《测试与传感技术》复习指导与综合练习答案

第二部分综合练习
一．填空题
1．从不同角度考察，测量方法有不同的分类，但常用的具体测量方法有零位法、偏差法和
微差法等
2．系统误差是有规律可循的，因此可通过实验的方法或引入修正值的方法子以修正，也可重新调整测量仪表的有关零部件来消除。

3．精确度是精密度和准确度两者总和，是反映测量仪表优良程度的综合指标。

4．若测量列中不包含系统误差和粗大误差，则该测量列中的随机误差一般具有以下特征：即：集中性、对称性、有界性。

5．传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

6．传感器的静态特性主要以线性度、迟滞、重复性、分辨力、灵敏度和稳定性表征。

7．变换力的弹性敏感元件的形式有实心圆柱体、空心圆柱体、矩形柱、等截面团环、等截面悬臂梁、等强度悬臂梁、扭转轴等。

8．变换压力的弹性敏感元件，通常是弹簧管、波纹管、等截面薄板、膜片、膜盒、薄壁圆筒、薄壁半球等。

9．电阻传感器的基本原理是将各种被测非电量转为对电阻的变化量的测量，从而达到对非电量测量的目的。

10．应变式传感器由电阻应变片和测量电路两部分组成。

电阻应变片是一种能将被测量件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件；而测量线路则进一步将该电阻阻值的变化再转换成电压或电流的变化，以便显示或记录被测的非电量的大小。

11．常用的热电阻有：铂热电阻和铜热电阻。

12．热敏电阻是利用半导体的电阻值随着温度变化的特点制成的一种热敏元件，它的主要应用有：（1）热敏电阻测温；（2）热敏电阻用于温度补偿；（3）过热保护。

13．电感式传感器的主要缺点是：（1）灵敏度、线性度和测量范围相互制约；（2）传感器频率响应较慢，不宜于快速动态测量；（3）传感器线团供电电源的频率和振幅稳定度均要求较高。

14．自感式传感器是利用自感量随气隙而改变的原理制成的，用来测量位移，它主要由线圈、铁芯、衔铁及测杆(或转轴)等组成。

自感式传感器常见的形式有变隙式、变截面式、螺线管式和差动式四种。

15．自感式电感传感器的转换电路有调幅、调频、调相电路，用得较多的是调幅电路，调频、调相电路用的较少。

16．差动变压器的灵敏度是指衔铁移动单位位移时所产生的输出电压的变化。

影响其灵敏度的主要因素有：激励电源电压和频率。

17．差动变压器的转换电路一般采用反串联电路和桥路两种。

18．根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。

按照电涡流在导体内的贯穿情况，此传感器分为高频反射式与低频透射式两大类。

19．变面积式电容传感器多用来检测位移、尺寸等参量。

20．变介电常数式电容传感器在检测容器中液面高度、片状材料厚度等方面得到普遍应用。

21．热电偶的工作原理是基于物体的热电效应。

工程上实际使用的热电偶大多是由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分组成。

22．普通型热电偶主要用于测量气体、蒸汽和液体等介质的温度；铠装热电偶特别适用于复杂结构(如狭小弯曲管道内) 的温度测量；薄膜热电偶适用于测量微小面积上的瞬变温度；表面热电偶主要用于现场流动的测量。

23．可采用以下几种方法，以保证热电偶冷端温度保持恒定：（1）冷端恒温法；（2）冷端温度校
正法；（3）电桥补偿法；（4）采用PN结温度传感器作冷端补偿。

24．根据产生电效应的不同物理现象，光电效应大致可以分为三类：（1）外光电效应、（2）内光电效应、（3）光生伏特效应。

25．光电开关和光电断续器是开关式光电传感器的常用器件，主要用来检测物体的靠近、通过等状态。

26．光电式传感器由光源、光学元器件和光电元器件组成光路系统，结合相应的测量转换电路而构成。

27．基于霍尔效应原理工作的半导体器件称为霍尔元件，霍尔元件的结构很简单，它由霍尔片、引线和壳体组成。

28．霍尔线性传感器的输出电压与外加磁场强度呈线性比例关系，这类传感器一般由霍尔元件和放大器组成。

29．码盘又称角编码器，是一种旋转式位置传感器，通常装在被测轴一起转动，它能将被测铀的角位移转换成增量脉冲或二进制编码。

30．光栅传感器是根据莫尔条纹原理制成的一种脉冲输出数字式传感器，由光栅、光路和光电元器件以及转换电路等组成，广泛应用于数控机床等闭环系统的线位移和角位移的自动控制检测以及精密测量等方面。

31．．直线式感应同步器主要部件包括定尺和滑尺，定尺绕组是等间距的连续平面绕组；滑尺绕组制成两组，即正弦绕组和余弦绕组。

32．石英单晶体和压电陶瓷具有压电、逆压电效应。

压电材料的灵敏度主要决定于压电常数。

33．压电传感元件是一种力敏感元件，它由压电传感元件和测量转换电路组成。

34．压电材料不同．它们的特性就不相同，所以用途也不一样。

压电晶体主要用于实验室基准传感器；压电陶瓷价格便宜、灵敏度高、机械强度好，常用于测力；而高分子压电材料多用于振动传感器定性测量。

35．信号的处理电路通常有：电桥电路、模拟开关电路和放大器等；信号的转换常采用调制和解调技术及模-数（A/D）和数-模（D/A）转换器。

36．消除内部干扰常用的方法有：（1）采用隔离措施；；（2）采用隔离变压器供电。

二．选择题
1．在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差称为（ C ）。

A．绝对误差B．相对误差C．系统误差D．随机误差
2．线性系统的灵敏度是（ B ）。

A．随机变量B．常数C．时间的线性函数
3．传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行程中输入输出曲线不重合的现象称为（ C ）。

A．灵敏度B．线性度C．迟滞D．重复性
4．固有频率高的压电式振动加速度传感器可用于（ A ）的测量。

A．较高频率B．较低频率C．较大惯性力D．较小惯性力
5．霍尔按键开关是一个（ B ）的按键开关。

A．带触点B．无触点C．随温度变化D．随电阻变化
6．能完成接受和实现信号转换的装置称（ A ）。

A．传感器B．记录仪器C．实验装置D．数据处理装置
7．电阻应变片的灵敏度为（ B ）。

A．应变片电阻丝的电阻变化率与被测试件的应变值之比
B．应变片电阻丝的电阻变化率与应变值之比
C．应变片输出电压与应变之比
D．应变片输出电压与输入电压之比
8．极距变化型电容传感器适用于测量微小位移是因为（ C ）。

A．电容量微弱、灵敏度太低B．需要做非接触测量
C．传感器灵敏度与极距平方成反比，极距变化大则非线性误差大
9．压电式传感器特别适合测量（ B ）。

A．静态量B．动态量C．两者均可
10．感应同步器是利用（ A ）的变化进行位置检测的。

A．感应电压B．感应电流C．感应磁场D．励磁电压
11．光栅传感器的测量精度（ A ）
A．很高B．很低C．较低
12．直流电桥中，灵敏度最高的接法是（ C ）。

A．半桥单臂B．半桥双臂C．全桥
13．压电材料按一定方向置放在电场中，其几何尺寸随之发生变化，这种现象称为（ C ）。

A．压电B．压阻C．逆压电D．压磁
14．电荷放大器是供压电式传感器专用的一种（ A ）。

A．前置放大器B．后置放大器C．检测元件D．滤波电路
15．光线示波器振动子的阻尼比在（ C ）左右能获得最佳输出。

A．0.2 B．0.5 C．0.7 D．0.9
16．对于不可能消除的外来干扰的防止及抑制，通常采用的方法有：（ D ）。

A．采用隔离措施B．采用隔离变压器供电
C．常用控制元件的模拟开关D．屏蔽与接地
三．简述题
1．什么是绝对误差、示值相对误差、引用误差和仪表允许误差？请分别用文字说明并写出相应得表达式。

2．传感器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
3．电阻丝应变片主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？核心部分是什么？
4．试说明单线圈和变隙式差动传感器的主要组成、工作原理和基本特性。

5．伺谓零点残余电压？说明该电压的产生原因及消除方法。

6．电容式传感器的转换电路有哪几种类型?试选择其中一种说明其优缺点?
7．热电偶产生的热电动势由几种电动势组成？分别是什么含义？哪种电动势起主要作用? 8．霍尔电动势的大小、方向与哪些因素有关?
9．压电式传感器能否用于静态测量？为什么?
10．在选择电测量指示仪表时需要考虑哪些因素?
四．计算题
1．教材第一章习题4～6。

3．教材第9～10页例1-1、例1-2。

二．选择题
6．A
7．B 8．C 9．B 10．A 11．A 12．C
13．C 14．A 15．C 16．D。