检测与转换技术试卷
《检测与转换技术》试卷
一、单项选择题（每题3分，共30分）
1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差？
A 测量人员的粗心大意
B 检测装置的指示刻度不准
C 许多因素微小变化的总和
D 传感器的不稳定
2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是
A 大小与所取单位有关
B 量纲与被测量有关
C 不能反映误差的大小和方向
D 能反映测量工作的精细程度
3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是
A 1Kg
B 10％
C 0.1Kg
D 10Kg
4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器？
A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定
C 金属材料厚度测量
D 金属材料内部杂质的检测
5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是
A 热电偶
B 铜热电阻
C 半导体热敏电阻
D 铂热电阻
6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的？
A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器
C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器
7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量？
A 用热电偶测量温度
B 用温度计测量温度
C 用铜热电阻测量温度
D 用铂热电阻测量温度
8、用下哪一种检测方法的灵敏度高？
A 采用差动电桥
B 采用电流源供电
C 采用有源电路
D 采用双差电桥
9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差？
A 代替方法
B 交换方法
C 采用温度补偿方法
D 采用频率电压转换电路
10、影响检测系统稳定性的因素有
A 使用寿命
B 标定测值的变化
C 反应时间
D 分辨率
二、创新思考问题（每题10分，共20分）
1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器）
2. 检测液位一般可以采用哪几种方法？（试考虑2种以上方法）
三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分）
1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小？
2、单臂电桥的非线性误差δf的大小？
、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施？3．
四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为：
20.42，20.43，20.40，20.43，20.42，20.43，20.39，20.30，
20.40，20.43，20.42，20.41，20.39，20.39，20.40 %
试判断并剔除异常值。（15分）
五、试用所学的传感器知识设计一家庭防盗报警装置。（画出示意图并说明工作原理）（20分）
>一、单项选择题<※
1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（）
A .数字天平； B.数字式电流表； C.指针式电流表； D.数字式电压表。
2、下列属于动态测量的是( )？
A. 压力；
B. 加速度；
C. 重量；
D. 距离。
3、小赵和小杨分别用同一游标卡尺在相同条件下测量一钢管的内径大小，两人分别测量五次所得结果如下表，已知钢管内径的真实值为5.00cm，试问下列四种说法哪种正确：（）
A.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度低，准确度高。
B.对钢管测量为：间接、非等精度、动态测量；小杨精密度低，准确度高。
C.对钢管测量为：直接、非等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。
D.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。
5 3412平均值测量次数
5.0245.02 5.025.015.045.03小赵测量 5.0845.085.085.095.085.09结果小杨
什下、以4）（么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量? 热电偶。 D.热敏电阻； B.铜热电阻； C. 铂热电阻；A.
）（5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿? B. 热电阻传感器；A. 霍尔传感器； D. 热电温度传感器。C. 涡流传感器；
）？6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（ D.味敏传感器。声敏传感器；
C.热敏传感器；A .光敏传感器； B.
、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到7）最大灵敏度输出。（相对臂电桥。 C. 双差动电桥； D. A.单臂电桥； B. 差动电桥；( )8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？电压－电流变换。数模变换； D. B.A.频率－电压变换；电流－电压变换； C.
温度传感器。、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )9 D. 半导体二极管。亮度式；热电偶； B. C. 半导体三极管；A.
）？下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（、10型热敏电阻。型热敏电阻；型热敏电阻； B.PTC C. CTR A. NTC
。出)的输( 转变参器传是作路量桥、11电测电的用把感的数化为
电荷。 D. 电压； C. 电容； B. 电阻；A.
雷电对测控系统造成的噪声干扰按其产生的原因来分属于？（）、12放电噪声。高频振荡噪声； C. A. 浪涌噪声； B.
热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？（）、13电感变化。电容变化；D. B.电势变化； C. A. 电阻变化；
在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送、14入微处理器进行处理，下面哪一个是采用这种技术？（）
转换电路。 D. V/I变换电路； C. D/A变换电路；A．A/D变换电路； B. F/V
15、一般来说，对屏蔽罩材料的要求（）？
A.选用高电阻的金属材料；
B.选用低电阻的金属材料；
C. 选用半导体材料；
D. 选用绝缘材料。
16、电磁炉主要是应用了下面哪种技术？( )
A. 微波；
B. 电涡流；
C. 热电式；
D. 红外。
17、下面哪种电路主要是为了抑制干扰？( )
A. A/D转换器；
B. D/A转换器；
C. 变压器耦合；
D. 调制电路。
18、由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用( )的前置放大器。
A. 信噪比高；
B. 信噪比低；
C. 稳定性低；
D. 灵敏度很小。
19、以下不是系统误差产生的主要原因的是?（）
A.仪器不良；
B.测量人员操作不当；
C.测量原理方法不当；
D.测试环境的变化。
20、对数据采集装置的采样速度起最主要作用的是？( )。
A.多路模拟开关MUX；
B.测量放大器IA；
C.采样保持器SHA；
D.A/D转换器转换时间
21、检测单元存在非线性的主要原因除了检测电路的非线性以外，还有（）？
A. 传感器转换的非线性；
B. 多路模拟开关的非线性；
C. 测量放大器的非线性。
22、以下哪一种情况可能产生系统误差？
A. 测量人员的粗心大意；
B. 检测装置的指示刻度不准；
C. 电路器件的热噪声影响；
D. 传感器的不稳定。
23、关于绝对误差特征不正确的描述是
A. 是测量示值与被测量真值之间的差值；
B. 量纲与被测量有关；
C. 能反映误差的大小和方向；
D. 能反映测量工作的精细程度。
24、某温度仪的相对误差是1%，测量800℃炉温时，绝对误差是
A. 0.08℃；
B. 8％；
C. 0.8℃；
D. 8℃。
25、下列传感器的应用中哪个不适合低频透射式涡流传感器？
A. 金属工件表面光洁度的测定；
B. 金属材料内部缺陷的检测；
C. 金属材料厚度测量；
D. 金属材料内部杂质的检测。
、下列温度传感器中，灵敏度最高的是：26．
A. 铂热电阻；
B. 铜热电阻；
C. 半导体热敏电阻；
D. 热电偶。
27、下列哪一种传感器适合微小位移测量？
A. 变面积式电容传感器；
B. 变极距式电容传感器；
C. 变介质式电容传感器；
D. 螺管式自感传感器。
28、下列温度测量中哪一种精度高？
A. 用水银温度计测量温度；
B. 用热电偶测量温度；
C. 用热敏电阻测量温度；
D. 用铂热电阻测量温度
29、用以下哪一种检测方法的非线性误差较大？
A. 采用差动电桥；
B. 采用电流源供电；
C. 采用有源电路；
D. 采用相对臂电桥。
.
30、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差？
A. 代替方法；
B. 交换方法；
C. 采用温度补偿方法；
D. 采用频率电压转换电路。
31、描述检测系统的动态特性指标是
A. 使用寿命；
B. 反应时间；
C. 零点漂移；
D. 分辨率。
32、以下哪一种情况可能产生随机误差？
A. 测量人员的粗心大意；
B. 检测装置的指示刻度不准；
C. 许多因素微小变化的总和；
D. 传感器的不稳定。
33、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是：
A. 大小与所取单位有关；
B. 量纲与被测量有关；
C. 不能反映误差的大小和方向；
D. 能反映测量工作的精细程度。
34、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是：
A. 1Kg；
B. 10％；
C. 0.1Kg；
D. 10Kg。
35、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器？
A. 金属材料内部缺陷的检测；
B. 金属工件表面光洁度的测定；
C. 金属材料厚度测量；
D. 金属材料内部杂质的检测。
36、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是
A. 热电偶；
B. 铜热电阻；
C. 半导体热敏电阻；
D. 铂热电阻。
37、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的？
A. 变面积式电容传感器；
B. 变极距式电容传感器；
C. 变介质式电容传感器；
D. 螺管式自感传感器。
38、下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量？
A. 用热电偶测量温度；
B. 用温度计测量温度；
用铂热电阻测量温度。用铜热电阻测量温度； D. C.
>
三、简答或创新思考题<※
、绝对误差和相对误差相比，各有什么特点？1
2、简述直流电桥一般采用的调零方式，要求画出简单的电路示意图。
3、简述检测系统设计中常用的隔离技术？
4、简述接地的目的及根据电器设备中回路性质的分类?
5、热敏电阻通常有那三种类型？试简单绘制其阻值随温度变化的特性。
6、检测系统的稳定性主要指什么？
7、简述接地的目的及根据电器设备中回路性质的分类。
8、数字滤波技术（软件滤波技术）与传统的硬件滤波相比有哪些优点？
9、多通道的数据采集装置，根据不同的要求可采用哪两种结构形式？分别有什么特点？
10、检测某一工件的表面光滑度是采用低频透射式涡流传感器还是采用高频反射式涡流传感器？为什么？
11、A/D转换器从工作原理分主要有哪两种类型？哪一种转换速度更快？
12、检测信号的数字非线性处理方法有那些？
13、为什么在数据采集装置中模拟信号输入到A/D转换器时要经过采样保持电路？
对传感器输出的标准信号，为什么有时要采用电流输出？4～20mA的标准电流信号为、14的电流信号更好？～10mA何比0
15、给你金属铜片，你能构成什么传感器？（试考虑2种以上的传感器）
16、一个水箱，可以用哪几种方法监测水是否储满？（试考虑2种以上方法）
17、设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器）
种以上方法）218、检测液位一般可以采用哪几种方法？（试考虑>五、填空题※<_._测量仪器与设备_ 测量单位_, _测量方法测量过程中有三个要素：1.
2. 按误差的表示方法对误差进行分类，可以分为：__绝对误差__ 和_相对误差__.
组成。_ _测量电路__ 、转换元件_ 及_3. 通常，传统的传感器是由敏感元件4. 智能传感器是一种将传感器与微型计算机集成在一个芯片上的装置，其主要特征是将__传感技术_ 和_信息处理技术__ 相结合。
5. 按测量过程的特点对测量方法进行分类，可以分为：_直接测量_ 和_间接测量_.
6. 按测量误差的性质对误差进行分类，可以分为：_系统误差_, _随机误差_,和__粗大误差__.
7. 传感器的输出信号有很多形式，如：_电压_ 、_电流_ 、__频率和脉冲_ 等。
8. 智能传感器是一种将传感器与微型计算机集成在一个芯片上的装置，其主要特征是将传。_ _认知的能力_感知的本能_外，还具有感技术和信息处理技术相结合，即除了有※<七、计算题>
1、已知测量梯形上下边之和的误差为2%，测量梯形高度的误差为3%，试确定测量该梯形面积的最大偏差。
2、用数字电子称对某重物进行了十次等精度的测量，其读数为：50.6；50.8；50.7；50.9；50.4；
50.7；50.6；50.4；50.5；50.3（g）。
（1）该电子称的分辨率是多少？（2）求重物重量的算术平均值？
（3）求重物重量测量的均方根误差？（4）写出该重物重量的精确表达式？
3、某全对称电桥接有灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受-6的微应变，试求：10×2000（1）单臂电桥的开路输出电压U？0（2）单臂电桥的非线性误差δ？f （3）要进一步减小非线性误差，应采取什么措施？
4、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为：
20.42，20.43，20.40，20.43，20.42，20.43，20.39，20.30，
20.40，20.43，20.42，20.41，20.39，20.39，20.40 %
试判断并剔除异常值。
检测和转换技术试题,习题集与答案解析
《检测与转换技术》试卷 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 A 测量人员的粗心大意 B 检测装置的指示刻度不准 C 许多因素微小变化的总和 D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 A 大小与所取单位有关 B 量纲与被测量有关 C 不能反映误差的大小和方向 D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定 C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器 C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 A 用热电偶测量温度 B 用温度计测量温度 C 用铜热电阻测量温度 D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率 二、创新思考问题（每题10分，共20分）
1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器） 2. 检测液位一般可以采用哪几种方法（试考虑2种以上方法） 三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分） 1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小 2、单臂电桥的非线性误差δf的大小 3、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施 四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为： ，，，，，，，， ，，，，，，% 试判断并剔除异常值。（15分） 五、试用所学的传感器知识设计一家庭防盗报警装置。（画出示意图并说明工作原理）（20分）
《检测与转换技术》检测题目
8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A. 热电偶； B. 亮度式； C. 半导体三极管； D. 半导体二极管。 10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？ A. NTC型热敏电阻； B.PTC 型热敏电阻； C. CTR 型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A. 电阻； B. 电容； C. 电压； D. 电荷。 12、雷电对测控系统造成的噪声干扰按其产生的原因来分属于？（） A. 浪涌噪声； B. 高频振荡噪声； C. 放电噪声。 13、热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？（） A. 电阻变化； B.电势变化； C. 电容变化； D. 电感变化。 14、在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送入 微处理器进行处理，下面哪一个是采用这种技术？（） A．A/D变换电路； B. F/V变换电路； C. D/A变换电路； D. V/I转换电路。 15、一般来说，对屏蔽罩材料的要求（）？ A.选用高电阻的金属材料； B.选用低电阻的金属材料； C. 选用半导体材料； D. 选用绝缘材料。 16、电磁炉主要是应用了下面哪种技术？( ) A. 微波； B. 电涡流； C. 热电式； D. 红外。 17、下面哪种电路主要是为了抑制干扰？( ) A. A/D转换器； B. D/A转换器； C. 变压器耦合； D. 调 制电路。 18、由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用( )的前置放大器。
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传感器习题集及答案 第01章检测与传感器基础 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3 简述传感器主要发展趋势 1.3答：数字化、集成化、智能化、网络化等。 1.4传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 1.4答： 静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。 1.5传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度γ表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。1.5答： L 1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度， 2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。 γ是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。 3）线性度L 4）传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度, 当提出线性度的非线性误差时，必须说明所依据的基准直线。 1.6传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？ ω；阻尼系数ξ。 1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n
自动检测与转换技术期末复习题
第一章检测技术的基础知识 1、一般测量方法有哪几种分类方法 按测量手段分类、按测量方式分类 2、相对误差分为哪几种具体误差表示 实际相对误差、示指相对误差、引用相对误差 3、什么是仪表的基本误差它与仪表的精度等级有何关系 最大引用误差又称为满度（引用）相对误差，是仪表的基本误差形式，故也常称之为仪表的基本误差。 基本误差去掉（%）后的数值定义为仪表的精度等级。 4、按误差表现的规律把测量误差划分哪几种误差 系统误差、随机误差、粗大误差、缓变误差 5、简述正态分布的随机误差具有的4个特征。 对称性、单峰性、有界性、抵偿性 6、什么是传感器简述传感器的组成 传感器就是能够感觉外界信息，并能够按一定规律将这些信息转换成可用的输出信号的器件或装置。 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 7、什么是传感器的静态特性简述传感器的静态特性的主要指标。 传感器的静态特性是指传感器输入信号处于稳定状态时，其输出与输入之间呈现的关系。 表示为： 主要指标有：精确度、稳定性、灵敏度、线性度、迟滞和可靠性 8、现有一只量程为0 ～600℃，准确度为1.5级的温度传感器，用来测量锅炉的蒸汽温度。 若要求测量误差不超过5℃，试问：此传感器能否满足要求如不能满足，应选用多少等级的 9、某量程为400V、1.5级的电压表，当测量值分别为300V、200V、100V时，求测量值得 最大绝对误差和示指相对误差。 10、欲测量220V电压，要求测量示值相对误差不大于5%，若选用量程为250V的电压 表其准确度等级应该选多少 第二章电阻式传感器 1、简述常用的几种弹性敏感元件名称。 弹性圆柱、悬臂梁、薄壁圆筒、弹簧管、膜片、波纹管 2、简述丝式应变片的组成和常用规格。 敏感栅、基底和盖片、黏结剂、引线。规格120兆欧 3、什么是金属的电阻应变效应什么是圧阻效应 电阻应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化。 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象称为圧阻效应。 第三章变磁阻式传感器 1、简述变磁阻式传感器的分类。 自感式传感器、变压器式传感器、电涡流式传感器 2、什么是涡流效应涡流传感器分哪几类电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量 金属导体被置于变化着的磁场中，或在磁场中运动，导体内就会产生感应电流，该感应电流被称为电涡流或涡流，这种现象被称为涡流效应。 可以分为高频反射式电涡流传感器、低频投射式电涡流传感器
传感器与检测技术课后习题答案
第一章 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。 （2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统 ①MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。 ②研制仿生传感器 ③研制海洋探测用传感器 ④研制成分分析用传感器 ⑤研制微弱信号检测传感器 （3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。 （4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。 （5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。 1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度； 2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值； 3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；
检测与转换技术试卷,习题及答案
《检测与转换技术》试卷 ?一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 ??? A 测量人员的粗心大意 ??? B 检测装置的指示刻度不准 ??? C 许多因素微小变化的总和 ??? D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 ?? A 大小与所取单位有关 ?? B 量纲与被测量有关 ?? C 不能反映误差的大小和方向 ?? D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C 0.1Kg D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 ? A 金属材料内部缺陷的检测 B金属工件表面光洁度的测定 ? C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 ? A 变面积式电容传感器 B变极距式电容传感器 ? C 变介质式电容传感器 D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 ? A 用热电偶测量温度 ? B 用温度计测量温度 ? C 用铜热电阻测量温度 ? D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 ? A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 ? C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率
检测与转换技术整理 (1)
检测与转换技术总结 一、传感器概述 1.传感器的定义： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，与计算机、通讯并称现代信息技术的三大支柱。通 常由敏感元件和转换元件组成。 2.传感器的分类 (1)按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类: 物理传感器、化学传感器、生物传感器。 (2)按能量的传递方式分类： 有源传感器、无源传感器。 (3)按被测量对象分类: 速度(加速度),力(力矩、压力），流速，液位，温度，湿度，光，电压，电流，浓度，气体成分，位移等传感器。 (4)按工作原理分类: 电阻式、电容式、电感式、涡流式、光电式、应变式、压电式、热电式。 3.传感器的发展趋势 （1）固态化趋向 （2）集成化和多功能化趋向 （3）图象化趋向和智能化趋向
二、检测技术基础 1.测量和误差的定义 测量：采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的方法。 误差：测量结果与被测量真值的差别。 2.测量方法的分类 （1）根据获得测量结果的方法不同 ①直接测量： 在仪表上直接读出被测量的大小而无须经过任何运算。简单、迅速但精度差。 ②间接测量： 首先测出与被测量有确定函数关系的物理量，再经过函数运算求出被测量的大小。 ③组合测量： 又称“联立测量”，即被测物理量必须经过求解联立方程才能导出结果。 （2）根据测量条件相同与否 ①等精度测量： 在测量过程中，影响测量误差的各种因素不改变。 ②不等精度测量： 改变测量条件的测量。
（3）根据是否接触被测对象 ①接触测量：如测速发电机、体温计测温。 ②非接触测量：如光电检测测转速、红外测温。 （4）根据测量对象是否随时间变化 ①静态测量：如测倾角。 ②动态测量：如测汽车速度。 3.平均值 （1）算术平均值： （2）几何平均值： （3）均方根平均值： 4.检测装置的性能 （1）基本性能 ①精度： a.精密度：在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度（离散程度）； b.准确度：表示测量仪器指示值对真值的偏离程度； c.精确度：它是精密度和准确度的综合反映。 ② 稳定性： a.零点漂移：在一定条件下，保持输入信号不变，输出信号随时间而变化； b.灵敏度变化：灵敏度随时间延长而下降。 n x n x x x n i i n x ∑=- =+?++= 1 21n n G x x x x ????=21n x x x x n u 2 2 22 1+?++=
检测与转换技术(复习题)汇编
《检测与转换技术》复习思考题 一、误差理论： 1、 仪表精度的指标有哪些？ 检测装置的精度包括精密度、准确度和精确度三个内容。 1．精密度 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度即分散程度，它反映了随机误差的大小。 2．准确度 它表承测量仪器指示值对真值的偏离程度，它反映了系统误差的大小。 3．精确度 它是精密度和准确度的综合反映，它反映了系统综合误差的大小，并且常用测量误差的相对值表示。 2、 什么叫随机误差，它与哪个精度指标有关？随机误差的概率分布是什么分布？这种分布具有什么特 性？ 随机误差: 在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均按不可确定方式变化，没有确定的变化规 律，但随即误差在多次测量的总体上符合统计规律，因此可以通过统计学的方法来研究这些误差并估 计其影响。 随机误差与精密度有关。 随机误差在实践中最常见的误差分布是正态分布。 正态分布随机误差有如下性质： 11） 对称性：正负误差出现的机会相同 22） 单峰性：误差为0出现机会最多 33） 有界性：随机误差绝对值不会超过一定限度 44） 抵偿性：相同条件下，测量次数n →∞，正负误差出现的机会相同，误差代数和为0 3、 测量过程的要素有哪些？ 测量过程有三要素 1、测量单位 2、测量方法 3、测量仪器 4、 简述传感器的静态特性性能指标及其各自的意义？ 静态指标：被测量稳定，变化缓慢（灵敏度，线性度，重复性） 灵敏度：是指传感器在稳态下输出变化与输入变化之比，用K 表示。即K=dy/dx ≈Δy/Δx 式中 x —输入量 y —输出量。 线性度：又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合曲线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比，它可用下式表示，且多取其正直 γL =ΔLmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔLmax —最大非线性误差 y max -y min —输出范围 重复性：概率正态分布 （以下是课本的，以上面课件的三个为重） 分辨率：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。 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。可用下式表示： γH =ΔHmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔHmax —最大迟滞偏差 y max -y min —输出范围 1)-(1 0lim 2 1 =+++∞→n n n δδδ
检测与转换技术复习题及答案
单项选择题> 1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（） A .数字天平； B.数字式电流表； C.指针式电流表； D.数字式电压表。 2、下列属于动态测量的是( )？ A.压力； B.加速度； C.重量； D.距离。 3、小赵和小杨分别用同一游标卡尺在相同条件下测量一钢管的内径大小，两人分别测量五次所得结果如下表，已知钢管内径的真实值为5.00cm，试问下列四种说法哪种正确：（） A.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度低，准确度高。 B.对钢管测量为：间接、非等精度、动态测量；小杨精密度低，准确度高。 C.对钢管测量为：直接、非等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 D.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 平均值 3测量次数 51 4 2 5.024小赵5.045.035.015.025.02测量结果5.0845.085.095.085.09小杨5.08 4、以下什么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量?（） A.热敏电阻； B.铜热电阻； C.铂热电阻； D.热电偶。 5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿?（） A.霍尔传感器； B.热电阻传感器； C.涡流传感器； D.热电温度传感器。 6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（）？ A .光敏传感器； B.声敏传感器； C.热敏传感器； D.味敏传感器。 7、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出。（） A.单臂电桥； B.差动电桥； C.双差动电桥； D.相对臂电桥。 8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A.热电偶； B.亮度式； C.半导体三极管； D.半导体二极管。 下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？、10 A. NTC型热敏电阻； B.PTC型热敏电阻； C. CTR型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A.电阻； B.电容； C.电压； D.电荷。
检测与转换技术实验指导书
检测与转换技术 实验指导书
目录 第一章CSY2001B传感器试验台说明书 第二章实验指导 一、应变式电阻传感器：单臂、半桥、全桥比较 二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 三、PSD光电位置传感器 四、温度传感器设计
第一章CSY2001B传感器实验台说明书 CSY2001B传感器系统综合实验台为完全模块式结构，分主机、实验模块和实验桌三部分。根据用户不同的需求分为基本型和增强性两种配置。主机由实验工作平台，传感器综合系统、高稳定交、直流信号源，温控电加热源，旋转源、位移机构、振动机构、仪表显示、电动气压源、数据采集处理和通信系统（RS232接口）、实验软件等组成。全套13个实验模块中均包含一种或一类传感器及实验所需的电路和执行机构（位移装置均由进口精密导轨组成，以确保纯直线性位移），实验时模块可按实验要求灵活组合，仪器性能稳定可靠，方便实用。 传感器包括：（基本型含24种传感器，序号1.1-1.24。增强型含31种传感器，序号1.1-1.31） 1.1 金属箔式应变传感器（箔式应变片工作片4片；温度补偿片2片,应变系数： 2.06，精度2%） 1.2 称重传感器（标准商用双孔悬臂梁结构，量程0~500g，精度2%） 1.3 MPX扩散硅压阻式压力传感器（差压式，量程0~50KP，精度3%） 1.4 半导体应变传感器（BY350，工作片2片，应变系数120） 1.5 标准K分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%） 1.6 标准E分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%） 1.7 MF型半导体热敏传感器（负温度系数，25℃时电阻值10K） 1.8 Pt100铂热电阻（量程0~800℃，精度5%） 1.9 半导体温敏二极管（精度5%） 1.10 集成温度传感器（电流型，精度2%） 1.11 光敏电阻传感器（cds器件，光电阻≥2MΩ. 1.12 光电转速传感器（近红外发射-接收量程0~2400转/分） 1.13 光纤位移传感器（多模光强型，量程≥2mm,在其线性工作范围内精度5%） 1.14 热释电红外传感器（光谱响应7~15μm，光频响应0.5~10HZ）。 1.15 半导体霍尔传感器(由线性霍尔元件与梯度磁场组成。工作范围：位移±2mm，精度5%) 1.16 磁电式传感器（动铁与线圈） 1.17 湿敏电阻传感器（高分子材料，工作范围5~95%RH，） 1.18 湿敏电容传感器（高分子材料，工作范围5~95%RH） 1.19 MQ3气敏传感器（酒精气敏感，实验演示用） 1.20 电感式传感器（差动变压器，量程±5mm,精度5%） 1.21 压电加速度传感器（PZT压电陶瓷与质量块。工作范围5~30H Z） 1.22 电涡流传感器（线性工作范围1mm,精度3%）
检测与转换技术(复习题)
《检测与转换技术》复习思考题 一、误差理论： 1、 仪表精度的指标有哪些？ 检测装置的精度包括精密度、准确度和精确度三个内容。 1．精密度 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度即分散程度，它反映了随机误差的大小。 2．准确度 它表承测量仪器指示值对真值的偏离程度，它反映了系统误差的大小。 3．精确度 它是精密度和准确度的综合反映，它反映了系统综合误差的大小，并且常用测量误差的相对值表示。 2、 什么叫随机误差，它与哪个精度指标有关？随机误差的概率分布是什么分布？这种分布具有什么特 性？ 随机误差: 在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均按不可确定方式变化，没有确定的变化规律，但随即误差在多次测量的总体上符合统计规律，因此可以通过统计学的方法来研究这些误差并估计其影响。 随机误差与精密度有关。 随机误差在实践中最常见的误差分布是正态分布。 正态分布随机误差有如下性质： 11） 对称性：正负误差出现的机会相同 22） 单峰性：误差为0出现机会最多 33） 有界性：随机误差绝对值不会超过一定限度 44） 抵偿性：相同条件下，测量次数n →∞，正负误差出现的机会相同，误差代数和为0 3、 测量过程的要素有哪些？ 测量过程有三要素 1、测量单位 2、测量方法 3、测量仪器 4、 简述传感器的静态特性性能指标及其各自的意义？ 静态指标：被测量稳定，变化缓慢（灵敏度，线性度，重复性） 灵敏度：是指传感器在稳态下输出变化与输入变化之比，用K 表示。即K=dy/dx ≈Δy/Δx 式中 x —输入量 y —输出量。 线性度：又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合曲线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比，它可用下式表示，且多取其正直 γL =ΔLmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔLmax —最大非线性误差 y max -y min —输出范围 重复性：概率正态分布 （以下是课本的，以上面课件的三个为重） 分辨率：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。 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。可用下式表示： γH =ΔHmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔHmax —最大迟滞偏差 y max -y min —输出范围 1) -(1 0lim 2 1 =+++∞→n n n δδδΛ
检测与转换技术课后答案
1、外光电效应，光电导效应。 外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化 2、霍尔效应 霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边 通过电流I且与磁场方向正交。则半导体薄片另外两边将产生由电势U H 且U H正比于B与I的乘积。这一现象称为霍尔效应。 3．引用误差（写出计算式） 引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％ 4、绝对误差，是相对误差 绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示 5．应变效应 应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。 6．压电效应： 压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。 7．热电效应 热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度，而另一点放于室温中，则在回路中就有电流流过，这一现象称为热电效应。 8．光电效应 光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逃逸出物体表面向外发射的现象称为光电效应。当光照射到物体上，使物体的电阻率发生变化，或发生光生
电动势的效应叫做内光电效应 4.1 什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？ 答： 某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应 5.10 什么叫电涡流效应？ 1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。 8.1 什么是热电效应？热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成？由同一种导体组成的 闭合回路能产生热电势吗？ 答： 1）两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。 2）热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。 3）热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。 10.1什么是内光电效应？什么是外光电效应？说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。 答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。 1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。 2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。 7. 有一测量吊车起吊物重量的拉力传感器如图2-22所示。 R1 、R2 、R3 、R4贴在等截面轴上。已知等轴面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E 为2.0×1011N／m2，泊松比为0.30。R1 、R2 、R3 、R4的标称阻值均为120Ω。灵敏系数为2.0。它们组成全桥电路如图2-22(b)所示，桥路电压为2V，测得输出电压为2.6mV。 试求： (1)等截面轴的纵向应变及横向应变。 (2)重物m为多少吨?
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第一章 检测与转换技术的理论基础 1—1．试把误差按表示方法、按出现的规律、按来源和按使用条件分类。 解： 误差按表示方法可分为：绝对误差、相对误差、容许误差。 误差按出现的规律可分为：系统误差（系差）、随机误差（随差）、粗大误差。 误差按来源可分为：工具误差、方法误差。 误差按使用条件可分为：基本误差、附加误差。 1—2．正态分布的随机误差有何特点？ 解：正态分布随机误差除具有对称性、抵偿性、单峰性及有界性等特点外，还应注意以下几点： （1）标准误差σ越小，精密度指数h 越大，正态分布曲线越陡，则小误差的概率密度越大；相对于大误差而言，小误差出现的概率也越大，这意味着测量值越集中，测量精密度越高。 （2）取0/)(d =δδd f ，可得峰值点的坐标为： ()()()π σδδ21 0;0max 0= ===f f x x i （3）取0/)(d 22=δδd f 可得到正太分布曲线上拐点的坐标f R 为： ()()e f f g πσσδσδ21 ;= ±=±= （4） {}1)(,-p -==+∞∞?+∞ ∞δδd f ，说明随机误差在),(-+∞∞区间取值的概率为1。 1—3．测得某物质中铁的含量为： 1. 52，1. 46，1．61，1．54，1. 55．1.49，1.68．1. 46．1.83，1.50．1.56[单位略)。试用σ3准则和格拉布斯准则检查测量列中有否坏值(取α＝0.05)。 解：作变换，令i i y 1.50x =-，并列表计算如下：
检测与转换技术试题
检测与转换技术试卷 ※<一、单项选择题> 1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（C） A .数字天平； B.数字式电流表； C.指针式电流表； D.数字式电压表。 2、下列属于动态测量的是( B)？ A.压力； B.加速度； C.重量； D.距离。 3、小赵和小杨分别用同一游标卡尺在相同条件下测量一钢管的内径大小，两人分别测量五次所得结果如下表，已知钢管内径的真实值为5.00cm，试问下列四种说法哪种正确：（ DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD） A. 对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度低，准确度高。 B. 对钢管测量为：间接、非等精度、动态测量；小杨精密度低，准确度高。 C. 对钢管测量为：直接、非等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 D. 对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 测量次数 1 2 3 4 5 平均 值 测量结果小赵 5.03 5.02 5.01 5.04 5.02 5.02 4 小杨 5.09 5.08 5.09 5.08 5.08 5.08 4
4、以下什么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量?（CCCC CCCCCCCCCC） A.热敏电阻； B.铜热电阻； C.铂热电阻； D.热电偶。 5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿?（AAAAAAAA） A.霍尔传感器； B.热电阻传感器； C.涡流传感器； D.热电温度传感器。 6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（D ）？ A .光敏传感器； B.声敏传感器； C.热敏传感器； D.味敏传感器。 7、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出。（CCCCCCCCCCCCCCCCCCC ） A.单臂电桥； B.差动电桥； C.双差动电桥； D.相对臂电桥。 8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？(DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用(AAAAAAAAAAAAAAA)温度传感器。 A.热电偶； B.亮度式； C.半导体三极管； D.半导体二极管。 10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（A ）？ A. NTC型热敏电阻； B.PTC型热敏电阻； C. CTR型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( C )的输出。 A.电阻； B.电容； C.电压； D.电荷。 12、雷电对测控系统造成的噪声干扰按其产生的原因来分属于？（CCCCCCCCCC） A.浪涌噪声； B.高频振荡噪声； C.放电噪声。 13、热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？（B） A.电阻变化； B.电势变化； C.电容变化； D.电感变化。
自动检测与转换技术题库(含答案)
自动检测与转换技术题库 (含答案) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一章检测技术的基础知识 （本文档适合电气工程类专业同学朋友们，希望能帮到你们） 一、填空题 1．检测技术是一门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的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值 2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。 6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被 测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 8、有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最 大误差为 1℃，当测量100℃时的示值相对误差为 1% 。 9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量转换成 与之具有一定关系的电量。 10、传感器一般由敏感元件和转换元件两部分组成。 11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为 60 mv/mm 。 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件 B．敏感元件 C．转换电路 D．嵌入式微处理器
PDF《传感器与自动检测技术》课后习题答案(余成波_主编)
一、1.1什么是传感器？传感器特性在检测技术系统中起什么作用？ 答：（1）能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。（2）传感器是检测系统的第一个环节，其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出，通常是电信号。 1.2画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。 答：（1）被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息 其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路； （2）敏感元件：感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件；转换元件：可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量；信号调理电路与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。 1.3什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？答：（1）指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。（2）性能指标有：测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。（3）灵敏度：s=&y/&x；非线性度=B/A*100%；回程误差=Hmax/A*100%；不重复性Ex=+-&max/Yfs*100%；精度：A=&A/ Yfs*100%； 1.4什么是传感器的灵敏度？灵敏度误差如何表示？ 答：（1）指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值；（2）灵敏度越高，测量精度就越大，但灵敏度越高测量范围就越小，稳定性往往就越差。 1.5什么是传感器的线性度？常用的拟合方法有哪几种？ 答：(1)通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线，在实际工作中，为使仪器（仪表）具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。（2）方法有：将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线；将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 二、2.1什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？各有什么用途？ 答：（1）由于测量过程的不完善或测量条件的不理想，从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。（2）有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。（3）绝对误差用来评价相同被测量精度的高低；相对误差可用于评价不同被测量测量精度的高低；为了减少仪器表引用误差，一般应在满量程2/3范围以上进行测量。 2.2按测量手段分类有哪些测量方法？按测量方式分类有哪些测量方法？ 答：（1）按测量手段分类：a、绝对测量和相对测量；b、接触测量和非接触测量；c、单项测量和综合测量；d、自动测量和非自动测量；e、静态测量和动态测量；f、主动测量和被动测量。（2）按测量方式分类：直接测量、间接测量和组合测量。 2.3产生系统误差的常见原因有哪些？常见减少系统误差的方法有哪些？ 答:原因有：a、被检测物理模型的前提条件属于理想条件，与实际检测条件有出入；b、检测线路接头之间存在接触电动势或接触电阻；c、检测环境的影响；d、不同采样所得测量值的差异造成的误差；e、人为造成的误读等等。 2.4什么是准确度、精密度、精确度？并阐述其与系统误差和随机误差的关系？ 答：测量的准确度是指在一定的实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度，以误差来表示；它表示系统误差的大小。精密度是指在相同条件下，对被测量进行多次反复测量，测得值之间的一致程度。反映的是测得值的随机误差。精密度高，不一定正确度高。精确度是指被测量的测得值之间的一致程度以及与其真值的接近程度，即精密度与正确度的综合概念。从测量误差的角度来说，精确度（准确度）是测得值的随机误差和系统误差的综合反映。正确度是指被测量的测得值与其真值的接近程度。反映的是测得的系统误差。
《检测与转换技术》常健生石要武部分习题解答作者团队提供
第一章 检测与转换技术的理论基础 1—1．试把误差按表示方法、按出现的规律、按来源和按使用条件分类。 解： 误差按表示方法可分为：绝对误差、相对误差、容许误差。 误差按出现的规律可分为：系统误差（系差）、随机误差（随差）、粗大误差。 误差按来源可分为：工具误差、方法误差。 误差按使用条件可分为：基本误差、附加误差。 1—2．正态分布的随机误差有何特点？ 解：正态分布随机误差除具有对称性、抵偿性、单峰性及有界性等特点外，还应注意以下几点： （1）标准误差σ越小，精密度指数h 越大，正态分布曲线越陡，则小误差的概率密度越大；相对于大误差而言，小误差出现的概率也越大，这意味着测量值越集中，测量精密度越高。 （2）取0/)(d =δδd f ，可得峰值点的坐标为： （3）取0/)(d 22=δδd f 可得到正太分布曲线上拐点的坐标f R 为： （4） {}1)(,-p -==+∞∞?+∞ ∞δδd f ，说明随机误差在),(-+∞∞区间取值的概率为 1。 1—3．测得某物质中铁的含量为： 1. 52，1. 46，1．61，1．54，1. 55．1.49，1.68．1. 46．1.83，1.50．1.56[单位略)。试用σ3准则和格拉布斯准则检查测量列中有否坏值(取α＝0.05)。 解：作变换，令i i y 1.50x =-，并列表计算如下： 题1—3表
按照σ3准则计算： 据公式??? ???????? ??--=∑∑==2112111?n i i n i i y y n n σ得标准偏差： 首先按照拉依达准则判别。其鉴别值为1?30.324σ =，没有一个值的残余误差超过1?3σ ，即： 故初步检查这组测量数据没有粗差及坏值。 其次按格拉布斯准则复查。据书中表1-3查得格拉布斯的判别系数 g(,) 2.23n α=(α=0.05)，其鉴别值为g(,) 2.230.1080.241n ασ=?=，重点检查第9个测量值9y (或9x )，有98v y y =-①0.2660.241=>。 故知，9v 为粗差，第9个测量值为坏值，应予舍弃。舍弃后应进一步进 行检查计算 按拉依达准则：2?0.63σ =无一坏值。按拉依达准则复查: g(,) 2.18(10,0.05)n n αα===，故鉴别值为2?g(,) 2.180.210.459n ασ =?=。检查各个测量值，所有残余误差均小于鉴别值，即y y -=i i v ②0.459<，故己无坏值。 至此，粗差判别结束，全部测量值中仅9x 为坏值，应予舍弃。 1—4. 通过电阻R 的电流I 产生的热量Rt I Q 224.0=，式中t 为通过电流持续的时间。已知I 与R 测定的相对误差为1％，t 测定的相对误差为5％，求Q 的相对误差是多少?