1、第一章 檢測技術的基本概念1、某壓力儀表廠生產的壓力表滿度相對誤差均控制在0.4%0.6%，該壓力表的精度等級應定為多少級？答：1 .0 2、某儀器廠需要購買壓力表，希望壓力表的滿度相對誤差小于0.9%，應購買精度等級為多少 級的壓力表？ 答：0 .5 a3、對同一被測量進行多次重復測量時，誤差的絕對值和符號不可預知地隨機變化，但總體滿足一定的統計規律性，該誤差稱為什么誤差？ 答： 隨機誤差4、多次重復測量時，誤差的大小或符號保持不變，或按一定規律出現（始終偏大、偏小或周期性變化），該誤差稱為什么誤差？ 答： 系統誤差5、檢測中使用一次儀表，新的國家標準規定電流輸出和電壓輸出是多少？ 答： 4

2、20mA、 15V 6、檢測中由于電流信號不易受干擾，且便于遠距離傳輸，所以在一次儀表中多采用電流輸出型，新的國家標準規定電流輸出為多少？ 答： 420mA7、什么是系統誤差？答：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差，稱為系統誤差。8、什么是粗大誤差？答：超出在規定條件下預計的誤差，或明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過失誤差、疏忽誤差或粗差，應予以剔除。9、什么是測量答：測量過程實質上是一個比較的過程，即將被測量與一個同性質的、作為測量單位的標準量進行比較，從而確定被測量是標準量的若干倍或幾分之幾的比較過程。10、什么是測量結果？答：測量結果可以表

3、現為一定的數字，也可表現為一條曲線，或者顯示成某種圖形等，測量結果包含數值（大小和符號）以及單位。有時還要給出誤差范圍11、什么是靜態測量？什么是動態測量？答：在檢測技術中，對緩慢變化的對象所進行的測量，亦屬于靜態測量。工程中，有時可認為幾十赫茲以上的測量稱為動態測量。12、傳感器有哪三部分組成？答：傳感器由敏感元件、傳感元件及測量轉換電路三部分組成。13、某數字表滿量程為99.9A，該表的分辨力和分辨率為多少？答：數字表滿量程為99.9A，該表的分辨力=0.1A，分辨率=0.1A÷99.90.1%14、測量結果的正態分布的規律是怎樣的？測量結果的正態分布的規律有：（1）集中性、（2

4、）對稱性、（）有界性15、用核輻射式測厚儀對鋼板的厚度進行6次等精度測量，所得數據為2.04mm、2.02mm、1.96mm、0.99mm、3.33mm、1.98mm，為粗大誤差的值是什么？，在剔除粗大誤差后，用算術平均值公式計算鋼板厚度等于多少？答：為粗大誤差的值是0.99和3.33mm，在剔除粗大誤差后，用算術平均值公式計算鋼板厚度=2.00mm。 16、磁柵傳感器重復6次測量兩個標志位置之間的長度，得到6個不同的測量值為：7.2000、7.2001、7.2002、7.1999、7.1998、7.9000，6個測量值中，哪個值明顯是“壞值”，給予剔除，將剩下5個帶有隨機誤差的測量值求算術平

5、均值x=？ 。答：6個測量值中，7.90m明顯是“壞值”，給予剔除，將剩下5個帶有隨機誤差的測量值求算術平均值x=7.2000m 。17、傳感器按測量原理和輸出信號的性質分類各是怎樣的？答： 1）按測量原理分類：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導纖維等傳感器。2）按傳感器輸出信號的性質分類：可分為輸出為開關量（“1”和“0”或“開”和“關”）的開關型傳感器。輸出為模擬量的模擬型傳感器。輸出為脈沖或代碼的數字型傳感器。18、什么是傳感器？答：傳感器是一種檢測裝置。能感受規定的被測量，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出。以滿足信息的

6、傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求. 它是實現自動檢測和自動控制的首要環節，有時也可以稱為換能器、檢測器、探頭等。19、已知被測電壓的準確值為240V，某電壓表上的準確度等級S2.5級、滿度值Am300V、示值Ax245V。 （1）求最大絕對誤差m、與240V正確值的誤差、示值相對誤差gx以及引用誤差gm，判斷是否符合出廠時給定的精確度？（2）在儀表絕對誤差不變的情況下，被測電壓降為24V，示值相對誤差gx將如何變化？從而得到什么結論？ 解：準確度等級S2.5級，滿度值Am300V，最大絕對誤差：m300V×2.5÷1007.5V 示值Ax245V，用更高級別的檢驗儀

7、表測得精確被測電壓=240V與示值值的誤差245V-240V=5V 示值相對誤差gx(5/245)*100%=2.04% 引用誤差gm（5/300）×100%1.67% 小于出廠時所標定的2.5%，符合出廠時給定的精確度。 2. 若絕對誤差D 仍為5V，當示值Ax為24V示值相對誤差gx（5/24）×100%=20.83% 結論：示值相對誤差大的多，應該采用示值在滿度的2/3左右的儀表。20、已知被測電壓的準確值為350V，某電壓表上的準確度等級S5.0級、滿度值Am500V、示值Ax365V。 （1）求最大絕對誤差m、與350V正確值的誤差、示值相對誤差gx以及引用誤差g

8、m，判斷是否符合出廠時給定的精確度？（2）在儀表絕對誤差不變的情況下，被測電壓降為35V，示值相對誤差gx將如何變化？從而得到什么結論？ 解：（1）準確度等級S5.0級，滿度值Am500V，最大絕對誤差：m500V×5.0÷10025V 示值Ax365V，用更高級別的檢驗儀表測得精確被測電壓=350V與示值值的誤差365V-360V=15V 示值相對誤差gx(15/365)*100%=4.11%。引用誤差gm（15/500）×100%3.00% 小于出廠時所標定（2） 若絕對誤差D 仍為15V，當示值Ax為39V示值相對誤差gx（15/39）×100%=

9、38.46% 結論：示值相對誤差大的多，應該采用示值在滿度的2/3左右的儀表。第二章 電阻傳感器1、CO、N2、氣體打火機車間的有害氣體、鍋爐煙道中剩余的氧氣 ，MQN氣敏電阻可測量哪種氣體的濃度？答： 氣體打火機車間的有害氣體 2、 CO、N2、氣體打火機車間的有害氣體、鍋爐煙道中剩余的氧氣 ， TiO2氣敏電阻可測量哪種氣體的濃度？ 答： 鍋爐煙道中剩余的氧氣 3、金屬絲式 、金屬箔式 、電阻應變儀、固態壓阻式傳感器 ，電子秤中所使用的應變片應選擇 哪種應變片？ 答：金屬箔式 4、金屬絲式 、金屬箔式 、電阻應變儀、固態壓阻式傳感器，一次性、幾百個應力試驗測點應選擇哪種應變片？ 答：金屬絲

10、式 第三章 電感傳感器1. 希望線性范圍為±1mm，應選擇線圈骨架長度為多長左右的螺線管式自感傳感器或差動變壓器。 答： 20mm 2、螺線管式自感傳感器采用差動結構是為了什么？ 答： 提高靈敏度，減小溫漂 第四章 電渦流傳感器1、常用的接近開關有哪些？答：常用的接近開關有電渦流式、電容式、超聲波式、霍爾式、光電式、磁性干簧開關、微波式等。2、電渦流傳感器的應用包括有哪些？答：電渦流傳感器的應用包括有： （1）、位移測量（2）、振動測量（3）、轉速測量 （4）、鍍層厚度測量 （5）、電渦流式通道安全檢查門 第五章 電容傳感器1、在電容傳感器中，若采用調頻法測量轉換電路，則電路中電容和

11、電感是什么關系？ 答：電容是變量，電感保持不變 2、在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入什么物質可測得最大的電容量。 答： 云母片 3、什么是電容傳感器？答：電容傳感器以各種類型的電容器作為傳感器元件，將被測物理量轉換為電容量的變化，再經測量轉換電路轉換為電壓、電流或頻率。4、三種類型的電容傳感器是哪三種？答：三種類型的電容傳感器是：變面積式電容傳感器、變極距式電容傳感器 、變介電常數式電容傳感器。第六章 壓電傳感器1、將超聲波（機械振動波）轉換成電信號是利用壓電材料的什么特性？ 答：利用壓電材料的壓電效應 2、蜂鳴器中發出“嘀嘀”聲的壓電片發聲原理是利用壓電材料的什么特性？ 答：利用

12、壓電材料的逆壓電效應 3、某兩線制電流輸出型溫度變送器的產品說明書注明其量程范圍為01500，對應輸出電流為420mA。求：當測得輸出電流I=15mA時的被測溫度t。(設輸出電流與溫度之間為線性關系)解: 輸出電流與溫度之間為線性關系，即I與t的數學關系為一次方程，所以：I =a0+a1t 當t =0時，I =4mA，所以a0=4mA ，當t =1500時，I=20mA有：20=4+a1×1500 可得：a1=0.01067mA/ 所以該壓力變送器的輸入/輸出方程為：I =4mA+0.01067( mA/)t 將I=15mA代入I =a0+a1t ，得： p =(-4mA)/a1=(

13、15-4)/0.01067=1031 。 4、某壓電元件用于測量振動，靈敏度d11=100×10-12C/N，電荷放大器的反饋電容Cf=1000pF，Rf=10M，測得A1的輸出電壓Uo=0.2V，求:1）壓電元件的輸出電荷量Q的有效值為多少庫倫？2）被測振動力F 的有效值為多少？3）電荷放大器的靈敏度KQ為多少mV/pC？4）該電荷放大器的下限截止頻率為多少赫？解： 1）壓電元件的輸出電荷量Q的有效值 Q=C fUo=(1000×10-12F×0.2V)=200pC 2）被測振動力F=Q/d11=（200×10-12C）/(100×10-12

14、C/N)=2N 3）靈敏度KQ=U/Q=（200mv）/（200×10-12C）= 1mv/pC 4）下限頻率：fL = 1/(2RfCf)=1/(2×3.14×10×106×1000×10-12) =16HZ 第七章 超聲波傳感器1、超聲波測距是怎么實現的？答：超聲波測距測出從發射超聲波脈沖到接收超聲波脈沖所需的時間t，再乘以空氣的聲速（340m/s），就是超聲脈沖在被測距離所經歷的路程，除以2就得到距離。 2、什么是超聲波？有何特點？答：頻率高于20kHz的機械振動波稱為超聲波。它的指向性很好，能量集中，在遇到兩種介質的分界面（例

15、如鋼板與空氣的交界面）時，能產生明顯的反射和折射現象。第八章 霍爾傳感器1、某型號霍爾電流傳感器的額定匝數比NP/NS=1/1500，標準額定電流值IPN=300A，二次側的負載電阻RS=50，當測得二次側電流IS=0.2A，求輸出電壓和被測電流。答：輸出電壓US=RS×IS=50×0.2A=10V 被測電流Ip=NS/NP=1500×0.2A=300A2、開關型霍爾集成電路是如何工作的？答：開關型霍爾集成電路當外加磁場強度超過規定的工作點時，OC門由高阻態變為導通狀態，輸出變為低電平；當外加磁場強度低于釋放點時，OC門重新變為高阻態，輸出高電平。第九章 熱電偶傳

16、感器1、在熱電偶測溫回路中經常使用補償導線的最主要的目的是什么？ 答： 將熱電偶冷端延長到遠離高溫區的地方 2、在實驗室中測量金屬的熔點時，冷端溫度補償采用何種方式可減小測量誤差。 答： 冰浴法 3、集成溫度傳感器、熱電偶、熱敏電阻、鉑熱電阻，現欲測量1000左右的溫度，應選用什么傳感器？ 答：熱電偶4、集成溫度傳感器、熱電偶、熱敏電阻、鉑熱電阻，現欲測量-20+100左右的溫度，并輸出數字信號，應選用什么傳感器？ 答：集成溫度傳感器 5、熱電偶測溫的主要優點是什么？答：熱電偶測溫的主要優點有：（1）屬于自發電型傳感器： （2）測溫范圍廣：下限可達-270 ，上限可達1800以上；（3）各溫區

17、中的各種熱電偶的熱電動勢均符合國際計量委員會的標準6、熱電偶的冷端溫度補償的方法是怎樣的？答：熱電偶的冷端溫度補償的方法：冷端恒溫法、計算修正法 、儀表機械零點調整法等 。第十章 光電傳感器1、光控繼電器電路如下圖 （1)分析工作過程；（2)若VCC=24V，中間繼電器KA的驅動線圈阻值RKA=200，額定動作電流為80mA。設V2的足夠大，求：在強光照時，流過中間繼電器KA的電流，以及繼電器的狀態。（3） 二極管VD在電路中有何作用？ 解： （1）當無光照時，V1截止，IB=0，V2也截止，繼電器KA處于失電（釋放）狀態。當有強光照時，V1產生較大的光電流I，I一部分流過下偏流電阻RB2（起

18、穩定工作點作用），另一部分流經RB1及V2的發射結。當IB>IBS(IBS=ICS/)時，V2飽和，產生較大的集電極飽和電流ICS（與IB基本無關），ICS=(VCC0.3V)/RKA。若ICS大于繼電器KA的額定動作距離，則KA吸合。（2）由于足夠大，在強光照時，I較大，流過V2集電極的電流與以及基極電流IB基本無關，ICES(24-0.3V)/0.2k=119mAKA的動作電流（80mA），所以KA可靠動作（吸合）。（3）晶體管V2截止的瞬間，會產生較高的反生電勢，此時二極管VD導通，有電流通過反向接法的“續流二極管”VD，減小了V2的對地過電壓，從而保護了V2不會被較高的反生電勢擊

19、穿損壞。2、NPN常開型接近開關光耦電路如下圖所示。請分析：（1）當金屬板靠近接近開關至額定動作距離時，發光二極管V2的狀態。（2）光耦在電路中的作用。（3）GND1與GND2是否可以連接在一起，為什么？答：（1）當金屬板靠近接近開關至額定動作距離時，接近開關的輸出OC門跳變為低電平，VCC1經R1、VL1至OC門回到GND1構成回路。所以VL 1發射紅外光，使V1飽和，c為低電平，經IC1反相 ，o變為高電平。該高電平經R3、VL2到GND2構成回路，所以VL2亮。（2）光耦不但隔離了傳輸線上的共模干擾，而且隔離了傳感器的+24V和計算機的5V兩個不同電平的回路，所以光耦在此又起到電平轉換作

20、用。（3）GND1與GND2不應接在一起，否則就失去了使用光耦的抗干擾作用，VCC2也不能從VCC1分壓而來。3、什么是光纖傳感器？答：光纖傳感器就是將光纖自身作為敏感元件，直接接收外界的被測量。光纖傳感器多用于高電壓、易爆等場合，不易產生電火花。4、什么是熱釋電紅外傳感器？熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人或動物發射出的紅外線，而輸出電壓信號的傳感器。可以用于樓道自動開關、防盜報警、人體檢測等。第十一章 數字式位置傳感器1、有一只2048p/r增量式角編碼器，光敏元件在20秒內連續輸出了102400個脈沖。則該編碼器轉軸的轉速為多少？答： 150 r/min 2、有一只2048p/r增量式角編碼

21、器，光敏元件在20秒內連續輸出了102400個脈沖。則該編碼器轉軸的轉速為多少？答： 150 r/min 3、絕對式位置傳感器輸出的信號是什么？ 答：絕對式位置傳感器輸出的信號是二進制格雷碼 4、增量式位置傳感器輸出的信號是什么信號？答：脈沖信號5、絕對式光電編碼器當碼道n=7時，其最小能分辨的角度為多少？ 答：當碼道n=7時，其最小能分辨的角度為： 360°/128 6、絕對式光電編碼器當碼道n=10時，其最小能分辨的角度為多少？ 答：當碼道n=10時，其最小能分辨的角度為360°/10247、什么是接近開關？答：接近開關又稱無觸點行程開關。它能在一定的距離（幾毫米至幾十

22、毫米）內檢測有無物體靠近。當物體與其接近到設定距離時，就可以發出“動作”信號。 8、什么是角編碼器？答：角編碼器是一種旋轉式位置傳感器，它的轉軸通常與被測旋轉軸連接，隨被測軸一起轉動。角編碼器能將被測軸的角位移轉換成二進制編碼或一連串脈沖。9、某角編碼器的技術指標為1024個脈沖/r（即N1024P/r =1K），在0.1s時間內，測得120個脈沖，即ts=0.1s，m=120，求：1）轉速n；2）±1誤差引起的轉速測量誤差為多少r/min。3）如果將ts延長到1s，求±1誤差引起的轉速測量誤差為多少r/min。4）ts延長到1s后對±1誤差引起的轉速測量誤差有什

23、么結論？解： 1）角編碼器軸的轉速n為 n=60×m1/(ts×N)=60×120/(0.1×1024)r/min=70.31 r/min 2）由于±1誤差，在ts時間段里，計數得到的脈沖數m=120±1個脈沖，則 n=60×（120±1）/(0.1×1024)r/min=（70.31±0.59） r/min 3）如果將ts延長到1s，m必然增加到1200，則 n=60×（1200±1）/(1×1024)r/min=（70.31±0.06） r/min 4

24、)結論：采樣時間為1s時計算得到的轉速，與在0.1s時間內測得的轉速相同，但±1個脈沖引起的誤差顯然縮小,所以應盡量增加采樣時間。10、設齒輪的分度圓直徑為240mm ,齒數z=120,傳感器測得齒輪轉過了=180度。求：1）所轉過的齒數N；2）齒條的齒距t；3)齒條所移動的距離 x。4）根據傳感器測得齒輪角位移可以實現什么測量？解： 1）所轉過的齒數：N=(z÷360º) × =(120/360º)×180º =60 2）齒條的齒距： t=D/z=3.14×240mm/120=6.28mm；3）齒條所移動的距離x

25、=N t=60×6.28mm=376.8mm. 4）測出齒輪的角位移,就可測得齒條的直線位移，用于直線位移測量。（第十二章 檢測系統的抗干擾技術1、RC濾波器為：=RC，當R=100，C=0.1F，造成的信號延時使反應變慢為多少？答：0.01ms2、RC濾波器造成的信號延時為：=RC，當R=100，C=1F，則反應變慢為多少？答：0.1ms 3、發現某檢測緩變信號的儀表輸入端存在50Hz差模干擾，應采取什么措施？ 答： 在輸入端串接低通濾波器 4、檢測儀表附近存在一個漏感很大的50Hz電源變壓器（例如電焊機變壓器）時，該儀表的機箱和信號線必須采用什么方法處理？答：低頻磁屏蔽5、什么是光耦合器？有何用