河南理工大学 2006-2007 学年第 2 学期《智能检测技术》试卷（A）参考答案与评分标准考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70 %复查总分总复查人一、选择题（每小题1分，20题，共20分）（注意：均为单项选择，将答案写在综括号内，否则不计分。
）1.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为[ A ]。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 2℃2.用于测量交流电能的电度表属于[ D ]仪表。
A. 磁电系B. 电动系C. 电磁系D. 感应系3.在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的[ A ]。
A. 1.5 倍B.10 倍C. 3 倍D.0.75 倍4.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是[ B ]。
A. 提高精度B. 加速其衰老C. 测试其各项性能指标D. 提高可靠性5.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选用[ C ]转换电路。
A. 单臂半桥B. 双臂半桥C. 四臂全桥D. 独臂6.光栅传感器利用莫尔条纹来达到[ B ]目的.A.提高光栅的分辨力B. 使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化C.辩向D.细分7.当天气变化时，有时会发现在地下设施（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。
该水珠的来源是[ C ]A.从天花板上滴下来的B.由于空气的绝对湿度达到饱和点而凝结成水滴C.空气的相对湿度达到饱和状态，而凝结成水滴8.自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了[ C ]A.提高灵敏度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9.希望远距离传送信号时，应选用具有[ D ]输出的标准变送器。
A. 0-2VB.1-5VC.0-10mAD.4-20mA10.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.作三角函数运算11.电子卡尺的分辨率可达 0.01mm ，行程可达 200mm ，它的内部所采用的电容传感器型式是[ B ]。
A.变极距式B.变面积式C.变介电常数式12.下列器件属于四端元件的是[ D ]A. 应变片B. 压电晶片C. 热敏电阻D. 霍尔元件13.MQN气敏电阻可测量[ C ]的浓度。
A. CO2B. N2C.气体打火机车间的有害气体D.锅炉烟道中剩余的氧气14.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.黑色金属零件D.塑料零件15.在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中[ B ]。
A. 电容和电感均为变量B. 电容是变量，电感保持不变C. 电容保持常数，电感为变量D. 电容和电感均保持不变16.将超声波转换成电信号是利用压电材料的[ A ]A. 压电效应B.电涡流效应C. 应变效应D.逆压电效应17. 霍尔电势计算公式 E H = K H IB cos a 中的角a 是指[ B ]。
A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角B. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角C. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角18.正常人的体温为 37摄氏度,则此时的华氏温度、热力学温度约为[ C ]。
A.32F,100KB.99F，236KC.99F，310KD.37F，310K19. 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[ D ]。
A.补偿热电偶冷端热电势的损失B.起冷端温度补偿作用C. 提高灵敏度D. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方20.要测量高压变压器的三相绝缘子是否过热，应选用[ C ]A.热敏电阻B.热电偶C.红外热像仪D.接近开关二、简答题（每题5分，6题，共30分）1. 简述本课程研究的主要内容及其重要性。
答：检测与转换技术是自动检测技术和自动转换技术的总称，是研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。
课程研究内容包括电工仪表及传感器技术、误差理论及数据处理、自动测试系统组成技术等。
（3分）人类步入信息社会的今天，对信息的提取、处理、传输以及综合要求愈加迫切。
作为信息提取的功能器件，传感器与人类的关系愈来愈密切。
采用自动测试系统实时测量及分析产品性能，采用自动控制系统对产品进行过程实时控制，是提高产品质量的再代方法。
一个国家的现代化水平是用自动化水平来衡量的，而自动化水平是用仪表及传感器的种类和数量的多少来衡量的。
（2分）2．传感器可分为有源传感器和无源传感器，它们有什么区别？每类各举2个例子加以说明。
答：传感器根据能量转换的原理不同可分为：有源传感器和无源传感器。
有源传感器将非电量转换成电能量，如压电传感器，热电偶传感器等。
（3分）无源传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量，如电阻式、电容式传感器。
（2分）3．新的国家标准规定变送器的输出电流范围为4~20mA，试分析不让信号占有0~4mA 这一范围的原因是什么？答：新的国家标准规定电流输出为4~20mA；电压输出为1~5V。
4mA对应于零输入，20mA对应于满度输入。
不让信号占有0~4mA这一范围的原因，一方面是有利于判断线路故障（开路）或仪表故障；（2分）另一方面，这类一次仪表内部均采用微电流集成电路，总的耗电还不到4mA，因此还能利用0~4mA这一部分“本底”电流为一次仪表的内部电路提供工作电流，使一次仪表成为两线制仪表。
（3分）4.下图为一种实用的直流电位差计的电路，由工作电流回路，标准回路和测量回路组成。
请写出用该电位差计测量E x的步骤，最后给出E x的计算公式。
答：（1）首先调定工作电流。
将S合在n边，调节电位器RP1（R n不动），使检流计读数为零。
此时说明标准电阻R n上的电压降与标准电池的电势相补偿，有R n I=E n。
（2分）（2）在I确定后，就不允许再改变电位器RP1，这时将S合向x边，然后调节电位器RP3的滑动触点至R h处，再一次使检流计指针指零，于是有E x=R h I。
（2分）(3)最终有：E x=(R h/R n)E n。
（1分）5.在自动测试系统中，大多数传感器的输入与输出之间并非线性关系，原因有哪些？解决方法有哪些？答：在自动测试系统中，大多数传感器的输入与输出之间并非线性关系，这是由于（1）不少传感器转换原理并非线性；其次是由于采用电路的非线性。
对于这些问题的解决，不外乎三种方法：（2分）（1）缩小测量范围，取近似值；（2）采用非线性指示刻度；（3）加非线性校正环节。
（3分）6．什么是无损探伤？常用的无损探伤方法有哪些？答：无损探伤是一种以不损坏被检测对象为前提的检测缺陷的方法。
（1分）常用的无损探伤方法有磁粉检测法、涡流探伤法、放射线（x光、中子）照相检测法、超声波探伤法、红外探伤法等。
（答对1个1分，最多4分）得分评卷人三、计算题(每题5分，4题，共20分)1.传感器A 测温范围为0~100℃ , 精度为1级, 传感器B 的测温范围为0~500℃, 精度为0.5级, 如要求测温50~90℃, 误差不超过1℃, 试计算决定应选择哪一种传感器?答：两种传感器的测量范围均满足要求，关键是看测量误差。
传感器A 的最大绝对误差为 (100-0)*1%=1℃, （2分） 传感器B 的最大绝对误差为 (500-0)*0.5%=2.5℃。
（2分）由以上计算可知，虽然B 的精度高于A 的精度，但A 的最大绝对误差小于B ，且满足测量要求，因此应选择传感器B 。
（1分）2.用K 热电偶测量加热炉温度。
已知冷端温度t 0=30℃，测得热电势e AB （t ，t 0）为33.3mV , 求加热炉温度。
(附：e AB （30，0）=1.203 mV , e AB （770，0）=32.095 mV, e AB （780，0）=32.455 mV, e AB （800，0）=33.277 mV, e AB （820，0）=34.095 mV, e AB （830，0）=34.502 mV )答：e AB （t ，0）= e AB (t,t 0)+e AB (t 0,0)=33.3+1.203=34.503mV（4分，公式正确2分，计算正确1分）查分度表可得t ＝830℃。
（1分）3.有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r ，采用T 法进行测速，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率f c 为2MHz ，则转速（r/min ）为多少？答：n = 60f c /（Nm 2 ）= 60*2000000/（1024*3000）=39.06 r/min（公式正确4分，计算正确1分，方法不唯一，采用其它方法结果正确即可得满分）4.一应变式荷重传感器的额定荷重F m =100×103N,灵敏度K F =3mV/V , 桥路电压U i =24V ,测得桥路的输出电压为9mV , 求被测荷重为多少吨？答：t N U U K F F i O F m 28.1105.1224103109101003333=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==--（公式正确3分，计算正确2分，方法不唯一，采用其它方法结果正确即可得满分）四、分析题(每题15分，2题，共30分)1. 用人工测量和分选轴承用滚柱的直径是一项十分费时且容易出错的工作,下图为电感式滚柱直径分选装置示意图，试分析其工作原理。
答：由机械排序装置(振功料斗)送来的滚柱按顺序进入落料管5。
电感测微器的测杆在电磁铁的控制下，先是提升到一定的高度，汽缸推杆3将滚柱推入电感测微器测头正下方(电磁限位挡板8决定滚柱的前后位置)，电磁铁释放，钨钢测头7向下压住滚柱，滚柱的直径决定了衔铁的位移量。
电感传感器的输出信号经相敏检波波送到计算机，计算出直径的偏差值。
完成测量后，测杆上升，限位挡板8在电磁铁的控制下移开，测量好的滚柱在推杆3的再次推动下离开测量区域。
这时相应的电磁翻板9打开，滚柱落入与其直径偏差相对应的容器(料斗)10中。
同时，推杆3和限位挡板8复位。
评分标准：原理分析基本正确，工作过程描述基本正确， 可得8分； 原理分析正确，工作过程描述正确， 可得13分； 原理分析正确、清晰，工作过程描述详细。
可得15分。
得分 评卷人得分 评卷人1—气缸 2—活塞3—推杆 4—被测滚柱 5—落料管 6—电感测微器 7—钨钢测头 8—限位挡板 9—电磁翻板 10—容器（料斗）2. 下图为光电式带材跑偏检测控制器原理示意图。
带材走偏时，边缘经常与传送机械发生碰撞，易出现卷边，造成废品，该跑偏检测控制器可以很好地决这一问题。