检测与转换技术试卷及答案

由于霍尔元件的电极不可能做到完全欧姆接触（1 分） ，在控制电极和霍尔电动势 极上都可能出现整流效应（2 分） 。因此，当元件通以交流控制电流（不加磁场）时（1 分） ，它的输出除了交流不等位电动势外，还有一直流电动势分量（1 分） ，这电动势就 称为寄生直流电动势。 7、 指示仪表的测量机构中，根据阻尼装置的阻尼力矩系数 P 的大小，可使活动部分呈 现三种状态。简要分析这三种状态。 （1）过阻尼状态：偏转的速度慢，偏转到平衡位置时不会出现摆动现象； （1.5 分） （2）欠阻尼状态：偏转速度较快，当偏转到平衡位置时，不能马上稳定下来，需 要作一系列衰减周期性摆动才能稳定下来； （1.5 分） （3）临界阻尼状态：使活动部分能以较快的速度偏转，又不会在平衡位置附近摆 动，而能直接稳定在平衡位置上。 （2 分）
两大类，前者通 硬件设计 、
压电晶体在受到外加电场作用时，也会产生变形，这种现象称为 逆压电效应 。 由于霍尔电动势极不在同一位面上，而产生的 不等位电动势 ，是霍尔元件
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红外探伤基本原理：当物体内部存在裂缝和缺陷时，将会改变该物体的热传导，使 物体表面温度分布有差异，用检测装置就可显示出它的热辐射是不同的，于是就可以把 缺陷位置检查出来。 （3 分） 测试方法： 主动测试法、被动测试法； （或瞬态法和恒温法） （每个 1 分） 6、 简述霍尔元件中寄生直流电动势的形成原因。
若 A、B 结点温度为 T ，其余结点温度为 T 0 ，且 T>T0 ，则 《检测与转换技术》试卷第 2 页（共 2 页）

T0
( B A )dT E AB (T , T0 ) （5 分）
由此得到结论：导体 A、B 组成的热电偶，当引入第三个导体时，只要保持其两端 温度相同，则对回路总电动势无影响，这就是中间导体定律。 （5 分） 2、 画出差动电感传感器的带相敏整流的电桥电路， 并分析当衔铁不动而外加电源 U
有 EABC (T , T0 ) EAB (T ) EBC (T0 ) ECA (T0 ) 由式（1）可得

T
T0
B dT AdT
T0 T
T
（2）
EA B( T EC A ( T )] 0 ) [ EB C (T 0 ) 0
代入（2）可得 EABC (T , T0 ) EAB (T ) EAB (0 )
得分
评卷人
一、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 20 分） 。
的一个主要零位误差。 10、 射线探伤的基本原理是利用了 得分 评卷人
射线通过物质时的衰减规律
。
1、 满度相对误差：用绝对误差与测量器具的满刻度值的百分比值来表示的相对误差。 2、 重复性 （传感器特性） ： 传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特 性曲线不一致的程度。 3、 光生伏特效应： PN 结在光照条件下由自建电场引起光生电动势的现象成为光生伏特 效应。 4、 霍尔效应： 金属或半导体薄片，若在它的两端通过控制电流，并在薄片的垂直方向 上施加磁场，在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象称为 霍尔效应。 5、 共模干扰： 相对于公共的电位基准点（接地点） ，在信号接收器的两个输入端子上 同时出现的干扰。 得分 评卷人 二、填空题（本大题共 20 空，每空 1 分，共 20 分） ， 请将答案填写在题中横线上。 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 按照误差出现的规律可分为 系统误差 ， 随机误差 ， 粗大误差 ， 。 ，
三、简答题（本大题共 7 小题，每小题 5 分。本大题满分共 35 分） 。 1、仪表的准确度以什么来划分？它是否代表测量的准确度？为什么？ 仪表的准确度是用仪表的最大引用（满度）误差来表示的。 （2 分） 仪表的准确度只表示仪表本身的基本误差，不代表测量的准确度。 （1 分） 测量的准确度除了取决于仪表的准确度，更取决于仪表的量限，一般应使被测量>量 程／2，最好使被测量≥2／3 量程。 （2 分） 2、画出传感器一般组成框图，简要说明各部分的作用。
1、热电偶的测量电路中，可接入仪表测量电动势的理论依据是什么定律？定律的 内容是什么？试用热电偶基本原理证明该定律。 热电偶测量电路中，可接入仪表测量电动势的理论依据是中间导体定律。 （5 分） 证明如下： 如图所示，若三个结点温度均为 T 0 ，则回路中总热电动势 为
EABC (T0 ) EAB (T0 ) EBC (T0 ) ECA (T0 ) 0 （1）
（3 分） 敏感元件——传感器中能直接感受或响应被测量的的部分； 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。 （以上每个 0.5 分） 3、什么是差动变压器的零点残余电压？给出两种补偿方法。 差动变压器的两组二次线圈由于反向串联，因此当铁芯处于中间位置时，输出信号 电压应为零的理想特性。但是，在实际情况中，在所谓“零点”时，输出电压并不为零， 而有一个很小的电压值，一般称为“零点残余电压” 。 （3 分） 消除零点残余电压的方法： 采用相敏检波电路、串电阻、加反馈支路等。 （每个 1 分，共 2 分） 4、光栅是根据莫尔条纹来测量位移的，简述莫尔条纹测量位移的特点。 莫尔条纹测量位移的特点： （1）莫尔条纹的移动量、移动方向与光栅尺的位移量、位移方向具有对应关系； （2 分） （2）莫尔条纹间距对光栅栅距具有放大作用； （1.5 分） （3）莫尔条纹对光栅栅距局部误差具有消差作用。 （1.5 分） 5、 简述红外探伤的基本原理及两种测试方法。
任何测量机构都必须包括四个基本部分，分别为
驱动装置
控制装置
阻尼装置 和指示装置。 任何电位差计，都可划分为三个基本回路，分别为工作电流回路， 标准回路 ， 测量回路 。 各种仪表中，用来测直流量时，多选用磁电系或 电动系仪表 。 根据技术要求，规定某一器具误差不应超出的最大范围称为 容许误差 按热电阻的性质分，可分为 金属热电阻 和 半导体热电阻 常称为热电阻，后者称为热敏电阻。 对于以微处理器为核心的现代检测系统，其设计内容应包括 软件设计 、 误差的分配与评定 、 稳定性与抗干扰设计 。 。
极性发生改变时，输出电压 Uo 的极性是否变化及其原因。 如图所示： 当输入交流电压为正半周，即 A 点电压为 正，B 点为负时， VD1、 VD4 导通， VD2、 VD3 截止。则在 A→E→ C→ B 支路中，C 点电位因 Z1 增大而比平衡时降低； 在 A→F→D→B 支路中， D 点电位因 Z2 减小而比平衡时增高。所以 D 点电 （5 分） 位高于 C 点电位。(5 分) 当输入交流电压为负半周， 即 A 点电压为负，B 点为正时，VD2、VD3 导通，VD1、 VD4 截止。则在 B→C→F→ A 支路中，C 点电位因 Z2 的减小而比平衡时降低；在 B→D →E→A 支路中，D 点电位因 Z1 增大而比平衡时增高。所以 D 点电位仍然高于 C 点电位。 (5 分) 输出电压的极性不会改变。
得分
评卷人
四、综合题（本大题共 2 小题，每小题 15 分。本大题满分共 30 分） 。 如图所示： 当输入交流电压为正半周， 即 A 点电压为正，B 点为负时，VD1 、VD4 导通，VD2、 VD3 截止。则在 A→E→ C→ B 支路中， C 点电位因 Z1 增大而比平衡时降低；在 A→F →D→B 支路中，D 点电位因 Z2 减小而比平衡时增高。所以 D 点电位高于 C 点电位。 （5 分）