檢測(cè)技術(shù)歷年試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種傳感器可用于測(cè)量溫度？（）A.應(yīng)變片傳感器B.熱電偶傳感器C.壓電式傳感器D.磁電式傳感器2.測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.靈敏度B.線(xiàn)性度C.回程誤差D.固有頻率3.以下屬于有源傳感器的是（）A.光電傳感器B.電容式傳感器C.電感式傳感器D.熱電偶傳感器4.對(duì)于變面積式自感傳感器，當(dāng)銜鐵移動(dòng)使磁路中空氣縫隙的面積增大時(shí)，電感量（）A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定5.壓電式傳感器不能用于靜態(tài)力測(cè)量，是因?yàn)椋ǎ〢.壓電材料的壓電效應(yīng)微弱B.后續(xù)測(cè)量電路的輸入阻抗太小C.壓電材料的電荷泄漏D.沒(méi)有合適的測(cè)量放大器6.霍爾傳感器基于（）原理工作。A.壓電效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C.霍爾效應(yīng)D.光電效應(yīng)7.測(cè)量位移的光柵傳感器，其輸出信號(hào)是（）A.數(shù)字信號(hào)B.模擬信號(hào)C.脈沖信號(hào)D.以上都不對(duì)8.超聲波傳感器可用于（）測(cè)量。A.厚度B.溫度C.壓力D.濕度9.為了提高應(yīng)變片測(cè)量電橋的靈敏度，可采用（）的方法。A.增大電源電壓B.減小電源電壓C.增加應(yīng)變片數(shù)量D.減小應(yīng)變片數(shù)量10.下列哪種測(cè)量方法屬于間接測(cè)量？（）A.用電壓表測(cè)量電壓B.用天平測(cè)量物體質(zhì)量C.通過(guò)測(cè)量電阻、電壓計(jì)算功率D.用溫度計(jì)測(cè)量溫度二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.傳感器的組成部分一般包括（）A.敏感元件B.轉(zhuǎn)換元件C.測(cè)量電路D.顯示裝置2.測(cè)量誤差按其性質(zhì)可分為（）A.系統(tǒng)誤差B.隨機(jī)誤差C.粗大誤差D.相對(duì)誤差3.電容式傳感器的類(lèi)型有（）A.變面積式B.變極距式C.變介質(zhì)式D.變磁阻式4.常用的光電元件有（）A.光敏電阻B.光電二極管C.光電三極管D.光電池5.以下關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的說(shuō)法正確的有（）A.階躍響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法是研究動(dòng)態(tài)特性的常用方法B.時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快C.固有頻率越高，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)越好D.阻尼比越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好三、判斷題（每題1分，共10分）1.測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度高意味著精密度也高。（）2.應(yīng)變片的靈敏系數(shù)就是其電阻絲的靈敏系數(shù)。（）3.壓電式傳感器可以測(cè)量靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力。（）4.霍爾傳感器只能測(cè)量磁場(chǎng)。（）5.傳感器的線(xiàn)性度是指輸出與輸入之間的線(xiàn)性關(guān)系程度。（）6.測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度越高越好。（）7.變極距式電容傳感器的靈敏度與極距成反比。（）8.熱電偶的熱電勢(shì)只與熱端和冷端的溫度有關(guān)，與熱電偶的材料無(wú)關(guān)。（）9.數(shù)字式傳感器的輸出信號(hào)是數(shù)字量，便于與計(jì)算機(jī)連接。（）10.測(cè)量誤差是不可避免的，但可以通過(guò)一定的方法減小。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述傳感器的定義和作用。2.什么是測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性？列舉三個(gè)主要的靜態(tài)特性指標(biāo)并說(shuō)明其含義。3.說(shuō)明應(yīng)變片測(cè)量電橋的工作原理，并分析其輸出電壓與應(yīng)變的關(guān)系。4.簡(jiǎn)述壓電式傳感器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)合。5.比較模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。五、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.已知某應(yīng)變片的靈敏系數(shù)$K=2$，初始電阻$R_0=120\Omega$，當(dāng)應(yīng)變$\varepsilon=1000\times10^{-6}$時(shí)，求應(yīng)變片電阻的變化量$\DeltaR$。2.一個(gè)變面積式電容傳感器，其極板初始面積$A_0=100mm^2$，極板間距離$d=1mm$，介質(zhì)為空氣（介電常數(shù)$\varepsilon_0=8.85\times10^{-12}F/m$）。當(dāng)極板面積變化$\DeltaA=10mm^2$時(shí)，求電容的變化量$\DeltaC$。3.用一只量程為$50V$的電壓表測(cè)量實(shí)際值為$40V$的電壓，測(cè)量值為$40.5V$，求該測(cè)量的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B。熱電偶傳感器是常用的溫度測(cè)量傳感器，利用熱電效應(yīng)工作。應(yīng)變片傳感器主要用于測(cè)量應(yīng)變；壓電式傳感器用于測(cè)量力、壓力等動(dòng)態(tài)量；磁電式傳感器用于測(cè)量速度等。2.D。固有頻率是測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)，靈敏度、線(xiàn)性度、回程誤差屬于靜態(tài)特性指標(biāo)。3.D。熱電偶傳感器是有源傳感器，能將熱能轉(zhuǎn)換為電能輸出。光電傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器通常需要外部電源激勵(lì)，屬于無(wú)源傳感器。4.A。變面積式自感傳感器中，空氣縫隙面積增大，磁阻減小，電感量增大。5.C。壓電式傳感器在測(cè)量靜態(tài)力時(shí)，由于壓電材料的電荷會(huì)泄漏，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，所以不能用于靜態(tài)力測(cè)量。6.C?；魻杺鞲衅骰诨魻栃?yīng)工作，可用于測(cè)量磁場(chǎng)、電流等。7.C。光柵傳感器輸出的是脈沖信號(hào)，通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)等處理可實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。8.A。超聲波傳感器可用于厚度測(cè)量，利用超聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性。一般不用于溫度、壓力、濕度測(cè)量。9.A。增大電源電壓可以提高應(yīng)變片測(cè)量電橋的靈敏度。增加應(yīng)變片數(shù)量在一定程度上也可提高靈敏度，但增大電源電壓是常用方法。10.C。通過(guò)測(cè)量電阻、電壓計(jì)算功率屬于間接測(cè)量，用電壓表測(cè)量電壓、用天平測(cè)量物體質(zhì)量、用溫度計(jì)測(cè)量溫度都屬于直接測(cè)量。二、多項(xiàng)選擇題1.ABC。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測(cè)量電路組成，顯示裝置不屬于傳感器的組成部分。2.ABC。測(cè)量誤差按性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差，相對(duì)誤差是誤差的一種表示形式。3.ABC。電容式傳感器類(lèi)型有變面積式、變極距式和變介質(zhì)式，變磁阻式是電感式傳感器的一種類(lèi)型。4.ABCD。光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池都是常用的光電元件。5.ABC。階躍響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法是研究測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的常用方法；時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)響應(yīng)速度越快；固有頻率越高，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)越好。阻尼比過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響系統(tǒng)性能，并非越大越好。三、判斷題1.×。準(zhǔn)確度高不一定精密度高，精密度高也不一定準(zhǔn)確度高，兩者概念不同。2.×。應(yīng)變片的靈敏系數(shù)與電阻絲的靈敏系數(shù)不同，還與應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。3.×。壓電式傳感器一般不能用于測(cè)量靜態(tài)力，主要用于測(cè)量動(dòng)態(tài)力。4.×?；魻杺鞲衅鞒藴y(cè)量磁場(chǎng)，還可用于測(cè)量電流、位移等。5.√。傳感器的線(xiàn)性度就是描述輸出與輸入之間線(xiàn)性關(guān)系程度的指標(biāo)。6.×。測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度并非越高越好，要根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求合理選擇。7.√。變極距式電容傳感器的靈敏度與極距成反比，極距越小，靈敏度越高。8.×。熱電偶的熱電勢(shì)與熱端和冷端的溫度以及熱電偶的材料都有關(guān)。9.√。數(shù)字式傳感器輸出數(shù)字量，便于與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。10.√。測(cè)量誤差不可避免，但可通過(guò)多次測(cè)量取平均值、校準(zhǔn)儀器等方法減小。四、簡(jiǎn)答題1.傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。作用是將各種非電量（如力、溫度、位移等）轉(zhuǎn)換為電量，以便于后續(xù)的測(cè)量、處理和控制。它是測(cè)量系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，在工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。2.測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指在被測(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸出與輸入之間的關(guān)系。主要靜態(tài)特性指標(biāo)及含義如下：靈敏度：輸出變化量與輸入變化量之比，表示測(cè)量系統(tǒng)對(duì)輸入量變化的敏感程度。線(xiàn)性度：指測(cè)量系統(tǒng)的輸出與輸入之間的線(xiàn)性關(guān)系程度，通常用實(shí)際輸出輸入特性曲線(xiàn)與理論直線(xiàn)的最大偏差與滿(mǎn)量程輸出之比來(lái)表示?；爻陶`差：在相同條件下，測(cè)量系統(tǒng)正行程和反行程輸出輸入特性曲線(xiàn)不重合的程度，反映了測(cè)量系統(tǒng)在正反行程中的不一致性。3.應(yīng)變片測(cè)量電橋的工作原理是利用電橋的平衡與不平衡特性。將應(yīng)變片接入電橋的橋臂，當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其電阻發(fā)生變化，電橋失去平衡，輸出電壓。對(duì)于單臂電橋，輸出電壓$U_0=\frac{U}{4}K\varepsilon$（$U$為電橋電源電壓，$K$為應(yīng)變片靈敏系數(shù)，$\varepsilon$為應(yīng)變），輸出電壓與應(yīng)變成正比。4.壓電式傳感器的工作原理是基于壓電效應(yīng)，某些晶體在受到外力作用時(shí)，其表面會(huì)產(chǎn)生電荷。應(yīng)用場(chǎng)合主要是測(cè)量動(dòng)態(tài)力、壓力、加速度等，如在振動(dòng)測(cè)量、沖擊測(cè)量、聲學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。由于電荷會(huì)泄漏，一般不用于靜態(tài)量測(cè)量。5.模擬式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，電路簡(jiǎn)單，成本較低，能連續(xù)反映被測(cè)量的變化；缺點(diǎn)是抗干擾能力差，信號(hào)處理和傳輸較復(fù)雜，精度相對(duì)較低。數(shù)字式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)便于處理、存儲(chǔ)和傳輸，測(cè)量精度高，可直接與計(jì)算機(jī)連接；缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，成本較高。五、計(jì)算題1.根據(jù)應(yīng)變片電阻變化公式$\DeltaR=KR_0\varepsilon$，將$K=2$，$R_0=120\Omega$，$\varepsilon=1000\times10^{-6}$代入可得：$\DeltaR=2\times120\times1000\times10^{-6}=0.24\Omega$2.變面積式電容傳感器電容計(jì)算公式$C=\frac{\varepsilon_0A}e848i6o$，電容變化量$\DeltaC=\frac{\varepsilon_0\DeltaA}se8sg8q$。將$\varepsilon_0=8.85\times10^{-12}F/m$，$\DeltaA=10\times10^{-6}m^2$，$d=1\times10^{-3}m$代入可得：$\DeltaC=\frac{8.85\times10^{-12}\times10\times10^{-6}}{1\times10^{-3}}=8.85\times10