存在横向效应的缘故。 6、热电阻与热敏电阻的电阻—温度特性有什么不同? 答：热电阻：金属的电阻率随温度的升高而升高，从而使金属的电阻也随温度的升高而升高，金属热电阻的电阻温度系数为正值。热敏电阻的电阻温度系数分为三类：(1)负温度系数 (2)正温度系数 (3)临界温度系数 7、为什么气敏电阻都附有加热器? 答：气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度。半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200℃～400℃。 8、自感式传感器有哪些类型?各有何优缺点? 答：自感传感器有三种类型：变气隙式、变面积式和螺管式。变气隙式灵敏度最高，但非线性严重，示值范围只能较小，自由行程受铁心限制，制造装配困难。变面积式和螺管式的优点是具有较好的线性，示值范围大些，自由行程可按需安排，制造装配也较方便。此外，螺管式与变面积式相比，批量生产中的互换性好。 9、试比较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同? 答：差动自感式传感器与差动变压器式传感器的相同点是都有一对对称的线圈铁心和一个共用的活动衔铁，而且也都有变气隙式、变面积式、螺管式三种类型。不同点是，差动自感式传感器的一对对称线圈是作为一对差动自感接入交流电桥或差动脉冲 调宽电路，将衔铁位移转换成电压。而差动变压器式传感器的是作为变压器的次级线圈，此外，差动变压器式传感器还有初级线圈（差动自感式传感器没有）。 10、试说明图４－３－１１电路为什么能辨别衔铁移动方向和大小?为什么能调整零点输出电压? 答：图(a)和图(b)的输出电流为Iab=I1-I2，图(c)和图(d)的输出电压为Uab=Uac-Ubc 。当衔铁位于零位时，I1＝I2,Uac=Ubc ，故Iab=0,Uab=0;当衔铁位于零位以上时，I1>I2，Uac>Ubc ，故Iab>0，Uab>0;当衔铁位于零位以下时，I1