广东工业大学华立学院考试试卷
课程名称: 检测技术与仪表 考试时间: 2015 年 1 月 日
一、填空题（每空1分，共40分）
1．测量仪表的基本功能应具有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）功能四种功能。
2．根据误差的性质及其产生的原因，可分为（ ）误差、（ ）误差和（ ）误差。（ ）误差表征测量结果的准确度；（ ）误差表征测量结果的精密度；（ ）误差的测量结果称为坏值。 3．与被测量绝对误差数值相等，符号相反的值c （即c =-⊿x ）称为（ ）值。仪表修正值与示值相加等于（ ）。 4．大多数随机误差服从正态分布。服从正态分布的随机误差具有（ ）性、（ ）、（ ）性和（ ）性四个特点。 5．一块满刻度为I m =100A，精度为s =1.0的直流电流表，其最大满刻度引用误差为γ0m =（ ），最大绝对误差△I m =（ ）。 6．在校验一块满刻度为U m =300V的电压表时，若测得它的最大绝对误差为⊿x m =6V，则其引用误差为( ) ，该标的精度等级应定为( ) 级。
7．根据系统误差的变化特征，可将系统误差分为（ ）系统误差和（ ）系统误差两种类型。（ ）系统误差又可分为线性系统误差、（ ）系统误差和复杂变化性系统误差。 8．电位器式传感器可以把（ ）位移或（ ）位移转换成具有一定函数关系的输出电阻或输出电压。
9．某标称值为R =120Ω，P max =208mW的金属电阻应变片，材料的泊松系数μ=0.5，则其灵敏度k =（ ），最大允许电压U max =（ ）V 。当该应变片产生ε=3.0×10-3应变时，该应变片电阻的变化△R =( ) Ω, 此时，应变片的阻止R '=( ) Ω。
10．压电式传感器是基于某些材料的压电效应工作的。在压电材料的极化方向施加电场，压电材料将产生机械变形的现象称为（ ）压电效应；对压电材料施加外力，在材料的一定表面上将产生电荷的现象称为（ ）压电效应。
11．超声波发生器是基于压电晶体的（ ）压电效应工作的；超声波接收器是基于压电晶体的（ ）压电效应工作的。
12．干扰的形成必须具备（ ）、（ ）和（ ）三个要素。
13．干扰的耦合方式包括（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合。
二、单项选择题（每题1分，共20分；每题只有一个正确答案，多选或错选不得分）
1．（ ）用于衡量仪表示值的分散程度。
A ．精密度 B ．准确度； C ．精确度。 2．（ ）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度。
A ．精密度； B ．准确度； C ．精确度。
3．国家标准规定，引用（ ）来划分仪表的精度等级。
A ．绝对误差； B ．示值相对误差； C ．最大满刻度相对误差。 4．2.0级精度的仪表比1.0级精度的仪表的精度（ ）。
A ．高； B ．低； C ．高一级。 5．仪表在使用中偏离标准工作条件所产生的误差，称为（ ）。 A ．基本误差； B ．标准误差； C ．附加误差。
6．根据功率P 与电压U 、电流I 的关系P =UI ，用电压表和电流表分别测得电压U 和电流I ，然后算出功率P 的测量方法称为（ ）。
A ．直接测量； B ．间接测量； C ．组合测量。
7．在相同条件下，多次测量同一被测量，误差的大小和符号无规则变化的误差称为（ ）。 A ．随机误差； B 系统误差； C ．粗大误差。 8．在测量数据中，如果出现某个剩余误差v i 的绝对值大于（ ），则认为该次测量值x i 为坏值，应予剔除。
ˆ。 A ．3δ； B ．3Ɛ； C ．3
9．阿卑-赫梅特判据用于判断测量数据是否存在（ ）系统误差。
A ．恒值； B ．线性； C ．周期性。 10．判断是否存在线性系统误差的方法可采用（ ）。
A ．实验对比法； B ．马利科夫判据； C ．阿卑—赫梅特判据。 11．电阻应变片受到拉伸应变时，其阻值会（ ）。
A ．变小； B ．变大； C ．不变。
12．在变间隙型自感传感器中，当铁心与衔铁的间隙变小时，线圈的电感将（ ）。 A ．变小； B ．变大； C ．不变。 13．在自感式传感器中，变面积式自感传感器的非线性误差（ ）。 A ．比变间隙式小； B ．比变间隙式大； C ．与变间隙式一样。
14． 在图2.1的桥式电路中，输出电压的表达式为U o =（ ）。
A ．
R 1R 3-R 2R 4
R R U ；
1+R 23+R 4B ．R 1R 2-R 3R 4
R U ；
1+R 2R 3+R 4C ．R 2R 4-R 1R 3
R U 。
1+R 2R 3+R 415．在图2.2的热电偶串联电路中，输出电压的表达式为U 0=（ ）。 A ．E AB (t 1, t 0)-E AB (t 2, t (0)； B ．E AB t 1, t 0)+E AB (t 0, t 2)； C ．E A B (t 1, t 0)+E A B (t 2, t 0)。
16．若在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要第三种材料导体
两端的（ ）相同，不会影响热电偶回路的热电动势。
A ．材料； B ．截面； C ．温度。 17．当两个电路中有互感存在时，一个电路中电流的变化通过互感耦合到另一个电路称为（ ）耦合。
A ．静电； B ．磁场； C ．漏电流。
18．压电式传感器只能用于测量（ ）物理量。
A ．静态； B ．动态； C ．恒定。 19．下列传感器可实现非接触测量的是（ ）传感器。
A ．光电式； B ．压电式； C ．电位器式。 20．用霍尔元件组成的电流传感器（ ）电流。
A ．只能测量交流； B ．只能测量直流； C ．能测量交直流。
三、解析题（3小题，共40分）
1．测量电阻消耗的电能，可以分别测得电阻的电流I ，电阻的阻值R 和电阻的通电时间t ，然后根据W =I 2Rt 求得电阻消耗的电能。（10分）
（1）推导电能相对误差γw 与电流I 、电阻R 、通电时间t 相对误差γI 、γR 、γt 的关系式； （2）若I 、R 、t 的相对误差分别为γI = -2.0%，γR =+1.5%，γt =+1.5%。求电能W 的相对误差γw ；
（3）若I 、R 、t 的相对误差分别为γI =±2.0%，γR =±1.5%，γt =±1.5%，从最大误差出发，求电能W 的相对误差γwm 。
2．单端悬臂梁压力传感器及其测量电路如图3.1所示。已知：E =2.0×1011N/m2，b =3.0mm，h =1.0mm，l 1=30mm，l 2=20mm，R 1~R 4的初值均为100Ω，k =2.0，F =10N，供电压U =10V。（提示：
（1）求R 1~R 4的应变Ɛ1~Ɛ4；
'~R 4'； （2）求应变后R 1~R 4的阻值R 1
（3）求桥路的输出电压U O 。
（4）若将测量电路中R 2与R 3的位置互换，则输出电压U O 又为多少？
ε=
6Fl Ebh 2）（20分）
图 3.1
3．某平面直线位移型差动电容器传感器，结构如图3.2（a ）所示。已知b 1=b 2=b =0.050m，初始位置时a 1=a 2=a =0.020m，极距d =0.0020m，极间介质为空气，介电常数Ɛ=8.854×10-12F/m。测量电路采用图3.2（b ）所示的交流电桥，变压器二次电压u =2sin 1000πt V 。（提示：C =εA ）（10分）
d
（1）求初始位置时每个电容的电容量C 0；
（2）求动极板左移0.010m （即△a =0.010m）时C x1和C x2的电容量； （3）求动极板左移时电桥的输出电压u o 。
图3.2
参考答案与评分标准
一、填空(每空1分，共40分)
1．（变换），（选择），（比较），（显示）。 2．（系统），（随机），（粗大），（系统），（随机）。 3．（修正值），（实际值）。 4．（单峰），（有界），（对称），（抵偿）。 5．（1.0%），（1.0A ）。 5．（2.0%），（2.0）。 7．（恒值），（变值），（变值），（周期性）。 8．（直线），（转角）。 9．（2），（5），（0.72），（120.72） 10．（逆），（正）。 11．（逆），（正）。 12．（干扰源），（干扰耦合通道），（被干扰对象）。 13．（静电），（磁场），（漏电流），（共阻抗）。
三、解析题（3小题，共40分） ：（1）2γI +γR +γt ，（4分）；
（2）-1.0%，（3分）； （3）±7.0%，（3分）。
2．（20分）：（1）3.0×10-3，-3.0×10-3，2.0×10-3，-2.0×10-3，（2+2+2+2分）；
（2）100.6Ω，99.4Ω，100.4Ω，99.6Ω，（2+2+2+2分）； （3）0.050V ，（2分）； （4）0 V，（2分）。
5．（10分）：（1）4.427pF, （2分）；
（2）6.6405pF, 2.2135pF ；（4分）；
（3）52sin 100 t V , （4分）
广东工业大学华立学院考试试卷
课程名称: 检测技术与仪表 考试时间: 2015 年 1 月 日
一、填空题（每空1分，共40分）
1．测量仪表的基本功能应具有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）功能四种功能。
2．根据误差的性质及其产生的原因，可分为（ ）误差、（ ）误差和（ ）误差。（ ）误差表征测量结果的准确度；（ ）误差表征测量结果的精密度；（ ）误差的测量结果称为坏值。 3．与被测量绝对误差数值相等，符号相反的值c （即c =-⊿x ）称为（ ）值。仪表修正值与示值相加等于（ ）。 4．大多数随机误差服从正态分布。服从正态分布的随机误差具有（ ）性、（ ）、（ ）性和（ ）性四个特点。 5．一块满刻度为I m =100A，精度为s =1.0的直流电流表，其最大满刻度引用误差为γ0m =（ ），最大绝对误差△I m =（ ）。 6．在校验一块满刻度为U m =300V的电压表时，若测得它的最大绝对误差为⊿x m =6V，则其引用误差为( ) ，该标的精度等级应定为( ) 级。
7．根据系统误差的变化特征，可将系统误差分为（ ）系统误差和（ ）系统误差两种类型。（ ）系统误差又可分为线性系统误差、（ ）系统误差和复杂变化性系统误差。 8．电位器式传感器可以把（ ）位移或（ ）位移转换成具有一定函数关系的输出电阻或输出电压。
9．某标称值为R =120Ω，P max =208mW的金属电阻应变片，材料的泊松系数μ=0.5，则其灵敏度k =（ ），最大允许电压U max =（ ）V 。当该应变片产生ε=3.0×10-3应变时，该应变片电阻的变化△R =( ) Ω, 此时，应变片的阻止R '=( ) Ω。
10．压电式传感器是基于某些材料的压电效应工作的。在压电材料的极化方向施加电场，压电材料将产生机械变形的现象称为（ ）压电效应；对压电材料施加外力，在材料的一定表面上将产生电荷的现象称为（ ）压电效应。
11．超声波发生器是基于压电晶体的（ ）压电效应工作的；超声波接收器是基于压电晶体的（ ）压电效应工作的。
12．干扰的形成必须具备（ ）、（ ）和（ ）三个要素。
13．干扰的耦合方式包括（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合。
二、单项选择题（每题1分，共20分；每题只有一个正确答案，多选或错选不得分）
1．（ ）用于衡量仪表示值的分散程度。
A ．精密度 B ．准确度； C ．精确度。 2．（ ）用于衡量仪表示值偏离被测量实际值的程度。
A ．精密度； B ．准确度； C ．精确度。
3．国家标准规定，引用（ ）来划分仪表的精度等级。
A ．绝对误差； B ．示值相对误差； C ．最大满刻度相对误差。 4．2.0级精度的仪表比1.0级精度的仪表的精度（ ）。
A ．高； B ．低； C ．高一级。 5．仪表在使用中偏离标准工作条件所产生的误差，称为（ ）。 A ．基本误差； B ．标准误差； C ．附加误差。
6．根据功率P 与电压U 、电流I 的关系P =UI ，用电压表和电流表分别测得电压U 和电流I ，然后算出功率P 的测量方法称为（ ）。
A ．直接测量； B ．间接测量； C ．组合测量。
7．在相同条件下，多次测量同一被测量，误差的大小和符号无规则变化的误差称为（ ）。 A ．随机误差； B 系统误差； C ．粗大误差。 8．在测量数据中，如果出现某个剩余误差v i 的绝对值大于（ ），则认为该次测量值x i 为坏值，应予剔除。
ˆ。 A ．3δ； B ．3Ɛ； C ．3
9．阿卑-赫梅特判据用于判断测量数据是否存在（ ）系统误差。
A ．恒值； B ．线性； C ．周期性。 10．判断是否存在线性系统误差的方法可采用（ ）。
A ．实验对比法； B ．马利科夫判据； C ．阿卑—赫梅特判据。 11．电阻应变片受到拉伸应变时，其阻值会（ ）。
A ．变小； B ．变大； C ．不变。
12．在变间隙型自感传感器中，当铁心与衔铁的间隙变小时，线圈的电感将（ ）。 A ．变小； B ．变大； C ．不变。 13．在自感式传感器中，变面积式自感传感器的非线性误差（ ）。 A ．比变间隙式小； B ．比变间隙式大； C ．与变间隙式一样。
14． 在图2.1的桥式电路中，输出电压的表达式为U o =（ ）。
A ．
R 1R 3-R 2R 4
R R U ；
1+R 23+R 4B ．R 1R 2-R 3R 4
R U ；
1+R 2R 3+R 4C ．R 2R 4-R 1R 3
R U 。
1+R 2R 3+R 415．在图2.2的热电偶串联电路中，输出电压的表达式为U 0=（ ）。 A ．E AB (t 1, t 0)-E AB (t 2, t (0)； B ．E AB t 1, t 0)+E AB (t 0, t 2)； C ．E A B (t 1, t 0)+E A B (t 2, t 0)。
16．若在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要第三种材料导体
两端的（ ）相同，不会影响热电偶回路的热电动势。
A ．材料； B ．截面； C ．温度。 17．当两个电路中有互感存在时，一个电路中电流的变化通过互感耦合到另一个电路称为（ ）耦合。
A ．静电； B ．磁场； C ．漏电流。
18．压电式传感器只能用于测量（ ）物理量。
A ．静态； B ．动态； C ．恒定。 19．下列传感器可实现非接触测量的是（ ）传感器。
A ．光电式； B ．压电式； C ．电位器式。 20．用霍尔元件组成的电流传感器（ ）电流。
A ．只能测量交流； B ．只能测量直流； C ．能测量交直流。
三、解析题（3小题，共40分）
1．测量电阻消耗的电能，可以分别测得电阻的电流I ，电阻的阻值R 和电阻的通电时间t ，然后根据W =I 2Rt 求得电阻消耗的电能。（10分）
（1）推导电能相对误差γw 与电流I 、电阻R 、通电时间t 相对误差γI 、γR 、γt 的关系式； （2）若I 、R 、t 的相对误差分别为γI = -2.0%，γR =+1.5%，γt =+1.5%。求电能W 的相对误差γw ；
（3）若I 、R 、t 的相对误差分别为γI =±2.0%，γR =±1.5%，γt =±1.5%，从最大误差出发，求电能W 的相对误差γwm 。
2．单端悬臂梁压力传感器及其测量电路如图3.1所示。已知：E =2.0×1011N/m2，b =3.0mm，h =1.0mm，l 1=30mm，l 2=20mm，R 1~R 4的初值均为100Ω，k =2.0，F =10N，供电压U =10V。（提示：
（1）求R 1~R 4的应变Ɛ1~Ɛ4；
'~R 4'； （2）求应变后R 1~R 4的阻值R 1
（3）求桥路的输出电压U O 。
（4）若将测量电路中R 2与R 3的位置互换，则输出电压U O 又为多少？
ε=
6Fl Ebh 2）（20分）
图 3.1
3．某平面直线位移型差动电容器传感器，结构如图3.2（a ）所示。已知b 1=b 2=b =0.050m，初始位置时a 1=a 2=a =0.020m，极距d =0.0020m，极间介质为空气，介电常数Ɛ=8.854×10-12F/m。测量电路采用图3.2（b ）所示的交流电桥，变压器二次电压u =2sin 1000πt V 。（提示：C =εA ）（10分）
d
（1）求初始位置时每个电容的电容量C 0；
（2）求动极板左移0.010m （即△a =0.010m）时C x1和C x2的电容量； （3）求动极板左移时电桥的输出电压u o 。
图3.2
参考答案与评分标准
一、填空(每空1分，共40分)
1．（变换），（选择），（比较），（显示）。 2．（系统），（随机），（粗大），（系统），（随机）。 3．（修正值），（实际值）。 4．（单峰），（有界），（对称），（抵偿）。 5．（1.0%），（1.0A ）。 5．（2.0%），（2.0）。 7．（恒值），（变值），（变值），（周期性）。 8．（直线），（转角）。 9．（2），（5），（0.72），（120.72） 10．（逆），（正）。 11．（逆），（正）。 12．（干扰源），（干扰耦合通道），（被干扰对象）。 13．（静电），（磁场），（漏电流），（共阻抗）。
三、解析题（3小题，共40分） ：（1）2γI +γR +γt ，（4分）；
（2）-1.0%，（3分）； （3）±7.0%，（3分）。
2．（20分）：（1）3.0×10-3，-3.0×10-3，2.0×10-3，-2.0×10-3，（2+2+2+2分）；
（2）100.6Ω，99.4Ω，100.4Ω，99.6Ω，（2+2+2+2分）； （3）0.050V ，（2分）； （4）0 V，（2分）。
5．（10分）：（1）4.427pF, （2分）；
（2）6.6405pF, 2.2135pF ；（4分）；
（3）52sin 100 t V , （4分）