现代检测技术期末模拟试题

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1、- 1 - 一、填空（ 1 分 20=20 分） 1传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 如 热电偶和热敏电阻等传感器。 2 表示金属热电阻纯度通常用百度电阻 表示。其定义是 100 电阻值与 0 电阻值之比。 3 电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 4 单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低， 它广泛用于测量大量程直线位移。 5 利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和 较高的灵敏度。 6 电容式传感器是将被测物理量的变化

2、转换成电容量变化的器件。 7 光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极 不引出，只有二个电极。 8 霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9 热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形状的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由 电阻率发生变化引起的。 11磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。

3、13用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器， 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个） 。 14铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的， 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管， 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 18把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出

4、现若干条明暗相间的带状条 纹，称莫尔条纹。 19霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输出。 20磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输出。 21霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（ 2 分 6=12 分,5 、6 题答案不止一个） C 1.用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C 直流电桥 C 2.当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力

5、作用时，应变片灵敏系数K 的定义 （ ）。 A应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比； C 3.用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A变间隙式B.变面积C.变介电常数式D. 空气介质变间隙式； - 2 - B 4.当一定波长入射光照射物体时，反映该物体光电灵敏度的物理量是（）。 A.红限B.量子效率C.逸出功 D. 普朗克常数； AC 5.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有（）。 A两块栅距相等的光栅叠在一起 B. 两块光栅的刻线之间有较大的夹角 C. 两

6、块光栅的刻线之间有较小的夹角 D. 两块光栅的刻线之间必须平行 AC 6.热电偶的下列处理方法中，工程（工业）中常采用的方法有（）。 A.热电势修正法B.0 0C 恒温法 C. 冷端延长法D. 冷端温度补偿器法 A 7.目前，我国使用的铂热电阻的测量范围是（）。 A.-200 850 0 C B. -50850 0C C. -200150 0C D. -200 50 0C D 8.为克服分布电容的影响，电阻应变片配用的测量电路多采用（）。 A.直流平衡电桥 B. 直流不平衡电桥 C. 交流平衡电桥D. 交流不平衡电桥 C 9. 光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指给定工作电压下（）。 A.暗电阻大

7、B. 亮电阻大C. 暗电阻与亮电阻差值大 D. 暗电阻与亮电阻差值小 C 10. 压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（）。 A晶体厚度成正比B. 晶体面积成正比 C作用在晶片上的压力成正比D.剰余极化强度成正比 BC 11.热电偶中热电势包括（）。 A.感应电势B.温差电势C.接触电势D. 切割电势 BD 12. 当变间隙式电容传感器的两极板间的初始距离d 增加时，将引起传感器的（）。 A灵敏度k 增加B. 灵敏度 k 减小 C. 非线性误差增加D. 非线性误差减小 三、填空A 1简述压电陶瓷的工作原理（10 分）： 极化处理过的压电陶瓷具有良好的压电特性。当它受到沿极化方向的作 用力时，因陶

8、瓷变形使电畴的界限发生变化，电畴的偏转使其 剩余极化强度随之变化，因而在垂直于极化方向 的平面上出现极化电荷的变化。这种变化量与压电陶瓷的压电系数和 作用力的大小成正比。 2简述掁弦式传感器的工作原理（1 分 88 分）：它以拉紧了的钢弦作为敏感元件。一根定长的弦，其横向振动 的 固有频率与其 张紧力的平方根成正比，则弦的振动频率的变化量可表征张紧力的大小。而待测力通过膜片 改变张紧力的大小。因而弦固有频率的变化以能表征待测力的大小。 四、填空B 1. 传感器结构填空（12 分） (1). 图 1 是 螺管型三节式 差动变压器传感器结构示意图。 (2). 图 1 中各编号名称： 是衔铁、 是次

9、级线圈、 是初级线圈、 是绝缘框架。 2. 简述压力传感器的结构填空（4 分 2 分 412 分） (1). 图 2 是 固态 压阻式压力传感器结构示意图。 (2). 图 2 中各编号名称：是硅杯、是高压腔、是低压腔、是绝缘框架。 图 2 - 3 - 五、填空C 1. 传感器结构原理填空（8 分） (1). 图 3 是 变介电常数式 电容式传感器工作示意图。 (2). 用该传惑器能测量什么 ? 测量介质材料湿度的变化 . 测量介质材料密度的变化。 2. 给电感传感器的等效电路填空（2 分 48 分） (1). 图 4 虚线框内的电路是差动 变压器式传感器的等效电路，其余部分是该传感器常用的差动

10、 整流测量电路。 六、名词解释 (5 分 4=20 分) 1电容式传感器：将非电量转化为电容量，进而实现非电量到电量的转化的器件称为电容式传感器。 2电阻式传感器的基本原理：将被测的非电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到测量非电量的目的。 3光电式传感器：是一种将被测量通过光量的变化再转换成电量的传感器。 4逆压电效应：当在电介质的极化方向上施加电场时，这些电介质会产生变形，外电场撤离，变形也随着消失，称 为逆压电效应，也称为电致伸缩效应。 5电感式传感器：电感式传感器的基本原理是利用磁路磁阻变化，引起传感器线圈的自感和线圈间的互感的变化来 实现非电量电测的一种装置。 6电涡流式传感器：成块

11、的金属置于变化着的磁场中或者在磁场中运动时，金属体内都要产生感应电动势形成电流， 这种电流在金属体内是自己闭合的，称为电涡流。电涡流式传感器就是在这种电涡流效应的基础上建立起来的。 电涡流式传感器是利用电涡流效应将位移等非电被测参量转换为线圈的电感或阻抗变化的变磁阻式传感器 7正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个相对 的表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也 随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，上述这种现象称为正压电效应。 当一力作用于压电材料的两端时，会产生

12、一与力成正比的电荷量或者是电压，当力的方向相反时，电荷与电压的特 性也会相反。2. 8气敏传感器 ：气敏电阻是利用半导体与气体接触而电阻发生变化的效应制成的气敏元件。半导体陶瓷与气体接触 时电阻发生变化，当接触氧化性气体时，气敏电阻的阻值将增大；当接触还原性气体时，气敏电阻的阻值将减小；被 测气体浓度越大，电阻变化越大。 七、问答题 (9 分 2=18 分) 1检测中数据的显示方式常用的有几种？ 答：显示的方式常用的有：模拟显示、数字显示、图像显示。 （1）模拟显示就是利用指针对标尺的相对位置来表示读数。 （2）数字显示实际上是一只专用的数字电压表、数字电流表或数字频率计。 （3）图像显示使用

13、屏幕显示读数或者被测参数变化的曲线。 图 4 - 4 - 2. 超声波的种类有几种？分别给以叙述？ 答：纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波称为纵波。它能在固体、液体和气体中传播。 横波：介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波称为横波。它只能在固体中传播。 表面波：质点的振动介于纵波和横波之间，沿着固体表面传播，振幅随深度增加而迅速衰减的波称为表面波。 表面波质点振动的轨迹是椭圆，椭圆的长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向，介质质点的椭圆振动可 视为纵波与横波的合成。表面波只能在固体介质中传播。 兰姆波： 兰姆波只产生在有一定厚度的薄板内，在板的两表面中部都有质点的振

14、动，声场遍及整个板的厚度， 沿着板的两表面及中部传播，所以又称为板波。兰姆波按其传播方式又可分为对称型兰姆波和非对称型兰姆波两种： 对称型兰姆波：薄板两面有纵波和横波成分组合的波传播，质点的振动轨迹为椭圆。薄板两面质点的振动相位相反， 而薄板中部质点以纵波形式振动和传播。 非对称型兰姆波：薄板两面质点的振动相位相同，质点振动轨迹为椭圆，薄板中部的质点以横波形式振动和传播。 3工业检测涉及的内容（填空）（9 分） 被测量类型被测量被测量类型被测量 热工量 温度、热量、比热容、热流、热分布、压 力（压强）、压差、真空度、流量、流速、 物位、液位、界面 物 体 的 性 质 和成分量 气体、液体、固体

15、的化学成分、浓度、粘度、 湿度、密度、酸碱度、浊度、透明度、颜色 机械量 直线位移、 角位移、 速度、 加速度、 转速、 应力、应变、力矩、振动、噪声、 质量（重量） 状态量 工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异 常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、 堵塞、断裂等） 几何量 长度、厚度、角度、直径、间距、形状、 平行度、同轴度、粗糙度、硬度、 材料缺陷 电工量 电压、电流、功率、电阻、阻抗、频率、脉宽、 相位、波形、频谱、磁场强度、电场强度、 材料的磁性能 4什么是射线检测？原理是什么？使用时应注意什么？（10 分） 答：利用射线（X射线、 射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术称 为射线检测。 原理： 穿过材料或工件的射线由于强度不同，在X 射线胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图 像。根据内部结构显示方法不同，射线检测通常可分为射线照相法、荧光屏法（发展为工业电视）、干板照相法、层析 摄影（工业CT ）技术、数字显示技术等。 注意 ：在使用射线检测时要注意安全防护：采用适当的防护方法以减小工作人员接收射线的危害，使接受剂 量在国家规定的“最大容许剂量”以下，以减少射线对人体的影响。射线防护主要有屏蔽防护、距离防护和时间防护 三种防护方法。