哈理工荣成学院检测与转变换关键技术考题第一学期.docx
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哈理工荣成学院检测与转变换关键技术考题第一学期
哈理工荣成学院检测与转变换技术考题(~)
一.选取
1)将超声波(机械振动波)转换成电信号是运用压电材料___C___;蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声压电片发声原理是运用压电材料___D___。
A.应变效应 B.电涡流效应 C.压电效应D.逆压电效应
2)在实验室作检查原则用压电仪表应采用___D___压电材料;能制成薄膜,粘贴在一种微小探头上、用于测量人脉搏压电材料应采用___C___;用在压电加速度传感器中测量振动压电材料应采用__B____。
A.PTC B.PZT C.PVDF D.SiO2
3)光敏二极管属于B ,光电池属于C 。
A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应
4)下列哪一种传感器输入输出特性是非线性?
()
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
1、1、如下哪一种状况也许产生随机误差?
A测量人员粗心大意
B检测装置批示刻度不准
C许多因素微小变化总和
D传感器不稳定
2、2、下列四个选项中,关于相对误差特性对的是
A大小与所取单位关于
B量纲与被测量关于
C不能反映误差大小和方向
D能反映测量工作精细限度
4、下列传感器应用中哪个适合高频反射式涡流传感器?
A金属材料内部缺陷检测B金属工件表面光洁度测定
C金属材料厚度测量D金属材料内部杂质检测
5、下列温度传感器中,测量温度范畴较大是
A热电偶B铜热电阻
C半导体热敏电阻D铂热电阻
6、下列哪一种传感器输入输出特性是非线性?
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,适合温度迅速测量?
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、用下哪一种检测办法敏捷度高?
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
1、如下哪种测量仪器辨别率是和敏捷度关于?
()
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。
4、如下什么传感器适合精度高、可靠性好温度测量?
()
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咱们在应用时要考虑其不等位电势补偿?
()
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、下列传感器中哪一种不是进行物理效应传感器()?
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,输出电压敏捷度也不同,下列哪种接法可以得到最大敏捷度输出。
()
A.单臂电桥;B.差动电桥;C.双差动电桥;D.相对臂电桥。
10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值减少温度补偿元件()?
A.NTC型热敏电阻;B.PTC型热敏电阻;C.CTR型热敏电阻。
11、电桥测量电路作用是把传感器参数变化转为()输出。
A.电阻;B.电容;C.电压;D.电荷。
13、热电偶热电效应重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、在信号变换中,咱们有时为了解决信号以便,经常把模仿信号转换成数字信号送入微解决器进行解决,下面哪一种是采用这种技术?
()
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。
16、电磁炉重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。
23、关于绝对误差特性不对的描述是
A.是测量示值与被测量真值之间差值;B.量纲与被测量关于;
C.能反映误差大小和方向;D.能反映测量工作精细限度26、下列温度传感器中,敏捷度最高是:
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32、如下哪一种状况也许产生随机误差?
A.测量人员粗心大意;B.检测装置批示刻度不准;
C.许多因素微小变化总和;D.传感器不稳定。
38、下列温度测量中哪一种热惯性小,适合温度迅速测量?
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。
二.填空题
1.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两某些构成。
2..普通传感器由___________________某些构成,
是能把外界________转换成________器件和装置。
3.金属丝在外力作用下发生机械形变时它电阻值将发生变化,这种现象
称______效应;固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象
称_____效应。
直线电阻丝绕成敏感栅后长度相似但应变不同,圆
弧某些使敏捷度K下降了,这种现象称为_______效应。
4、光电传感器理论基本是光电效应。
普通把光线照射到物体表面后产生光电效应分为三类。
第一类是运用在光线作用下光电子逸出物体表面外光电效应,此类元件有光电管、光电倍增管;第二类是运用在光线作用下使材料内部电阻率变化内光电效应,此类元件有光敏电阻;第三类是运用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势光生伏特效应,此类元件有光电池、光电仪表。
热电偶所产生热电势是两种导体接触电势和单一导体温差电势构成,其表达式为Eab(T,To)=
。
在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它作用是将热电偶参照端移至离热源较远并且环境温度较稳定地方,以减小冷端温度变化影响。
5.压磁式传感器工作原理是:
某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。
相反,某些铁磁物质在外界磁场作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。
(2分)
6传感器是能感受规定被测量并按照一定规律转换成可用输出信号器件或装置,传感器普通由直接响应于被测量敏感元件和产生可用信号输出转换元件以及相应信号调节转换电路构成。
7、热电偶所产生热电热是由两种导体接触电热和单一导体温差电热构成。
8压磁式传感器工作原理是:
某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。
相反,某些铁磁物质在外界磁场作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。
(2分)
9、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属_材料和②____半导体__体材料。
它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①电阻变化重要是由_电阻应变效应形成,而②电阻变化重要是由温度效应导致。
半导体材料传感器敏捷度较大。
10.磁电式传感器是运用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势。
而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应(霍尔效应)而输出电势。
霍尔式传感器可用来测量电流,磁场,位移,压力。
(6分)
11.测量系统静态特性指标通惯用输入量与输出量相应关系来表征(5分)
12.按误差表达办法对误差进行分类,可以分为:
__绝对误差__和_相对误差__.
13.普通,老式传感器是由_敏感元件_、_转换元件_及_测量电路_构成。
6.按测量误差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.传感器输出信号有诸多形式,如:
_电压_、_电流_、__频率和脉冲_等。
三、名词解释(不考,但也许出简答题)
1、传感器
2、直接测量法
3、霍尔效应
4、内光电效应
5、中间导体定律
6、压电效应
7、测量办法
1.可以进行位移测量传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器;
2.可以完毕温度测量有热电偶、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.用于磁场测量传感器霍尔器件、磁敏晶体管;
6.进行振动(或加速度)测量传感器磁电传感器、压电传感器;
7.运用物体反射进行非电量检测传感器超声波传感器、红外传感器;
1.可以进行位移测量传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器;
2.可以完毕温度测量有热电偶、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.用于磁场测量传感器霍尔器件、磁敏晶体管;
6.进行振动(或加速度)测量传感器磁电传感器、压电传感器;
7.运用物体反射进行非电量检测传感器超声波传感器、红外传感器;
名词解释
1、间接测量法
2、半导体压阻效应
3、涡流效应
4、电容式传感器
5、中间温度定律
6、外光电效应
7、敏捷度
1、在使用仪表或传感器进行测量时,一方面对与测量有拟定函数关系几种量进行测量,将被测量代入函数关系式,通过计算得到所需成果测量办法。
2、沿一块半导体某一轴向施加一定应力时,除了产生一定应变外,材料电阻率也要发生变化现象。
3、金属导体置于变化着磁场中,导体内就会产生感应电流,这种电流想水中漩涡那样在导体内转圈现象。
4、以电容器作为敏感元件,将被测物理量变化转换为电容量变化传感器。
5、指热电偶回路两接点(温度为T、T0)间热电动势,等于热电偶在温度为T、Tn时热电动势与在温度为Tn、T时热电动势代数和。
6、在光线照射是,物体内电子溢出物体表面现象。
7、传感器在稳态原则条件下,输出变化对输入变化比值。
四简答题
1.简述热电偶工作原理。
(6分)
答:
热电偶测温原理基于物理“热电效应”。
所谓热电效应,就是当不同材料导体构成一种闭合回路时,若两个结点温度不同,那么在回路中将会产生电动势现象。
两点间温差越大,产生电动势就越大。
引入恰当测量电路测量电动势大小,就可测得温度大小。
2以石英晶体为例简述压电效应产生原理。
(6分)
答:
石英晶体在沿一定方向受到外力作用变形时,由于内部电极化现象同步在两个表面上产生符号相反电荷,当外力去掉后,恢复到不带电状态;而当作用力方向变化时,电荷极性随着变化。
晶体受力所产生电荷量与外力大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
反之,如对石英晶体施加一定变电场,晶体自身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应。
石英晶体整个晶体是中性,受外力作用而变形时,没有体积变形压电效应,但它具备良好厚度变形和长度变形压电效应。
3简述电阻应变片式传感器工作原理(6分)
答:
电阻应变片工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它电阻值相应发生变化。
4简述霍尔电动势产生原理。
(5分)
答:
一块半导体薄片置于磁感应强度为B磁场(磁场方向垂直于薄片)中,当有电流I流过时,电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。
成果在半导体后端面上电子有所积累。
而前端面缺少电子,因而后端面带负电,前端面带正电,在先后端面形成电场,该电场产生力制止电子继续偏转当两力相平衡时,电子积累也平衡,这时在垂直于电流和磁场方向上将产生电场,相应电势称为霍尔电势UH。
5、分析应变片式传感器在使用单臂电桥测量电路时由于温度变化而产生测量误差过程。
(10分)
答:
在外界温度变化条件下,由于敏感栅温度系数
及栅丝与试件膨胀系数(
)之差别性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级误差。
6、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势?
阐明势电偶测温原理及其工作定律应用。
分析热电偶测温误差因素,并阐明减小误差办法(10分)
答:
热电动势:
两种不同材料导体(或半导体)A、B串接成一种闭合回路,并使两个结点处在不同温度下,那么回路中就会存在热电势。
因而有电流产生相应热电势称为温差电势或塞贝克电势,通称热电势。
接触电动势:
接触电势是由两种不同导体自由电子,其密度不同而在接触处形成热电势。
它大小取决于两导体性质及接触点温度,而与导体形状和尺寸无关。
温差电动势:
是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生一种电势。
热电偶三定律
a中间导体定律
热电偶测温时,若在回路中插入中间导体,只要中间导体两端温度相似,则对热电偶回路总热电势不产生影响。
在用热电偶测温时,连接导线及显示一起等均可当作中间导体。
b中间温度定律
任何两种均匀材料构成热电偶,热端为T,冷端为
时热电势等于该热电偶热端为T冷端为
时热电势与同一热电偶热端为
,冷端为
时热电势代数和。
应用:
对热电偶冷端不为
时,可用中间温度定律加以修正。
热电偶长度不够时,可依照中间温度定律选用恰当补偿线路。
c参照电极定律
如果A、B两种导体(热电极)分别与第三种导体C(参照电极)构成热电偶在结点温度为(T,
)时分别为
,
,那么爱相似温度下,又A、B两热电极配对后热电势为
:
a
恒温法b计算修正法(冷端温度修正法)c仪表机械零点调节法
d热电偶补偿法e电桥补偿法f冷端延长线法
7
答:
霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。
霍尔组件不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下,在无外加磁场时,两输出电极之间空载电势,可用输出电压表达。
温度补偿办法:
a分流电阻法:
合用于恒流源供应控制电流状况。
b电桥补偿法
8直流电桥和交流电桥有何区别?
直流电桥平衡条件是什么?
应变片式电阻传感器、自感式、互感式、涡流式、电容式、热电阻式传感器分别可采用哪种电桥作为测量电路?
答:
依照电源不同分为直流和交流电桥。
直流电桥长处:
高稳定度直流电源容易获得,电桥平衡电路简朴,传感器至测量仪表连接导线分布参数影响小。
但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂。
交流电桥在这些方面均有改进。
直流电桥平衡条件:
R1/R2=R3/R4,R1R4=R2R3。
9光电池工作原理,指出它应工作在电流源还是电压源状态。
答:
光电池是基于光生伏特效应制成,是自发电式;是有源器件。
它有较大面积P一N结,当光照射在P一N结上时则在结两端浮现电动势。
它应工作在电压源状态。
10电效应可分为哪三种类型,简朴阐明传感器原理并分别列出以之为基本光电传感器。
答:
光电效应可分为:
a)外光电效应:
指在光照射下,材料中电子逸出表面现象。
光电管及光电倍增管均属这一类。
它们光电发射极,即光明极就是用品有这种特性材料制造。
b)内光电效应:
指在光照射下,材料电阻率发生变化现象。
光敏电阻即属此类。
c)光生伏特效应:
运用光势垒效应,光势垒效应指在光照射下,物体内部产生一定方向电势。
光电池是基于光生伏特效应制成,是自发电式有源器件。
a)压电式传感器前置放大器作用是什么?
电压式与电荷式前置放大器各有何特点?
答:
作用是将输出电压放大,并与输入电压或输入电流成正比。
电压放大器将压电式传感器高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出,并将薄弱电压信号进行恰当放大,但其所接配压电式传感器电压敏捷度将随电缆分布电容及传感器自身电容变化而变化,并且电缆更换得引起重新标定麻烦。
电荷放大器是一种具备深度电容负反馈高增益运算放大器,其虽然容许使用很长电缆,并且电容Ce变化不影响敏捷度,但它比电压放大器价格高,电路较复杂,调节也比较困难。
五计算
11
设7次测量某物体长度,其测量成果分别为:
9.810.010.19.910.210.115厘米,若忽视粗大误差和系统误差,试求在99.73%置信概率下,对被测物体长度最小预计区间。
答:
忽视最后一种值,平均值
,
,
则最小预计区间
。
零散知识
1什么是传感器在检测系统中地位和作用答案“可以感受规定被测量并按照一定规律转换成可用输出信号器件和装置”。
感器处在研究对象与测试系统接口位置,即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传播与解决电信号,其作用与地位特别重要。
2传感器由哪几某些构成?
答案构成——由敏感元件、转换元件、基本电路构成;
3何为电阻应变效应?
如何运用这种效应制成应变片?
答案导体在受到拉力或压力外界力作用时,会产生机械变形,同步机械变形会引起导体阻值变化,这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化现象称为电阻应变效应。
当外力作用时,导体电阻率
、长度
、截面积
都会发生变化,从而引起电阻值
变化,通过测量电阻值变化,检测出外界作用力大小。
4答:
金属导体应变片电阻变化是运用机械形变产生应变效应,对于半导体而言,应变传感器重要是运用半导体材料压阻效应。
金属电阻丝敏捷系数可近似写为
,即
;半导体敏捷系数近似为
≈50~100。
5什么是压电效应?
什么是正压电效应和逆压电效应?
6答:
某些电介质在沿一定方向受到外力作用变形时,由于内部电极化现象同步在两个表面上产生符号相反电荷,当外力去掉后,恢复到不带电状态;而当作用力方向变化时,电荷极性随着变化。
晶体受力所产生电荷量与外力大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
如对晶体施加一定变电场,晶体自身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应
7阐明为什么电感式传感器只适合测量微小位移。
8什么是霍尔效应?
答:
通电导体(半导体)放在磁场中,电流与磁场垂直,在导体此外两侧会产生感应电动势,这种现象称霍尔效应。
9霍尔元件惯用材料有哪些?
为什么不用金属做霍尔元件材料?
1)任何材料在一定条件下都能产生霍尔电势,但不是都可以制造霍尔元件。
只有半导体材料适于制作霍尔元件。
又因普通电子迁移率不不大于空穴迁移率,因此霍尔元件多采用N型半导体制造。
2)金属材料电子浓度虽然很高,但电阻率很小很小,使霍尔电势
很小,因而不适于做霍尔元件材料
10霍尔元件不等位电势产生因素有哪些?
霍尔电势不为零因素是,霍尔引出电极安装不对称,不在同一等电位面上;勉励电极接触不良,半导体材料不均匀导致电阻率
不均匀等因素。
11什么是热电效应?
热电偶测温回路热电动势由哪两某些构成?
由同一种导体构成闭合回路能产生热电势吗?
答:
1)两种不同类型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重要是由接触电势和温差电势两某些构成。
3)热电偶两个电极材料相似时,无论两端点温度如何变化无热电势产生。
12解释下列关于热电偶名词:
热电效应、热电势、接触电势、温差电势、热电极、测量端、参比端、分度表。
13试比较热电偶、热电阻、热敏电阻三种热电式传感器特点。
答:
热电偶、热电阻、热敏电阻三种热电式传感器特点如下:
Ø热电偶可以测量上千度高温,并且精度高、性能好,这是其他温度传感器无法代替。
Ø热电阻构造很简朴,金属热电阻材料多为纯铂金属丝,也有铜、镍金属。
金属热电阻广泛用于测量-200~+850℃温度范畴,少数可以测量1000℃。
Ø热敏电阻由半导体材料制成,外形大小与电阻功率关于,差别较大。
热敏电阻用途很广,几乎所有家用电器产品都装有微解决器,这些温度传感器多使用热敏电阻。
14什么是内光电效应?
什么是外光电效应?
阐明其工作原理并指出相应典型光电器件。
15答:
当用光照射物体时,物体受到一连串具备能量光子轰击,于是物体材料中电子吸取光子能量而发生相应电效应(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
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- 理工 荣成 学院 检测 转变 关键技术 考题 第一 学期