《现代检测技术及仪表》第2版习题解答(第6章)
现代检测技术(2)--2012试卷A参考答案
ﾴ
2Dv tanq c2
，
v
ﾴ
c2 2D tanq
Dt
，根据测得的流速可以计算出流量。
2. 被测量是角度位移量，根据绝对编码器所输出的光电信号编码直接读出测量值；为消除非单值 性误差，经常采用格雷码（也称循环码）编码，代替 8421 编码。
3. 图 1 是金属热电阻的测量电路，可以消除导线电阻的影响，提高测量精度。 4. 选 A，中间导体定律；t1 和 t2 相等，中间温度定律。 5. 雷达发射机产生的电磁波经天线辐射到大气中后，以光速在大气中传播，位于天线波束内的物
信技术、蓝牙技术、无线传感器网络技术和无线 Internet 网络等，都可以通过合理的设计和开发整合到
测控系统当中，从而实现检测系统的自由组网、信息共享、高效管理等功能，
三、分析题（10 分）
使用背光照明，使得一部分光线透过工件进入镜头，从而准确清晰的得到工件的边缘轮廓，通过检测
玻璃瓶两侧边缘位置，并根据事先确定的阈值条件，可以判断工件是否到位。
纵向应变（5
分 ） ， -0.3*10-3
横向应变（2
分）；
2）3.92*105N（3 分）；
3. 解：为了满足 USC
=
f ( x)
呈线性关系，CF
接入反馈回路，CX
接在输入回路，则有
U U
SC SR
=
-
ZF ZX
=
-
CX CF
，
式中 CF
=
1.8
e ln
r
(
L R
/
r
)
=
1ﾴ 2.5 1.8ln(6 / 4.5)
四、计算题 （共 30 分）
1. 1）放大倍数 191 倍，莫尔条纹间距 1.91mm；（各 1.5 分）
《自动检测技术及应用(第2版)》梁(1-12章练习思考题答案)
第一章检测技术的基本概念思考题与习题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的准确度等级应定为____C____级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买____B____级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是____B____。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.准确度等级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____C____左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于____D____。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于____A____。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）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，其目的是为了____D____。
A.提高准确度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量；2）动态测量；3）直接测量；4）间接测量；5）接触式测量；6）非接触式测量；7）在线测量；8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，准确度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为____A____。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为____B____，100℃时的示值相对误差为____C____。
《现代检测技术及仪表》第2版习题解答(孙传友编)第6章
第6章6-1答：有三条码道。
码盘上最外圈码道上只有一条透光的狭缝，它作为码盘的基准位置，所产生的脉冲将给计数系统提供一个初始的零位(清零)信号；中间一圈码道称为增量码道，最内一圈码道称为辨向码道。
这两圈码道都等角距地分布着m 个透光与不透光的扇形区，但彼此错开半个扇形区即90°/m 。
所以增量码道产生的增量脉冲与辨向码道产生的辨向脉冲在时间上相差四分之一个周期，即相位上相差90°。
增量码道产生的增量脉冲的个数用于确定码盘的转动角度，辨向脉冲与增量脉冲的相位关系用于确定码盘的转动方向。
6-2答：因为主光栅沿栅线垂直方向(即x 轴方向)移动一个光栅栅距W ，莫尔条纹沿y 轴正好移动一个条纹间距H （H>>W ），光电元件的输出电压变化一个周期，光栅辩向电路产生一个脉冲计数，采用电子细分技术后，主光栅移动一个光栅栅距W ，细分电路将产生m 个计数脉冲，光栅的分辨率即一个脉冲计数代表的位移就从W 变成W/m 。
光栅的栅距一般为0.01～0.1mm ，电子细分数在12～60甚至更多，因此光栅传感器能测量很微小的位移。
光栅传感器中有两个相距四分之一莫尔条纹间距的光电元件，这两个光电元件的输出信号u 1和u 2的相位差正好等于π/2。
当位移反方向时，正向位移时原来相位超前的那个光电元件的输出信号的相位，就从相对超前变为相对迟后，这就会使相关的辨向电路控制计数器从脉冲加计数变成脉冲减计数，因此计数器的计数结果反映位移正负两抵后的净位移。
6-3答：长光栅所允许的移动速度V 受光敏二极管响应时间τ的限制τ≥VW 故s m s m WV /2010501063=⨯=≤--τ 6-4解：六位循环码码盘测量角位移的最小分辨率为： rad 098.06.523606===α。
码盘半径应为： mm mm lR 1.0098.001.0===α 循环码101101的二进制码为110110，十进制数为54；循环码110100的二进制码为100111，十进制数为39。
《现代检测技术及仪表》习题解答
第 4章１、 为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨力比非线绕式电位器低? 答: 线绕式电位器的电阻器是由电阻系数很高的极细的绝缘导线, 整齐地绕在一个绝缘 骨架上制成的。
在电阻器与电刷相接触的部分, 导线表面的绝缘层被去掉并抛光, 使两者在 相对滑动过程中保持可靠地接触和导电。
电刷滑过一匝线圈, 电阻就增加或减小一匝线圈的 电阻值。
因此电位器的电阻随电刷位移呈阶梯状变化。
只要按精确设计绝缘骨架尺寸按一定 规律变化, 如图４－1-2(b)所示, 就可使位移－电阻特性呈现所需要的非线性曲线形状。
由 ４－1-2(a)可见, 只有当电刷的位移大于相邻两匝线圈的间距时, 线绕式电位器的电阻才会 变化一个台阶。
而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动, 电阻呈连续变化, 因此线绕式电 位器分辨力比非线绕式电位器低。
２、 电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小吗?为什么?答: 应变片的灵敏系数k 是指应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应 变之比称为, 而应变电阻材料的应变灵敏系数k 0是指应变电阻材料的阻值的相对变化与应变 电阻材料的应变之比。
实验表明: k ＜k , 究其原因除了黏结层传递应变有损失外, 另一重要原因是存在横向效应的缘故。
应变片的敏感栅一般由多条轴向纵栅和圆弧横栅组成。
当试件承受单向应力时, 其表面 处于平面应变状态, 即轴向拉伸εx 和横向收缩εy 。
粘贴在试件表面的应变片, 其纵栅承 受εx 电阻增加, 而横栅承受εy 电阻却减小。
由于存在这种横向效应, 从而引起总的电阻 变化为⊗RR = k x ∑x + k y ∑ y = k x (1+〈H )∑x ,按照定义, 应变片的灵敏系数为k = ⊗R / R = k (1+〈H ),∑ x x∑ y k y 因〈 = ∑ x < 0, 横向效应系数 H = k x> 0, 故k < k x < k 0。
《现代检测技术及仪表》第1～3章习题解答
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。
答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础。
仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。
仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。
仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。
如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
”。
现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。
从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
２、非电量电测法有哪些优越性。
答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
３、各类仪器仪表有哪些共性。
答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
《现代检测技术及仪表》第2版习题解答
1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础”。
如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。
尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。
从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。
1-4答：“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”叫做传感器。
现代检测技术第二版课后习题
第二章课后习题作业2.1 为什么一般测量均会存在误差？解：由于检测系统不可能绝对精确，测量原理的局限，测量算法得不尽完善，环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等因素，也使得测量结果不能准确的反映被测量的真值而存在一定误差。
2.2 什么叫系统误差？什么叫随机误差？它们产生的原因有哪些？解：在相同的条件下，多次重复测量同一被测参量时，其测量误差的大小和符号保持不变或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。
产生系统误差的原因：①测量所用工具本身性能不完善或安装布置调整不当；②在测量过程中因湿度、气压、电磁干扰等环境条件发生变化；③测量方法不完善或测量所依据的理论本省不完善。
在相同条件下多次重复测量同一被测参量时，测量误差的大小与符号的大小均无规律变化，这类误差称为随机误差。
产生随机误差的原因：由于检测仪器或测量过程中某些未知无法控制的随机因素综合作用的结果。
2.3 什么叫绝对误差？什么叫相对误差？什么叫引用误差？解：绝对误差是检测系统的测量值X 与被测量的真值X 0之间的代数差值△x 。
0X -X x =△相对误差是检测系统测量值的绝对误差与被测量的真值的比值δ。
%100X x⨯=△δ 引用误差是检测系统测量值的绝对误差Δx 与系统量程L 之比值γ。
%100Lx⨯=△γ 2.4 工业仪表常用的精度等级是如何定义的？精度等级与测量误差是什么关系？解：工业检测仪器常以最大引用误差作为判断精度等级的尺度，最大引用误差去掉百分号和百分号后的数字表示精度等级。
2.5被测电压范围是0～5V ，现有（满量程）20V 、0.5级和150V 、0.1级两只电压表，应选用那只电表进行测量？解：两种电压表测量所产生的最大绝对误差分别是： |ΔX 1max |=|γ1max | * L 1=0.5% * 20=0.1V |ΔX 2max |=|γ2max | * L 2=0.1% * 150=0.15V 所以|ΔX 1MAX |<|ΔX 2mac | 故选用20、0.5级电压表。
现代仪器分析第二版部分习题解答.doc
现代仪器分析习题解答2009年春第12章电位分析及离子选择性电极分析法P2161.什么是电位分析法？什么是离子选择性电极分析法？答：利用电极电位和溶液中某种离了的活度或浓度Z间的关系來测定待测物质活度或浓度的电化学分析法称为电位分析法。
以离子选择性电极做指示电极的电位分析，称为离子选择性电极分析法。
2.何谓电位分析中的指示电极和参比屯极？金属基电极和膜电极冇何区别？答：电化学中把电位随溶液中待测离了活度或浓度变化而变化，并能反映出待测离了活度或浓度的电极称为指示电极。
电极电位恒定，不受溶液组成或电流流动方向变化影响的电极称为参比电极。
金属基电极的敏感膜是由离子交换型的刚性基质玻璃熔融烧制而成的。
膜电极的敏感膜一般是由在水中溶解度很小，11能导屯的金属难溶盐经加压或拉制而成的单晶、多晶或混晶活性膜。
4.何谓TISAB溶液？它有哪些作用？答：在测定溶液屮加入大量的、对测定离子不干扰的惰性电解质及适量的pH缓冲剂和一定的掩蔽剂，构成总离子强度调节缓冲液(TISAB)。
其作用有：恒定离了强度、控制溶液pH、消除干扰离了影响、稳定液接电位。
5.25°C时，用pH=4.00的标准缓冲溶液测得电池：“玻璃电极I H+ (a=X mol.L1) |饱和甘汞电极”的电动势为0.814V,那么在6?(HA C)=1.00X103 mol.L-1的醋酸溶液中，此电池的电动势为多少？(K H Ac=1.8X10t设a H+=[H+])解：•产(p 叶申孑(p(+)- (K-0. 0592pHi)E2= (p(+>-</)(-)=(p(+)- (K-0. 0592pH2)/.E2- Ei= E2-0. 814=0. 0592 (pH2- pH】)AE2=0. 814+0. 0592(-lg VKc^4. 00) =0. 806 (V)6.25°C时,用pH二5. 21的标准缓冲溶液测得电池:“玻璃电极I H~ (a=X mol.If1) |饱和甘汞电极”的电动势为0. 209V,若用四种试液分别代替标准缓冲溶液，测得电动势分别为①0.064V；②0. 329V；③0. 510V；④0. 677V，试求各试液的pH和K活度解：(1) A E F O. 064-0. 209=0. 0592 (pH-pH s)VpH s=5. 21・・・pHf2. 76 a H=l. 74X10-3 mol.L-1(2) A E2=0. 329-0. 209=0. 0592 (pH2-pH s)VpH s=5.21(3) A E3=0. 510-0. 209=0. 0592 (pH：厂pH JVpH s=5. 21・・・pll3 二10.29 a H-=5. 10X10-11 mol.L-1(4) A E F O. 677-0. 209=0. 0592 (pH 厂pH JVpH =5. 21・・・pH尸13. 12 a lf=7. 60X10-14 mol .If17.25°C时，电池：“镁离子电极I Mg2+ (a=1.8X10-3mol.L_1) |饱和甘汞电极”的电动势为0.411V,用含\1尹试液代替已知溶液，测得电动势为0.439V,试求试液屮的pMg值。
现代检测技术及仪表第2版
11.3.2 实用气体检测
图 11－3－5 有害气体检测与排气控制电路
图 11－3－6 预防酒后开车控制电路
图 11－3－7 实用瓦斯报警器
图 11－3－1 热导式气体分析仪原理
1－磁风方向； 2－永久磁铁； 3－热丝； 4－环形气室壳体。
图 11－3－2 热磁式检测器示意图
图11-3-3 CO2红外气体分析仪示意图
图11-3-4光电比色计原理框图
1—光源; 2—透镜; 3—滤光片; 4—参比介质比色皿; 5—被测介质比色皿; 6—检测元件; 7—比较放大器; 8—显示屏.
第11章 成份与含量旳电测法
11.1 水分和湿度旳电测法
11.1.1 水分和湿度旳电测法 11.1.2 固体水分旳电测法
图 11－1－1 电阻式测定纸页水分
图 11－1－2 共面式平板电容传感器
11.1.3 气体湿度旳电测法
图 11－1－3 干湿球湿度计工作原理
H
p n
p
p m
Ap(T
1
T
)
2
p
1
Ap
p
(T
1
T
)
2
m
m
m
图 11－1－4 热敏电阻式湿度传感器
11.2.2 浓度旳电测法
图 11－2－2 电导池测量线路原理图 K－电导池；1。2－极板
G 1 A
RL
图 11－2－3 电磁浓度计原理
11.3 气体分析与检测
11.3.1 气体分析
R
R0
(1
பைடு நூலகம்
t
)
0
1 I 2 R0
k
c
(完整版)检测技术课后部分习题答案
《检测技术》部分习题答案第2章2-1 二阶系统的频率特性受阻尼比ξ的影响较大。
分析表明，ξ越小，系统对输入扰动容易发生超调和振荡，对使用不利。
在ξ=0.6-0.7时，系统在宽广的频率范围内由于幅频特性和相频特性而引起的失真小，系统可以获得较为合适的综合特性。
比如二阶系统在单位阶跃激励下时，如果阻尼比ξ选择在0.6-0.7范围内，则最大超调量不超过10%，且当误差允许在(5-2)%时趋于“稳态”的调整时间也最短。
2-2 频率特性是指测试系统反映出来的输出与输入幅值之比和两者之相位差是输入频率的函数的这样一个特性。
当测试系统的输入为正弦信号时，将该信号的输出与输入之比定义为频响函数。
工作频带是指测试装置的适用频率范围，在该频率范围内，仪器装置的测试结果均能保证达到其它相关的性能指针。
2-3 不失真测试要求测试系统的输出波形和输入波形精确相一致，只是幅值相对增大和时间相对延迟。
而实际的测试系统很难做到无限频带上完全符合不失真测试的条件，即使测取一个理想的三角波，在某一频段范围内，也难以完全理想地实现不失真测试。
三角波呈周期性变化，其测试装置的非线性度必然引起波形的畸变，导致输出失真。
由此只能努力使波形失真限制在一个允许的误差范围内，即做到工程意义上的不失真测量。
2-4 系统的总灵敏度为：90×0.005×20=9mm/Mpa 偏移量为：9×3.5=31.5mm2-5 由 ，得用该装置测量频率为50Hz 的正弦信号时， ，即幅值误差为1.3%相角差为：2-6()[]()()t10t 1000/t 2e 39.0t 40cos 05.0t 40sin 01.0t 4cos 34.0t 4sin 86.0e 39.096.75t 40sin 048.080.21t 4sin 93.0sin et sin )(1A )t (y ---+-+-=+-+-=-++=ϕϕωωττk ()()()()ωτϕωϕωωωωarctan a e t sin a 1)t (y s a s 1s Y 22at 2222-=++++=++=-注：设输入t Asin )t (x ω=2-7 由得输入信号的频率范围是：2-8 环节一的灵敏度为： 1.5/5=0.3 环节二的灵敏度为： 41故串联后的灵敏度为：0.3×41=12.32-9 由测量频率为400Hz 变化的力参量时 : 若装置的阻尼比为0.7，则:2-10第5章5-1 单侧厚度测量利用X射线在被测物体表面反射的强度与被测件的材料有关，且随被测件厚度的增大而增大的原理。
现代检测技术及应用习题和思考题答案
习题和思考题参考答案第一章1. 试举例说明某种检测仪器在过去一百年里的变迁以及未来的发展趋势。
2. 举例说明现代检测技术在某个行业的应用。
3. 检测技术和基础科学创新具有什么关系？试举一例说明两者之间的依赖关系。
4. 检测系统由哪几个部分组成？各部分的功能是什么？答：检测系统由传感器、信号采集处理电路、显示/输出单元组成。
传感器把被测量转化成模拟或数字电信号。
信号采集处理电路对传感器输出信号进行处理，如果是模拟信号则通过信号调理电路进行滤波、转换、放大然后通过模数转换器件转换成数字信号，如果是数字信号则可以直接读入寄存器或微处理器，然后在微处理器里进行数字信号处理。
显示/输出单元用以显示或输出检测系统的测量结果。
5. 自动化系统里一定包含检测装置吗？检测装置对自动化系统具有什么作用？答：自动化系统不一定包含检测装置，比如一些开环控制系统，定时控制系统就不需要检测装置。
检测装置一般用来直接或间接检测自动控制系统的输出量，然后反馈给控制器对受控量进行调整。
6. 智能化系统里是否一定包含检测装置？检测装置的作用是什么？答：智能化系统都包含了检测装置，因为智能化控制需要根据检测装置的反馈才能进行智能控制。
检测装置用来感知被控对象或所处环境的各种变量，控制器根据这些变量的大小对物理对象进行智能控制。
7. 现代检测技术具有哪些发展趋势？答：集成化、智能化、网络化、拓展并创新面向极端环境/极限测量任务的新型检测技术和方法。
第二章1.检测系统的静态特性指标有哪些？答：检测系统的静态特性指标主要有量程、灵敏度、线性度、迟滞误差、重复误差、精度等级等。
2.什么是不失真测量？不失真测量对检测系统的频率特性有什么要求？答：不失真测量是指检测系统的输出信号与输入信号波形一致，虽有时间上的延迟但没有任何波形差异。
要做到不失真测量，在输入信号的频率范围内，检测系统的幅频特性应该为常数，相频特性为一条直线。
3.有一压力传感器，测量压力范围为0 ~100 k Pa，输出电压范围为0 ~1000mV, 实测某压力值，传感器输出电压为512mV，标准传感器的输出电压为510 mV。
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第6章-5页word资料
第6章 数字式传感器6.1 编码器6.1.1 直接编码器——直接将角位移转换为2进制数码一、工作原理1、组成结构 图6-1-1 ⎪⎩⎪⎨⎧个光电元件－－圈码道码盘－－有光源n n2、工作原理：各光电元件根据受光照与否转换输出相应的电平信号分别代表二元码“1”和“0”。
通过光电转换，码盘转角α转换成成一组相应的n 位二元码。
结论：直接编码器多采用循环码盘三、转换关系和转换电路1、转角与二进码转换 ∑∑=-=-︒=︒==ni ii n i i n i nC C N 1112 360 22360θα 2、二进码与循环码的转换C 1C 2C 3C 4……C n R 1R 2R 3R 4……R n⊕ C 1C 2C 3……C n-1 ⊕ C 1C 2C 3……C n-1 R 1R 2R 3R 4……R n C 1C 2C 3C 4……C n3、转换电路1）二进制码转换为循环码1°并行电路 图6-1-4（a ） 2°串行电路 图6-1-4（b ）2）循环码转换为二进制码1°并行电路 图6-1-5（a ）2°串行电路 图6-1-5（b ）触发器先清零，J=K=R i ，i i i i i i i R C C R C R C Q ⊕=⋅+⋅==---111 6.1.2 增量编码器 一、结构与工作原理 1．组成结构 图6-1-6 ①光源②码盘 三个码道：1°零位码道A —1条透个狭缝2°增量码道B —m 个透光不透光扇区3°辨向码道 C —m 个透光不透光扇区 （B 、C 全错开半个扇区）③光电元件三个——与三个码道对应 2．工作原理码盘每转一周：光电元件A 产生一个脉冲 光电元件B 产生m 个脉冲光电元件C 产生m 个脉冲 相位差90° 二、转向和转角的测量1．转向判别——电路图6-1-8，波形图6-1-9正转 反转感光先后 C 先感光 B 先感光 相位关系 C 超前 B 超前 触发器 Q=1 Q=0 计数器 加计数 减计数 2．净转角测量①分辨率 m /3601︒=θ②净转角α与计数结果N 的关系6.2 光栅6.2.1光栅的结构和基本原理一、光栅传感器的结构 图6-2-11、主光栅(又称标尺光栅) ，均匀地刻划有透光和不透光的线条2、指示光栅，刻有与主光栅同样刻线密度的条纹3、光源和透镜4、光电元件二、莫尔条纹的形成与特点1、莫尔条纹的形成 图6-2-2主光栅与指示光栅的栅线之间保持很小的夹角β，在近乎垂直栅线的方向上出现了明暗相间的条纹――莫尔条纹。
现代检测技术及仪表考试重点
第１章绪论1.1.1传感器的基本概念一、传感器的定义国家标准定义――“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。
”（当今电信号最易于处理和便于传输）通常定义――“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。
二、敏感器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置１、当ZX=即被测非电量X正是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电量)Z时，可直接用传感器将被测非电量X转换成电量Y。
２、当ZX≠即被测非电量X不是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电量)Z时，就需要在传感器前面增加一个敏感器，把被测非电量X 转换为该传感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)Z。
1.2.2传感器的分类和命名法一、传感器的类型二、传感器的分类方法：按照被测的非电量分类，按照输出量的性质1.3检测仪表与系统概述1.2.1检测仪表与系统的基本组成传感器:把被测的非电量变换成电量测量电路:把传感器的输出电量变成电压或电流信号显示装置:显示测量结果。
模拟显示数字显示图像显示1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型二、普通数字式检测仪表（a ）模数转换式――A/D 转换器把直流电压转换成数字 (b) 脉冲计数式――计数器对传感器脉冲进行计数 三、微机化检测系统具有普通的模拟式和数字式检测仪表所没有的新特点和新功能： (1)自动调零功能 (2)量程自动切换功能 (3)多点快速测量 (4)数字滤波功能 (5)自动修正误差 (6)数据处理功能 (7)多媒体功能 (8)通信或网络功能 (9)自我诊断功能第２章 检测系统的基本特性2.1.2检测系统的静态性能指标 一、 测量范围和量程 1、测量范围：（x min ，x max ）x min ――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限） x max ――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。
2、量程： m i n m a x x x L -= 二、灵敏度Sdxdyx y S x =∆∆=→∆)(lim 0串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积321S S S S =三、分辨力与分辨率1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量min x ∆。
《汽车检测与诊断技术(第2版)》习题答案 习题
思考题课题一发动机电控系统的检测与故障诊断任务一发动机电控系统的万用表检测1.汽车万用表应具备哪些功能？2.简述汽车万用表的基本结构。
3.简述汽车万用表直流电压的测量方法。
4.简述发动机电控系统万用表检测直流电压的方法.5.简述数字式万用表测量汽车静态电流排除漏电故障的方法。
任务二发动机电控系统的组成原理与检测诊断1.汽车发动机电控系统由哪些部分组成？2.发动机电控系统的功能有哪些？3.简述冷却液温度传感器的工作原理。
4.简述进气温度传感器的工作原理。
5.进气压力传感器有哪些种类？6.简述对自洁电路的检查的方法。
7.简述热膜式空气流量传感器的特点。
8.常用的氧传感器有哪些？9.触点开关式节气门位置传感器由哪些部分组成？10.简述电控节气门系统的工作原理。
11.磁脉冲式曲轴位置传感器由哪些部分组成？12.常用的曲轴位置传感器有哪些？13.简述爆震传感器的工作原理。
14.电控单元（ECU）有什么用途？15.电动燃油泵有什么用途？由哪些部分组成？16.如何排除电磁喷油器的故障？17.简述点火线圈的用途和工作原理。
18.炭罐电磁阀故障应检测哪些方面？19.电喷车辆故障一般有哪些故障类型？20.应急故障处理应如何操作？任务三发动机电控系统常见故障的诊断1.发动机电控系统常见故障有哪些？2.起动时，发动机不转或转动缓慢时，一般故障部位是哪里？3.简述热车起动困难的诊断流程。
3.起动正常但怠速过高的一般故障或故障部位是什么？课题二自动变速器电控系统的检测与故障诊断任务一自动变速器的诊断原则与程序1.电控自动变速器由哪些部分组成？2.简述自动变速器的故障诊断原则。
3.简述自动变速器的故障诊断程序。
任务二自动变速器电控系统的故障自诊断1.简述丰田A341E型电控自动变速器故障码的闪烁方式。
2.A341E型电控自动变速器的故障码16代表的故障是什么？故障的部位是哪里？3.4T65E型电控自动变速器的故障码P0716的故障内容是什么？应如何做到失效保护？4.通用4T65E型电控自动变速器可利用哪些方法清除故障码？任务三自动变速器试验1.自动变速器试验有哪些？2.什么是手动换挡试验？3.失速试验的目的是什么？4.简述时滞试验的方法。
自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案
自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案=+平均无故障工作时间有效度平均无故障工作时间平均故障修复时间1基本知识引论1、测量范围、测量上、下限及量程测量范围：仪器按照规定的精度进行测量的被测变量的范围测量下限：测量范围的最小值测量上限：测量范围的最大值量程：量程=测量上限值-测量下限值1.2.3灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比灵敏度Y U=1.2.4误差绝对误差：?max δ绝对误差 = 示值－约定真值相对误差：δ相对误差（%）= 绝对误差/约定真值引用误差：max δ引用误差（%）= 绝对误差/量程最大引用误差：最大引用误差（%） = 最大绝对误差/量程允许误差：最大引用误差≤允许误差1.2.5精确度仪表的精确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量。
精确度划分为若干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小，精度越高1.2.8可靠度：衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度课后习题1.1检测及仪表在控制系统中起什么作用，两者关系如何？检测单元完成对各种参数过程的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数据进行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
关系：二者紧密相关，相辅相成，是控制系统的重要基础1.2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，各单元主要起什么作用？被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调节单元—作用：被控对象：是控制系统的核心检测单元：是控制系统实现控制调节作用的及基础，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。
变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输，其转换结果须符合国际标准的信号制式。
变：将各种参数转变成相应的统一标准信号；送：以供显示或下一步调整控制用。
显示单元：将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况。
梁森(第二版)自动检测技术参考答案
第一部分思考题与习题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为 C 级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买 B 级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 B 。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级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 C 左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于 D 。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为 1.8V，该误差属于A。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）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，其目的是为了 D 。
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2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量；2）动态测量；3）直接测量；4）间接测量；5）接触式测量；6）非接触式测量；7）在线测量；8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为A。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为 B ，100℃时的示值相对误差为C 。
A. 1℃B. 5％C. 1％D. 10％?4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选 B 级。
传感器与检测技术课程教学中的难题与对策(孙传友)
传感器与检测技术课程教学中的难题与对策长江大学孙传友传感器与检测技术（又简称感测技术）课程是高等学校很多专业都开设的技术基础课或专业基础课。
本人连续15年给多个本科专业主讲（兼辅导）传感器与检测技术整个课程。
在长期教学实践过程中不断研究探索，破解传感器与检测技术课程教学中的一个个难题，将这门教师感到难教、学生感到难学的老大难课程，建设成学生评价“最好学、最有收获”的省级精品课程。
我将自己多年的研究成果和教学经验先后编写成《感测技术基础》（电子工业出版社出版）、《感测技术与系统设计》（科学出版社出版）、《现代检测技术及仪表》（高等教育出版社出版），深受读者欢迎和专家好评。
“理解难”的原因与对策早期的传感器或检测技术教材大多偏重于传感器的理论分析和设计，这对当初推行“精英教育”的大学教学是适合的。
大学扩招后，“精英教育”转向为“大众教育”。
按照新的“专业规范”，高等学校一般分为研究型和应用型（或技术型）两大类。
教育部直属的重点大学一般为研究型，其他的普通高校大多定位于应用型（或技术型）。
应用型普通高校的学生基础不同于研究型重点大学，学习传感器的理论分析和设计所需要的相关基础知识比较缺乏或薄弱，学生对传感器理论分析和设计等内容必然感到很难理解。
更重要的是，应用型普通高校的培养目标不同于研究型重点大学，学生学习传感器与检测技术目的不是学会“设计”传感器，而是学会“应用”传感器进行非电量的检测。
学生对传感器理论分析和设计等内容感到学非所用，自然缺乏学习兴趣，教师讲课也就很费劲。
这是本人刚接手传感器课程教学时，遇到的第一个难题。
产生这个难题的原因就是当时没找到合适的教材。
为了解决这个难题，本人在研究现有传感器与检测技术教材内容的基础上，着手编写适合于培养应用型人才的普通高校的新教材《现代检测技术及仪表》。
该教材采取了如下解决“理解难”的办法：1、将教学内容重点从“传感器设计”转向“传感器应用”该教材不是从传感器“设计”的角度重点研究传感器“内部”的理论设计和制造工艺，而是从传感器的“应用”即实现非电量检测的角度，简要阐述传感器的基本原理，重点研究传感器的“外部”连接：传感器与后续电路的连接（即传感器后端的测量电路和仪表电路）、传感器与被测对象的连接（即传感器前端的敏感器）。
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(54 39) 15 5.6 84 。
6-5 答：莫尔条纹宽度为
H
W 2 sin
2
20 10 3 mm 5.73mm 0. 2 2 sin 2
因为标尺光栅每移动一个栅距 W，莫尔条纹就移动一个条纹宽度 H 的距离,所以当标尺 光栅移动 100 微米时，莫尔条纹移动的距离为
5.73mm 100 10 6 28.65mm 20 10 6
6-6 答： 相邻正弦绕组与余弦绕组的间距为(n/2+1/4)W。 相邻正弦绕组和正弦绕组， 相邻余弦绕 组与余弦绕组的间距都为 n 倍节距 W。 6-7 答： 感应同步器测量系统对位移的分辨率 W / m 是由节距 W 和细分数 m 决定的，因此要提 高位移分辨率，就要选用节距 W 小的感应同步器和增大细分数 m。 6-8 答： 感应同步器设置正弦绕组与余弦绕组是为了能在测量位移大小的同时还能判别位移的 方向。 6-9 试分析环境温度变化，对振弦式传感器灵敏度的影响。 解： 在温度变化时，振弦的有效长度也随之变化：
lt l0 (1 t )
式中 t 和 分别为温度和温度膨胀系数， l0 为温度 t 0 C 时的弦长。由于振弦的截面积很 小，可认为当温度变比时其截面积 A 不变。 振弦的应力σ=F/A 代人教材上公式（5-3-3）得振弦的振荡频率可表示为
f
取ml
W V
故V 6-4
W 10 3 m 20m / s 50 10 6 s
解：六位循环码码盘测量角位移的最小分辨率为： 码盘半径应为：
360 5.6 0.098rad 。 6 2
R
l 0.01mm 0.1mm 0.098
循环码 101101 的二进制码为 110110，十进制数为 54； 循环码 110100 的二进制码为 100111，十进制数为 39。 码盘实际转过的角度为：
《现代检测技术及仪表》第 2 版习题解答
孙传友 编
第6章
6-1 答：有三条码道。码盘上最外圈码道上只有一条透光的狭缝，它作为码盘的基准位置， 所产生的脉冲将给计数系统提供一个初始的零位(清零)信号；中间一圈码道称为增量码道， 最内一圈码道称为辨向码道。 这两圈码道都等角距地分布着 m 个透光与不透光的扇形区， 但 彼此错开半个扇形区即 90°/m。所以增量码道产生的增量脉冲与辨向码道产生的辨向脉冲 在时间上相差四分之一个周期，即相位上相差 90°。增量码道产生的增量脉冲的个数用于 确定码盘的转动角度，辨向脉冲与增量脉冲的相位关系用于确定码盘的转动方向。 6-2 答：因为主光栅沿栅线垂直方向(即 x 轴方向)移动一个光栅栅距 W，莫尔条纹沿 y 轴正 好移动一个条纹间距 H（H>>W） ，光电元件的输出电压变化一个周期，光栅辩向电路产生一 个脉冲计数，采用电子细分技术后，主光栅移动一个光栅栅距 W，细分电路将产生 m 个计数 脉冲， 光栅的分辨率即一个脉冲计数代表的位移就从 W 变成 W/m。 光栅的栅距一般为 0.01～ 0.1mm，电子细分数在 12～60 甚至更多，因此光栅传感器能测量很微小的位移。 光栅传感器中有两个相距四分之一莫尔条纹间距的光电元件， 这两个光电元件的输出信 号 u1 和 u2 的相位差正好等于π/2。当位移反方向时，正向位移时原来相位超前的那个光电 元件的输出信号的相位， 就从相对超前变为相对迟后， 这就会使相关的辨向电路控制计数器 从脉冲加计数变成脉冲减计数，因此计数器的计数结果反映位移正负两抵后的净位移。 6-3 答：长光栅所允许的移动速度 V 受光敏二极管响应时间 的限制
df ，则由上式可得 d
k
df 1 A 1 1 A 1 d 4 ml 4 ml 0 (1 t )
由上式可见，温度增加，振弦灵敏度降低。 6-10 答：振弦、振筒两种频率式传感器的共同的特点是都由振动体、激振器、拾振器和放大 振荡电路组成一个反馈振荡系统， 作为振动体的振弦、 振筒都是用具有导磁性的恒弹性合金 制成，当激振器使振动体振动时，磁路的磁阻交替变化，在拾振器中产生感应电压，感应电 压的变化频率等于振动体振动频率。 它们共同的工作原理是，被测非电量如力、压力、密度等使振动体振动频率即拾振器感 应电压的频率改变，因此测量拾振器感应电压的频率就可测出被测非电量。