《自动检测技术》试题

《自动检测技术》试题1一、填空（每空1分，共２０分）1、通常传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成,是能把外界非电量转换成电量的器件和装置。

2、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。

3、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点残余电压；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。

4、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称磁阻效应。

５、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷,当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。

6、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应；入射光强改变物质导电率的现象称光电导效应;半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称光生伏特效应。

7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称电涡流传感器;这种传感器只能测量金属物体。

8、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称热电效应；若两金属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E ＝0。

二、选择（每空1分，共20分）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正确选择以上传感器填入以下空内:1、可以进行位移测量的传感器有:光纤传感器、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、半导体式传感器是：磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器４、光电传感器有：光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管5、用于磁场测量的传感器: 霍尔器件、磁敏晶体管6、进行振动（或加速度)测量的传感器：磁电传感器、压电传感器7、利用物体反射进行非电量检测的传感器：超声波传感器、红外传感器三、问答题(每题5分，共１０分）1、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 34 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正确答案迟滞误差；静态误差；传感器本身材料的缺陷造成。

2、解释下列磁敏传感器:①、磁敏电阻与磁敏晶体管有哪些不同? 磁敏晶体管有放大作用；②、磁敏晶体管与普通晶体管的不同之处是什么? 普通晶体管无磁灵敏度；③、磁敏电阻与霍尔元件属同一类磁电转换元件,在本质上有什么不同? 磁敏电阻不能区别磁极性。

四、电路分析（每题5分，共２0分)１、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)。

正确答案①U０＝0②Ｕ０＝UfM(C1－C2)因为C1〈C2所以U0〈０,输出负电压。

2、图为酒精测试仪电路,A是显示驱动器。

问：①、TGＳ—812是什么传感器? 气敏传感器；②、２、5脚是传感器哪个部分，有什么作用？加热电极,可加速还原反应提高气敏传感器灵敏度；③、分析电路工作原理，调节电位器ＲP有什么意义？调节测量系统的测量范围和满度值。

3、图为光电传感器电路，GP—ＩＳ0１是光电断路器。

分析电路工作原理：①、当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通还是截止? 截止；②、二极管是一个什么器件,在电路中起到什么作用？红外发射管,起控制作用；③、如果二极管反相连接晶体管VT状态如何? 截止。

《自动检测技术》试题21、作为光波５μｍ红外线的传感器材料有哪些?(5分）正确答案有InSb,Hg0.8Cd0．２Te等材料。

2、在用光开关检测物体的系统中,指出输出电压的大小。

(５分）正确答案光进入受光器输出电压为0V,光不进入，输出6V。

3、由光电二极管二维阵列组成面型传感器进行图像检测,对图像的分辨率由光电二极管的个数决定,试说明理由。

（5分）正确答案面型传感器由许多销的单元构成二维平面，其中每一个小单元都是一个光电二极管,称为像素。

用面型传感器测量物体的形状所得的图像的分辨率最高只能是一个像素。

如果所测得图像长为l ,对应Ｎ个像素，分辨率为l／N。

假设N为20０，则分辨率最高只能使1/２00。

4、高温加热的钢板为红色，当温度继续升高时变为白色,试说明原因。

(5分)正确答案与温度相对应，物体放射出具有一定波长分布的光,高温时，所有波长的能量增大,波长分布的峰值向短波长方向移动。

对应于黑体的波长分布可由普朗克分布规则求得。

1000。

C的钢板，波长分布的峰值在近红外区域，发出的光波长在0.６μm以上,属于可视光的红光区域，因此看到的光呈现红色。

温度升高使得波长分布的峰值向短波方向移动。

可视光的短波成分增加,可视光所有波长成分混合使钢板颜色接近白色。

５、试举坑内甲烷气体量传感器的例子。

(5分）接触燃烧式气体传感器试举工厂排水污浊监视用传感器的例子。

氧气传感器。

试举汽车排气成分调整用传感器的例子。

氧气气体传感器《自动检测技术》试题３一、填空(每空1分，共2０分）１、传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。

2、电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。

3、电容式传感器中，变面积式常用于较大的位移的测量。

4、单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、铁心和可沿线圈轴向移动的衔铁组成。

5、压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。

６、光敏二极管的结构与普通A类似，它是在A电压下工作的。

7、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用产生霍尔电动势的结果。

8、热敏电阻可分为负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻型两大类。

二、选择(每题２分,共2０分)1、影响金属导电材料应变灵敏度k 的主要因素是（B)A、导电材料电阻率的变化B、导电材料几何尺寸的变化C 、导电材料物理性质的变化Ｄ、导电材料化学性质的变化2、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用(Ｂ)A 、变间隙式B 、变介电常数式C 、变面积式Ｄ、空气介质变间隙式3、4.通常用电感式传感器测量(D )A、电压B、磁场强度Ｃ、位移Ｄ、压力4、压电式传感器目前多用于测量（B D )A、静态的力或压力Ｂ、动态的力或压力ﻩ C 、速度 D 、加速度5、光敏电阻的性能好、灵敏度高,是指给定电压下(C )A、暗电阻大B、亮电阻大ﻩＣ、暗电阻与亮电阻差值大D、暗电阻与亮电阻差值小6、霍尔效应中,霍尔电动势与（B Ｃ）A、乘积灵敏度成反比B、乘积灵敏度成正比C、霍尔元件的厚度成反Ｄ、霍尔元件的厚度成正比７、工程(工业）中，热电偶冷端处理方法有(Ａ D )A、热电动势修正法B、温度修正法Ｃ、0℃恒温法Ｄ、冷端延长法8、差动螺线管式电感传感器的配用测量电路有（B）A 、直流电桥B 、变压器式交流电桥C 、带相敏整流的交流电桥D、运算放大器电路9、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１0、光敏三极管的结构,可以看成普通三极管的(C)用光敏二极管代替。

A、集电极Ｂ、发射极C、集电结D、发射结三、简答(每题５分,共60分）１、直接测量方法有几种?它们的定义是什么?正确答案直接测量方法中有零位法、偏差法和微差法。

零位法是指被测量与已知标准量在比较仪器中进行比较,当指零机构平衡（指零)时,确定被测量就等于已知标准量。

偏差法是指用测量仪表的指针相对于表盘上刻度线的位移来直接表示被测量的大小。

微差法是零位法和偏差法的组合。

先将被测量与一个已知标准量进行比较,当然该标准量尽量接近被测量,这相当于不彻底的零位法。

不足部分，也就是被测量与已知标准量之差，再用偏差法测出。

２、传感器的静态特性的技术指标及其定义是什么?正确答案传感器静态特性技术指标有线性度、灵敏度、迟滞和重复性。

线性度：指实际输出—输入特性曲线和理论曲线两者之间的偏差与输出满度值之比。

灵敏度:指传感器在稳定标准条件下,输出变化量与与之相对应的输入变化量的比值。

迟滞：输入量增大行程期间和输入量减小行程期间，输出—输入特性曲线不重合的程度。

重复性：输入量在同一方向〈增加或减少〉做全量程内连续重复测量,所得输出—输入特性曲线不一致的程度。

3、什么叫热电阻效应？金属热电阻效应的特点和形成的原因。

正确答案物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象叫热电阻效应。

金属热电阻效应的特点是其电阻- 温度特性曲线为正斜率。

即金属材料的电阻率随温度的升高而增加。

产生上述特点的原因是由于金属材料的载流子为自由电子,当温度在一定范围内升高时，虽然自由电子的总数基本保持不变,但是,每个自由电子的动能将增加,造成自由电子作定向运动的阻力增加,这就是形成金属热电阻效应的原因。

４、试述气敏元件的工作原理?正确答案气敏元件属于以化学物质为检测参数的化学敏感元件。

现今用的较多的是气敏电阻，当气敏电阻。

当气敏电阻接触被测气体时,产生化学吸附，引起半导体中多数载流子浓度的变化，使气敏电阻电阻率发生变化,从而感知被测气体。

5、试述电容式传感器的工作原理与分类。

正确答案以平板电容传感器为例,说明电容式传感器的工作原理与分类。

平板电容器的电容量C=εS/ｄ,由该式不难看出,当改变极板间隙ｄ、极板间介电常数ε或两极板的重叠面积S时,都可以改变电容量C。

因此,只要保持d、S、ε中任何两个参量为定值，即可建立Ｃ与第三个参量的单一函数关系,测量C的变化,即可知道该参量的变化，这就是电容式传感器的工作原理。

根据以上分析,电容式传感器可分为ε、S为定值的变隙式；S 、d为定值的变介电常数式和ε、ｄ为定值的变面积式。

６、电感式传感器测量电路的主要任务是什么?变压器电桥和带相敏整流的交流电桥谁能更好地完成这一任务?为什么?正确答案电感式传感器测量电路的主要任务是将传感器输出的电感量，转换成与此电感成一定关系的电信号（电压、电流、频率等)，以使用电测仪表进行测试。