检测与转换技术试卷,习题附答案

《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
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：
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。

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。

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。

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。

26、下列温度传感器中，灵敏度最高的是：
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；
C. 用铜热电阻测量温度；
D. 用铂热电阻测量温度。

※<三、简答或创新思考题>
1、绝对误差和相对误差相比，各有什么特点？
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？
14、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的标准电流信号为何比0～10mA的电流信号更好？
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）
18、检测液位一般可以采用哪几种方法？（试考虑2种以上方法）
※<五、填空题>
1. 测量过程中有三个要素：_ 测量单位 _, _测量方法_测量仪器与设备_.
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__.
3. 通常，传统的传感器是由 _敏感元件_ 、_转换元件_ 及_测量电路_ 组成。

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，其主要特征是将传感技术和信息处理技术相结合，即除了有 _感知的本能_外，还具有 _认知的能力_ 。

※<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
2000×10-6的微应变，试求：
（1）单臂电桥的开路输出电压U0
（2）单臂电桥的非线性误差δf？
（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。