检测技术与仪表复习题.docx

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检测技术与仪表复习题

检测技术与仪表复习题

一.填空

1．测量仪表的基本功能包括（变换功能）、（选择功能）、（比较功能）和（显示功能）四种功能。

2．衡量仪表精确度的指标有两个，一个是（精密度），另一个是（准确度）。

（精密度）用于衡量仪表示值的分散程度；（准确度）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度；（精确度）是精密度和准确度的综合反映。

3．根据误差的性质及其产生的原因，可分为（系统误差）、（随机误差）和（粗大误差）。

（系统）误差表征测量结果的准确度；（随机）误差表征测量结果的精密度；在测量数据处理时，（粗大）误差必须剔除。

4．由测量所得之被测量的值（示值）x与被测量的实际值A之差⊿x（即⊿x=x-A），称为（实际值的绝对误差）。

5．与被测量绝对误差数值相等，符号相反的值c（即c=-⊿x）称为（修正值）。

6．实际值绝对误差与实际值之比的百分数称为（实际）值的相对误差。

7．大多数随机误差服从正态分布。

服从正态分布的随机误差具有（单峰性）、（有界性）、（对称性）和（抵偿性）四个特点。

8．仪表的最大绝对误差与仪表量程满刻度之比的百分数，称为测量仪表的（最大满刻度引用）误差。

9．在校验一块满刻度为Um=100V的电压表时，测得其最大绝对误差为⊿xm=1V，则其引用误差为（1.0%），该标的精度等级应定为（1.0）级。

10．根据系统误差的变化特征，可将系统误差分为（恒值系统误差）和（变值系统误差）两种类型。

变值系统误差又可分为（线性系统误差）、（周期性系统误差）和（复杂变化性系统误差）。

11．电位器式传感器可以把（直线）位移或（转角）转换成具有一定函数关系的输出电阻或输出电压。

12．电阻应变传感器是根据电阻应变片受应力而产生应变时，电阻应变片的（阻值）发生变化原理构成的。

13．干扰的来源包括（外）部干扰和（内）部干扰。

14．干扰的形成必须具备（干扰源）、（干扰耦合通道）和（被干扰对象）三个要素。

15．由于两个电路之间存在着电容，当其中一个电路的电位发生变化时，该电路的电荷通过分布电容传送到另一个电路，称为（静电）耦合。

16．干扰的耦合方式包括（静电）耦合、（磁场）耦合、（漏电流）耦合、（共阻抗）耦合。

17．当两个电路中有互感存在时，一个电路中电流的变化通过互感耦合到另一个电路称为（磁场）耦合。

18．在测量过程中，当输入量x不随时间变化时，输出量y与输入量的函数关系，称为仪表的（staticcharacteristic）态特性；反之，当输入量x随时间变化时，输出量y与输入量的函数关系，称为仪表的（dynamiccharacteristic）态特性。

19．热电阻传感器是根据热电阻的阻值随（）变化的原理构成的。

金属热电阻的阻值随温度的升高而（）。

常用的金属热电阻有（）电阻，（）电阻和镍电阻。

20．压电传感器是基于压电材料的压电效应工作的。

外力使压电材料变形而在其极化表面上产生电荷称为（）压电效应；在压电材料极化表面上施加电场而使压电材料产生机械变形称为（converse，inverse）压电效应。

（电致伸缩）超声波的发送与接收

21+1．压磁传感器是基于压磁材料的压磁效应工作的。

外力使压磁材料变形而使压磁材料（产生磁性的现象）称为压磁效应；对压磁材料极化表面上加磁场而使压电材料产生机械变形称为（converse，inverse）压电效应。

（磁致伸缩）超声波的发送与接收

21．超声波发生器是基于压电材料的（）压电效应工作的；超声波接收器是基于压电材料的（）压电效应工作的。

二.单项选择题（每题只有一个答案是正确的，多选或错选不给分）

1．（A）用于衡量仪表示值的分散程度。

A．精密度；B．准确度；C．精确度。

2．（B）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度。

A．精密度；B．准确度；C．精确度。

3．国家标准规定，用（C）来定义和划分仪器仪表的精度等级。

A．实际值的绝对误差；B．实际值的相对误差；C．最大引用误差。

4．2.0级精度的仪表比1.0级精度的仪表的精度（B）。

A．高；B．低；C．高一级。

5．仪表在标准条件下使用所具有的误差称为（A）。

A．基本误差；B．标准误差；C．附加误差。

6．仪表在使用中偏离标准工作条件所产生的误差，称为（C）。

A．基本误差；B．标准误差；C．附加误差。

7．若算术平均值的计算结果正确，则（B）。

A．算术平均值等于零；B．剩余误差代数和等于零；

C．标准差等于零。

8．在测量数据中，如果出现某个剩余误差vi的绝对值大于（C），则认为该次测量值xi为坏值，应予剔除。

A．3δ；B．3Ɛ；C．

。

9．判断是否存在恒值系统误差的方法是采用（A）。

A．实验对比法；B．马利科夫判据；C．阿卑—赫梅特判据。

10．判断是否存在线性系统误差的方法是采用（B）。

A．实验对比法；B．马利科夫判据；C．阿卑—赫梅特判据。

11．判断是否存在周期性系统误差的方法是采用（C）。

A．实验对比法；B．马利科夫判据；C．阿卑—赫梅特判据。

12．电阻应变片受到拉伸应变时，其阻值会（B）。

A．变小；B．变大；C．不变。

13．电阻应变片受到压缩应变时，其阻值会（A）。

A．变小；B．变大；C．不变。

14．在变间隙型自感传感器中，当铁心与衔铁的间隙变小时，线圈的电感将（B）。

A．变小；B．变大；C．不变。

15．在变间隙型电容传感器中，当电容两极板之间的间隙变小时，电容将（B）。

A．变小；B．变大；C．不变。

16．在热电偶传感器中，热端与冷端的温差越大，热电偶回路的热电动势（B）。

？

？

？

？

？

？

A．越小；B．越大；C．越稳定。

17．如果组成热电偶两电极的材料相同，则热电偶的回路电动势（C）。

A．小于零；B．大于零；C．等于零。

18．若在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要第三种材料导体两端的（C）相同，不会影响热电偶回路的热电动势。

A．材料；B．截面；C．温度。

8．电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为（）输出。

A．电荷；B．电阻；C．电容；D．电压。

9．带相敏整流的测量电桥可用于判断（）的方向。

A．差动自感传感器衔铁移动；B．差动变压器输出电压；

C．压电式传感器电荷；D．霍尔式传感器磁感应强度。

10．差动式电感传感器和差动式电容传感器能（）。

A．提高灵敏度，但会增大非线性；

B．减小非线性，但会降低灵敏度；

C．既提高灵敏度，又减小非线性。

——P122和P136

11．变频测量电路主要用于将（）的变化转换成频率的变化。

A．电阻；B．电感或电容；C．电压；D．电流。

——P126—127和P138

12．差动脉冲调宽电路用于将（）的变化转换成脉冲宽度的变化。

P138

A．电位器式传感器电阻；B．差动电感传感器电感；C．差动电容传感器电容。

13．差动变压器式传感器中线圈之间的互感M（）

A．始终保持不变；B．随衔铁位移的变化而变化；

C．不随衔铁位移的变化而变化；D．随线圈电流的变化而变化。

14．当被测导体靠近高频反射式电涡流传感器时，传感器线圈的（）。

P126

A．电阻减小电感增大；B．电阻减小电容增大；

C．电阻增大电感减小；D．电阻增大电容减小。

16．压电式传感器只能用于测量（）物理量。

A．静态；B．动态；C．恒定。

17．测量500°C以上的高温，可采用（）式传感器。

A．热电偶；B．热电阻；C．热敏电阻。

18．下列传感器可实现非接触测量的是（C）传感器。

A．电位器式；B．霍尔式；C．电阻应变式；D．压电式。

19．根据外光电效应制造的光电元件有（）。

A．光敏电阻；B．光敏二极管；C．光敏三极管；D．光电管。

20.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．迟滞性越小；C．重复性越好；D．分辨力越高。

21．电阻应变片必须与（）配合，才能组成传感器。

A．弹性元件；B．刚性元件；C．光敏元件；D．机械构件。

22．为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响，应选用（）放大器。

A．电压；B．比例；C．电荷；D．差动。

23．差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（）的变化，从而获得相应的电压输出。

A．自感；B．互感；C．频率；D．涡流。

三、解析题

1．用一块Um=100V，精度为1.0级的电压表测量某电压，测得的示值为U=80V。

（1）求该表的最大绝对误差；

（2）求示值的最大相对误差。

解该表的最大引用误差为γom=±1.0%（或±s%=±1.0%）。

（1）该表的最大绝对误差为

或

（2）示值的最大相对误差为

或

2．测量电阻消耗的电能，可以通过分别测得电阻两端的电压I，电阻的阻值R和电阻的通电时间t，然后根据

求得电阻消耗的电能。

若I、R、t的相对误差分别为γI=±2.0%，γr=±2.0%，γt=±2.0%。

（1）用“绝对值和法”求电能W的相对误差γw；

（2）用“方和根法”求电能W的相对误差γw。

解：

（1）绝对值和法

对W=I2Rt求对数、求全微分得

即

从最大误差考虑

（2）方和根法

3．圆柱形电阻应变传感器展开图及其测量电路如图3.1所示。

已知圆柱体的截面为A=0.50m2，弹性材料的弹性模量E=1.0×106N/m，泊松系数μ=0.50，拉力F=1.2×103N，电桥的电源电压U=10V。

求：

（1）求应变片的灵敏度系数k；

（2）计算各应变片的应变Ɛ1、Ɛ2、Ɛ3和Ɛ4；

（3）求电桥的输出电压UO；

（4）若在电桥中将R2与R3的位置互换，UO又为多少？

图3.1

解：

（1）

（2）

4．单端悬臂梁压力传感器及其测量电路如图3.2所示。

已知：

E=2.0×105N/m2，b=3.0mm，h=1.0mm，l1=30mm，l2=20mm，R1~R4的初值为R1=R2=R3=R4=R0=100Ω，k=2.0，F=10N，供桥电压U=10V。

（提示：

）

（1）求R1~R4的应变

1~

4；

（2）求应变后R1~R4的阻值；

（3）求桥路的输出电压UO。

图3.2

解：

5．某热电偶冷端温度为

时，测得回路热电动势

，由该热电偶的分度表查得热端温度为

，冷端温度为

时的回路热电动势

，求热端温度为t，冷端温度为

时的回路电动势

。

解：

6．某热电偶冷端温度为

时，测得回路热电动势

，由该热电偶的分度表查得热端温度为

，冷端温度为

时的回路热电动势

，求热端温度为t，冷端温度为3

时的回路电动势

。

解：

7．变面积差动自感传感器的传感元件结构如图3.3（a）所示，测量电路采用图3.2（b）所示的交流电桥。

当衔铁在中间位置时，上、下铁芯与衔铁的覆盖面积均为S=2.0×10-4m2；当衔铁上移△x时，上面铁芯与衔铁的覆盖面积增加△S=1.0×10-4m2，下面铁芯与新帖的覆盖面积减小△S=1.0×10-4m2。

铁芯与衔铁的总空气隙δ=2.0×10-3m，空气的磁导率μ0=4π×10-7H/m，上、下线圈的匝数均为N=1000匝。

设

V（提示：

）

（1）求衔铁在中间位置时上、下线圈的电感L0；

（2）求衔铁上移△x时上、下线圈的电感L1和L2；

（3）求衔铁上移△x时电桥的输出电压uo。

图3.3

解

（1）

（2）

（3）

所以