自动检测技术练习题加答案

期末练习题

班级：____________ 姓名：____________ 成绩：________

一、单项选择题：

1. 某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，其灵敏度为（ A ）。

A．60mV/mm B. 0.017mm/mV C. 60mm/mV D. 0.017mV/mm

2. 应变电桥有3种不同的工作方式，如下选项，（C ）工作方式的灵敏度最高，（ A ）工作方式的灵敏度最低。

A．单臂桥 B. 双臂桥 C. 全桥

3. 湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了（ B ）。

A．提高灵敏度 B. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度

4. 在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（ D ）传感器来检测。

A．应变片 B. 热敏电阻 C. 气敏电阻 D. 湿敏电阻

5. 螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ B ）。

A．加长线圈的长度从而增加线性范围 B. 提高灵敏度，减小温漂

C. 降低成本 D. 增加线圈对衔铁的吸引力

6. 以下传感器中属于非接触测量的是（ C ）。

A．电位器传感器、电涡流传感器 B. 电容传感器、压电传感器

C. 霍尔传感器、光电传感器 D. 霍尔传感器、电位器传感器

7. 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（ C ）的靠近程度。

A．人体 B. 水 C. 金属零件 D. 塑料零件

8. 下图为电容式料位传感器示意图，其属于（ B ）类型的电容传感器。

A．变面积式 B. 变介电常数式 C. 变极距式

（ A ）电容传感器。

A．变面积式 B. 变极距式 C. 变介电常数式 9. 电子游标卡尺的分辨率可达0.01mm，行程可达200mm，它的内部所采用的是线性型的

10. 轿车的保护气囊可用（ D ）来控制。

A．气敏传感器 B. 荷重传感器 C. 差动变压器 D. 电容式加速度传感器

11. 自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是（ B ）。

A．瞬时流量，单位为t/h B. 累积流量，单位为t或m

C. 瞬时流量，单位为kg/s D. 累积流量，单位为kg

12. 以下为各个元器件的符号，代表压电元件的符号是（ C）。 3

A

．

B.

C.

D.

13. 将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（ C ）；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（ D ）。

A．应变效应 B. 电涡流效应 C. 压电效应 D. 逆压电效应

14. 使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（ C ）。

A．人的体重 B. 车刀的压紧力

C．车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力

15. 超声波频率越高，（ A ）。

A．波长越短，指向角越小，方向性越好 B. 波长越长，指向角越大，方向性越好

C. 波长越短，指向角越大，方向性越好 D. 波长越短，指向角越小，方向性越差

16. 单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的（ B ），而接收超声波时是利用压电晶片的（A ），发射在（ D ），接收在（ E ）。

A．压电效应 B. 逆压电效应 C. 电涡流效应

D. 先 E. 后 F. 同时

17. 大面积钢板探伤时，耦合剂应选（ A ）为宜；机床床身探伤时，耦合剂应选（ B ）为宜；给人体做B超时，耦合剂应选（ C ）。

A．自来水 B. 机油 C. 液体石蜡 D. 化学浆糊

18. 属于四端元件的是（ C ）。

A．UGN3501 B. 压电晶片 C. 霍尔元件 D. 热敏电阻

19. 磁场垂直于霍尔薄片，磁感应强度为B，但磁场方向相反（改变180 ）时，霍尔电动势（ A ），因此霍尔元件可用于测量交变磁场。

A．绝对值相同，符号相反 B. 绝对值相同，符号相同

C. 绝对值相反，符号相同 D. 绝对值相反，符号相反

20. （ C ）的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。

A．热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率

21. 测量CPU散热片的表面温度应选用（ C ）式的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用（ A ）式的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用（B ）式的热电偶。

A．装配 B. 铠装 C. 薄膜 D. 压电

22. 在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（ C ）。

A．补偿热电偶冷端热电动势的损失 B. 起冷端温度补偿作用

C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度

23. 在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用（ C ），可减小测量误差。

A．计算修正法 B. 仪表机械零点调整法

C. 冰浴法 D. 冷端补偿器法（电桥补偿法）

24. 光敏二极管属于（B ），光电池属于（ C ）。

A．外光电效应 B. 内光电效应 C. 光生伏特效应

25. 光敏二极管在测光电路中应处于（ B ）偏置状态。

A．正向 B. 反向 C. 零 D. 均可

26. 某增量式光电码盘共有360个狭缝，能分辨的角度为（ B ）。

A．0.5 B. 1 C. 2 D. 3

27. 数字式位置传感器不能用于（ C ）的测量。

A．机床刀具的位移 B. 机械手的旋转角度 C. 振动加速度 D. 机床的位置控制

28. 绝对式位置传感器输出的信号是（ D ），增量式位置传感器输出的信号是（ C ）。

A．模拟电流信号 B. 模拟电压信号 C. 脉冲信号 D. 二进制码

29. 某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用4细分技术，则该光栅的分辨力为（ A ）。

A．5μm B. 50μm C. 4μm D. 20μm

30. 光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了（ B ）。

A．提高信号幅度 B. 辨向 C. 抗干扰 D. 完成三角函数运算

31. 容栅传感器是根据电容的（ B ）工作原理来工作的。

A．变极距式 B. 变面积式 C. 变介质式

32. 光耦是将（ B ）信号转换为（ ）信号再转换为（ ）信号的耦合器件。

A．光 二、判断题：

1. （F）根据测量时是否与被测对象接触，可分为直接测量和间接测量。

2. （ T ）某测量仪表未进行测量时指针稍微偏离零位，存在系统误差，可通过仪表上的

调零按钮进行机械调零使指针回复零位。

3. （ T ）从传感器的输出曲线上看，曲线越陡灵敏度越高。

4. （ F ）当被测量的变化大于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。

5. （ F ）金属丝的电阻随温度升高而减小，我们称其为正温度系数。

6. （ T ）电感传感器是一种利用线圈自感量或互感量变化来实现非电量电测的一种装置。

7. （ T ）为了提高传感器的灵敏度，减小非线性，也常常把电容传感器做成差动形式。

8. （ T ）压电传感器和热电偶传感器都属于自发电型传感器。

9. （ F ）压电传感器可用于静态测量。

10.

11.

12.

13. （ T （ F （ T （ T ）热电偶的两个结点中，置于参考温度的结点称为冷端。 ）红外线辐射温度计利用的是被测物体反射光通量的原理。 ）任何物体都能产生热辐射。 ）光栅副由主光栅和指示光栅组成。 电压 光 B. 电流 电流 C. 电压 光 电压

14. （ T ）磁栅是利用磁头与磁尺之间的磁感应作用计数的位移传感器。

三、填空题：

1. 传感器是一种能将被测的非电量变换成___电量__的器件。

2. 电阻传感器的基本原理都是将各种被测非电量的变化转换成__电阻值的变化____。

3. 从电工知识可知，电容传感器的电容量C与两极板相互遮盖的有效面积A以及两极板

εA之间的介质介电常数ε成正比，与两极板间的距离d（常称为极距）成反比，有C=，d

在A、d、ε三个参量中，任意固定其中两个，可以做成__变面积式____、__变极距式___、__变介电常数式____三种类型的电容传感器。

4. 某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其表面会出现电荷，这种现象称

为____压电效应__；反之，在电介质的极化方向上施加交变电压，它会产生机械振动，这种现象称为___逆压电效应____。

5. 用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子

能量而发生相应电效应的物理现象称为___光电效应___。

6. 由下图可知，光敏三极管的光电特性曲线斜率较大，说明其灵敏度比光敏二极管_高_。

I/mA

1-光敏二极管光电特性 2-光敏三极管光电特性

7. 下图为光敏电阻的应用电路，当无光照时，光敏电阻RΦ很大，IΦ很小，Uo就很小；随着入射光增大，RΦ__减小__，故U

o随之___增大___。

8. 滤波器按频率分一共有四种，分别是__低通__、__高通__、__带通__、___带阻__。

四、计算题：

1. 已知被测电器的电压准确值为10V，某实验员测出其电压为10.2V，请求出其绝对误差和相对误差？

解：

绝对误差：10.2-10=0.2（V）

相对误差：（0.2/10）*100%=2%

2. 下图中为红外线辐射温度计测量某器件的温度结果，其显示的示值是多少？分辨力为多少？

解：

示值：180.6

分辨力：0.1

3. 实际测量方法：分度表（冷端To=0 ）

若测出电压为0.700mV，则测出的大概温度为多少？

解：

因为0.645

4. 观察下图的编码器码盘，此时码盘的输出二进制码为多少？共有几位？其分辨力为多

少？（α=360

2n ）

二进制码：1010

共有4位

分辨力：22.5度

五、综合应用分析题：

1. 传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受

到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。请根据以上对传感器的描述，将其基本组成部分填在框图中：

2. 气泡式水平仪结构如下图所示，密封的玻璃内充入导电液体，中间保留一个小气泡。玻

璃管两端各引出一根不锈钢电极。在玻璃管中间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。请分析该水平仪的工作原理之后填空。

1） 当被测平面完全水平时，气泡应处于玻璃管的__中间__位置，左右两侧的不锈钢电

极与公共电极之间的电阻R1、R2的阻值_相等___。如果希望此时电桥的输出电压Uo 0，则R1、R2、R3、R4应满足___R1R3=R2R4__的条件。如果实际使用中，发现仍有微小的输出电压，则应调节__RP1__，使Uo趋向于零。

2） Ui应采用__交流_电源（直流/交流）。为什么？答：是为了防止引起__极化和电解

__反应。

3. 超声波的反射与折射类似于光的反射和折射，下图为超声波传播到两种介质的分界面，

在图中标出Pc、Pr、Ps分别代表什么波？

4. 下图为霍尔交直流钳形表的结构示意图，请分析其原理并填空。

1） 夹持在铁心中的导线电流越大，根据右手定律，产生的磁感应强度B就越_大__，

紧夹在铁心缺口(在钳形表内部，图中未画出）中的霍尔元件产生的霍尔电动势也就越__大_，因此该霍尔电流传感器的输出电压与被测导线中的电流成___正比__关系。

2） 由于被测导线与铁心、铁心与霍尔元件之间是绝缘的，所以霍尔电流传感器不但能

传输和转换被测电流信号，而且还能起到_隔离__作用，使后续电路不受强电的影响(例如击穿、漏电等）。

3）

由于霍尔元件能响应静态磁场，所以霍尔交直流钳形表与交流电流互感器相比，关

键的不同之处是能够___测量直流电流或直流电压___。

4. 请你谈谈如何利用热释电传感器及其他元器件实现宾馆玻璃门的自动开启。

人体都有恒定的体温，一般在37摄氏度左右，会发出10nm左右特定波长的红外线，被动式热释电红外探头(又叫红外人体探测传感器)就是靠探测人体发射的红外线而进行操作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检测处理后就能产生报警信号。

被动式热释电红外探头包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的两个电极方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件儿乎具有相同的作州，使其产生的释电效应相互抵消，于是传感器无信号输出。

当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生温差△T，则有信号输出，大门开启；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。