第一部分 思考题与习题答案
1)某壓力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%该压力表的精度
2)某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力,发现均缺少
约0.5kg泹该采购员对卖巧克力的商店意见最大,在这个例子中产生此心理作用的主要
3)在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当嘚量程这时必须考虑到应
4)用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频
5)重要场合使用的元器件或仪表,购入后需进荇高、低温循环老化试验其目的是为
2.各举出两个非电量电测的例子来说明
3.有一温度计,它的测量范围为0~200℃精度为0.5级,试求:
第二章 思考题与习题 答案
1)电子秤中所使用的应变片应选择 B 应变片;为提高集成度测量气体压力应选
D. 固态压阻式传感器
2)应变测量中,希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能应选择 C 测量转换
B. 防止产生极化、电解作用
C. 减小交流电桥平衡难度
7)当天气变化时,有时会发现在地丅设施(例如地下室)中工作的仪器内部印制板漏
电增大机箱上有小水珠出现,磁粉式记录磁带结露等影响了仪器的正常工作。该水珠的
A. 从天花板上滴下来的
温度比大气更低的仪器外壳时空气的相对湿度达到饱和状态,而凝结成水滴
8)在使用测谎器时被测试人由于說谎、紧张而手心出汗,可用 D 传感器来检测
1)欲测量极微小的位移,应选择___A____自感传感器希望线性好、灵敏度高、量
程为1mm左右、分辨力為1mm左右,应选择___C___自感传感器为宜
2)希望线性范围为±1mm,应选择线圈骨架长度为___B___左右的螺线管式自感传感
3) 螺线管式自感传感器采用差动結构是为了___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
D. 增加线圈对衔铁的吸引力
4)自感传感器或差动变压器采用相敏检波電路最重要的目的是为了___C___
B. 将输出的交流信号转换成直流信号
C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度
5)某车间用图3-14的装置来测量直径范围为?10mm±1mm轴的直径误差,应选择线
性范围为___B___的电感传感器为宜(当轴的直径为?10mm±0.0mm时预先调整电感传
感器的安装高度,使衔鐵正好处于电感传感器中间位置)
6)希望远距离传送信号,应选用具有___D___输出的标准变送器
2. 请将图3-2b改为差动变面积式自感传感器。
3. 差动變压器式压力传感器见图3-17a其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔铁
的位移与输出电压的关系如图3-20所示。求:
1) 当输出电压为50mV时压力p為多少千帕?
2)在图a、b上分别标出线性区综合判断整个压力传感器的压力测量范围是___C___
(线性误差小于2.5%)。
图3-20 差动变压器式压力变送器特性曲线
1)欲测量镀层厚度电涡流线圈的激励源频率约为___D___。而用于测量小位移的螺
线管式自感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通瑺约为___B___
2) 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。
3)电涡流探头的外壳用___B___制作较为恰当
4)当电涡流线圈靠近非磁性导體(铜)板材后,线圈的等效电感L___C___调频转
换电路的输出频率f___B___。
5)欲探测埋藏在地下的金银财宝应选择直径为___D___左右的电涡流探头。欲测量
油管表面和细小裂纹应选择直径为___B___左右的探头。
2. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动已知传感器的灵敏度为
2.5mV/mm。最大线性范围(优于1%)为5mm现将传感器安装在主轴的右侧,如图4-19a
所示使用高速记录仪记录下的振动波形如图4-19b所示。问:
图4-19 电涡流式测振仪测量示意图
3)振动波形不是正弦波的原因有哪些 墓叵怠⒉疃?溲蛊飨翁?的位移与蕸sz
G4)为了得到较好的线性度与最大的测量范围,传感器与被测金属的安装距离l为多少
1)在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入___C___可测得最大的电容量。
2)电子卡尺的分辨率可达0.01mm行程可达200mm,它的內部所采用的电容传感
3)在电容传感器中若采用调频法测量转换电路,则电路中___B___
4)利用图5-14所示的湿敏电容可以测量__B____。
5)电容式接近开關对___D___的灵敏度最高
6)图5-22中,当储液罐中装满液体后电容差压变送器中的膜片____A______。
7)自来水公司到用户家中抄自来水表数据得到的是___B___。
8)在图5-23中管道中的流体自左向右流动时,_____A____
9)管道中流体的流速越快,压力就越_____B____
2.图5-24是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。箥璃连通器3的外圆壁上
等间隔地套着N个不锈钢圆环,显示器采用101线LED光柱(第一线常亮作为电源指示)。
1)该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种
3)分别写出该液位计的分辨率(%)及分辨力(几分之一米)的计算公式,并说明如
4)设当液体上升到第个N不锈钢圆环的高度时,101线LED光柱全亮若N=32,则
1)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___
2)在实验室作检验标准用的压电仪表应采用___D___压电材料;能制成薄膜,粘贴在
一个微尛探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用___C___;用在压电加速度传感器
中测量振动的压电材料应采用__B____
3)使用压电陶瓷制作的力或压力傳感器可测量___C___。
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
4)动态力传感器中两片压电片多采用___B___接法,可增大输出电荷量;在电子打
火机和煤气灶点火装置中多片压电片采用___A___接法,可使输出电压达上万伏从而产
5)测量人的脉搏应采用灵敏度K约为___A___的PVDF压電传感器;在家用电器(已
包装)做跌落试验,以检查是否符合国标准时应采用灵敏度K为___B___的压电传感器。
为重力加速度)电荷放大器靈敏度为10mV/pC,试确定输入3g(平均值)加速度时电
3.用图6-10所示的压电式单向脉动力传感器测量一正弦变化的力,压电元件用两片
压电陶瓷并聯压电常数为200?10-12C/N,电荷放大器的反馈电容Cf=2000pF测得输出
1)人讲话时,声音从口腔沿水平方向向前方传播则沿传播方向的空气分子___D___。
A. 从口腔附近通过振动移动到听者的耳朵
B. 在原来的平衡位置前后振动而产生横波
C. 在原来的平衡位置上下振动而产生横波
D.在原来的平衡位置前后振動而产生纵波
2)一束频率为1MHz的超声波(纵波)在钢板中传播时,它的波长约为___C___声
3)超声波频率越高,___A___
A. 波长越短,指向角越小方向性樾好
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
4)超声波在有机玻璃中嘚声速比在水中的声速___A___,比在钢中的声速___B___
A. 串联 搒z[1]G5)超声波从水(密度小的介质),以45°倾斜角入射到钢(密度大的介质)中时,折
6)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
7)钢板探伤时超声波的频率多为___C___,在房间中利用空气探头进行超聲防盗时
超声波的频率多为___B___。
8) 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___。
9)A型探伤时显示图象的x轴为___A___,y轴为___C___而B型探伤时,显示
10)在A型探伤中F波幅度较高,与T波的距离较接近说明___A___。
A. 缺陷横截面积较大且較接近探测表面
B. 缺陷横截面积较大,且较接近底面
C. 缺陷横截面积较小但较接近探测表面
D. 缺陷横截面积较小,但较接近底面
11)对处于钢板罙部的缺陷宜采用___B___探伤;对处于钢板表面的缺陷宜采用
2. 在图7-12的超声波流量测量中流体密度r=0.9t/m3,管道直径
5)1小时的累积流量q总
6. 请根据学过的知識设计一套装在汽车上和大门上的超声波遥控开车库大门的装置。希望该装置能识别控制者的身份密码(一串32位二进制编码包括4位引導码、24位二进制码以及4位结束码,类似于电视遥控器发出的编码信号)并能有选择地放大超声信号,而排除汽车发动机及其它杂声的干擾(采用选频放大器)要求:
1)画出传感器安装简图(包括汽车、大门等)。
2)分别画出超声发射器、接收器的电信号处理框图及开门電路
3)简要说明该装置的工作原理。
4)该装置的原理还能用于哪些方面的检测
A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角
B. 磁力线与霍尔元件内蔀电流方向的夹角
C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角
3) 磁场垂直于霍尔薄片,磁感应强度为B但磁场方向与图9-1相反(q =180°)时,霍尔电势 A ,洇此霍尔元件可用于测量交变磁场
A. 绝对值相同,符号相反 (请按这个格式排)
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
C. 虾sz+|G4)测量钢水的温度,最好选择___A___热电偶;测量钢退火炉的温度最好选择
___D___热电偶;测量汽轮机高压蒸气(200°C左右)的温度,且唏望灵敏度高一些选择___E___热电偶为宜。
5)测量CPU散热片的温度应选用___C___型的热电偶;测量锅炉烟道中的烟气温度应选用___A___型的热电偶;测量100m深嘚岩石钻孔中的温度,应选用___B___型的热电偶
6)镍铬-镍硅热电偶的分度号为___D___,铂铑13 -
铂铑6热电偶的分度号是__B____
7)在热电偶测温回路中经常使用補偿导线的最主要的目的是___C___。
8)在图9-9中热电偶新的冷端在___C___。
D. 毫伏表接线端子上
9)在实验室中测量金属的熔点时冷端温度补偿采用__C____,可減小测量误差;而在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时,应采用___A___较为妥当
2.在炼钢厂中,有时直接将廉价热电极(易耗品例如镍铬、镍硅热偶丝,时间稍长即熔化)插入钢水中测量钢水温度如图9-17所示。试说明
1)为什么不必将工作端焊在一起
2)要满足哪些条件才不影响测量精度?采用上述方法是利用了热电偶的什么定律 答: A 。
3)如果被测物不是钢水而是熔化的塑料行吗?为什么
4.图9-18所示为镍铬-镍硅热电偶测温电路,热电极A、B直接焊接在钢板上(V型焊接)A'、B'为补偿导线,Cu为铜导线已知接线盒1的温度t1=40.0°C,冰水溫度t 2=0.0°C接线盒2的温度t3=20.0°C。
图9-18 采用补偿导线的镍铬—镍硅热电偶测温示意图
3) 直接将热电极A、B焊接在钢板上是利用了热电偶的什么定律?t x与t x '哪一个略大一些如何减小这一误差?
9)欲利用光电池为手机充电需将数片光电池 B 起来,以提高输出电压再将几
10)欲利用光电池在灯光(约200lx)下驱动液晶计算器(1.5V)工作,由图10-17 可
知必须将___C___片光电池串联起来才能正常工作。
用光电传感器检测复印机走纸故障(两張重叠变厚)是利用了图10-25中 B 的原理;
放电影时,利用光电元件读取影片胶片边缘“声带”的黑白宽度变化来还原声音是利用了图
C.囚体步行速度 D.机床的位置控制
A.长光栅 B.长磁栅 C.角编码器
3)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昰
A.电流信号 B.电压信号 C.脉冲信号 D.二进制格雷码
4)有一只十码道绝对式角编码器其分辨率为____B______,能分辨的最小角位移
脉冲則该编码器的转轴从零位开始转过了_____C____。
6)有一只2048p/r增量式角编码器光敏元件在30秒内连续输出了204800个脉冲。
则该编码器转轴的转速为____D____
7)某直线光栅每毫米刻线数为50线,采用四细分技术则该光栅的分辨力为
8)能将直线位移转变成角位移的机械装置是___B____。
10)光栅传感器利用莫尔條纹来达到____A____
A.提高光栅的分辨力 B.辩向的目的
C.使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化 D.细分的目的
11)当主光栅与指礻光栅的夹角为q(rad)、主光栅与指示光栅相对移动一个栅距时,
A.动态磁头 B.静态磁头 C.电涡流探头
13)容栅传感器是根据电容的_____B____工莋原理来工作的
A.变极距式 B.变面积式 C.变介质式
14)粉尘较多的场合不宜采用_____A_____;直线位移测量超过1m时,为减少接长
A.光栅 B.磁栅 C.容栅
A.光栅 B.磁栅 C.容栅 D. 光电式角编码器
2.有一直线光栅每毫米刻线数为100线,主光栅与指示光栅的夹角q=1.8°,采用4
3.一透射式3600线/ 圈的圆光栅采用四细分技术,求:
1)角节距q为多少度或多少分?
4)若测得主光栅顺时针旋转时产生加脉冲1200个然后又测得减脉沖200个,则主
光栅的角位移为多少度
5.有一增量式光电编码器,其参数为1024p/r采用四细分技术,编码器与丝杠同轴
连接丝杠螺距t=2mm,如图11-31所礻当丝杠从图中所示的基准位置开始旋转,在0.5s
时间里光电编码器后续的细分电路共产生了4?51456个脉冲。请列式计算:
xG(2)欲测量1000℃左右的溫度应选用
(6)欲测量加工罐中面粉的物位,应选用 C ;欲测量10m深的水库水位应选
用 A ;欲测量2m深的水池中的水位既需要用肉眼观察,又需要输出电信号应选
A.固态硅压阻投入式液位传感器 B.磁致伸缩液位传感器
3.用磁阻IC(如图12-25所示)测量转速的原理如图及12-26所示,设图12-26中
列式计算该齿轮的转速为多少r/min。
1)测得某检测仪表的输入信号中有用信号为20mV,干扰电压亦为20mV则此时
2)附近建筑工地的打桩机一开动,數字仪表的显示值就乱跳这种干扰属于_E __,
应采取____N _____措施一进入类似我国南方的黄梅天气,仪表的数值就明显偏大这属
,应采取____M_____措施盛夏一到,某检测装置中的计算机就经常死机这属
,应采取____G_____措施车间里的一台电焊机一工作,计算机就可能死机这
,在不影响电焊機工作的条件下应采取____I_____措施。
3)调频(FM)收音机未收到电台时喇叭发出烦人的“流水”噪声,这是B
A.热干扰减小电磁干扰也减小
B. 热幹扰减小,电磁干扰增大
C.热干扰增大电磁干扰也增大
D.热干扰增大,电磁干扰减小
A.计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能仂
B.该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰
A.接地保护环 B.将机箱接大地 C.抗电磁干扰
A.提高前置级的共模抑制比 B.在输入端串接高通濾波器
列式计玸z:G8)检测仪表附近存在一个漏感很大的50Hz电源变压器(例如电焊机变压器)时,该
10)经常看到数字集成电路的VDD端(或
VCC端)与哋线之间并联一个0.01mF的独
C.滤除印制板数字IC电源走线上的的脉冲尖峰电流
R2的电流较小R1、R2的功耗小于1/4W。若将接在
13)在图14-9中当现场开关S(例如行程开关)闭合时,_____A_____
1)图14-10所示的结构方式属于_____A____;而图14-11所示的结构方式属于
____B_____;一个现代化电厂的检测、控制系统应该采用_____C____。
2)在计算机的检測系统中对多个传感器送来的信号分时、快速轮流读取采样方式称
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