检测技术与控制基础综合练习题

综合复习题

一、填空

1、电涡流传感器的物理效应是电涡流效应，压电传感器的物理效应是压电效应，电阻式应变式传感器的物理效应是电阻应变效应。

2、利用光生伏特效应可制成光电池光电器件，利用外光电效应可制成光电管和光电倍增管光电器件，利用内光电效应可以制成光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管光电器件。

3、热电偶传感器的原理是热电效应，产生的热电动势是由接触电动势和温差电动势两部分组成分。

4、具体来说，传感器的选用应从测量对象和测量环境、灵敏度、频率响应特性、线性范围、稳定性、精度方面考虑。

4、常用的差动式电感传感器有变隙式、变面积式及螺线管式三种。

6、电容式传感器可分为_变面积式__ ___变间隙式__ _变介电常数式__三种类型

7、分辨力是指规定测量范围内能检测输入量的_最小变化的能力_______。

8、根据载波受调制的参数不同，调制可分为调幅、调频和调相三种。

9、欲测量变化范围为0~2000C的温度应选择热电阻温度传感器，测量20000C的高温应选择热电偶温度传感器。

10、选择填空

电阻应变片磁敏电阻霍尔元件气敏传感器湿敏传感器光电耦合器压电传感器

电容传感器热敏电阻 CCD电荷耦合器压阻式传感器光纤传感器磁电传感器光电二极管

差动变压器热释电器件电涡流传感器光电池超声波传感器热电偶

红外传感器

正确选择以上传感器填入以下空内：

（1）可以进行位移测量的传感器有差动变压器、电阻传感器；

（2）可以完成温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电；

（3）半导体式传感器是磁敏电阻、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器；

（4）光电传感器有光电耦合器、光纤传感器、光电二极管；

（5）用于磁场测量的传感器霍尔器件；

（6）进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传感器、压电传感器；

（7）利用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器；

11、通常传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成，是能把外界非电量转换成电量的器件和装置。

12、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。

13、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。

14、把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称霍尔效应，这个电动势称为霍尔电势。外加磁场使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象称磁阻效应。

15、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。

16、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应；入射光强改变物质导电率的现象称光电导效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称光生伏特效应。

17、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，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称电涡流传感器；这种传感器只能测量金属物体。

18、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称热电效应；若两金属类型相同两端温度不同，加热一端时电路中电动势E =0。

19、.利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是__金属_____。

20、热电偶电动势由__温度差_____电动势和接触电动势两部分组成。

21、.采用___交流____电源供电的电桥称为交流电桥。

22、光电器件主要包括：光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、光电池、和光电耦合器。

23、对自动控制系统的基本要求

24、传递函数定义。（若已知传递函数，如何求解特征参数，如何求阶跃响应)

25、控制系统的数学模型的性质。

26、稳定的判断依据。

28、一阶、二阶系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的什么条件。

二、名词解释

1.应变效应:：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，此种现象称为电阻应变效应。

2.霍尔效应:：通电半导体放在均匀磁场中，在垂直于电场和磁场的方向产生横向电场，这种现象叫霍尔效应。

3.压电效应: 某些晶体受一定方向外力作用而发生机械变形时，相应地在一定的晶体表面产生符号相反

的电荷，外力去掉后，电荷消失，力的方向改变时，电荷的符号也随之改变，这种现象称为压电效应。

4.电涡流效应：当金属导体处于交变磁场中时，表面会因电磁感应产生电动势，该电动势因电阻的存在而发生自行闭合的游涡状电涡流，这种现象称为电涡流效应。

5.光电效应:光照射在物体上可看成一连串具有能量的光子对物体的轰击，物体吸收光子能量而产生相应的电效应，这种现象为光电效应。

6、调制：就是使一个信号的某些参数在另一信号的控制下发生变化的过程。

7、解调：把调制波恢复出调制信号的过程，称为解调。

8、测量放大器：具有对含有共模干扰信号的放大需要放大电路具有很高的共模拟制比以及高增益、低干扰和高输入阻抗的特点的放大器称为测量放大器。

9、传感器：是一种以一定的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测量装置。

10、直接测量法在使用仪表或传感器进行测量时，对以表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法。

11、中间导体定律指热电偶回路中接入中间导体（第三导体C），只要中间导体两端温度相同，中间导体

的引入对热电偶回路总电动势没有影响。

三、简答题

1、试画出传感器组成框图，并分析传感器的作用

2、利用电涡流传感器测量物体的位移时，试问：

1）如果被测物体是塑料的，位移测量是否可行，为什么？

2）为了能对该物体进行位移测量，应采取什么措施？

3）电涡流传感器测量量程有哪些因素有关？

3、电感式传感器测量电路的主要任务是什么？变压器式电桥和带相敏整流的交流电桥，谁能更好地完成这一任务？为什么？

4、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法（冷端补偿的方法）

5、压电元件和电荷放大器组成的压力测量系统能否用于静态测量？压电传感器采用电荷放大器有什么优点？

6、应变片在测量时直流电桥为什么进行温度补偿，温度补偿方法有那几种?

7、简述热电偶基本定律.

8、涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什