《检测与转换技术》大作业
检测和转换技术试题,习题集与答案解析
《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 1KgB 10％CD 10Kg4、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：，，，，，，，，，，，，，，%试判断并剔除异常值。
检测与转换技术
图(a)图(b)
第五章
5.1什么是差动变压器式传感器零点残余电压？怎样消除？
8.9已知一个温度控制系统如下图所示，热电偶采用的是铂铑10-铂，分度号为S。热电偶通过温度变送器将电压信号转换成4-20mA电流信号给温度控制器使用。由于热电偶冷端温度波动，故需要采用补偿导线将其与温度变送器连接。温度控制器通过控制输出的触发脉冲宽度控制电炉丝两端电压，进而控制其加热状态。完成如下问题：
图3.1
3.6将四个完全相同的金属丝式电阻应变片（灵敏度K=2）粘贴在距自由端b的地方，如图所示的梁式测力弹性件，已知应变 和受力F关系： ，b=100mm，t=5mm，w=20mm，E=×105N/mm2。
(1)在图3.2上画出应变片粘贴位置和测量电桥电路。
(2)电桥由6v电源供电，当电桥输出电压为7.2mV时，此时作用力F为多少？
电信学院自动化系
《检测与转换技术》
课程习题集
2015年1月
第一章
1.1自动检测1.2什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？各有什么用途？
1.3有三台测温仪表，量程均为0-600℃，精度等级分别为2.5级，2.0级，1.5级。现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理？为什么？
第二章
2.1画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。
2.2什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标，意义是什么？
2.3当线位移传感器从4mm变化为2mm时，输出电压减小了1mV，则该传感器的灵敏度为多少？
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
《检测与转换技术》试卷第 1 页（共 2 页）
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
检测与转换技术课后答案
1、外光电效应，光电导效应。
外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化2、霍尔效应霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边通过电流I且与磁场方向正交。
则半导体薄片另外两边将产生由电势U H且U H正比于B与I的乘积。
这一现象称为霍尔效应。
3．引用误差（写出计算式）引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％4、绝对误差，是相对误差绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。
相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示5．应变效应应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。
6．压电效应：压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。
当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。
7．热电效应热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度，而另一点放于室温中，则在回路中就有电流流过，这一现象称为热电效应。
8．光电效应光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逃逸出物体表面向外发射的现象称为光电效应。
当光照射到物体上，使物体的电阻率发生变化，或发生光生电动势的效应叫做内光电效应4.1 什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？答：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应5.10 什么叫电涡流效应？1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。
《检测与转换技术》实验二 应变片单臂特性实验
示范实验举例实验一应变片单臂特性实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：K=金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。
(完整word版)传感器大作业
洛阳理工学院《检测与转换技术》期末大作业题目：酒精测试仪专业：自动化姓名：高志远学号：B12041214日期: 2014.11.22随着中国经济的高速发展，人民生活水平的迅速提高，中国逐渐步入“汽车社会"酒后驾驶行为所造成事故越来越多，对社会的影响也越来越大，酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手"。
越来越多的交通事故在我们的身边发生，让人心痛，经济的发展，每个人都希望人的安全意识也该发展.此外,由交通事故造成的经济损失也相当惊人.据事故调查统计，超过半数的车祸与饮酒有关。
在全国各地加强查处酒后驾驶的力度，以减少由酒后驾驶造成的恶性交通事故。
要查处就涉及到检测人体内的酒精含量和使用设备来进行检测的问题。
本文设计了一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的酒精浓度智能测试仪.其设计方案基于89C51单片机,MQ-3酒精浓度传感器。
系统将传感器输出信号通过A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理，最后由4位LCD数码管显示酒精浓度值。
并且根据不同的环境设定不同的阈值,对超过的阈值进行自动报警来提示危害。
从而让驾车的人知道自己该在什么情况下可以开车，这是一个在现代生活很实用，很负责的一个设计。
开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低，从而判断该司机是否酒后驾车，避免事故的发生。
当然,最好的办法是在车内安装这种测试仪，司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量，如果超出允许值,系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题。
酒精测试仪在生产中也有重要的应用,比如，在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度，当酒精气体浓度高于允许限定值时要及时通风换气,做到安全生产。
当然，依照同样的原理也可设计检测其他气体的探测仪，与我们的生活息息相关的是检测有毒气体.1.方案设计1。
1概述：该设计方案基于89C51单片机，MQ—3酒精浓度传感器。
检测与转换技术实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除检测与转换技术实验报告篇一：检测技术实验报告《检测技术实验》实验名称：院（系）：姓名：实验室：同组人员：评定成绩：实验报告第一次实验（一、三、五）自动化专业：自动化xxxxxx 学号：xxxxxxxx实验组别：实验时间：年月日审阅教师：实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表、导线等。
三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，上面的应变片随弹性体形变被拉伸，对应为模块面板上的R1、R3，下面的应变片随弹性体形变被压缩，对应为模块面板上的R2、R4。
图2-1应变式传感器安装示意图图2-2应变传感器实验模板、接线示意图图2-3单臂电桥工作原理通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压e为电桥电源电压，式1-1表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为四、实验内容与步骤1、图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
2、从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端ui短接，输出端uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw4，使电压表显示为0V。
检测与转换技术智慧树知到课后章节答案2023年下青岛大学
检测与转换技术智慧树知到课后章节答案2023年下青岛大学绪论单元测试1.检测与转换技术与（）构成完整的信息技术学科。
A:计算机技术 B:机器人技术 C:自动控制技术 D:通信技术答案:计算机技术;自动控制技术;通信技术2.检测与转换技术历史悠久，目前已经不属于前沿技术。
A:对 B:错答案:错3.检测技术是衡量一个国家科技水平的重要指标之一A:对 B:错答案:对4.传感器的输入是被测量，输出是可用输出信号。
A:错 B:对答案:对5.敏感元件必须直接感受被测量。
A:对 B:错答案:对6.传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
A:对 B:错答案:对7.智能传感器就是采用MCU将被测信号数字化。
A:对 B:错答案:错8.实际使用的传感器多数不输出电信号。
A:对 B:错答案:错9.变送器就是能输出电信号的传感器A:错 B:对答案:错10.仿生是研制新型传感器的方向之一。
A:错 B:对答案:对第一章测试1.传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随（）变化时，其输出-输入的特性。
A:被测量 B:环境 C:时间 D:地理位置答案:时间2.传感器的非线性误差属于随机误差。
A:对 B:错答案:错3.传感器在某点的灵敏度就是其静态特性曲线在该点的切线的斜率；A:对 B:错答案:对4.非线性度是测量装置的输出和输入是否保持（）关系的一种度量。
A:相似 B:理想比例 C:近似比例 D: 相等答案:理想比例5.迟滞误差表明的是在（）期间输出-输入特性曲线不重合的程度。
A:同次测量 B:不同测量 C:正反行程 D:多次测量答案:正反行程6.可靠性不属于传感器的特性。
A:对 B:错答案:错7.传感器的时间常数τ越小越好。
A:错 B:对答案:错8.仪表的精度等级是用引用误差的大小划分的。
A:错 B:对答案:对9.传感器的精度表征了标准值与（）相符合的程度。
A:被测值B:理论值C:估计值D:相对值答案:被测值10.传感器实现波形测试不失真的理想条件是：传感器的幅频特性和相频特性均是常数；A:错 B:对答案:错第二章测试1.电位器式传感器的动触点摩檫力会影响测量精度。
检测与转换技术课后习题和例题解答
检测与转换技术课后习题和例题解答检测与转换技术课后习题和例题解答第1章 传感器技术基础传感器技术基础 练习题（共练习题（共2页）页）一、填空题（每空3分，共60分，11至12不计分，课后完成）不计分，课后完成）1、传感器是一种以一定的、传感器是一种以一定的 精确度精确度 把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的便于应用的另一种量的 测量装置测量装置2、传感器由两部分组成：、传感器由两部分组成： 敏感软件敏感软件 以及以及 转换软件转换软件3、传感器的作用是： 信息的收集信息的收集 、 信息数据的转换信息数据的转换 以及以及 控制信息的采集制信息的采集 。
4、传感器按输出信号可分为、传感器按输出信号可分为 开关开关 式、模拟式以及式、模拟式以及 数字数字 式5、输出变化量与输入变化量的、输出变化量与输入变化量的 比值比值 称为灵敏度。
如图：称为灵敏度。
如图： 虚 线的灵敏度高。
敏度高。
6、传感器的输入输出特性曲线接近于、传感器的输入输出特性曲线接近于 直线的长度直线的长度 称为线性度。
如图：称为线性度。
如图： 虚 线的灵敏度线的灵敏度低。
低。
7、传感器正反行程、传感器正反行程 的不一致程度的不一致程度 称为迟滞。
如图，称为迟滞。
如图， 虚 线的迟滞大。
大。
8、多次重复测试的曲线的、多次重复测试的曲线的 重合的程度重合的程度 称为重复性。
如图，称为重复性。
如图， 虚 线的重复性较差。
重复性较差。
9、指被测量为稳定值时传感器输入与输出的关系称为传感器的、指被测量为稳定值时传感器输入与输出的关系称为传感器的 静态静态静态 特性。
特性。
指被测量为动态值时传感器输入与输出的关系称为传感器的指被测量为动态值时传感器输入与输出的关系称为传感器的 动态动态动态 特性。
特性。
特性。
10、分析动态特性的两种方法是、分析动态特性的两种方法是 阶跃响应阶跃响应 法和法和 频率响应频率响应 法V I V O 迟滞曲线迟滞曲线 V IV O 重复性曲线重复性曲线V I V O 线性度曲线线性度曲线 V I V O 灵敏度曲线灵敏度曲线的正弦信号输与频率之为阶跃函数时随时间二、简答题（每题20分，共20分）分）什么是传感器，其定义具体应包含哪些方面？什么是传感器，其定义具体应包含哪些方面？分）三、计算题（每题20分，共20分）如图，设曲线Y2和Y3的交点为A，在0≤X≤Ax区间内，（1）作两曲线Y2及Y3的端点连线拟合直线Y。
《检测与转换技术》试卷A含答案
《检测与转换技术》试卷A一、选择题（本题共12题，每格2分，共24分）1.概率密度函数提供了随机信号( )的信息。
A.沿频率轴分布B.沿幅值域分布C.沿时域分布D.沿尺度分布2.非周期信号的频谱是( )A.连续的B.离散的C.基频的整数倍D.脉冲函数3.半导体应变片具有( )等优点。
A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复杂4.常用于测量大位移的传感器有( )A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式5.结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。
A.材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值6.阻抗头是测量振动系统( )的拾振器。
A.振动位移B.振动加速度C.激振力D.激振力及其响应7．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度8．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器 B．电容式传感器 C．压电式传感器 D．磁电式传感器9．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片10．固体半导体摄像元件CCD是一种（）A．PN结光电二极管电路 B．PNP 型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管集成电路11．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31512.对压电式加速度传感器，希望其固有频率( )A.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意二、填空题（本题共12题，每格1分，共12分）1.动态标定的目的，是检验测试传感器的指标。
2.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持条件。
检测与转换技术习题集及答案
检测与转换技术习题第1章绪论、检测与转换技术的理论基础一、单项选择题1．一块量程为800℃，2.5级测温仪表，现要测量500℃的温度,其相对误差为【 B 】A．20℃B．4％C．1.6％D．3.2％2．某温度仪的相对误差是1%，测量800℃炉温时，绝对误差是【 D 】A．0.08℃B．8％C．0.8℃D．8℃3．漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随（）变化【 D 】A．温度B．电压C．电流D．时间4．下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是【 D 】 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5．下面哪一种情况可能会产生随机误差【 D 】A．测量人员的粗心大意B．检测装置的指示刻度不准C．许多因素的微小变化之和D．传感器的不稳定6．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【 C 】A 1KgB 10％C 0.1KgD 10Kg7. 属于传感器动态特性指标的是【 D 】A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率8. 下列技术指标中，描述传感器静态特性的是【 C 】A．阶跃特性 B. 频率特性C. 线性度D. 时间常数9．精确度是反映检测系统误差和( )误差的综合评定指标。
【 D 】 A．静态B．动态C．附加D．随机10. 在选择压力表量程时，必须考虑到留有充分的余量。
一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值不应超过压力仪表满量程的【 C 】A ．1/3B ．2/3C ．3/4D ．满量程11．下面不是系统误差产生的主要原因的是 【 B 】 A ．检测装置指示刻度不准 B ．测量人员粗心大意 C ．测量原理方法不当 D ．测试环境的变化 二、多项选择题1．下列哪几项属于随机误差的特性 【ABCE 】A ．有界性B ．单峰性C ．对称性D ．替代性E ．抵偿性 三、填空题 1．运算⨯-∆=δminmax max L y y L 100%是计算传感器 线性度 的公式。
检测与转换技术课后部分习题参考答案
《检测与转换技术》课后部分习题参考答案2.4解：利用最小二乘法进行拟合，得拟合直线方程为y=7.984x+0.548灵敏度S=7.984 uε/N线性度γL=(12.065/400)×100%=3.02%滞后量γH=[(252-228)/400]×100%=6%附：参考程序（采用Labview 8.6编程，不要求掌握）1、前面板图2、程序框图3.10解：1）单臂Uo=U/4*S*ε=2mV Su= U/4=1V2）差动半桥Uo=U/2*S*ε=4mV Su= U/2=2V3）差动全桥Uo=U*S*ε=8mV Su= U=4V3.11解：γ=( S*ε/2)×100%=1%∴S=203.12解：ε=F/AE=10-3ΔR=S*ε*R=2×120×10-3Ω=0.24Ω3.13解：ΔR1=ΔR4=S*ε1*R=2×120×1/105Ω=2.29ΩΔR2=ΔR3=-2.29ΩUo=USε=76mV3.14(1)差动全桥如图：(2)=1.3mV3.15解：（1）贴片图和接桥电路如下（2）ε1=ε3=uF/AE=4.77×10-5ε2=ε4=－F/AE=－1.59×10-4ΔR1/ R1=ΔR3/ R3= S*ε1=9.54×10-5 ΩΔR2/ R2=ΔR4/ R4= S*ε2=－3.18×10- 4 Ω（3）=1.24mV（4）可以补偿温度的影响，具体原因见书上48页电桥补偿法，在此不再赘述。
4.9解：S=C0/δ0=εA/(δ0)2=(8.85*10-12*8*10-4)/(10-3)2 F/m=7.08nF/m4.10解：差动：S=2C0/δ0=40pF/mmγ=(Δδ/δ0)2×100%=4%单板：S=C0/δ0=20pF/mmγ=(Δδ/δ0)×100%=20%4.11解：∵γ=(Δδ/δ0)×100%=0.1%∴Δδ=0.001δ0=1um4.12解：C0=εA0/δ0=50×0.03×0.02/0.01 uF=3uFC1=εA1/δ0=50×0.03×(0.02-0.01)/0.01 uF=1.5uF∴ΔC = C0-C1=1.5uF4.13解：1、无云母时，初始电容C0=86.8 pF极板间距减小Δδ时，C1=99.2 pF，ΔC1/ C0=14.29%极板间距增大Δδ时，C2=77.2 pF，ΔC2/ C0=11.06%2、有云母时，初始电容C0=151 pF极板间距减小Δδ时，C1=195 pF，ΔC1/ C0=29.14%极板间距增大Δδ时，C2=125 pF，ΔC2/ C0=17.22%5.11解：定义电压方向上正下负，电流方向自上而下为正。
检测与转换技术课程作业_2019版
《检测与转换技术》 课程习题集
自动化系检测与转换技术课程组
2019 年 2 月
《检测与转换技术》课程作业 2018 版
目录
第 2 章传感器与检测技术基础理论............................................................................1 第 3 章电阻应变式传感器............................................................................................3 第 4 章电感式传感器....................................................................................................5 第 5 章电容式传感器....................................................................................................6 第 6 章压电式传感器....................................................................................................7 第 7 章磁电式传感器....................................................................................................9 第 8 章热电式传感器..................................................................................................10 第 11 章参数检测........................................................................................................13
检测与转换技术检测与转换技术试卷(练习题库)(2023版)
检测与转换技术检测与转换技术试卷(练习题库)1、同频的正弦信号和余弦信号，其相互相关函数是（）的。
2、压电式传感器使用（）放大器，此方法使传输电压几乎不受电缆长度的影响。
3、中心频率能自动跟随某参考信号频率而变化的滤波器成为（）滤波器.4、一阶系统的时间常数为T，被测信号的频率为1/T，则信号经过测试系统后，输出信号与输入信号的相位差为（5、变间距式电容传感器的灵敏度与（）成反比，所以适合于微小位移的测量.变面积式电容传感器的灵敏度与（）成6、某信号能够用明确的数学关系式来描述，可以准确预计其来任意时刻的值，则该信号称为（）。
7、可变磁阻式传感器的灵敏度与气隙大小的关系是：气隙越小，灵敏度（）。
8、从信号的周期性来看，有阻尼衰减的自由震动信号是有（）特性的信号。
9、数字信号是指明时间和幅值都具有（）特性的信号。
10、虽然信号可在时域或频域中描述，但是其（）是不变的。
11、周期信号的频谱是离散的，同时周期信号具有（）和（）特性。
12、压电式传感器是利用某些材料的（）特性来制作的传感器。
13、正弦信号的自相关函数是一个同频的（）函数。
14、直流电桥的平衡条件是（）。
15、磁带记录仪快录慢放将使重放信号的频带（）。
16、压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其（）发生变化。
17、当被测量是一个单向向量，要求传感器单向灵敏度（），其横向灵敏度（）。
18、时域为常数M的信号，其频谱是（）。
19、各态历经随机过程任一单个样本函数的（）平均统计特征等于该过程的（）平均统计特征。
20、周期信号的频谱具有（）特点，瞬变非周期信号的频谱具有（）特点。
21、一阶系统的动特性参数是（），为使动态响应快，该参数（）。
22、测试系统应包括（）、（）、（）、（）、（）等五个部分。
23、测量装置的特性描述有（）态特性描述和（）特性描述。
24、由信息与信号的关系可知，信号是信息的（）。
25、根据采样定理，被测信号的频率W1与测试系统的固有频率W2关系是（）。
检测与转换技术含答案
《检测与转换技术》课程考试试题选讲一、卷面结构1、填空题（每空1分，共24分）2、选择题（每题1分，共10分）3、简答题（每题6分，共30分）4、计算题（每题8分，共16分）5、应用题（每题10分，共20分）二、试题选讲1、简答题部分1）在下面等截面悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，要求组成差动全桥电路。
请在悬臂梁上对应的应变电阻处标上R1、R2、R3、R4。
在下图电桥电路上标上R1~R4，组成差动全桥电桥电路，注明极性（受力情况）。
左图从上到下从左到右为R1,R2 R3，R4右图从上到下从左到右为R2，R1 R4，R32）什么是电涡流效应？影响电涡流效应等效阻抗因素有哪些？答：电涡流效应：根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流(电涡流)的现象3）简述螺线管式差动变压器测量位移量的工作原理，并给出输入-输出特性曲线。
答：一次绕组通电，两完全对称且反相串联的二次绕组将产生感应电动势，其数值与互感量成正比，电源电压恒定时互感量的大小与衔铁位置有关，通过一二次绕组互感量的变化，进而改变输出电压从而反映出铁氧体铁芯位移的大小与方向。
4）什么是正压电效应？什么是逆压电效应？其能量转换关系如何？答：正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施外力而使它变形时，致使其晶格产生变形或内部产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷；当外力维持不变或去掉后，又重新恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变的现象。
[机械能→电能]逆压电效应：当在某些电介质极化方向施加(交变)电场，这些电介质也会产生机械变形的现象；当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失的现象。
常称(电致伸缩效应)。
[电能→机械能]具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料能实现机械能←→电能的相互转换，如下图所示。
5）什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称霍尔效应。
自动检测与转换技术 课后习题
判定数字仪表位数的两条原则
1.能显示0~9所有数字的“位”是 “整位”；
2. 分 数 位 的 判 定 ： 在 最 大 显 示 值 中，以最高位所能显示的数值作为分 子，用满量程的最高位作为分母。
可参考汽车速度的测量原理
与车轮联动
自行车速度、里程测量仪表设计注意事项
1.观察自行车的结构可知，车速及公里数与车轮的直径及 转速成正比，因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设 车轮的直径为D（m），则周长l=πD，车轮转动的圈数即为自 行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N，则累计路程L= Nl = NπD ；若每分钟转动的圈数为n（ n= N /t，圈/分钟）则车速 v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。
2020/4/24
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判定数字仪表位数（续）
再如，一台如右图的 数字电压表， 其最大显示 值为399.9V ，最高位只能 显示0、1、2、3这四个数 字（有时0不予显示），所 以它是3 3/4位表。
用普通的3 ½ 位DMM测量220V或380V工频电
压时，量程必须选择700V AC档；相比之下，使用 3 3/4位的DMM只需选择400V AC档，准确度优于 700V AC档，既不欠量程也不超量程，分辨力也提 高了许多。
分别过1m3/s和 7m3/s点作切线，得到 以Δx 和Δy为边的三角 形，利用下式得到灵 敏度K 。
K dy y dx x
q/（m3/s）
1
7
作图法求灵敏度的过程（续）
y
检测与转换技术试卷,习题及
《检测与变换技术》试卷一、单项选择题（每题 3 分，共 30 分）1、 1、以下哪一种状况可能产生随机偏差A丈量人员的粗心大意B检测装置的指示刻度禁止C好多因素细小变化的总和D传感器的不稳固2、 2、以下四个选项中，关于相对偏差特色正确的选项是A大小与所取单位有关B量纲与被丈量有关C不可以反响偏差的大小和方向D能反响丈量工作的精巧程度3、 3、某量程为1000Kg 的秤，相对偏差是1%，则丈量10Kg 重物的绝对偏差是A 1KgB 10％C 0.1KgD 10Kg4、下传记感器的应用中哪个合适高频反射式涡流传感器A金属资料内部缺点的检测B金属工件表面光洁度的测定C 金属资料厚度丈量D金属资料内部杂质的检测5、以下温度传感器中，丈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、以下哪一种传感器的输入输出特征是非线性的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.以下温度丈量中哪一种热惯性小，合适温度的快速丈量A用热电偶丈量温度B用温度计丈量温度C用铜热电阻丈量温度D用铂热电阻丈量温度8、用下哪一种检测方法的敏捷度高A 采纳差动电桥B采纳电流源供电C 采纳有源电路D采纳双差电桥9、以下哪一种方法不合适除掉或减小系统偏差A取代方法B交换方法C采纳温度赔偿方法D采纳频率电压变换电路10、影响检测系统稳固性的因素有A 使用寿命B标定测值的变化C 反响时间D分辨率二、创新思虑问题（每题10 分，共 20 分）1.设计一种肺活量丈量装置，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纳哪几种方法（试考虑 2 种以上方法）三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、敏捷度为 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、单臂电桥的非线性偏差δ f 的大小3、要进一步减小非线性偏差，应采纳什么措施四、对容器中一溶液的浓度共丈量15 次，结果为：，，，，，，，，，，，，，， %试判断并剔除异常值。
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《检测与转换技术》大作业
注：
1.五道题（或不局限于下述五题，需报老师同意）中任选一题；
2.一人一题，报告内容若雷同，雷同者均计零分。
3. 作业成绩占平时成绩的50%[即总评成绩=考试成绩*70%+（考勤+实验）*15%+作业成绩*15%]
1.你单位有一驾驶员希望实现以下设想：初学驾驶者在紧急刹车时，易将油门踏板误当成刹车踏板，现希望在油门踏板的下方安装一套传感器及相应的控制设备，当发生上述情况时（油门踏板被突然用力踩到底），油路反而被关闭，车轮反而被刹车。
（1）请你就以上要求，根据学过的知识给所在部门领导写一份报告，谈谈你如何实现以上设想，例如选择说明传感器、工作原理、采用了哪些技术等。
（2）画图说明你的方案。
报告必须符合应用文格式（有标题、阅报告人、呈送人、礼貌用语、日期等），文具通顺、简练。
2.有一驾驶员希望实现以下设想：下雨时（有雨水且落在汽车挡风玻璃上时），能自动开启汽车挡风玻璃下方
的雨刷，雨越大，雨刷运动速度越快。
（1）请你就以上要求，根据学过的知识给所在部门领导写一份报告，谈谈你如何实现以上设想，例如选择说明传感器、工作原理、采用了哪些技术等。
（2）画图说明你的方案。
报告必须符合应用文格式（有标题、阅报告人、呈送人、礼貌用语、日期等），文具通顺、简练。
3.某学院约有1万名学生，中午食堂烧饭的工作量巨大，现拟试制一台全自动烧饭机，要求能实现一次性将
大米从烧饭机的一头倒入，经过一定时间，在另一头就有蒸熟的米饭流出，并自动分成3两1份，分配到传送流水线上的不锈钢餐盘中，具体要求为：
（1）请在报告中画出该全自动烧饭机的系统原理框图（包括单片机、传感器机械设备等）。
（2）写出传感器的具体名称：测量大米重量的传感器为；测量蒸汽温度的传感器为；测量蒸饭传送流水线主轴转速的传感器为；判断饭烧熟的条件是：锅底结巴的温度约为°C ；
保温温度约为°C ；
（3）要定量控制蒸饭时间，应由来控制。
（4）请你就以上要求，根据学过的知识给所在部门领导写一份项目开发报告，谈谈你如何实现以上设想。
4. 某卫生洁具公司欲打算开发一个用于医院门诊部给医生和就诊病人使用的“感应式水龙头”。
要求：当使用者的手靠近该“感应式水龙头”时，它就导通流水，而人经过时无反应；为节约用水，水龙头应在3秒后自动关闭。
（1）请你就以上要求，根据学过的知识给所在部门领导写一份报告，谈谈你如何实现以上设想，例如选择说明传感器、工作原理、采用了哪些技术等。
（2）画图说明你的方案。
报告必须符合应用文格式（有标题、阅报告人、呈送人、礼貌用语、日期等），文具通顺、简练。
5. 某学院为节约用电，拟在教室里安装传感器。
当教室里有人时，日光灯就亮，当人离开后经过2分钟延时后熄灭。
在白天光线很亮时，即使教室里有人日光灯也不亮。
（1）请你就以上要求，根据学过的知识给所在部门领导写一份报告，谈谈你如何实现以上设想，例如选择说明传感器、工作原理、采用了哪些技术等。
（2）画图说明你的方案。
报告必须符合应用文格式（有标题、阅报告人、呈送人、礼貌用语、日期等），文具通顺、简练。