自动检测技术第4版赖申江、马西秦试卷4 自动检测技术课程试卷题解4.doc

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1、《自动检测技术》课程试卷一．填空题20%1．采取不同的方法选取拟合直线，可以得到不同的线性度。如使拟合直线通过实际特性曲线的起点和满量程点，可以得到端基线性度。使拟合直线与特性曲线上各点偏差的平方和为最小，可得到最小二乘法线性度等。2．检测系统在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程期间，输入-输出特性曲线不一致的程度称为迟滞特性。3．半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应而制成的一种纯电阻性元件。4．用电容式液位传感器测量液位，如果被测介质是非导电物质，当被测液面变化时，两电极间的介电常数将发生变化，从而导致电容的变化。如果被测介质是导电液体，液面变化时相当于外电极的面积在改变，从

2、而导致电容的变化。5．当通过金属体的磁通发生变化时，就会在导体中产生感生电流，这种电流在导体中是自行闭合的，称为电涡流。6．根据法拉第电磁感应定律：无论任何原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率的负值成正比。7．磁电式传感器可以分为变磁通式和恒磁通式两种类型。8．容栅按其结构形式可分为长容栅和圆容栅两大类。长容栅主要用于直线位移测量，圆容栅主要用于角位移测量。9．超声波质点的振动方向与波的传播方向一致的波称为纵波。质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称为横波。质点的振动方式沿表面传播，振幅随深度的增加而迅速衰减的波称为表面波。10．在具有较大共

3、模干扰的场合，要放大传感器输出的微弱信号，测量电路时常采用数据放大器。411．在测量过程中，通道中有用信号成分与噪声信号成分之比称为信噪比。12．常见干扰耦合方式主要有静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合。二、选择最合适的一种传感器（或敏感元件）8%（1）测量导电液体的液位（A）。A．电容式传感器B．电阻式传感器C．磁电式传感器（2）测量悬臂梁上所受的力（C）。A．霍尔式传感器B．电涡流式传感器C．应变片传感器（3）测量两个电流参数的乘积（C）。A．电感式位移传感器B．感应同步器C．霍尔式传感器（4）测量-50～250℃范围的线性温度（B）。A．热敏电阻B．K型热电偶C．铂电阻三．

4、写出下列传感器（或敏感元件）的两种典型用途12%（1）差动变压器（测量位移）、（测量力或微压力）。（2）光纤传感器（测量位移）、（测量压力）。（3）红外传感器（测量温度）、（气体分析）。四．计算题50%1．一台精度为0.5级、某玻璃水银温度计微分方程式为，式中，Q0为水银柱高度（m），Qi为被测温度（℃）。试确定该温度计的时间常数τ和静态灵敏度系数K。解：该温度计为一阶传感器，其微分方程基本形式为将已知方程与其比较可以得到42．已知某位移传感器，当输入量△X=10μm，其输出电压变化量△U=50mV，求其平均灵敏度K1为多少？若采用两个相同的上述传感器组成差动测量系统，则该差动式位移传感

5、器的平均灵敏度K2为多少？解：3．某变间距型平板电容传感器，当d0=1mm时，若要求测量线性度为0.1%，求允许间距测量最大变化量是多少？解：当变间距型平板电容传感器的时，其线性度表达式为4．某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度t=0.2mm，圆片半径r=1cm，相对介电常数εr=4.5，纵向压电系数dxx=2.31×10－12C/N。当0.1MPa的压力垂直作用于px平面时，求传感器输出电荷qx和电极间电压Uo的值。解：当两片石英晶片并联，其输出电荷q’x和为单片的2倍，所以得到45．某热电偶的热电势E（600,0）=5.257mV，若冷端温度为0℃时，测得某炉温输出热电势E

6、（t,0）=5.257mV。试求该加热炉实际温度t是多少？解：五．简述热电偶补偿导线的补偿原理10%解：热电偶由于受到材料价格的限制不可能做得很长，而要使其冷端不受测温对象的温度影响，必须使冷端远离温度对象，采用补偿导线就可以做到这一点。所谓补偿导线，实际上是一对化学成分不同的导线，在0～150°C温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性，但价格相对要便宜。利用补偿导线，将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所（如仪表室），其实质是相当于将热电极延长。根据中间温度定律，只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致，是不会影响热电动势输出的。4