中南大学检测技术与仪表考试试卷

一、填空（每空1分，共35分）

1、按国家标准，测量是指以确定被测对象( )为目的的全部操作，就是将( )与( )比较，确定前者对后者的倍数。检测技术中“检”是回答( )的操作，“测”是把( )加以量化。

2、检测系统除“检”和“测”也即信息提取功能外，还应包括对信息的( )、显示与记录、分析处理。因此检测技术的主要研究内容除了测量原理（包括传感器开发）外，还有确定( )、设计和选用各类装置组成( )和测量数据的分析处理。

3、数字万用表的构成特点决定被测电量都要转换为( )后再进行测量。

4、霍尔检零式直流电流测量方法属于( )测量法，适于检测( )电流。

5、进行数字式频率测量时，测频法适于测( )频率信号，测周法适于测(13)频率信号。采用脉冲技术法测相位差时需已知被测信号的( )；将被测信号经( )处理后直接作为时基信号，可避免前述要求。

6、根据长度测量的阿贝原则，被测量的尺寸线段应与标准量的尺寸线段( )。

7、测速度的相关法和空间滤波器法都是基于位移、时间的计算测速法，这类方法只能测被测对象的( )速度。用频闪式测速计测量有一个标记的转轴的转速，当频闪测速值分别为300, 600和1200r/min时，观察到转轴上的标记不动，当频闪测速计调到2400r/min时，显示两个停在对称180度位上的不动标记，此时的转轴转速为( )r/min。

8、实测中造成皮托管测速误差的主要因素有：其方向与流体方向( )、因其管径不为零而导致静压孔实际感受压力降低、流体受其阻滞使滞止点上游的( )

增大。

9、某全浸式水银玻璃温度计的指示温度为120℃，实际浸入到20℃刻线处，环境温度为20℃，水银和玻璃的膨胀系数差为0.016%，用该温度计精密测温时修正值为( )。

10、测高粘度、含固形物的液体流量，宜选用( )流量计；电磁式流量计一般只用于测量( )液体，不能用于测量( )温度的介质；超声波流量计适用于测量( )温度的流体；振动式流量计几乎不受流体组成和多个物理参数影响，适于测液体和( )的流量。

11、对于输出阻抗高的传感器的信号放大常用( )相输入型运算放大器电路。

12、0~2kHz的被测信号用作调幅时，所用载波信号频率应高于( )Hz，信号解调后作低通滤波时，该滤波器的频率参数应设置为( )，以滤除载波信号，保留调制信号。

13、( )滤波算法能有效抑制脉冲干扰，对温度等缓慢变化的参数能收到良好滤波效

果，而对快变参数一般不宜采用。

14、某热处理炉温度测量系统的工作范围为0～1020℃，在某一时刻计算机采样并经数字滤波后的数字量(8位二进制)为0C8H，此时的温度值是( )。

15、抗干扰的屏蔽技术一般是利用金属材料制成容器，把需要保护的部分包起来，隔断电、磁场的( )。采用铜或铝制作屏蔽层，将其妥善接地后可实现( )屏蔽。

16、通常, 检测系统的信号地线、保护地线和电源地线应( )设置，并通过( )点接地。

二、简答题（前5题中选3题，每题7分；后3题中选2题，每题10分；共41）

1、说明辐射温度、亮度温度产生的原因，指出它们与真实温度的差异由什么决定？

2、简述相位差式转矩测量仪的工作原理；当其测量电路部分采用脉冲计数法测相位时，说明从相位差测量角度提高转矩仪精度的方法？

3、说明相敏检波电路与包络检波电路在信号解调功能上的不同与电路构成上的区别。

4、说明电阻应变式测力仪的柱式负荷传感器设计中对弹性体进行强度校核的原则。考虑超载时，如何使弹性体满足强度校核要求？

5、测量加速度常用绝对法（把惯性测量装置安装在被测运动体上进行测量）。说明压电式和应变式加速度传感器各自的频率性能特点，这两类传感器各自采用的是相对位移测量方式还是基于惯性力的测量方式？指出两种测量方式中哪一种灵敏度高。

6、在线测量细金属丝的微小尺寸宜用直接测量还是间接测量方式？说明具体测量方法并简介工作原理，指明宜用何种传感器件以及导致该测量系统误差的主要因素。

7、图1所示是一种利用激光多普勒效应测运动体速度的设想方案（光源与观测者位置重合）。该方案可行吗？若可行，则推导被测速度的计算式；若不行，请说明理由。

8、测量不同阻值的电阻时有何特殊考虑？以热电阻温度计中的铂

电阻值测量为例，配图简要说明影响电阻测量误差的主要因素和

克服这种影响的具体方法。

三、分析和设计题（每题12分，共24分）

1、用一根水平放置的3m长管道(内其内径从0.16m渐变为0.08m)构成压差式流量计，密度800kg/m3的不可压缩液体流过该流量计的流速不超过0.1m3/s。不计能量损失，确定该流量计的最大压差，说明可选何种原理和类型的压力传感器来测量压差。若将该管垂直放置，其他参数条件不变时，大端在上还是小端在上好？说明理由。（计算中

π可以约等于3，结果可用算式表达，不必给出最终计算结果，但要给出压差单位。）

2、设计一种可用于不同转速测量（例如涡轮流量计、车辆转轴等）的电子数字式转速表，要求该表采用“非接触式转速传感器+电子计数器”的组成方案。配图简要说明该转速测量系统工作原理，指明所选传感器，并说明该系统的主要测量误差。为使系统的测量误差与被测转速无关（即等精度测量），有何改进方案（指明方法和要点）？