20XX年《传感器与检测技术》试题
(模拟卷)
一、判断题(每题1分，共20分)
1 线性度好的系统灵敏度就高 ( ? ) 2 燃点高的爆炸气体环境的防爆要求比燃点低的爆炸气体环境低 ( ? ) 3 铜热电阻的测量范围比铂热电阻测量范围宽。 ( ? ) 4 在相同的温度变化范围内，分度号Pt100的热电阻比Pt10的热电阻变化范围大，因而灵敏度较高。 ( ? )
5 热敏电阻的优点是温度系数大，一般为金属电阻的十几倍，灵敏度高。 ( ? ) 6 以完全真空作参考点的压力称为绝对压力。 ( √ ) 7 过程控制系统中压力计的单位一般为牛顿。 ( × ) 8 金属应变片的灵敏度与材料无关，与形变量有关。 ( × ) 9 电容式液位传感器不能检测导电液体的液位。 ( × ) 10 对于浮顶罐，采用大直径的浮子会显著地增大摩擦力，导致测量误差增大。( × ) 11 音叉法测物位属于一种反射式超声波物位检测法。 ( × ) 12 磁浮子舌簧管液位计的浮子壳体必须用磁性材料制成。 ( × ) 13 瞬时流量对管道长度积分就得到累计流量。 ( × ) 14 科里奥利流量计对直管段的要求比差压流量计高。 ( × ) 15 莫尔条纹的方向与光栅条纹的方向是垂直的。 ( √ ) 16 移动光栅与主光栅倾斜的角度越大，莫尔条纹的间距越大。 ( × ) 17 光电编码器一般是用来测量转动的角度的，不能直接测量转速。 ( × ) 18 质谱仪器是利用电磁学原理进行物质的分离、同位素的测定和化学成分分析的一种分析仪器。 ( × )
19 在一定条件下，电阻丝的温度与导热系数成线性关系。 ( × ) 20 气体的导热系数值极小，可以直接测量。 ( × )
二、选择(每题2分，共40分)
1 在相同的工作电压和变化量时，全臂差动电桥的灵敏度是单臂电桥的（B）倍 A．2 B．4 C．6 D．8
2 测量门的厚度，前10次测量得到平均值为9.5，第11次测量值为9.3，则第11次测量的误差为( D )
A -0.2 B 0.2 C 0.1 D 以上都不是 3下面( D )是最佳的测量低温的廉金属热电偶。
A. S型热电偶 B. R型热电偶 C. B 型热电偶 D. T 型热电偶 4 DS18B20是（ A ）传感器。
A. 温度 B. 压力 C. PH值 D. 湿度 5 光电高温计与比色温度计不同的地方在于( C )
A接触测温与非接触测温 B动态测温与静态测温 C全波长测量与特定波长测量 D光学测量与辐射测量 6 以下属于利用重力平衡法来检测压力的方法为（A）
A．液柱式压力计 B．弹簧管压力计 C．膜式压力计 D．波纹管压力计
7 半导体应变片具有（A）等优点
A．灵敏度高 B．温度稳定性好 C．参数一致性高 D．接口电路简单 8 利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）
A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 9 下面哪种不属于超声式物位检测（ C ）
A窄缝式超声液位开关 B液介式超声液位传感器 C音叉物位检测 D磁致伸缩式液位变送器 10 测量腐蚀性液体的液位时，通常采用（ D ）。
A．浮力式液位传感器 B．差压变送器 C．电容式物位传感器 D．吹气法 11 对于变浮力式液位计（ D ）
A测量筒的直径与灵敏度无关 B测量筒的大小与灵敏度无关 C测量筒的直径应尽量小 D测量筒的直径应尽量大 12 下列不属于标准节流装置的是( C )
A角接取压标准孔板 B法兰取压标准孔板 C径距取压标准孔板 D角接取压标准喷嘴 13 涡街流量计常采用测量( D )来测量旋涡发生的频率。
A压力差 B应力变化 C可动部件运动 D以上都是 14 差压流量计把差压转换成流量依据了( C )
A波努利方程 B流体连续行方程 C以上都是 D以上都不是 15 下列具有非线性输出特性的传感器是( D )
A光电编码器 B光栅 C变面积时自感变压器 D变间隙时自感变压器 16 光电编码器可以用来测量( C )
A．温度 B．振动 C．位移 D．压力
17 带相敏整流器交流电桥测量电感时，电源极性改变后，输出极性( C )
A跟着改变 B不会改变 C由电感的变化方向决定 D以上都不是 18 光栅零点一般用来( B )
A对光栅计数清零 B标定绝对位置 C运动方向识别 D运动超程保护 19 红外气体分析器中，滤波气体是( A )
A待测气体中与待测气体有重叠特征波长的气体 B背景气体 C待测气体中与待测气体无重叠特征波长的气体 D干扰气体 20 热导式气体分析器中热导池描述正确的是( D )
A主要是传导式传热 B电阻丝是池壁温度差不宜过高 C池壁需采用恒温措施 D以上都正确
三、计算题(共20分)
1 用分度号为K型的镍铬－镍硅热电偶测量温度，冷端温度为80℃, 在没有采取冷端补偿的情况下，显示仪表指示值为600℃，试问被测的真实温度是多少？(5分)
K型热电偶的分度表 E(μV) t ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 80 600 3267 3308 3350 3391 3433 3474 3516 3557 3599 3640 24905 24948 24990 25033 25075 25118 25160 25203 25245 25288 650 670
27025 27067 27109 27152 27194 27236 27278 27320 27363 27405 27869 27911 27953 27995 28037 28079 28121 28163 28205 28247 答：显示仪表指示600℃，对应的热电偶两端热电势值E(600，0)＝24.905mV （1分） 由于没有采用冷端补偿，上述温度是在假定冷端为0℃时得到的。设热端的真实温度为T，现已知冷端温度为80℃，故上面得到的电势实际是E（T, 80）。由中间温度准则：
E（T，0）＝E（T, 80）+E(80, 0) (2分) 即 E(T, 0)=24.905+3.267=28.172mV (1分) T＝677.2℃ (1分)
2 在测量范围[0，1]中，传感器的输出y与输入x之间存在的关系为y=2x2，现在用线性方程y=2x来近似表示传感器的输入输出特性，试估计由此带来的最大非线性误差是多少？(5分)
答：根据测量原理，测量误差=测量值-真值，所以，本题中的近似带来的误差为：
E=2x-2x2 (3分)
对误差的表达式进一步变换，可得
11??E??2?x??
2?2?在[0，1]中，当x=1/2时，非线性误差最大，为1/2。(2分)
(3) 单管压力计的结构如下图所示：
2
设压力计中的液体的密度为γ，右边指示管的截面积为A2，左边槽的截面积为A1，试推导指示高度相对于压力差的灵敏度(k=h2/△P)。当液体为水，A1=100mm2，A2=1mm2时，该灵敏度转换为Pa/mm为单位是值为多少？(水的密度为1g/cm3)(10分)
答：根据图中所示，当P1=P2时，h1=h2=0。指示在零位。
当P1>P2时，左边液位下降h1，右边液位上升h2，形成的高度差产生的压差就是P1、
P2的差值，即有：
△P=P1-P2=(h2-h1)γ 根据体积不变原理，又有：A1h1=A2h2
于是可得：?P???1?
(5分) (3分)
??A2??h2? A1??
(5分)
?P?A2??灵敏度为：k???1??? h2?A1??当液体为水，A1=100mm2，A2=1mm2时，可计算出该灵敏度为
?1mm?3k??1??100mm2???1g/cm???
20.991g1cm2cm (5分)
10?3kg0.99?4210m再进一步转换单位为：k?10mm?0.990.98Nm2mm?0.9702Pamm (2分)
四、简答题(每题5分，共20分)
1、金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同？
答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化(2分)而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化(2分)产生的，二者在灵敏度、线性度、温度系数、一致性等方面还有所区别(1分)。
2 试简单说明莫尔条纹是怎样形成的?与运动方向有怎样的对应关系?
答：莫尔条纹是在光栅测量中出现的(1分)。当栅距相等的主光栅与指示光栅成一定夹角叠合在一起时，只有两光栅透光部分相重叠的地方才能透过光线，形成明带，不透光的部分叠合在一起形成暗带，这种明暗相间的条纹称为莫尔条纹。(2分)
莫尔条纹的移动方向与光栅的运动相垂直。(2分) 3 试举例说明直接测量与间接测量的联系与区别？ 答：直接测量是指通过测量一个参数就能确定被测量的测量，间接测量是指通过测量多个参数才能计算出被测量的测量。(2分)
间接测量是由直接测量组成的，例如测量立方体的体积，是由测量立方体的长、宽、高三个直接测量后计算出来的。(2分)
在使用计算机技术后，间接测量也可以转化为直接测量来完成。如热电偶测温，主要由热电势的测量和冷端温度补偿两个直接测量构成，在智能化的温度变送器中，只要把热电偶的线接上，就可以立即测出温度，对用户而言，测量温度变成了直接测量。(1分)
(3) 什么是热电偶的冷端温度？它们对热电偶的测量精度有什么影响？如何降低这种影响？
答：由两种不同的金属构成一个闭合回路，当两个接触端温度不同时回路中会产生热电势，其中温度较低的一个接触端叫冷端、自由端或参比端，冷端的温度即为冷端温度。（2分）
只有当冷端温度固定不变，才能通过热电势的大小去判断热端温度的高低。（1分） 当冷端温度波动较大时，必须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度稳定的地方，然后再考虑将冷端处理为0℃，这称为热电偶的冷端处理和补偿。（2分）
2012《自动检测技术及仪表》考试试题(模拟卷)答案
