现代检测技术基础复习题
2015年11月
一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。阐述回程差、灵敏度
和分辨力的概念。
二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。某测温仪表的测温范围
为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？
三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机
系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求?
（2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转
换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？
（3）用干电池分压的办法模拟传感器输出信号对电路进行测试，试在整个量程
范围内确定其测试点。若每一个测试点测试了十次，说明你对这些数据的处理方法并写出数据处理公式。 三、画图并说明光电池的下列特性：
（1） 开路电压、短路电流与光照度的关系； （2） 输出电流与负载电阻及光照度的关系。
四、画图并说明光电二极管与放大器的电流放大连接法、电压放大连接法和阻
抗变换连接法。说明各连接法适用于哪些测量情况。 五、（1）怎样测试光敏电阻的好坏？
（2）比较光敏电阻、光电池、光电二极管的异同点。 （3）说明选择光电检测器时应注意哪些问题。
六、写出朗伯-比尔定律的数学表达式，说明各符号的含义。
七、用于测量输送皮带上粉粒物料的近红外水分仪为何要采用三个波长进行测
量？它测量水分通常采用哪几个波长？为什么？他的测量原理是基于什么
定律？
八、（1）试对光电管、光电倍增管、光电阻、光电池、光电二极管和光电三极
管的动态特性、灵敏度、长期稳定性以及光电特性的直线性进行比较。（2）设计光电检测系统时，对光电检测器件的选择要点是什么？
九、（1）何为热释电效应？热释电传感器的特点是什么？在热释电传感器前面
加菲涅尔透镜的作用是什么？
（2）光电检测中为什么大多采用交流放大器？
十、说明CCD玻管尺寸测控仪的组成，画出其CCD接收到的视频信号图。 十一、（1）画出反向偏置光电二极管检测电路和等效电路。说明高频段和低频段分别受哪些参数的制约？为什么？（2）相同n级级连放大器的高频截止频率和单级放大器的高频截止频率的关系是什么？低频截止频率呢？ 十二、阻容并联电路中电阻的大小对阻容并联电路噪声影响如何？写出阻容并
联电路的热噪声表示式。
十三、说明电子元器件晶体管和场效应管哪个输入阻抗大？光敏电阻通常需要
使用何种器件的输入级电路才能较好地进行低噪声匹配？
十四、（1）放大器的噪声系数是怎样定义的？放大器的噪声系数只与放大器有
关吗？
（2） 源电阻越小，放大器噪声系数越小吗？为什么？ （3） 写出级联放大器的噪声系数表达式。
十五、用2DU1型光电二极管和两级相同的放大器组成光电检测电路。被测光信
号的波形如下图所示，脉冲重复频率f=100kHz，脉宽t0=1 .0微妙，脉冲幅度1V，设光电二极管的结电容cj=3pF，输入电路的分布电容C0=5pF，设计该电路的阻容参数。
十六、说明锁相放大原理。分析下图测量过程，说明为什么能抑制光源波动的影响？
十七、（1）简述锁相放大器的组成和测量原理。
（2） 当测量信号x(t)为正弦波含带宽噪声，参考信号r(t)为方波时，即
x?t??Vscos??0t????n?t?r?t??4Vr画出他们经相敏检波后的谐波响应图。
（3）说明若要避免50Hz干扰，? 0 应避免使用哪些频率（至少写出不应使用的
三个频率值）？
??2n?1n?1???1?n?1cos?2n?1??t0（4）说明正交锁相放大器比普通锁相放大器有何优点？ （5）外差式锁相放大器与普通锁相放大器的不同点是什么？ （6）请设计并画出外差式正交锁相放大器原理示意图。
补充思考题：
1. 放大器的噪声系数只与放大器有关吗？为什么？
2. 放大器的噪声系数是怎样定义的？源电阻越小，放大器噪声系数越小吗？
3. 有些人在选择前置放大器时，只是对不同放大器的某一噪声（厂家给出的测试条件下的
电压噪声或电流噪声）进行比较，然后就选择噪声最低的运放作为前置放大器，并说这样选择的放大器的噪声系数最小，这样的结论正确吗？为什么？
4. 一光电检测电路包括前置放大级、第二放大级和第三放大级，共有三级放大，总放大倍
数为1000倍，试问怎样分配各级的放大倍数有利于降低总的噪声系数？写出三级放大的总噪声系数表达式。
5. 电压并联负反馈中，加反馈后的噪声系数比没有加反馈时的噪声系数增大了多少？反馈
电阻越大增加的噪声系数就越大吗？
6. 写出一阶RC滤波器的幅频响应公式及相角公式。
7. 写出参考信号为方波时的傅里叶级数表达式。写出锁相放大器输入信号为正弦波，参考
信号分别为正弦波和方波情况时的输出信号表达式（输入信号和参考信号相乘后通过低通滤波后的输出）。
