河南理工大学研究生-现代检测技术-试卷和答案
(完整)河南理工大学检测与转换技术考前总结(原创)-推荐文档
【1】检测与转换技术包括自动检测技术和自动转换技术, 信息技术重要组成。
检测与转换技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容。
完整检测与转换过程: 信息的提取、信号的分析与转换、数据的存储与传输、显示或打印。
【2】检测是一个比较的过程, 即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较, 获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。
检测是一个过程, 包括比较、平衡、误差和读数, 核心是比较, 并进行一定的变换。
检测的目的就是求取被检测量的真值（一定客观条件, 某物理量确切存在的真实值）。
检测结果偏离真值的大小可用检测误差衡量。
检测误差的大小反映了检测结果的好坏, 即检测精度的高低。
绝对误差：示值与公认的约定真值之差。
实际相对误差：绝对误差与被检测实际值。
示值（标称）相对误差：绝对误差与示值。
满度相对误差：用绝对误差与检测仪表量程的满刻度值的百分比值来表示的相对误差。
误差出现的规律：系统（必要技术措施, 数据处理采取修正）、随机（算术平均值）、粗大（剔除不用）。
系统误差消除方法：交换、上下读数、校准、补偿法。
检测系统：敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路、信号传输。
【3】参数检测一般方法（光力热电声磁（学）射线法）以自然规律为基础, 利用某些敏感元件特有的物理化学生物等效应, 把被检测变量的变化转换为敏感元件某一物理化学量的变化。
常用的流量检测仪表: 节流式差压、容积式、速度式、质量（流量计）接触式测温: 膨胀式温度计, 压力式温度计, 热电阻、热电偶测温, 热敏电阻测温（非）辐射测温。
【4】传感器定义: 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
传感器组成框图及作用。
敏感元件传感器中能直接感受或响应被测量的部分非电量；转换元件能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号；信号调理转换电路传感器输出信号一般都很微弱, 需要进行放大、运算调制等；辅助电源信号调理转换电路及传感器的工作都需要辅助的电源。
现代检测技术(高起专)2015年春季考试
参考答案：分辨力：分辨力表征装置可能检测到的被测量最小增值。 解题思路：
4. 转换元件：(6分)
参考答案：转换元件：是指在一段时间内输入信号保持不变的情况下，输出量的变化值，常以每 小时的变化量表示。 解题思路：
5. 线性度：(6分)
参考答案：线性度：是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称非线性误差 。 解题思路：
二、问答题
1. 请按近似规则运算下式并写出详细的运算过程： (12分)
参考答案：请按近似规则运算下式并写出详细的运算过程：
解题思路：
2. 什么是传感器？其主要组成有哪些？(14分)
参考答案：什么是传感器？其主要组成有哪些？ 【定义】 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素如仪器的某些元器件性能不稳定外界温度湿度变化空中电磁波扰动电网的畸变与波动等综合作用的结果
[2015年春季]
姓名 学号 学习中心 专业 年级 考试时间
现代检测技术(高起专)2015年春季考试
总分： 100 分 得分： 0 分
一、名词解释
解题思路：
3. 试详细论述电感式传感器的工作原理，并说明其优缺点及其用途。(20分)
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参考答案：电感式传感器是将被测参数转换为线圈自感量或互感量变化的装置。电感式传感器可 分为自感型和出阻抗小、抗干扰能力强、对工作环境要求不高、分辨率
较高、示值误差一般为示值范围的0.1%~0.5%、稳定性好。
缺点：频率相应低，不宜用于快速动态测量。 解题思路：
4. 什么叫系统误差?什么叫随机误差?它们产生的原因有哪些?(20分)
现代检测技术(专升本)
现代检测技术(专升本)阶段性作业1总分：100分得分：0分一、判断题1. 查清.预测.排除和治理各种有害因素是安全工程的重要内容之一。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：2. 广义义的安全检测，侧重于测量，是对生产过程中某些与不安全.不卫生因素有关的量连续或断续监视测量，有时还要取得反馈信息，用以对生产过程进行检查.监督.保护.调整.预测，或者积累数据，寻求规律。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：3. 安全监控的对象是劳动者。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：4. 不安全因素不包括气温.气压.湿度.风速等气候条件。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：5. 网络安全检测技术基于自适应安全管理模式，这种管理模式认为任何一个网络都不能安全防范其潜在的安全风险。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：6. 测试系统一般由计算机.传感器.调节器和采集卡等组成。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：7. 信号调理环节是把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：8. 反馈控制环节不能用于闭环控制系统中的测试系统。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：9. 对于实际的测试系统，其输入.输出往往不是理想直线，故静态特性由多项式来表示。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：10. 漂移是指在一段时间内输出信号保持不变的情况下，输入量的变化值。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：二、填空题1. 安全检测的任务是为安全管理决策和___(1)___ 的有效实施提供丰富.可靠的安全因素信息。
(5分)(1).参考答案:安全技术2. 安全检测的主要任务是检测___(2)___ 危害因素.化学危害因素.物理危害因素。
(5分)(1).参考答案:粉尘3. 在安全检测与控制技术学科中，控制可分为过程控制与___(3)___ 。
(5分)(1).参考答案:应急控制4. 网络安全检测技术主要包括安全扫描技术和___(4)___ 技术。
《现代检测技术基础复习题》
现代检测技术基础试题一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。
阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。
二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。
某测温仪表的测温范围为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。
现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求?（2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？（3）用干电池分压的办法模拟传感器输出信号对电路进行测试，试在整个量程范围内确定其测试点。
若每一个测试点测试了十次，说明你对这些数据的处理方法并写出数据处理公式。
三、画图并说明光电池的下列特性：（1）开路电压、短路电流与光照度的关系；（2）输出电流与负载电阻及光照度的关系。
四、画图并说明光电二极管与放大器的电流放大连接法、电压放大连接法和阻抗变换连接法。
说明各连接法适用于哪些测量情况。
五、（1）怎样测试光敏电阻的好坏？（2）比较光敏电阻、光电池、光电二极管的异同点。
（3）说明选择光电检测器时应注意哪些问题。
六、写出朗伯-比尔定律的数学表达式，说明各符号的含义。
七、用于测量输送皮带上粉粒物料的近红外水分仪为何要采用三个波长进行测量？它测量水分通常采用哪几个波长？为什么？他的测量原理是基于什么定律？八、（1）试对光电管、光电倍增管、光电阻、光电池、光电二极管和光电三极管的动态特性、灵敏度、长期稳定性以及光电特性的直线性进行比较。
（2）设计光电检测系统时，对光电检测器件的选择要点是什么？九、（1）何为热释电效应？热释电传感器的特点是什么？在热释电传感器前面加菲涅尔透镜的作用是什么？（2）光电检测中为什么大多采用交流放大器？十、说明CCD玻管尺寸测控仪的组成，画出其CCD接收到的视频信号图。
现代检测技术基础试题-答案
现代检测技术基础试题——答案姓名：侯鹏庆学号：1201259专业：检测技术与自动化装置TEL：139********E-mail：2008hpq@一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。
阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。
答:线性度指检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度，即非线性误差。
直线拟合方法有最小二乘法、端点连线法、最佳直线法。
回程误差指检测系统在正行程和反行程的输入输出曲线不重合的程度。
分辨力指能够检测出的被测量的最小变化量，表征测量系统的分辨能力。
灵敏度指测量系统在稳态下输出量的增量与输入量的增量之比，即K=△Y/△X。
二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。
某测温仪表的测温范围为0--600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0--1200℃，准确度等级为1.5级。
现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？答:精确度(精度)等级规定,仪器在规定条件下,其允许的最大绝对误差值△A与满量程输出Y F.S之比的百分数,用A表示，即:A=△A/Y F.S×100%。
表示测量结果的可靠程度。
第一台仪表的最大相对误差为（2.5%×600℃）/500℃=3%，第二台仪表的最大相对误差为（1.5%×1200℃）/500℃=3.6%，二者量程都满足测量要求，所以选第一种仪表。
三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表),在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求?（2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？答:（1）通过万用表可以首先对称重仪的零点漂移、重复性、再现性、回程误差几个指标进行测定。
现代测试技术试卷A答案
现代测试技术试卷A 答案一、填空题。
1、传感技术、通信技术、计算机技术。
2、电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式。
3、灵敏度、非线性度、回程误差。
4、可以用数学关系式或图表精确描述的信号。
5、模拟式和数字式传感器。
6、电桥、放大器、滤波器、调制器和模数转换器。
7、单臂工况、相邻半桥工况和全桥工况。
8、计算机、仪器硬件和应用软件。
二、判断题。
1、×2、√3、×4、√5、×6、√7、×8、√9、√三、单项选择题。
1、C2、D3、C4、C5、D四、多项选择题1、A 、C2、A 、B 、C3、A 、B 、C 、D4、A 、D五、简答题1、如果一测试装置的输入x(t)和输出y(t)满足方程00()()y t A x t t =-，其中A 0和t 0均为常量，则称此测试装置为不失真测试装置。
它必须满足以下两个条件： 考察其传递函数0000()()()()()st st A e X s Y s H s A e X s X s --===，相应的频率响应函数为： 00()jt H j A e ωω-=，其幅频与相频特性分别为：00()()()()A H j A H j t ωωϕωωω===∠=- 可见，要实现不失真测试，测试装置的幅频特性应为常数，相频特性应为直线（线性）。
2、信号是信息的载体，是物质，具备能量；信息是信号所载的内容，不等于物质，不具备能量。
同一个信息，可以用不同的信号来运载，反过来，同一种信号也可以运载不同的信息。
3、直流电桥的特点是平衡电路简单，对联接导线的要求较低，可采用直流仪表测量，直流电源的稳定度容易保证；但要求后接比较复杂的直流放大器。
而交流电桥要求工作电源的电压波形没有畸变，频率必须稳定，否则电桥对基波调平衡后，仍会有高次谐波的电压输出。
交流电桥后接电路采用简单的交流放大器，但其容易受寄生参数和外界因素的影响。
4、虚拟仪器是指在通用的计算机平台上加上一组软件或硬件或接通其他仪器，用户根据自己的需要定义和设计仪器的测试功能，以实现对被测对象的数据采集、信号分析、数据处理、数据存储和可视化显示等功能，完成测试、测量和控制等任务。
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“现代检测技术”试题参考答案一. 填空（共40分，每空1分）1. 测量系统的动态特性是描述输入量和输出量随时间迅速变化时，输出与输入之间的关系。
2. 测量误差按性质分为系统；随机；粗大三种误差。
3. 在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。
4. 标准通用接口型测试系统采用的标准总线有GPIB总线、VXI总线、PXI总线、PCI/CompactPCI总线、RS232C总线和USB/IEEE-1394总线等。
（填其中4个）5. 常用的温度传感器有_热电阻__、_热电偶_____等。
6. 一阶测量系统的动态特性参数τ称为时间常数，在幅频特性曲线中称1/τ为转折频率或截止角频率；二阶测量系统的动态特性参数ω0称为系统无阻尼固有角频率，ζ称为阻尼比，当0≤ζ＜0.707 时，二阶系统幅频特性曲线存在谐振频率。
7. 光栅的位移放大作用可以用栅距W、主光栅和指示光栅夹角θ以及莫尔条纹间距B表示为：1 BWθ≈8. 请列举2个压电传感器可以测量的物理量：压力、位移（加速度）等9. 涡流检测是探测电导材料中表面及近表面伤痕的一种无损检测方法。
10. 现代测试系统基本型结构包括：传感器、信号调理、数据采集、信号处理及输出显示、打印等环节。
11. 微小直流电阻测量的三种方法是开尔文电桥、微欧计、脉冲电流法。
12. 惯性导航系统的核心是惯性测量单元(IMU)。
一个基本的惯性测量单元包括三个单自由度加速度计和三个单自由度陀螺仪或二个2自由度陀螺仪。
13. 微惯性测量单元由微机电系统加速度计和微机电系统陀螺仪组合而成的。
14. 迟滞指传感器输入沿正向行程和反向行程变化时输入输出特性曲线的不一致性。
15. 功能型光纤传感器（或称传感型、探测型），以光纤中波导光的属性如光强、相位、偏振态、波长被调制的特点而构成。
16. 某些晶体材料（如铁电晶体）具有自发极化现象，因温度变化引起自发极化强度变化的现象被称为热释电效应。
现代检测技术-电子测量-试题及答案整理版本
一、填空题：1。
某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中,测得其平均值为20000 转/ 分钟（假定测试次数足够多）。
其中某次测量结果为20002 转/ 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝______ ,实际相对误差＝______ 。
答案:2 转/ 分钟，0。
01 ％。
2.在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是________ 和________ .答案：间接比较法,直接比较法.3.计量的三个主要特征是________ 、________ 和________ .答案:统一性，准确性，法律性.4。
________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
答案:比对.5.计算分贝误差的表达式为，其中称为______ 。
答案：相对误差6。
指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于______ 测量和______ 测量.答案:模拟，数字7.为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法,如______ 法、______ 法、______ 法。
答案:微差、替代、交换8。
本的测量对象来看，电子测量是对____ 和____ 的测量.答案：电量；非电量。
9.信息的的获取的过程是由( ) 和( ）两大环节。
答案：感知；识别。
10.有源量测量系统与无源量测量系统在功能结构上最显著的区别是有无______。
答案：测试激励信号源。
11。
触发跟踪方式为（触发开始跟踪加延迟）时，触发字位于数据观察窗口之外.12. 发生桥接故障时有可能使组合电路变成( 时序电路）。
二、判断题：1.狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（错)2.基准用来复现某一基本测量单位的量值,只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。
(对）3.绝对误差就是误差的绝对值（错）4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（错)4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（）5 ．某待测电流约为100mA .现有两个电流表，分别是甲表：0。
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河南理工大学 2006－－2007 学年第 2 学期
《现代检测技术》试卷
考试方式： 闭 卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 100 %
复查总分 总复查人
（本题 20 分）一、
1、确定被测对象的属性和（量值）为目的的全部操作。
2、检测方法分类有：直接测量 [绝对测量、相对测量]、（间接测量）、开环测量与闭环测量
3、直接将被测量与标准量进行比较的检测方法叫做（直接测量）
4、检测系统在被测量处于稳定状态时的输入输出关系叫做检测系统的（静态特性）
5、同一条件下，对同一被测量，同一方向，多次重复测量，差异程度( repeatability )称（检测系统静态特性的重复性）
6、测量系统在稳态下输出量的增量与输入量的增量之比为(检测系统静态特性的灵敏度)
7、检测系统在被测量随时间变化的条件下输入输出关系即检测系统的（动态特性）
8、能够检测出的被测量的最小变化量表征测量系统的叫做（分辨力 ）
9、检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度亦称（非线性误差 ） 10、 光纤测量技术灵敏度高、响应速度快、结构简单、体积小、质量轻、易弯曲、耐腐蚀（抗电磁干扰及抗辐射）性能好、便于远距离遥测。
（本题 10 分）二、提高检测性能的措施有哪些？
（本题 10 分）三、根据附图叙述超声波测距系统的工作原理、特点、应用
工作原理：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
（超声波在空气中的传播速度为340m/s ，根据计时器记录的时间t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离(D)，即：D=340t/2）
特点及应用：超声波指向性强，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物 位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，
因此在移
动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
为了使移动机器人能自动避障行走，装备超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距（本题 10 分）四、写出莫尔条纹公式、说明光栅式传感器原理、特点
莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条
纹。
主光栅指示光栅成一定夹角叠放时形成另一方向上明暗相间的条纹，称为莫尔条纹，设栅距为()，夹角为，则莫尔条纹宽度B 为：
利用光栅精密测量位移：当指示光栅与主光栅有相对运动时，莫
尔条纹也作同步移动。
由于
，栅距被放大许多倍，光电元件测出莫尔条纹的移动，
通过脉冲计数得到位移的度量。
光栅式传感器有如下特点 ①精度高。
光栅式传感器在大量程测量长度或直线位移方面仅仅低于激光干涉传感器。
在圆分度和角位移连续测量方面，光栅式传感器属于精度最高的。
②大量程测量兼有高分辨力。
感应同步器和磁栅式传感器也具有大量程测量的特点，但分辨力和精度都不如光栅式传感器。
③可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化。
④具有较强的抗干扰能力，对环境条件的要求不像激光干涉传感器那样严格，但不如感应同步器和磁栅式传感器的适应性强，
（本题 10 分）五、在测量流动血液的氧电极化学传感器中电极的作用。
氧电极的基本原理
当在氧电极两极间施加电压并超过O2的分解电压（约为-0.2V ）时，透过薄膜
进入氯化钾溶液的溶解氧便在铂阴极上还原： O2+2H2+4e-= 4OH-
银阳极上则发生银的氧化反应：
4Ag+4Cl-= 4AgCl+4e
此时电极间产生电解电流。
由于氧在阴极被还原，而使阴极表面氧的浓度降低，于是被测溶液中的溶
解氧便向阴极扩散补充，使还原过程得以继续进行，又由于电极反应的速度极快，而氧分子的扩散速度则较慢，所以电解电流的大小受氧的扩散速度的限制。
这种受氧扩散速度限制的电解电流叫做扩散电流。
在溶液静止、温度恒定的情况下，扩散电流受被测溶液与电极表面O2的浓度差控制。
随着外加电压的加大，电极表面O2浓度必然减小，被测溶液与电极表面O2的浓度差加大，扩散电流也随之增大。
但当外加的极化电压达到一定值时，阴极表面氧的还原速率大大超过O2向阴极的扩散速率，使阴极表面O2的浓度趋近于零，于是扩散电流的大小完全取决于被测溶液中的氧的浓度（对于薄膜氧电极而言，也就是紧靠膜外侧的O2浓度）。
此时再增加极化电压，扩散电流基本上不再增加，使极谱波（即电流-电压曲线）产生一个平顶。
将极化电压选定在平顶的中部（约0.6～0.9V ），可以使扩散电流的大小基本不受电压微小波动的影响。
即电压在
0.6～
0.9V 之间，氧电极输出的电流与电极外面氧浓度之间有良好的线性关系。
因此，在极化电压及温度恒定的条件下，扩散电流的大小即可作为溶解氧定量测定的基础。
电极间产生的扩散电流信号可通过电极控制器的电路转换成电压输出，用自动记录仪进行记录。
（本题 10 分）六、根据附图说明构成生物传感器各部分的器件
生物传感器由生物敏感膜和换能器组成，以生物体内存在的活性物质为测量对象，应用生物化学、电化学等原理，将生化反应信号转化为可处理的电信号、光信号等输出。
（本题 10 分）七、画出激光干涉测量系统结构图
（本题 20 分）八、叙述纳米测量中的扫描隧道显微镜（STM ）。
扫描隧道显微镜是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。
它作
为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，
它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。
此外，扫描隧道显微镜在低温下（4K ）可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。
扫描隧道显微镜的工作原理：就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料（针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成）。
一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面。
当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来。
电流在流过一个原子的时候有涨有落，如此便极其细致地探出它的轮廓。
在许多的流通后，通过绘出电流量的波动，人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片。