自动检测技术原理试题整理

注意：只是选取了一些可能会考的题目，不一定会考，仅作参考,另外没选取的题目不一定不考，最好都看一下1.工业检测仪表精度等级常以D作为判断仪表精度等级的尺度。A.引用误差B.允许误差C.相对误差D.最大引用误差2、检测系统的测量不确定度愈小，表明测量CA.结果与真值愈接近B.精度愈高C.测量结果的离散程度越小3、应变式压力测量中，为提高灵敏度，全桥测量电路要求BA.相邻桥臂的应变片同时受拉应力或压应力B.相对桥臂的应变片同时受拉应力或压应力C.无特定要求4、在流量检测仪表中，不需要直管段的体积流量计是BA.差压式流量计B.容积式流量计C.速度式流量计5、电磁流量计适用于A流体。A.导电B.各种导电与不导电C.不导电1、自动检测系统通常由哪几个部分组成？其中对传感器的一般要求是什么？答：自动检测系统通常由以下几个部分组成：传感器、信号调理、数据采集、信号处理、信号显示、信号输出、输入设备、稳压电源。传感器作为检测系统的信号源，其性能的好坏将直接影响检测系统的精度和其他指标，是检测系统中十分重要的环节，其中对传感器的一般要求为：（1）、精确性（2）、稳定性（3）、灵敏度（4）、其他2、随机误差、系统误差、粗大误差产生的原因是什么？对测量结果的影响有什么不同？答：误差种类产生原因对测量结果影响随机误差主要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综合作用的结果。随机误差的变化通常难以预测，因此无法通过实验方法确定、修正和消除，但可通过多次测量比较发现随机误差服从的统计规律。这样，就可以用数理统计方法，对其分布范围做出估计，得到随机误差影响的不确定度。系统误差测量所用的工具（仪器、量具等）本身性能不完善或安装、布置、调整不当而产生的误差；因测量方法不完善、或者测量所依据的理论本身不完善；操作人员视读方式不当造成的读数误差等。系统误差产生的原因和变化规律一般可通过实验和分析查出，因此，测量结果中系统误差可被设法确定并校正消除。粗大误差粗大误差一般由外界重大干扰或仪器不正确的操作等引起。正常的测量数据应是剔除了粗大误差的数据，所以通常测量结果中不包含由粗大误差引起的测量误差。4、下图1为同心圆柱式电容器,图2为单电极电容液位计示意图。请结合示图详细说明对该单极电容器的液位测量原理，已经如何提高灵敏度？图1同心圆柱电容器图2单电极电容液位计1-内电极；2-外电极1-内电极；2-绝缘套答：容器内没有液体时，内电极与容器壁组成电容器，绝缘套和空气作介电层；页面高度为H时，有液体部分由内电极与导电液体构成电容器，绝缘套作介电层。此时整个电容相当于有液体部分和无液体部分两个电容并联。有液体部分电容为：12ln(/)HCDd无液体部分电容为：'0202()ln(/)LHCDd总电容为：'01202()2ln(/)ln(/)LHHCCCDdDd式中，'0,为空气与绝缘套组成的介电层的介电常数以及绝缘套的介电常数（F/m）液位为零时的电容：'0002ln(/)LCDd因此液位为H时电容变化量为：'00022ln(/)ln(/)xCCCHDdDd若0Dd，且'0，则2ln(/)xCHDd，由此可以认为电容变化量与液位高度成正比，即：只要求出电容变化量就可得出此刻液位H若令2ln(/)SDd,式中S即为液位计的灵敏度。可以看出，D与d越接近，即绝缘套越薄，灵敏度越高。二、填空题1．光敏电阻是一种利用内光电效应（光导效应）制成的光电元件。它具有精度高、体积小、性能稳定、价格低等特点，所以被广泛应用在自动化技术中作为开关式光电信号传感元件。2．根据内光电效应制成的光电元器件有光敏二极管、光敏三极管、光敏晶体管和半导体光敏电阻等。等.3．灵敏度是传感器在稳态下输出量增量⊿y与引起输出量增量的相应输入量增量⊿x之比。5．根据外光电效应制成的光电元器件有真空光电管、充气光电管、光电摄像管。6．传感器标定时，标准器应有足够的精度，其允许的基本误差不应超过被校传感器允许基本误差的1/3~1/10，并具有计量部门周期检定的合格证书。7．负温度系数的热敏电阻根据其温度特性又分为测量温度和突变型两类，其中可用于用于温度补偿，突变型用于温度开关控制。AD590集成温度传感器为测量温度传感器，其灵敏度为1uA/K，在25℃时其输出电流大小为2.982V。常用的热电阻型号有铜电阻和铂电阻。8.热电偶传感器是一种能将温度转换为电势的装置,它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源，可直接驱动动圈式仪表；测温范围广：下限可达-270C，上限可达2300C以上。欲测量15000C左右钢水的温度，要求测量精度比较高，应选择的热电偶传感器。测量CPU散热片温度应选用薄片热电偶；测量锅炉烟气温度应选用普通型热电偶；测量十米深岩石钻孔温度应选用铠装热电偶。12．将开关型霍尔IC制作成具有施密特特性是为了增加灵敏度____，其回差（迟滞）越大，它的抗机械振动干扰能力就越强。14．光敏二极管在测光电路中应处于反偏偏置状态，而光电池通常处于正偏偏置状态。22．PTC表示正温度系数;NTC表示负温度系数;CTR表示临界温度电阻器。24、压电式传感器是一种典型的有源传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质表面将产生电荷，从而实现非电量电测的目的。25.电容式传感器的测量转换电路有谐振幅值电路、调幅电路、调频电路、调相电路和桥式电路。其中调频电路可以将变间隙式电容传感器输入输出的非线性关系转换为线性关系。26.差压式检测液位时，测量的压差越大，则表明被测的液位越高。27．光敏电阻是一种利用具有光电导效应的材料制成的光电元件。28.霍尔集成传感器分为线型传感器和开关型传感器。29.应变效应指的是金属和半导体材料的电阻随它承受的应力而发生变化的现象。33.高分子压电材料的最大特点是具有柔性，可根据需要制成薄膜或电缆套管等形状，经后就现出压电特性。36.常见的电容式传感器测量转换电路有桥式电路、调频电路、运算放大器电路37．在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象称为外光电效应。41.自感式传感器实现了将被测非电量转变为电感量的变化，还需要测量转换电路将电感量的变化转换为容易测量的电压或电流信号。常用的测量转换电路有桥式测量电路、调幅电路、调频电路、调相电路。42．光电开关是用来检测物体的靠近、通过等状态的光电传感器。它把发射端和接收端之间转化为电流的变化以达到探测的目的。三、名词解释1.系统误差、随机误差、测量误差1、在相同测量条件下多次测量同一物理量，其误差大小和符号保持恒定或某一确定规律变化，此类误差称为系统误差。2、在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差。3、测量值与真值之间的差值称为测量误差。2．热电效应、热电阻效应、光电效应、霍尔效应、重复性1、热电效应，是当受热物体中的电子(洞)，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。2、热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。3、光电效应是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。4、霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。5、重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。1.电阻应变片为什么要进行温度补偿？补偿方法有哪些？电阻应变片在不恒定的温度条件下，电阻会发生一些变化，所以测电阻都要在常温下，所谓的常温为28摄氏度，在温度每达到要求时就要进行温度补偿。应变片的温度补偿方法通常有两种，即线路补偿和应变片自补偿。4.电容式传感器的基本原理是什么?可分为哪几种类型？1、电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容变化的一种传感元件。2、极距变化型电容式传感器、变面积式电容传感器、变介电常数式电容传感器8．简述电阻应变片传感器工作原理.是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。9.常见测转速的传感器有哪些？试分析各自工作原理。光电式转速传感器，通过将光线的发射与被测物体的转动相关联再以光敏元件对光线进行感应来完成测量任务。变磁阻式传感器如：电感式传感器，变压器式传感器和电涡流式传感器都可进行转速测量。电感式转速传感器利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于磁通变化的速率。变压器式传感器当用适当频率的电压激励初级线圈时,次级线圈的输出电压将随互感的改变而变化,从而将被测位移转换为电压输出，从而进行转速测量。电涡流式传感器利用电涡流效应将位移等非电被测参量转换为线圈的电感或阻抗变化，来进行速度测量。10.试述应变片的粘贴工艺过程1、应变片的检查2、试件的表面处理3、确定贴片位置4、粘贴应变片5、固化处理6、粘贴质量检查7、引出线的固定和保护8、防潮防蚀处理。一、判断题6.灵敏度是传感器在稳态下输入（出）增量与输出增量的比值。X8.光电池是利用内光电效应制成的光电元器件。X计算题：6．如图所示，用K型（镍铬-镍硅）热电偶测量炼钢炉熔融金属某一点温度，A′、B′为补偿导线，Cu为铜导线。已知t1=50℃，t2=0.0℃，t3=30℃。（1）当仪表指示为28.498mV时，计算被测点温度t=?（2）如果将A′、B′换成铜导线，此时仪表指示为26.677mV，再求被测点温度t’=?（3）将热电偶直接插到熔融金属同一高度来测量此点的温度，是利用了热电偶的什么定律？如果被测液体不是金属，还能用此方法测量吗？为什么？（1）当仪表指示28.498mv时经查表计算得被测点温度t=685℃（2）如果将A’B’换成铜导线则冷端没有延长则EAB(t,t0℃)=28.498+2.023=30.521mv经查表可得t=734℃注意：2.023为50相对于0的电压(3)中间导体定律，如果不是金属就不能用此方法测量，因为违反中间导体定律，中间必须为导体才可以