現(xiàn)代檢測技術(shù)2022試卷A及答案.doc

1、現(xiàn)代檢測技術(shù)2022試卷A及答案成績 _大學考試題 課 程 現(xiàn)代檢測技術(shù) 學 院 電信學院 考 試 日 期 2022 年 月 日 專業(yè)班號 姓 名 學 號 期中 期末 一、名詞解釋每題2分，共10分1.測試系統(tǒng)的靈敏度 2.壓電效應 3.熱電偶冷端補償 4.電阻應變效應 5.虛擬儀器 二、填空每空1分，共30分1.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)表征系統(tǒng)的 特性，一階系統(tǒng)的截止頻率表示為 ；二階系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)是阻尼比和 ，通常= 時，響應速度快，動態(tài)誤差小，系統(tǒng)的輸出可以以較快的速度到達給定的誤差范圍。2.線性度是指 ，也稱非線性誤差，常用的直線擬合方法有理論擬合、 和 等。3.常用的應變片有 與 兩大類，

2、其中靈敏度較高的是 ，線性度較好的是 。4.為了加強居民小區(qū)的平安，可以在小區(qū)圍墻上加裝 傳感器進展晝夜監(jiān)控。5.可以進展轉(zhuǎn)速測量的傳感器包括 、 和 ；可以進展金屬工件厚度測量的傳感器包括 、 共 4 頁 第 1 頁 和 。6.在圖像測量中，為了確定工件的角點，常采用 方法，它的原理是 。7.光電管、光電倍增管是利用 效應工作的，光電池是利用 效應工作的，光敏電阻是利用 效應工作的。8.極距變化型的電容式傳感器常采用差動構(gòu)造，目的是 以及 。9.為利用電橋的和差特性，進步系統(tǒng)的靈敏度，應使 橋臂上電阻應變極性一樣， 橋臂上電阻應變極性相反。10.GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)由3局部組成，分別是 、 和

3、 。三、簡答每題5分，共25分1.根本型現(xiàn)代檢測系統(tǒng)包括哪些環(huán)節(jié)？ 2.什么是霍爾效應？為什么半導體材料合適于作霍爾元件？ 3.請從CCD的原理解釋圖像亮度與曝光時間的關(guān)系。4.假如對1mm左右的微位移量進展檢測，請問可以選用什么傳感器？列舉2種方案，并解釋其工作原理。5.探底雷達可以完成哪些檢測任務？在對混凝土構(gòu)件進展探測時與超聲波傳感器有何異同？ 四、計算題共20分1.有一懸臂梁，在其中部上、下兩面各貼兩片應變片，組成全橋，如題圖1所示。1請給出由這四個電阻構(gòu)成全橋電路的示意圖。3分2假設(shè)該梁懸臂端受一向下力，長，寬，厚，應變片靈敏度系數(shù)，應變片空載電阻；第 2 頁 西安交通大學考試題 試

4、求此時這四個應變片的電阻值注：。3分3假設(shè)電電壓Ui=3V，求測量電橋的非平衡輸出電壓U0。2分圖1 2.用加速度計和電荷放大器測量振動，假設(shè)傳感器的靈敏度為7pC/g，電荷放大器的靈敏度 為100mV/pC，試確定輸入3g加速度時系統(tǒng)的輸出電壓。3分3.某磁電式傳感器可作為二階系統(tǒng)處理，系統(tǒng)的阻尼比為0.65，固有頻率為20_Hz，當要求測量幅值誤差在10以內(nèi)，請問該系統(tǒng)可以測量的信號頻率范圍是多少？5分4.表1為E型熱電偶的分度表，測量電路如圖2所示，數(shù)字電壓表的讀數(shù)為1.54mV，熱電偶與電壓表用補償導線連接，請問被測溫度T_是多少，給出計算過程。4分表1 E型熱電偶分度表分度號：E，單

5、位：mV溫度熱電動勢mV0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0.000 0.059 0.118 0.176 0.235 0.295 0.354 0.413 0.472 0.532 10 0.591 0.651 0.711 0.770 0.830 0.890 0.950 1.011 1.071 1.131 20 1.192 1.252 1.313 1.373 1.434 1.495 1.556 1.617 1.678 1.739 30 1.801 1.862 1.924 1.985 2.047 2.109 2.171 2.233 2.295 2.357 40 2.419 2.482 2.

6、544 2.057 2.669 2.732 2.795 2.858 2.921 2.984 圖2 第 3 頁 五、綜合分析p 15分在電子秤實驗中，砝碼質(zhì)量與直流全橋電路的輸出電壓如表2所示，假設(shè)數(shù)據(jù)中不含系統(tǒng)誤差與粗大誤差，輸入量滿量程為20_g，試分析p 該系統(tǒng)的以下靜態(tài)特性：零位、輸出滿量程、線性度、靈敏度、重復性誤差。表2：電子秤實驗數(shù)據(jù) 電壓V砝碼g20 40 60 80 100 120 140 160 180 20_第1組 0.021 0. 0.058 0.079 0.097 0.117 0.137 0.157 0.177 0.197 第2組 0.019 0. 0.059 0.07

7、9 0.099 0.119 0.139 0.159 0.179 0.199 第3組 0.034 0.052 0.071 0.090 0.108 0.126 0.145 0.163 0.182 0.20_注：直線擬合用端點連線擬合法。第 4 頁 一、名詞解釋每題2分，共10分1.測試系統(tǒng)的靈敏度傳感器輸出變化量與輸入變化量之比 2.壓電效應某些材料如石英當沿著一定方向施加力變形，由于材料分子不具備中心對稱性，其內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個外表上產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后，重新恢復到不帶電狀態(tài)，此現(xiàn)象稱為正壓電效應。逆壓電效應是指當壓電材料沿一定方向受到電場作用時，相應的在一定的晶軸方向

8、將產(chǎn)活力械變形或機械應力，又稱電致伸縮效應。3.熱電偶冷端補償熱電偶回路的熱電勢是兩個接點溫度的函數(shù)，為此，必須使冷端溫度保持不變，其輸出熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。在實際測量中，熱電偶的兩端間隔 很近，冷端溫度易受測量對象和環(huán)境溫度波動的影響，而難以保持恒定，從而引入測量誤差。補償方法：0恒溫法；補償導線法；修正法；補償電橋法等。4.電阻應變效應金屬導體在外力作用下發(fā)活力械變形時，其電阻值隨著所受機械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。5.虛擬儀器在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義、具有虛擬面板、其測試功能由軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。二、填空每空1分，共30分1.輸

9、出隨輸入變化快慢的動態(tài)特性；1/；無阻尼固有角頻率固有頻率；0.60.80.7；2.系統(tǒng)輸入輸出特性與擬合直線的不一致程度；最小二乘擬合；端點連線擬合；3.金屬電阻應變片；半導體應變片；半導體應變片；金屬電阻應變片；4.紅外圖像紅外攝像儀；5.霍爾傳感器、光電傳感器、電渦流傳感器、電感式、電容式答3種；電容式、電感式、電渦流式、超聲波式、霍爾式、光纖式等3種6.Harris角點法；定義一個矩形窗，使窗口在圖像內(nèi)滑動，當窗口處于平滑區(qū)域：無論窗口如何挪動，圖像強度均無顯著變化。邊緣區(qū)域：沿著邊緣方向灰度值無明顯變化。角點區(qū)域：無論超哪個方向挪動，均會產(chǎn)生灰度值的劇烈變化。通過這種方法可以確定角點

10、。7.外光電；光生伏特；內(nèi)光電；8.進步靈敏度；改善非線性度；9.相對；相鄰；10.空間星座局部；地面支撐系統(tǒng)；用戶設(shè)備；三、簡答題每題5分，共25分1.根本型現(xiàn)代檢測系統(tǒng)包括傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、計算機及輸出顯示、打印 西安交通大學本科生課程考試試題標準答案與評分標準 課程名稱：現(xiàn)代檢測技術(shù) 課時：48 考試時間：2022年 月日 等環(huán)節(jié)。2.置于磁場中的載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上平行電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。半導體具有高的電阻率和載流子的遷移率 3.當光照射到硅片上時，在光子作用下產(chǎn)生電子-空穴對，自由電子會被勢阱搜集，

11、電子數(shù)主要取決于光照強度和搜集積分時間的長短。曝光時間越長，光生電子數(shù)越多，圖像就越亮。4.測量1mm的位移可以采用電容、電感、光柵、光纖、容柵等多種傳感器，任選兩種。5.探底雷達可以用于建筑構(gòu)造、道路橋梁、地質(zhì)勘探、市政管線以及考古刑偵等方面。雷達對鋼筋敏感程度遠大于超聲波。因此雷達圖像可較好地反映混凝土內(nèi)部鋼筋的存在和位置，并且還可以根據(jù)反射波的強弱顯示鋼筋的銹蝕情況。超聲波和雷達均可反映混凝土內(nèi)部的構(gòu)造缺陷，但對于不密實的混凝土內(nèi)部區(qū)域，超聲波以相對低速區(qū)可較好地顯示出來，但雷達效果往往不明顯。四、計算題 1.13分；23分；32分；32.3分；3.二階系統(tǒng)動態(tài)幅值誤差表達式為：， 將A

12、()1.1和0.65代入幅頻特性公式，方程無實數(shù)解。2分將A()0.9和0.65代入幅頻特性公式，得，2分163Hz 可用頻率范圍是0163Hz。1分4.4分五、綜合分析p 15分電壓V砝碼g20 40 60 80 100 120 140 160 180 20_第1組 0.021 0. 0.058 0.079 0.097 0.117 0.137 0.157 0.177 0.197 第2組 0.019 0. 0.059 0.079 0.099 0.119 0.139 0.159 0.179 0.199 第3組 0.034 0.052 0.071 0.090 0.108 0.126 0.145 0.163 0.182 0.20_平均值 0.025 0.043 0.063 0.083 0. 0.121 0.140 0.160 0.179 0.199 擬合值 0.025 0.044 0.064 0.083 0.102 0.122 0.141 0.160 0.180 0.199 3組數(shù)據(jù)最大差值 0.015 0.014 0.013 0.011 0.011 0.009 0.008 0.006 0.005 0.003 端點擬合直線：k=(0.199-0.025)/(20_-20)=9.67_10-4V/g，b=20_k-0.1