自动检测技术第4版赖申江、马西秦试卷3 自动检测技术课程试卷题解3.doc

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1、《自动检测技术》课程试卷一．填空题20%1．一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。2．检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值称为灵敏度，其输入-输出特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程输出的百分比表示其线性度。3．电阻应变片有两大类即金属电阻应变片和半导体应变片。4．电阻应变片接入电桥电路通常有以下几种接法：如果电桥一个臂接入应变片，其他三个臂采用固定电阻，称为单臂工作电桥；如果电桥两个臂接入应变片称为双臂工作电桥；如果四个臂都接入应变片称为

2、全桥形式。5．设两极板相互覆盖的有效面积为A，两极板间的距离为d，极板间介质的介电常数为ε，在忽略极板边缘影响的条件下，平板电容器的电容C可以表示为。6．电容式传感器可以分成三种类型：变面积式、变间隙式、变介电常数式。7．差动变压器存在零点残余电动势，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量性能好坏的重要指标。8．磁电式传感器的基本工作原理是电磁感应原理。9．光敏电阻在全暗条件下测得的电阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。在一定光照条件下测得的电阻值称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。两者之差称为光电流。1

3、0．长光栅相邻两栅线的距离称为光栅常数。5二、选择最合适的一种传感器（或敏感元件）8%（1）对传送带上的塑料零件进行计数（B）。A．电涡流式传感器B．光电传感器C．磁电式传感器（2）测量磁感应强度（A）。A．霍尔式传感器B．PVDF薄膜传感器C．电容式传感器（3）某测量仪的移动工作台，行程为1m，要求分辨力为1μm，精度为3μm（C）。A．电感式位移传感器B．电容式位移传感器C．光栅（4）测量-50～1800℃范围的温度（A）。A．热电偶B．铜电阻C．热敏电阻三．写出下列传感器（或敏感元件）的两种典型用途12%（1）霍尔式传感器（测量磁感应强度

4、）、（测量转速）。（2）电涡流式传感器（测量金属板材厚度）、（金属探伤）。（3）电容式传感器（测量位移）、（测量压力）。四．计算题40%1．一台精度为0.5级、测量范围600～1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？解：根据精度定义由题意已知A=0.5%，YF.S=（1200-600）℃，得到最大允许绝对误差为此温度传感器最大允许绝对误差为3℃，检验点最大绝对误差是4℃，大于3℃，故此传感器不合格。2．采用四片相同的金属丝应变片（K5=2），将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上。应变片在圆柱上

5、粘贴位置及相应测量桥路如图所示。力F=1000kg。圆柱断面半径r=1cm，杨氏模量E=2×107N/cm2，泊松比μ=0.3,。求（1）各应变片的应变ε=?，电阻相对变化量△R/R=?（2）若供电桥压U=6V，求桥路输出电压Uo=?解：（1）根据应变片在圆柱上粘贴位置，R1、R3沿轴向在力F的作用下产生正应变ε1>0，ε3>0；R2、R4沿圆周方向贴则产生负应变ε2<0，ε4<0。（2）若供电桥压U=6V，桥路输出电压Uo为3．用石英晶体加速度计测量机器的振动，已知加速度计的灵敏度为2.5pC/g（g为重力加速度，g=9.8m/s2），电荷放

6、大器灵敏度为80mV/pC，当机器达到最大加速度时，相应输出电压为4V。试计算机器的振动加速度是多少？5解：系统灵敏度系数K应等于传感器灵敏度与电荷放大器灵敏度乘积，故系统灵敏度系数，所以求出加速度为4．若某光栅的栅线密度为50线/mm，主光栅与指示光栅之间夹角θ=0.01rad。求：（1）求其形成的摩尔条纹间距B是多少？（2）若采用四只光敏二极管接收摩尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为10-6s，问此时允许最快的运动速度v是多少？解：（1）由于光栅的栅线密度为50线/mm，可知其光栅常数根据公式可求摩尔条纹间距（2）光栅运动速度与光敏二极管

7、响应时间成反比，即所以最快的允许速度20m/s。五．综合题20%图示电路采用交流电压供电，T为变压器，LD为被控灯。电路中D1为光敏二极管，D2为整流管，V为晶体管，K为直流继电器。要求分析电路工作原理，并说明光敏二极管受光照后的电路工作过程。5解：图中，220V交流经变压器耦合，次级线圈的输出作为电路工作电压。D2为整流管，C为滤波电容，Vs是射极电位稳压管。无光照时，直流继电器K断电，触点常开，指示灯LD不亮。当有足够强的光线照射到光敏二极管D1上时，其内阻下降，在电源变压器正半周时，三极管V导通使K通电吸合，LD灯亮。故这是一个明通电路。

8、若图中的光敏二极管D1与电阻R调换位置，则成为一个暗通电路。5